Когенерационный цикл

Когенерация — процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии. При работе ГТУ в когенерационном цикле, выхлопные газы после ГТУ поступают в котёл-утилизатор (КУ) – теплообменный аппарат, нагревающий рабочее тело (вода, пар) за счёт теплоносителя (выхлопные газы). Таким образом, получается дополнительный продукт – тепловая энергия в виде горячей воды или пара, или же пар на технологические нужды.

Рис. 5 - Схемакогенерационного цикла

Простой КУ не потребляет топлива, потребление ограничиваются лишь затратами электроэнергии на прокачку рабочего тела через КУ.
Использование когенерационной схемы с простым КУ позволяет дополнительно получить 1.5-1.7 МВт тепловой энергии на каждый выработанный МВт электрической энергии.

КУ с дожигом позволяет увеличить выработку тепловой энергии или пара. Дожиг представляет собой горелочное устройство, установленное в КУ. Горелочное устройство потребляет природный газ. Мощность КУ с дожигом ограничивается количеством кислорода, содержащимся в выхлопе ГТУ (как правило 15~16%).

Использование когенерационной схемы с КУ с дожигом позволяет получить дополнительно до 3.2 МВт тепловой энергии на каждый выработанный МВт электрической энергии.

КУ сбросного типа представляет собой КУ с дожигом, в горелочное устройство которого помимо топлива подаётся воздух для горения. Мощность такого котла не ограничивается ничем. По сути представляет собой отдельный котёл, в который сбрасываются выхлопные газы ГТУ.

КУ сбросного типа может работать в трех разных режимах:

1. Совместно с газотурбинной установкой (как КУ с дожигом).

2. Совместно с газотурбинной установкой (как КУ без дожига).

3. Самостоятельно без газотурбинной установки (как обычный котел).

Преимущества:

- выработка одновременно с электричеством тепловой энергии без существенных дополнительных затрат;

- общий КПД станции – до 80~86%;

- простая, проверенная, надёжная схема.

Недостатки:

- более высокие по сравнению с простым циклом капиталовложения.

- при использовании КУ с дожигом или сбросных котлов-утилизаторов возникает дополнительный расход газа;

- в летний период, когда потребность в тепле отсутствует или незначительна, мощность КУ снижают (вплоть до полного отключения), большая часть выхлопа выбрасывается в атмосферу, что снижает общий КПД станции вплоть до значений простого цикла.