Plynová kogenerace

8.4.4.2

Plynová kogenerace

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

Stupeň konverze energie obsažené v primárním palivu na elektřinu je podstatně vyšší než u parní kogenerace, tabulka 2. V obrázku 8 je:

1. jednoduchý plynový oběh

2. plynový oběh s výměníkem tepla a rozdělenou turbínou,

v obrázku 9 kogenerační zapojení plynové turbíny.

Obrázek 8 – Plynová turbína

Obrázek 9 – Zapojení plynové turbíny v kogeneraci

K – kotel na odpadní teplo

 NahoruParoplynová kogenerace

Spojením plynové a parní turbíny (paroplynový oběh) je dosaženo vyššího stupně konverze chemické energie paliva na energii elektrickou než při aplikacích jen kogeneračních jednotek s plynovou nebo parní turbínou. Spojením obou typů oběhů se eliminují jejich nevýhody a využijí výhody: vysoká teplota přívodu tepla a nízká odvodu tepla, takže lze dosáhnout vyšší termické účinnosti než u samostatných oběhů. Paroplynový oběh je zjednodušeně znázorněn v obrázku 10.

Obrázek 10 – Paroplynová kogenerace s parní turbínou

Paroplynovou kogeneraci je možné též zajistit tzv. Chengovým oběhem (oběh bez parní turbíny), kde vyrobená pára ve spalinovém kotli je přiváděna do spalovací komory plynové turbíny, obrázek 11. Vstřikem páry se zvyšuje výkon turbíny a tepelná účinnost, snižuje spalovací teplota a produkce NO_x. V případě průmyslové teplárny je dodávka tepla a elektřiny na sobě méně závislá.

Obrázek 11 – Paroplynová kogenerace s Chengovým oběhem

kde je m_pv – přívod paliva,

SK – spalovací komora,

G – generátor,

PT – plynová turbína,

V – kompresor,

B – buben kotle,

PV – přídavné vytápění,

CHÚV – chemická úprava napájecí vody

Paroplynová kogenerace z důvodů vyšší složitosti zařízení a pořizovacích nákladů se obvykle uplatňuje až od vyšších elektrických výkonů (asi nad 10 MW).

Výčet zařízení pro KVET není zde úplný, jsou možné další kombinace základních systémů, nové poznatky z rozsáhlého výzkumu v této oblasti, které by svým rozsahem vybočovaly ze záměrů této příručky (např. KVET realizovaná Dieselovými motory s parní turbínou, pokročilý…