Одна большая биогазовая генераторная установка или две меньшие установки?

Биогазовая электростанция нуждается в более чем достаточной установленной генерирующей мощности. Также необходим практический способ управления изменением производства топлива, спросом на электроэнергию, техническим обслуживанием и неожиданными отключениями. Эти условия эксплуатации могут сделать количество генераторных установок столь же важным, как и их общая номинальная мощность.

Представьте себе проект, включающий одну биогазовую установку мощностью 500 кВт или две установки мощностью 250 кВт. Оба устройства имеют суммарную номинальную мощность 500 кВт, но в повседневной работе они ведут себя по-разному. Одноблочный вариант механически проще, тогда как двухблочный вариант может обеспечить большую гибкость в определенных условиях.

KLY поставки промышленные биогазовые генераторные установки для переработки отходов в энергию. При планировании новой установки покупатели должны сравнить всю систему производства электроэнергии, а не выбирать схему, основанную только на количестве двигателей или их закупочной цене.

Одна генераторная установка мощностью 500 кВт по сравнению с двумя агрегатами мощностью 250 кВт

Эти два устройства могут иметь одинаковую паспортную мощность, но их требования к оборудованию и рабочие характеристики различны.

Это соображения планирования, а не автоматические преимущества. Два двигателя меньшего размера не всегда потребляют меньше топлива, а один большой двигатель не всегда является более дешевым долгосрочным выбором.

Лучшее расположение зависит от того, как биогазовая установка будет работать в течение года.

Когда имеет смысл использовать одну большую биогазовую генераторную установку

Одна большая генераторная установка может быть эффективным решением, если проект имеет стабильную подачу топлива и относительно стабильную электрическую нагрузку.

Например, биогазовая установка, которая постоянно имеет достаточно очищенного газа для производства примерно 500 кВт электроэнергии, может предпочесть одну установку большего размера. Такое расположение сокращает количество отдельных двигателей, систем запуска, контуров смазки и графиков планового обслуживания.

Электрическая система также может быть более простой, поскольку нет необходимости координировать работу нескольких энергоблоков во время нормальной работы. Однако установка по-прежнему требует соответствующей электрической защиты, распределительного устройства и оборудования управления для предполагаемого режима работы.

Упрощенное расположение оборудования

Каждая генераторная установка включает в себя двигатель, генератор переменного тока, систему охлаждения, пусковое оборудование, компоненты смазки и органы управления.

Установка одного блока вместо двух может уменьшить количество дублирующихся компонентов. Это также может упростить некоторые части плана технического обслуживания и сократить количество механических систем, которые операторы должны проверять.

Однако более крупному двигателю по-прежнему требуется достаточно места для охлаждения, вентиляции и обслуживания. В машинном помещении также должен быть обеспечен доступ для обслуживания или замены основных компонентов.

Пример продукта: KLY 12V190G

KLY's Газогенераторная установка 12V190G представляет собой подходящий вариант крупной установки для оценки проекта.

Его конфигурация 12V190G-1 указана с номинальной мощностью в диапазоне 500–600 кВт, частотой вращения 1000 об/мин, частотой 50 Гц и водяным охлаждением. Продукт в первую очередь предназначен для применения на природном газе, а KLY также выделяет биогаз среди видов топлива, к которому может быть адаптирован двигатель.

Для проекта по производству биогаза достижимая непрерывная производительность должна быть подтверждена с учетом фактического состава топлива и условий эксплуатации. Опубликованный диапазон номинальной мощности не следует рассматривать как гарантию того, что установка будет непрерывно выдавать 500 кВт на любом доступном биогазе.

Если проект имеет стабильное производство топлива и подходящую нагрузку, более крупная генераторная установка может обеспечить относительно простую компоновку оборудования. Основной компромисс возникает, когда двигатель нуждается в обслуживании или когда эксплуатационные нагрузки падают.

Почему две генераторные установки меньшего размера могут быть более гибкими

Двухблочная схема разделяет генерирующую мощность на более мелкие блоки. Вместо того, чтобы полагаться на один двигатель для производства всей электроэнергии, операторы потенциально могут использовать один или оба агрегата в зависимости от имеющихся потребностей в газе и электроэнергии.

Такая гибкость полезна, когда в биогазовом проекте наблюдаются сезонные изменения в поставках сырья или регулярные изменения в потреблении электроэнергии на заводе.

Согласование выпуска с меняющимся спросом

Рассмотрим объект, потребность в электроэнергии которого колеблется от 200 кВт ночью до 430 кВт днем.

При наличии одной генераторной установки мощностью 500 кВт двигатель должен будет работать примерно на 40 % от номинальной мощности, чтобы обеспечить нагрузку в 200 кВт, при условии, что условия электрооборудования и топлива позволяют эту рабочую точку.

При наличии двух агрегатов по 250 кВт один двигатель теоретически может выдавать 200 кВт при нагрузке примерно 80%. Когда спрос увеличивается, оба устройства могут работать вместе, чтобы удовлетворить более высокие потребности.

Этот пример иллюстрирует потенциальную выгоду модульной генерации, но не является гарантией производительности. Выбранные генераторные установки должны поддерживать предполагаемый диапазон нагрузок, а их эффективность в каждой рабочей точке должна быть подтверждена производителем.

Доступный биогаз также должен поддерживать выбранную стратегию диспетчеризации. Если газа достаточно только для одного меньшего агрегата, установка двух двигателей не создаст дополнительную топливную энергию.

Поддержание мощности во время обслуживания

Газовые двигатели требуют планового технического обслуживания, включая проверки и замену запасных частей. Одноагрегатная установка обычно теряет всю генерацию этой машины во время плановых остановок двигателя.

При наличии двух генераторных установок меньшего размера один двигатель может продолжать вырабатывать электроэнергию, пока другой находится на обслуживании. Это может уменьшить объем генерирующих мощностей, недоступных в то же время.

Однако оставшийся блок мощностью 250 кВт не может автоматически заменить полную мощность системы мощностью 500 кВт. Если объекту требуется более 250 кВт, все равно может потребоваться дополнительная мощность сети, другой источник генерации или снижение нагрузки.

Это частичное резервирование , а не гарантия резервного копирования полной емкости.

Параллельная работа требует правильной системы управления

Две генераторные установки могут работать отдельно или вместе через правильно спроектированную электрическую систему. Если оба устройства предназначены для одновременного питания общей шины, им необходима соответствующая синхронизация, распределение нагрузки и защита.

Полная параллельная система может включать в себя:

• Оборудование синхронизации и управления генератором

• Электрические распределительные устройства и защитные устройства

• Функции распределения активной и реактивной нагрузки

• Совместимые регуляторы двигателя и регулирование напряжения

• Средства управления электропитанием на уровне предприятия

• Соответствующие механизмы присоединения или изолированной эксплуатации

Эти системы координируют работу генераторных установок, чтобы они могли работать в разрешенных электрических пределах.

KLY's Газогенераторная установка 12V135G представляет собой пример изделия меньшего размера. Его конфигурация NPG250 обеспечивает непрерывную электрическую мощность 250 кВт в опубликованных условиях, при скорости вращения 1500 об/мин и выходном напряжении 400/230 В, 50 Гц.

В продукте также описана возможность параллельной работы. Для проектов по производству биогаза из двух установок KLY все равно необходимо будет подтвердить необходимый пакет синхронизации, конфигурацию топлива и доступную мощность для фактической установки.

Добавление второго двигателя без правильного проектирования электрической интеграции не обеспечит функционирование параллельной электростанции.

Что произойдет, если изменится производство биогаза?

Подача топлива является одним из самых больших отличий между биогазовой установкой и обычной газовой установкой.

Предприятие, использующее трубопроводный газ, часто может закупить дополнительное топливо в случае роста спроса при условии соблюдения условий его поставок. Биогазовая установка зависит от производительности пищеварения, наличия сырья, хранения газа и количества газа, выделяемого на другие процессы.

В периоды снижения добычи газа доступная топливная энергия может не обеспечивать полную установленную генерирующую мощность.

Один большой агрегат с пониженной производительностью

Двигатель большего размера может работать при частичной нагрузке, но каждый двигатель имеет утвержденный рабочий диапазон. Длительные периоды работы при неподходящих нагрузках могут повлиять на эффективность, выбросы и техническое обслуживание.

Прежде чем выбрать одно большое устройство, покупатели должны ознакомиться с данными производителя о производительности при частичной нагрузке и минимально допустимой продолжительной нагрузке.

Если производство топлива часто падает ниже уровня, необходимого для эффективной работы, электростанции может потребоваться другая стратегия производства.

Два агрегата с поэтапной эксплуатацией

Имея два агрегата меньшего размера, электростанция может эксплуатировать одну генераторную установку, когда доступность газа низкая, и запускать вторую, когда имеется достаточно топлива и полезная потребность в электроэнергии.

Это может помочь генерирующей системе более точно следовать изменяющимся условиям.

Однако повторяющиеся запуски и остановки также предъявляют требования к оборудованию. Стратегия эксплуатации должна избегать ненужной циклической работы и поддерживать нагрузку каждого двигателя в утвержденном диапазоне.

Газгольдеры и соответствующие средства контроля давления могут помочь справиться с краткосрочными колебаниями поставок. Они не смогут компенсировать долгосрочную нехватку биогаза.

KLY предоставляет индивидуальные решения по очистке газа и энергетике , включая хранение газа, наддув и интегрированные системы управления. Эти вспомогательные системы важны независимо от того, используется ли в проекте одна генераторная установка или несколько.

Стоит ли одна большая единица меньше, чем две меньшие?

Закупочная стоимость важна, но сравнение должно охватывать весь срок эксплуатации установки.

Для одной более крупной генераторной установки может потребоваться меньше дублированных компонентов двигателя и более простая генераторная установка. Для двух меньших устройств требуется больше индивидуального оборудования и может потребоваться дополнительное оборудование для синхронизации.

Однако возможность продолжать частичную генерацию во время технического обслуживания может иметь ценность. Это особенно актуально для объектов, где выработанная электроэнергия компенсирует значительные закупки в сети или где газ в противном случае пришлось бы перенаправлять или сжигать на факелах.

Полное сравнение затрат должно включать:

Ни одна из конфигураций не может быть заявлена ​​как более дешевая без конкретных расценок и эксплуатационных данных.

Правильное финансовое сравнение использует ожидаемое годовое производство электроэнергии и общую стоимость жизненного цикла, а не только первоначальную цену покупки.

Как ТЭЦ влияет на решение?

Некоторые биогазовые электростанции используют отходящее тепло двигателей для нагрева варочного котла, промышленных процессов или других тепловых нагрузок.

В этих проектах по комбинированному производству тепла и электроэнергии конфигурация генератора влияет не только на электрическую мощность, но и на доступность рекуперируемого тепла.

В случае одного большого двигателя плановая остановка может привести к прерыванию рекуперации как электроэнергии, так и тепла. При использовании двух агрегатов меньшего размера работающий двигатель может продолжать подавать часть необходимой тепловой энергии во время технического обслуживания.

Ценность этой схемы зависит от потребности в тепле и тепловой мощности каждого выбранного двигателя. Предприятию, требующему непрерывного обогрева варочного котла, все равно может потребоваться резервный котел или другой надежный источник тепла.

Оборудование ТЭЦ должно быть включено в проект, а не считаться частью комплекта генераторной установки. Теплообменники, трубопроводы, насосы и системы управления должны быть адаптированы к температуре и требованиям к отоплению предприятия.

Пять вопросов, на которые нужно ответить перед выбором

Прежде чем сделать выбор между одной большой биогазовой установкой и двумя меньшими установками, владельцы проекта должны ответить на пять практических вопросов.

1. Насколько стабильны ежедневные поставки биогаза? Стабильная подача топлива может подойти для одного более крупного двигателя, тогда как значительные вариации могут способствовать поэтапной стратегии эксплуатации.

2. Какова нормальная электрическая нагрузка? Выбранная конфигурация должна хорошо работать при наиболее часто встречающихся нагрузках, а не только при ежегодном пике.

3. Сколько электроэнергии может быть потеряно во время технического обслуживания? Если станция не может мириться с полной потерей собственной генерации, модульная мощность может обеспечить полезное частичное резервирование.

4. Подключена ли система к сети или автономно? Электрическое управление, резервные устройства и управление нагрузкой зависят от режима работы.

5. Какое расширение ожидается? Будущее увеличение производства биогаза или спроса на электроэнергию может повлиять на предпочтительную установку первой ступени.

Эти вопросы помогают превратить простое сравнение оборудования в операционный план.

Выбор конфигурации генераторной установки для вашего проекта

Одна большая биогазовая генераторная установка может быть практичным выбором, когда производство топлива и спрос на электроэнергию остаются относительно стабильными. Два блока меньшего размера могут обеспечить полезную гибкость при изменении нагрузки или когда важно продолжать частичную генерацию во время технического обслуживания.

Ни одна из схем не является автоматически более эффективной, более надежной или менее дорогой в каждом проекте. Эти результаты зависят от выбранных двигателей, их требований к топливу, электрической интеграции, стратегии технического обслуживания и условий на площадке.

KLY предоставляет промышленные газогенераторные установки и индивидуальную поддержку проектов для систем переработки отходов в энергию. Если вы сравниваете один блок класса 500 кВт с двумя блоками мощностью 250 кВт, свяжитесь с KLY и сообщите данные о добыче газа, профиль электрической нагрузки и предполагаемый режим работы. Эти детали могут помочь определить генерирующую схему, которая соответствует фактическим долгосрочным потребностям станции.