Газопоршневые установки для теплиц

Когенерация в тепличном хозяйстве

Современный рынок малой энергетики всё больше акцентирует внимание на максимально эффективном использовании как первичных, так и вторичных энергетических ресурсов. Об этом явно свидетельствует большое количество проектов, направленных на более эффективное энергоснабжение промышленных и коммунальных предприятий.

Сейчас уже ни для кого, имеющего профессиональное отношение к энергетике, термин «когенерация» (комбинированная выработка электроэнергии и тепла) не является новым. Преимущества когенерации, в сравнении с обычными процессами выработки электроэнергии, очевидны. Среди них, в первую очередь, следует отметить увеличение эффективности использования топлива до 80

90%, более чем удовлетворительные экологические показатели и автономность систем когенерации.

Необходимо также отметить ещё один аспект, который делает систему когенерации крайне привлекательной, – возможность использования вторичных энергетических ресурсов, или продуктов сгорания природного газа. Наибольший интерес представляет диоксид углерода (углекислый газ), содержащийся в продуктах сгорания и использующийся для подкормки тепличных культур. Первый положительный опыт его применения для подкормки растений был получен ещё в начале 20 века.

В последующие годы были предложены многочисленные варианты использования продуктов сгорания газообразного топлива с целью повышения (примерно на порядок) содержания углекислого газа в теплицах и доведением концентрации CO2 с 0,03% в воздухе до 0,3% в атмосфере установок защищенного грунта. Работы, проведённые в этом направлении Энергетическим институтом им. Г. М. Кржижановского и Институтом физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР, подтвердили высокую эффективность метода. Отмечалось ускоренное развитие растений, возможность получения ранних овощей, увеличение сбора зеленой массы и цветов.

Система осуществляет работу по следующей схеме: когенерационная установка вырабатывает электроэнергию и утилизирует тепло систем смазки и охлаждения. Параллельно с этим происходит выброс продуктов горения. Эти продукты проходят специальный процесс очистки, затем охлаждаются в обычном теплообменнике до допустимой температуры (примерно 50 °С). С помощью специальных лопастных турбовениляторов они смешиваются с воздухом в теплице, а также доставляются непосредственно к основаниям растений

В настоящее время подобный способ применяется во многих странах мира, таких как Бельгия, Дания, Франция, Испания, Великобритания, Португалия. Наиболее типичным примером является тепличное хозяйство Голландии, где долголетний опыт культивирования цветов и овощей сделал эту систему уникальной, не имеющей аналогов на данный момент. Постройка теплиц особой конструкции решила все проблемы, связанные с климатом страны. Конструкция теплиц и сопутствующего оборудования обеспечивает необходимый запас энергии за счёт применения когенерационных установок. В свою очередь, двуокись углерода, использующаяся в замкнутых пространствах теплиц, стимулирует рост растений посредством фотосинтеза.

В процессе утилизации выхлопных газов одной из наиболее важных проблем является, очистка и преобразование продуктов горения до чистого оксида углерода. Известно, что продукты сгорания топлива малых когенерационных установок содержат углекислый газ в больших количествах. Но помимо CO2 в них содержатся также оксиды азота NOx, углеводороды CH, монооксиды углерода CO. С целью уменьшения содержания вредных примесей применяется специальная система на основе селективного каталитического конвертора и катализатора, которые могут устанавливаться между газовыми двигателями и системой охлаждения выхлопных газов. За счёт использования аммиачной воды (мочевины), которая впрыскивается в выхлопной газ, содержание оксидов азота в этой системе уменьшается почти на 90%.

Мочевина, известная как карбамид или гидразин углерода, получается в процессе реакции между жидким аммиаком NH3 и углекислым газом CO2. При взаимодействии с продуктами горения мочевина начинает разлагаться до аммиака, который, вступая в реакцию с оксидами азота, превращает их в «безобидный» азот N2.

Химический процесс протекает следующим образом:

4NO+4NH3+O2=N2+6H2O
6NO2+8NH3=7N2+12H2O
NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O
O2+4NO+4NH3=4N2+6H2O
NH3+NOx+O2=N2+H2O+CO2

После тщательной очистки углекислый газ поступает непосредственно в теплицу, где смешивается с воздухом и в процессе фотосинтеза поглощается растениями:

6CO2+12H2O +(свет) = C6H12O6+H2O+6O2

Известно, что необходимыми условиями для роста растений являются тепло, свет и углекислый газ. В процессе фотосинтеза, с участием хлорофилла как катализатора, СО2 в растениях преобразуется в углерод, что способствует их бурному росту. В окружающем воздухе содержатся около 350 объемных долей углекислого газа. Для активного роста, в зависимости от вида растений, в атмосфере теплицы содержатся от 700 до 800 объемных долей СO2 (1 ppm – 1 микролитр углекислого газа на 1 л воздуха). Причем при усиленном ассимиляционном освещении, которое подается в теплицы, поглощение растением СО2 значительно увеличивается. За счет обогащения атмосферы теплицы углекислым газом рост высаженных культур, а следовательно и урожайность можно повысить натуральным и экономичным способом почти на 40%.

Исследования в области экономической состоятельности применения когенерации для отопления теплиц и углекислого газа для подкормки растений доказывают высокую эффективность рассматриваемых процессов.

Можно провести приблизительные расчёты стоимости сопутствующего оборудования для современных теплиц:

• Во-первых, экономия средств на электроэнергию при использовании мини-ТЭЦ составляет от 0,8 до 1 рубля за каждый выработанный установкой кВт.ч.
• За один год (8000 часов работы) мини-ТЭС мощностью 1 МВт при среднегодовой нагрузке в 75% вырабатывает: 0,75×8000=6000 МВт.ч.
• Экономия при работе такой установки составит примерно 5 млн рублей в год.

Во-вторых, совершенно очевидна экономия в использовании углекислого газа, как одного из наиболее важных удобрений, способствующих интенсивному росту растений. За один час мини-ТЭС мощностью 1 МВт при среднегодовой нагрузке 75% вырабатывает 372 м3 углекислого газа нормального давления, с содержанием СО2 на уровне 700 ppm. Экономия при получении углекислого газа таким способом составит примерно 0,24 рубля на 1 м3 углекислоты. Таким образом, дополнительная экономия от использования системы утилизации выхлопных газов будет порядка 900 тыс. рублей в год при достаточно невысокой стоимости дополнительного оборудования – около 200 тыс. рублей на 1 МВт установленной электрической мощности.

С учётом всех преимуществ когенерации урожайность отдельно взятой теплицы возрастает примерно на 40%. Таким образом, если при определённой урожайности 1 м2 теплицы приносит доход 5000 рублей в год, то при использовании когенерации с системой утилизации выхлопных газов эта сумма увеличится до 7000 рублей.

Одной из корпораций, занимающейся реализацией подобных проектов, является компания Siemens Gas Engines. Уже более 30 лет она разрабатывает и продаёт когенерационные системы. Примером реализации принципа когенерации в тепличном хозяйстве является система, созданная компанией Guascor для испанской фирмы ENDANEA. Она состоит из двух модулей Siemens SGE-36FL электрической мощностью 530 кВт и обеспечивает потребности тепличного хозяйства в электроэнергии и горячей воде для нужд теплофикации.

Таким образом, преимущества использования технологии когенерации в теплицах действительно очевидны. Среди них, прежде всего, нужно отметить следующие:

• увеличение урожайности каждой отдельно взятой теплицы;
• бесперебойное снабжение углекислым газом и теплом;
• максимальная безопасность эксплуатации;
• дополнительные выгоды за счёт сэкономленных средств на подкормку растений.

В.С. Беляков, Д.Г. Сазонов
Журнал «Турбины и Дизели»

Источник статьи: http://esist.ru/work/mini-tec/greenhouse/

Генераторы для теплиц

• 

Срок возврата инвестиций 1,5 — 2 года

Электроэнергия от 1,6 руб/кВт

Бесплатное тепло при когенерации

Экономия от 500 000 руб./месяц

Высокий КПД наших установок

Короткие сроки строительства

Телефон отдела продаж:

Газовый генератор для отопления теплиц PowerLink – это современное решение, позволяющее не только автономно производить электрическую и тепловую энергию, но и использовать продукты сгорания природного газа. Отработавшие газы могут в последующем применяться в качестве органического удобрения для стимулирования роста растений.

Установка генератора для теплиц позволит отапливать помещения, нагревать воду до необходимой температуры (для полива растений), освещать посадки и эксплуатировать бойлеры.

Преимущества когенерационных установок PowerLink для тепличных комплексов:

1. Высокий энергетический КПД, достигающий 90%.
2. Уменьшение затрат на энергию.
3. Обогрев теплицы электричеством.
4. Снижение количества вредных выбросов.
5. Применение углекислого газа в качестве органического удобрения для посадок.
6. Стабильная и бесперебойная работа.
7. Легкость эксплуатации.

Доступная стоимость генераторов для теплиц, сертификация по стандарту ISO 9001:2000 и официальная гарантия – основные преимущества сотрудничества. Чтобы подробнее обсудить детали проекта, звоните по номеру 8 (800) 775-91-70 или отправляйте заявку на адрес электронной почты sales@powerlinkworld.ru.

Реализованные проекты

Газопоршневая электростанция PowerLink GXE50-NG, электрической мощностью 50 кВт, для коммерческого предприятия

Электростанция выполнена в открытом исполнении, для размещения в помещении. Газовый оригинальный двигатель PowerLink GX5S-LE01G с навесным оборудованием; Режим работы постоянный — 24/7. Топливо — природный магистральный газ. Рабочее давление газа 5 кПА.

Реализованные проекты

Две газопоршневые электростанции PowerLink по 250 кВт — в едином контейнере!

Специально для нашего Заказчика был изготовлен энергомодуль, состоящий из двух газопоршневых электростанций PowerLink GXE250-NG. Каждая газовая электростанция вырабатывает по 250 кВт. Общая электрическая мощность такой контейнерной электростанции составляет 500 кВт. Электростанции выполнены на базе оригинальных газопоршневых двигателей PowerLink GX13K-LE02G.

Реализованные проекты

Газопоршневая электростанция (ГПГУ) PowerLink 200 кВт в кожухе, для майнинг-фермы.

PowerLink изготовил газопоршневую электрогенераторную установку в шумозащитном кожухе GXE200S-NG, специально для майнинг фермы. Установка работает на низком давлении (

Реализованные проекты

Газопоршневая когенерационная электрогенераторная установка (CHP) PowerLink 400 кВт, двигатель MAN, в блок-контейнере

PowerLink изготовил газопоршневую мини-ТЭЦ CG400-NG. Данная установка имеет два контура отбора тепла с выхлопных газов и с рубашки охлаждения двигателя, т.е. помимо выработки электроэнергии, также вырабатывается тепловая энергия, которую можно использовать для собственных нужд на отопление, горячую воду и т.д.

Реализованные проекты

Газопоршневая электростанция (ГПУ) PowerLink 200 кВт для коммунального предприятия

Изготовлена и отгружена газопоршневая электростанция PowerLink GXE200-NG, постоянной электрической мощностью 200 кВт, предназначена для электроснабжения потребителей трехфазным переменным электрическим током напряжением 400 В, частотой 50 Гц. ГПУ отгружена в г. Волгоград. Электростанция изготовлена для работы на давлении газа менее 5 кПА (низкое), топливо — магистральный природный газ.

Реализованные проекты

Когенерационные электрогенераторные установки PowerLink 400, 250 и 200 кВт, двигатели MAN, в кожухах, для тепловых сетей

Завод PowerLink изготовил под проект три когенерационные газопоршневые установки, электрической мощностью 200, 250 и 400 кВт в шумопогодозащитных кожухах. Для установок были подготовлены специальные помещения. Каждая установка вырабатывает не только электричество, но и тепло. Тепло снимается по контуру антифриза и с уходящих выхлопных газов двигателя.

Источник статьи: http://powerlinkworld.ru/usage/teplichnye-kompleksy/

Газогенераторы. Высокопроизводительные системы электропитания.

Тепличные хозяйства могут уменьшить свои эксплуатационные затраты за счет применения газогенераторов комбинированного производства электроэнергии и тепла, которые используют в качестве топлива чистый трубопроводный природный газ. Газогенераторы способны производить электроэнергию, тепло для обогрева теплиц и переработанный углекислый газ из выхлопных двигателей для использования в качестве удобрения.

Преимущества газогенераторов с системой когенерации для тепличных хозяйств:

1. КПД энергии более 90%;
2. cниженные затраты на энергию по сравнению с раздельными системами производства тепла и электроэнергии;
3. уменьшенные выбросы вредных веществ по сравнению с раздельными системами производства тепла и электроэнергии;
4. увеличение доходов благодаря экспорту электричества;
5. удобрение культур углекислым газом.

Принцип работы газогенераторов:

Конфигурация любого газогенератора может быть изменена в соответствии с областью применения, включая регенерацию тепла. Двигатель приводит газогенератор в движение для производства электроэнергии. Контуры воды рубашки охлаждения и/или охлаждения отработавших газов двигателя проходят через теплообменники, которые обеспечивают отвод тепла для нагрева водяного бака. Горячая вода из бака используется для обогрева теплиц. Для удаления угарного газа предназначены каталитические нейтрализаторы, а для снижения содержания оксидов азота (NOx) применяются системы избирательного каталитического восстановления. В результате на выходе обеспечивается настолько высокая чистота выхлопных газов, что они подаются к корням растений в качестве удобрений. Это позволяет повысить урожай фермерских хозяйств.

В связи с тем что при выборе характеристик газогенератора главным критерием является потребление тепла, объемы производства электроэнергии в тепличных хозяйствах часто превышают его потребности. Во многих странах Европы предусмотрены программы поощрения производства электроэнергии с высоким КПД через льготные кредиты. Основное количество произведенной электроэнергии подается в местную электрическую сеть. В других странах мира наблюдается смещение в сторону схожих решений в связи с низкой надежностью электрической сети и слабой экономикой.

Компания AGT предлагает специализированные комплекты газогенераторов для когенерации. Данные комплекты включают в себя механическое оборудование и системы управления, необходимые для улавливания и передачи тепловой энергии двигателя к тепличным хозяйствам. Кроме того, компания AGT предлагает решения для обработки выхлопных газов, а также промышленные распределительные устройства параллельной работы газогенераторов коммунального назначения, которые позволяют продавать излишки электроэнергии в местную электрическую сеть.

Общая экономия затрат на энергию может значительно перекрыть затраты на эксплуатацию и владение. В зависимости от местных цен на энергию и правил использование таких систем может окупиться за 2 -3 года.

Источник статьи: http://zavodagt.ru/dlya-teplits