Koģenerācija

Pasaules praksē šis termins apzīmē kombinēto siltuma un elektroenerģijas ražošanu dažāda veida enerģētiskajās iekārtās, tai skaitā iekšdedzes dzinējos ar siltuma utilizēšanu un gāzturbīnu tipa iekārtās. Koģenerācijas izmantošana ļauj paaugstināt kurināmā izmantošanas koeficientu līdz 80-90%, jo vismodernākās termoelektrostacijas sasniedz, labākajā gadījumā, 58-59%.

Gāzes virzuļu iekārta ar siltumenerģijas utilizēšanu ir gāzes virzuļdzinējs jeb iekšdedzes dzinējs, ar kura palīdzību ģeneratora vārpsta ražo elektroenerģiju, bet siltumenerģija (karstais ūdens vai tvaiki) veidojas, kad dzinējā atstrādātais gāzes-gaisa maisījums utilizējas siltummainī.

Gāzes virzuļiekārtas maksimālais lietderības koeficients sasniedz 80-85% (elektriskais lietderības koeficients aptuveni 40%, siltuma – 40-45%). Elektriskās jaudas un siltumspējas attiecība ir 1:1,2. Gāzes virzuļiekārtas viena bloka elektriskā jauda var būt robežās no 1 līdz 16 MW, bet sakarā ar to, ka iekārtas var darboties paralēlā režīmā, potenciālajam pasūtītājam nepieciešamā jauda praktiski ir neierobežota. Jāpiebilst, ka šie parametri var būtiski atšķirties atkarībā no ražotājfirmas un konkrētā projekta, tai skaitā arī atsevišķa bloka minimālā un maksimālā jauda (tos ražotājs var izgatavot pēc pasūtījuma).

Patlaban gāzes virzuļiekārtas izmanto dažādi uzņēmumi (tai skaitā rūpniecības un energoapgādes), medicīnas un administratīvajās ēkās, lielās viesnīcās, tirdzniecības, sporta, biroju centros un citur.

Jāpiebilst, ka gāzes virzuļiekārtas sekmīgi tiek ieviestas arī uz urbšanas platformām un atradnēs, šahtās, attīrīšanas ietaisēs kā rezerves, papildu vai galvenais elektroenerģijas avots. Tas notiek tāpēc, ka šais iekārtās var tikai izmantoti šādi gāzes veidi:

• propāna un butāna maisījums
• dabasgāze (sašķidrinātā, saspiestā, maģistrālā)
• naftas urbumu pavadgāze
• rūpnieciskā (pirolīzes, koksa, šahtu)
• biogāze
• un citas

Energoobjektu rekonstrukcijas vai celtniecības darbu gaitā var nodalīt vairākus gāzes virzuļiekārtu ieviešanas komponējošos risinājumus:

• Gāzes virzuļiekārtas izbūve atsevišķā platībā, jaunbūve
• Gāzes virzuļiekārtas uzstādīšana jau esošā katlumājā, piebūves veidā

Galvenais gāzes virzuļiekārtas pluss salīdzinājumā ar gāzes turbīnu iekārtu ir tās noturība pret elektriskās noslodzes kritumu. Ja noslodze krītas līdz 50%, turbīnu iekārtas elektriskais lietderības koeficients būtiski samazinās. Savukārt gāzes virzuļiekārtām ir augstāks un noturīgāks lietderības koeficients visā temperatūru intervālā.

Degvielas īpatpatēriņš uz saražoto elektroenerģijas kilovatstundu virzuļiekārtām ir mazāks jebkurā noslodzes režīmā. Tas izskaidrojams tādējādi, ka virzuļiekārtu elektriskais lietderības koeficients ir augstāks. Ar vienādu elektrisko jaudu turbīnu iekārta saražo vairāk siltumenerģijas, tāpēc dažos gadījumos potenciālajam lietotājam tas var būt nozīmīgs faktors.

Gāzes virzuļiekārtas izbūvei nepieciešams ievērojami vairāk vietas nekā turbīnu iekārtai, lai gan nav jābūvē kompresors gāzes iespiešanai agregāta ieejā. Spiediena pazemināšana samazina iekārtas drošības zonu, tāpēc to iespējams ekspluatēt dzīvojamo namu zonā.

Gāzes virzuļiekārtas atšķirībā no turbīnu iekārtām biežāk nākas apturēt tehniskajai apkopei. Parasti virzuļiekārtu kapitālais remonts tiek veikts tās atrašanās vietā, bet turbīnu iekārtu nepieciešams nogādāt speciālajā rūpnīcā. Šis salīdzinājums ir relatīvs un viena vai otra tehniskā risinājuma izvēle atkarīga no konkrētā projekta un dažādu ražotājfirmu piedāvātā aprīkojuma raksturlielumiem.

Izvēloties gāzes virzuļiekārtu, uzmanība jāpievērš visdažādākajiem raksturlielumiem, jo atkarībā no konkrētā piegādātāja var būtiski atšķirties šādi faktori: drošums, lietderības koeficients, ekoloģiskums, skaņas izolācijas esamība vai neesamība, iekārtas un rezerves daļu piegādes termiņi remonta nepieciešamības gadījumā un citi. Īpaša uzmanīgiem jābūt ar ārzemju ražotājiem, jo iekārtas un rezerves daļu piegādes termiņi no ārvalstīm var būt diezgan ilgi, kas var izraisīt iekārtas dīkstāvi.

Organizējot tenderus vai konkursus nepieciešams ņemt vērā, ka līdztekus tēriņiem mini termoelektrostacijas (ne tikai gāzes virzuļiekārtas) pamataprīkojumam jāaprēķina visa iekārtas ieviešanas projekta izmaksas. Potenciālais pasūtītājs ne vienmēr pareizi aprēķina tēriņus, kas rodas mini termoelektrostacijas ieviešanas procesā, jo visa projekta (līdztekus pamataprīkojumam) izmaksas var būt vairākkārt augstākas. Izmaksas par visu projektu var ietvert šādus faktorus: pieslēgumu gāzes sadales tīkliem, skaņas izolācijas uzstādīšanu, transformatoru apakšstacijas un elektroapgādes līnijas izbūvi, cauruļvadu izbūvi siltumenerģijas novadīšanai, ūdens attīrīšanas un ūdens sagatavošanas būves un daudz citu.

Pirms darbu uzsākšanas un pozitīva lēmuma pieņemšanas par projekta apstiprināšanu nepieciešams izskatīt šādus ļoti svarīgus uzdevumus:

• noteikt pievienošanas izmaksas elektroapgādes tīkliem, ja tiek plānots ar energosistēmu paralēlas darbības režīms, kā arī izvēlēties un saskaņot ar tīklu īpašnieku un sistēmas operatoru pieslēgumu punktus energosistēmai, noteikt mini termoelektrostacijas darbības režīmu un shēmu jaudas padevei energosistēmā
• noteikt pieslēguma iespējas gāzes sadales tīkliem un tā izmaksas
• noteikt izmešu utilizācijas veidu un izmaksas (jauns avots, esošās jaudas aizvietojošs avots, paralēli esošajam enerģijas avotam strādājošs avots)