Паровая турбина для биомассы

Типы паровых турбин на биомассе

Паровая турбина на биомассе преобразует отходы биомассы в энергию; это достигается с помощью различных процессов, которые производят пар, который, в свою очередь, вращает турбину для выработки электроэнергии. Для производства энергии обычно используется несколько видов биомассы, таких как пустые плодовые гроздья пальмы, древесина, бумага и солома (пшеничная солома, рисовая солома и т. д.), а также биогаз в результате разложения органических материалов. Биомассовые турбины можно сгруппировать по нескольким критериям.

• Выработка электроэнергии

Энергию биомассы можно использовать различными способами, и различные технологии приводят к появлению различных типов паровых турбин на биомассе. Биомассовая электростанция с паровой турбиной преобразует тепловую энергию биомассы в электроэнергию. Биомасса сжигается в котле, образуя пар, который приводит в движение турбину, связанную с генератором, производящим электроэнергию. Еще один способ использования энергии биомассы — это биомассовые газификаторы с турбинами. Газификаторы преобразуют органические вещества в синтез-газ (биомассовый газ), который может непосредственно питать турбину или подвергаться сгоранию с преобразованием в пар. Биомассовое брожение с турбинами также производит другой вид энергии; процессы брожения преобразуют органические вещества в этанол, возобновляемый источник энергии. Биологические процессы также производят метан, который называется биогазом. Биогаз может использоваться для выработки электроэнергии, тепла и света путем анаэробного сбраживания.

• Размер и мощность

В зависимости от размера и мощности паровую турбину на биомассе можно назвать маломасштабной турбиной, среднемасштабной турбиной или крупномасштабной турбиной. В сельской местности или удаленных районах, где доступ к электросети ограничен, а крупные коммерческие предприятия обслуживают обширные районы, маломасштабные паровые турбины на биомассе могут обеспечивать энергией фермы, местные общины и предприятия, не подключенные к электросети. Среднемасштабные турбины более значительны, чем маломасштабные, но не такие большие, как крупномасштабные турбины. Их часто можно найти в промышленных зонах, на перерабатывающих предприятиях или в экспортных центрах недалеко от портовых районов. Крупномасштабные турбины, с другой стороны, представляют собой энергетические системы промышленного масштаба, предназначенные для переработки биомассы и выработки значительных объемов электроэнергии для питания электросети.

С точки зрения принципов работы паровые турбины на биомассе также можно классифицировать как колебательные паровые турбины, работающие с тепловыми двигателями, паровые турбины с двойным энергетическим циклом, которые также имеют тепловой двигатель, и дымовые паровые турбины, которые используют тепло от сжигания биомассы в качестве источника энергии.

Спецификация и техническое обслуживание

Эффективность паровой турбины на биомассе зависит от некоторых простых задач по техническому обслуживанию. Некоторые детали требуют регулярного технического обслуживания, в то время как другие требуют периодической проверки и обслуживания.

Паровая турбина-генератор на биомассе имеет следующие технические характеристики в зависимости от ее типа и мощности:

• Мощность

  Мощность обычно измеряется в мегаваттах. Размер, конструкция, сборка и поставка топлива влияют на мощность. Крупные турбины иногда могут вырабатывать до 20-30 МВт мощности (или даже больше), в то время как более мелкие турбины могут вырабатывать несколько мегаватт; некоторые даже до киловатт.

• Эффективность

  Турбины преобразуют энергию пара в механическую энергию, а затем в электрическую энергию. Отношение используемой энергии к общей поставленной энергии — это КПД, который будет отличаться для каждой турбины, типа, конструкции и мощности.

  Рабочая температура и давление: чтобы турбина работала на максимальной мощности, необходимы правильная рабочая температура и давление. Давление обычно составляет от 50 до 90 бар, а температура — от 450 до 600 градусов Цельсия.

• Конструкция

  Некоторые конструкции включают импульсные и реактивные типы. Импульсная паровая турбина преобразует давление пара в кинетическую энергию, заставляя вращаться ротор. Пар расширяется через сопла и ударяет по лопаткам. Напротив, реактивные турбины имеют частично закрытые лопатки. Пар движется по кругу, заставляя вращаться ротор.

• Соединения

  Паровая турбина-генератор будет иметь различные типы соединений для жидкостей и электрических соединений. Турбина может иметь электрические соединения DN40 PN10, DN100 PN10 и DN150 PN10.

Техническое обслуживание

Регулярные проверки паровой турбины на биомассе включают:

• Проверку на наличие утечек, неплотных соединений и необычных шумов
• Осмотр паровых уплотнений, подшипников и лопаток
• Проверку систем управления и датчиков
• Поиск признаков коррозии, эрозии или обрастания
• Калибровку датчиков давления и температуры
• Мониторинг выбросов и КПД преобразования энергии

Более детальное периодическое обслуживание будет включать в себя следующее:

• Очистку системы и деталей турбины
• Мытье лопаток турбины и конденсаторов
• Замену изношенных деталей
• Смазывание подшипников и уплотнений

Снимайте детали и тщательно осматривайте их во время капитальных ремонтов. Такие компоненты, как ротор, статор, подшипники, уплотнения и генератор, необходимо проверять. Заменяйте поврежденные компоненты, чтобы турбина продолжала хорошо работать. Во время капитального ремонта также следует проверять каналы охлаждающей воды конденсаторов.

Тщательно следуйте инструкциям производителя. Техническое обслуживание паровой турбины на биомассе должны выполнять только обученные специалисты, знакомые с принципами работы паровой турбины. Хорошо обслуживаемая паровая турбина на биомассе может прослужить много лет, эффективно вырабатывая электроэнергию.

Сценарии использования паровых турбин на биомассе

• Промышленная выработка электроэнергии:

  Паровые турбины на биомассе широко используются в промышленной выработке электроэнергии. Биомассовое топливо в изобилии встречается по всему миру, что обеспечивает стабильный и надежный источник топлива для выработки электроэнергии. Кроме того, использование паровых турбин на биомассе может помочь предприятиям снизить углеродный след и соответствовать экологическим стандартам.

• Заводы по переработке отходов в энергию:

  Паровые турбины на биомассе играют важную роль на заводах по переработке отходов в энергию. Эти заводы могут преобразовывать различные отходы биомассы в энергию, тем самым сокращая количество отходов и увеличивая рекуперацию энергии. Такой процесс вносит значительный вклад в экологическую устойчивость.

• Комбинированная теплоэлектроцентраль:

  Паровые турбины на биомассе подходят для систем комбинированной тепло- и электрогенерации (CHP). Такая система может производить как электроэнергию, так и тепло, что обеспечивает более высокую эффективность использования энергии. Системы CHP на биомассе применимы в различных секторах, включая промышленность, сельское хозяйство и жилые районы.

• Удаленные районы и автономные приложения:

  Паровые турбины на биомассе имеют широкий спектр применения в удаленных районах и автономных системах. В этих районах часто отсутствует доступ к электросети, поэтому паровые турбины на биомассе служат в качестве стабильного источника энергии, обеспечивая электроэнергией местные общины и предприятия.

• Сельскохозяйственные приложения:

  Паровые турбины на биомассе находят широкое применение в сельском хозяйстве. Они могут использовать в качестве топлива сельскохозяйственные отходы, такие как солома и шелуха, для выработки электроэнергии, тем самым обеспечивая электроэнергией и теплом сельскохозяйственное производство и переработку.

• Морская и оффшорная энергетика:

  Паровые турбины на биомассе предлагают перспективное энергетическое решение для морского и оффшорного сектора. Они способны преобразовывать морские ресурсы биомассы, такие как биомасса водорослей, в энергию, которая может обеспечивать электроэнергией и связью данные для оффшорных объектов и судов.

Как выбрать паровые турбины на биомассе

• Масштаб и мощность:

  Определите масштаб и требования к мощности. Оцените мощность паровой турбины на биомассе, которая соответствует конкретному проекту по использованию энергии биомассы. Учитывайте такие факторы, как доступные ресурсы биомассы, прогнозируемый спрос на электроэнергию и масштаб проекта, чтобы обеспечить соответствие между мощностью турбины и требованиями проекта.

• Эффективность и производительность:

  При выборе паровой турбины на биомассе важно отдавать предпочтение турбинам с высокой эффективностью и производительностью, чтобы обеспечить оптимальное преобразование энергии. Кроме того, выбирайте турбины, которые способны адаптироваться к различным типам биомассы и условиям пара.

• Воздействие на окружающую среду:

  Учитывайте влияние на окружающую среду при выборе паровых турбин на биомассе. Выбирайте турбины, которые спроектированы для минимизации выбросов углекислого газа, чтобы способствовать смягчению последствий изменения климата. Кроме того, убедитесь, что турбины оснащены эффективными системами очистки воздуха и шума, чтобы защитить окружающую среду и способствовать устойчивому развитию.

• Стоимость и экономический анализ:

  Проведите комплексный анализ затрат на паровые турбины на биомассе. Учитывайте не только первоначальную стоимость покупки, но и такие факторы, как расходы на установку, эксплуатационные и ремонтные расходы, а также потенциальный доход от выработки электроэнергии. Оценивая эти экономические факторы, разработчики проекта могут принимать взвешенные решения и выбирать турбины, которые обеспечивают благоприятную окупаемость инвестиций, в конечном итоге способствуя финансовому успеху проекта.

Вопросы и ответы о паровых турбинах на биомассе

Вопрос 1. Насколько эффективны биомассовые турбины?

Ответ 1. Эффективность биомассовых турбин может варьироваться в зависимости от типа. Для биомассовых газовых турбин КПД может составлять от 25% до 30% при выработке электроэнергии. Для биомассовых паровых турбин КПД выше и может составлять от 60% до 70% из-за интегрированных с ними систем рекуперации тепла.

Вопрос 2. Есть ли какие-либо преимущества использования биомассовых турбин?

Ответ 2. Биомассовые турбины имеют много преимуществ. Они помогают смягчить изменение климата, сокращая количество углекислого газа в атмосфере. Они используют отходы, которые могли бы попасть на свалки, создавая, таким образом, устойчивое решение. Энергия, производимая биомассовыми турбинами, является возобновляемой, а также они помогают снизить зависимость от ископаемого топлива.

Вопрос 3. Какие типы биомассовых турбин существуют?

Ответ 3. Существует два основных типа биомассовых турбин: паровые турбины и газовые турбины. Паровые турбины работают за счет нагревания биомассы для получения пара, который будет вращать турбину для выработки электроэнергии. С другой стороны, газовые турбины сжигают биомассу непосредственно для получения горячих газов, которые будут вращать турбину для выработки электроэнергии.