در یک مولد گازسوز معمولی، بخشی از انرژی سوخت به برق تبدیل میشود و بخش قابلتوجهی بهصورت گرمای اگزوز، آب جکت و مدار روغن دفع میشود. سیستم CHP یا تولید همزمان برق و حرارت، این گرمای قابلبازیافت را برای تولید آب گرم، بخار یا تأمین بار حرارتی فرایند استفاده میکند.
مسیر انرژی در CHP
گاز طبیعی وارد موتور احتراق داخلی میشود و موتور آلترناتور را به حرکت درمیآورد. برق تولیدی در محل مصرف یا با رعایت الزامات اتصال به شبکه تحویل میشود. همزمان، مبدلهای حرارتی انرژی آب جکت و گاز اگزوز را بازیابی میکنند. مجموع راندمان الکتریکی و حرارتی یک سیستم مناسب میتواند بهمراتب بیشتر از تولید جداگانه برق و حرارت باشد.
اجزای اصلی پکیج
- موتور گازسوز و آلترناتور
- سیستم کنترل، سنکرون و حفاظت
- قطار گاز، رگولاتور و تجهیزات ایمنی
- مبدل حرارتی آب ژاکت
- مبدل یا بویلر بازیافت حرارت اگزوز
- پمپها، شیرها، مخزن انبساط و مدار توزیع حرارت
- رادیاتور اضطراری یا Dry Cooler برای دفع حرارت مازاد
- سیستم تهویه، اگزوز و کاهش صدا
بازیافت حرارت آب ژاکت
آب ژاکت گرمای بدنه و سرسیلندر موتور را جذب میکند. این انرژی معمولاً از طریق یک مبدل صفحهای به مدار مصرف منتقل میشود. حفظ دمای مناسب برگشت برای سلامت موتور اهمیت دارد؛ بنابراین شیر سهراهه، کنترل دما و مسیر دفع اضطراری باید در طراحی دیده شوند.
بازیافت حرارت اگزوز
دمای گاز خروجی موتور برای تولید آب گرم یا بخار مناسب است. مبدل اگزوز باید با محدودیت افت فشار مجاز موتور، دمای خروجی، احتمال میعان و خوردگی و برنامه تمیزکاری هماهنگ شود. کاهش بیش از حد دمای دود، بهویژه با سوخت دارای ترکیبات خورنده، میتواند ریسک میعان اسیدی را افزایش دهد.
CHP برای چه پروژهای مناسب است؟
مهمترین شرط اقتصادی، همزمانی پایدار نیاز برق و حرارت است. بیمارستان، هتل، کارخانه غذایی، صنایع فرایندی، گلخانه و مجموعههایی با مصرف مداوم آب گرم یا بخار میتوانند گزینههای مناسبی باشند. اگر مصرف حرارت فقط فصلی یا نامنظم باشد، بخشی از گرمای قابلبازیافت دفع میشود و اقتصاد پروژه ضعیفتر خواهد شد.
ظرفیت را بر اساس برق انتخاب کنیم یا حرارت؟
در بسیاری از پروژهها ظرفیت بر اساس بار پایه برق یا بار پایه حرارتی انتخاب میشود. انتخاب صرفاً بر اساس پیک برق ممکن است به دستگاهی بزرگ با ساعات کارکرد کم منجر شود. منحنی بار ساعتی برق، آب گرم و بخار در طول سال باید بررسی و سناریوهای کارکرد مقایسه شوند.
اطلاعات لازم برای بررسی اولیه
- پروفایل ساعتی و فصلی مصرف برق
- مقدار، دما و فشار آب گرم یا بخار موردنیاز
- آنالیز و فشار گاز در محل
- تعرفه برق و گاز و امکان فروش یا تبادل برق
- فضای نصب، محدودیت صدا و شرایط محیطی
- نیاز به حالت جزیرهای، سنکرون با شبکه یا برق اضطراری
جمعبندی
CHP فقط یک موتور گازسوز بههمراه مبدل نیست؛ عملکرد موفق آن به تطابق ظرفیت، کیفیت طراحی هیدرولیک، کنترل حرارت و برنامه بهرهبرداری وابسته است. منابع وزارت انرژی آمریکا و EPA نیز موتورهای رفتوبرگشتی را از فناوریهای بالغ CHP معرفی میکنند و بر استفاده واقعی از حرارت بازیافتی تأکید دارند.