К настоящему времени установки на базе (РКТЯ) были установлены и продемонстрировали надежную функциональность и эксплуатационные преимущества высоко интегрированной системы стационарного применения в диапазоне до 350 кВт электрической мощности
Это инновационная энергосберегающая установка для применения в области децентрализованных стационарных установок. Она адаптирована для совместного производства тепла и электрической энергии, а в сочетании с адаптированными охлаждающими устройствами абсорбционного типа – для комбинированного производства или тригенерации электрической энергии, тепла и холода.
В состав установки входят следующие узлы:
Технологические параметры:
Тепловая энергия, вырабатываемая установкой, поставляется в форме горячего обедненного воздуха с температурой от 400 до 450°С.
Теплопроизводительность находится в диапазоне от 180 до 200 кВт, учитывая охлаждение обедненного воздуха до 80°С.
Это дает возможность широкому применению установки в области теплоэнергетики, в частности в сфере производства технологического пара, технологического тепла для производственных нужд.
Наиболее предпочтительной областью применения установки на базе топливных элементов (РКТЯ) - является комбинированное производство электроэнергии и тепла или тригенерация (электроэнергия, тепло, холод).
Установка может эксплуатироваться с использованием значительного количества разных газообразных или газифицированных видов топлива, которые характеризуются низкими выбросами загрязняющих веществ, а также высоким электрическим и тепловым КПД. Коэффициент энергия/тепло может регулироваться в широком диапазоне.
Многие установки такого типа, которые базируются на подаче природного газа, были смонтированы в разных частях света и до сих пор успешно эксплуатируются. Все эти установки реализованы как ТЭС, четыре из них как ТЭЦ с производственным и отопительным отпуском теплоты.
Отличительные особенности
В силу электрохимического принципа работы и карбонатного топливного элемента, установка может работать на следующих видах топлива:
Подобно использованию углеводородных газов, присутствие инертных частиц не оказывает влияния на электрический КПД. Инертные компоненты в количестве приблизительно 30% от объема используются для охлаждения топливного элемента, тем самым снижая потребность в паразитной энергии и увеличивая общий энергетический КПД установки. Эти особенности дают положительную рекомендацию установки для использования вторичного топлива, которое является топливом из децентрализованных и восстанавливающих источников, в частности из биомассы и отходов, например, газы как результат анаэробной ферментации и газированные вещества из древесины, бумаги, отходов и т.д. Это сберегает значительное число первичных энергоносителей, обеспечивая высокий уровень энергосбережения, и перерабатывает парниковые газы.
Высокоэксергивное тепло с температурой 400-450°С дает возможность применения в значительном количестве теплоэнергетических установок. Выработка технологического пара, технологического тепла для производственных нужд, рециркуляция насыщения – вот области применения в настоящее время.
Наиболее интересным применением установки является комбинация с высокотемпературным абсорбционным охладителем или с охладителем с инжекцией пара. Процесс применения высокой температуры обеспечит увеличение мощности в сравнении с существующими в настоящее время термальными охладителями.
Доходность от холодопроизводительности значительно выше, чем от подачи тепла, и перекрытие спросов на тепло и холод в течении года гарантируют продолжительную годовую эксплуатацию при полной нагрузке, что снижает срок окупаемости.
Комбинация систем газификации биомасс или отходов с установкой, а также с адаптированными абсорбционными охладителями формируют базовый строительный блок для интегрированной энергосберегающей системы энергообеспечения, которая отвечает требованиям различных отраслей промышленности и торговли, муниципального использования, коммунальных служб и, возможно, частного сектора.
Типовые объекты оптимального применения установки:
Инновационная идея децентрализованного использования рассредоточенных источников доступной энергии для производства различных форм потребляемой энергии может оказать разностороннее положительное влияние на экономическую и экологическую ситуацию за счет:
Все реализованные европейские проекты являются теплоэнергетическими станциями, некоторые включают в себя производство насыщенного пара. Четыре и станции оснащены абсорбирующими охлаждающими устройствами для обслуживания систем кондиционирования ("тригенерация"). Эти установки показывают превосходный общий КПД для электричества, теплоэнергии и холода в диапазоне от 70% до 90% в зависимости от типа установки, что говорит о высоком достигнутом уровне энергосбережения.
Получаемые энергоресурсы на выходе с установки:
Электричество
Тепло
Обедненный воздух
Технологические характеристики
Топливо | Мощность | Эффективность | Отработанный воздух | Размеры (Д х Ш х В) |
|||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Электрич.1) | Термич.2) | Электрич. | Термич. | ||||
кВтЭл. | кВттерм. | NЭл.(%) | Nтерм. (%) | Нм3/ч | °С4) | мм | |
Природный газ | 346 | 242 | 47.0±2 | 32.8±5 | 1800 | 400-450 | 9480 х 3060 х 38705) |
Биогаз | 346 | 2343) | 47.0±2 | 31.8±2 | 1850 | 380-420 | 11320 х 3060 х 38706) |
Биологический газ | 346 | 2343) | 47.0±2 | 31.8±2 | 1850 | 380-420 | 11320 х 3060 х 38706) |
Метанол | 346 | - | - | - | - | - | - |
Примечание:
В течение нескольких десятилетий эксперты были согласны, что твердооксидные топливные элементы обладают наибольшим потенциалом среди любых технологий топливных элементов. Отличаясь недорогими керамическими материалами и чрезвычайно высоким электрическим КПД, инновационные твердооксидные топливные элементы могут гарантировать хорошие экономические показатели без зависимости от комбинированного производства электроэнергии и тепла. Но до сих пор существовали значительные технические сложности, препятствующие коммерциализации данной многообещающей новой технологии. Твердооксидные топливные элементы работают при чрезвычайно высокой температуре (обычно свыше 800°С). Благодаря чему они обладают чрезвычайно высоким электрическим КПД и гибкостью в отношении топлива, что содействует получению лучших экономических характеристик.
Благодаря достижениям в области материаловедения и инновационному исполнению, технология твердооксидных топливных элементов в настоящее время является рентабельным решением по получению электроэнергии.
Каждый топливный элемент способен вырабатывать около 25 Вт, чего достаточно для питания световой лампочки. Для большей мощности элементы укладываются друг на друга вместе с металлическими соединительными пластинами, образуя сборку из топливных элементов. Каждый элемент представляет собой плоский твердый керамический квадрат, состоящий из обычного похожего на песок "порошка". Нескольких сборок, размер которых вместе взятых примерно равен буханке хлеба, достаточно для снабжения энергией среднего дома. Сборки стыкуются в 25-киловаттные модули, а те, в свою очередь, уже в 100-киловаттные модули, из которых может собираться установка различной мощности.
Такой модуль способен обеспечить среднее энергопотребление для 100 средних частных домов или одно небольшое офисное здание площадью 3 тыс. кв.м.
В случае необходимости модули могут быть объединены в блоки и давать выходную мощность с установки 1 МВт и более.
Помимо высоких технических характеристик данная модульная конструкция обеспечивает:
Топливом для теплоэнергетических установок на базе топливных элементов (ТОТЯ) служит природный газ.
Преимущества:
В сравнении с существующими типовыми тепловыми и угольными электростанциями теплоэнергетическая установка на базе топливных элементов (ТОТЯ) обладает следующим набором ключевых преимуществ:
Основные характеристики:
Входные параметры | |
Топливо | Природный газ, биогаз |
Давление топлива на входе | 1 бар |
Необходимое топливо при номинальной мощности | 166,6 МКал/ч природного газа |
Необходимая вода (только для запуска) | 450 л коммунально-бытовой воды |
Выходные параметры | |
Номинальная выходная мощность (переменный ток) | 100 кВт |
Электрический КПД (низшая теплотворная способность нетто переменный ток) | более 50% |
Физические характеристики | |
Вес | 10 тонн |
Размеры | 5,7 х 2,1 х 2,1 м |
Выбросы | |
NOx | менее 31,7 г/ МВт-ч |
SOx | Незначительно |
CO: | менее 45,3 г/ МВт-ч |
VOCs | менее 9,1 г/ МВт-ч |
CO2 при указанном КПД | 350 кг/ МВт-ч по природному газу, нулевой уровень по биогазу |
Окружающая среда | |
Стандартный диапазон температуры | 0 до 40°С (опционально – для холодного климата) |
Макс. высота над уровнем моря при номинальной мощности | 1800 м |
Влажность | 20%-95% |
Сейсмические колебания | IBC 2003: класс местоположения D |
Расположение | На открытом воздухе |
Шум при номинальной мощности: | менее 70 дБ на расстоянии 1,8 м |
Дополнительные примечания:
|
Технический департамент: info@intech-gmbh.ru, тел. +7 (499) 261-08-45.
Центральный сайт компании Интех ГмбХ
Филиал компании в Казахстане – ТОО "Интех СА