Автономные микроТЭС с тепловым ДВС

Автономные микроТЭС с тепловым двигателем внешнего сгорания

Заслуживает внимания использование для маломощных тепловых электростанций теплового двигателя Стирлинга.

Тепловой двигатель Стирлинга с внешним подводом тепла рационально использовать в соответствии с техническим решением проф. Меркулова. Такой двигатель состоит из винтового маслонаполненного компрессора и винтовой маслонаполненной турбины, приводящей компрессор и выдающей дополнительную мощность. Основным рабочим телом является газ. Масло, частично заполняющее проточную часть винтового компрессора, играет роль смазывающего гидравлически уплотняющего и отводящего в процессе сжатия тепло рабочего агента. В выходном патрубке компрессора масло отделяется от газа и, охладившись в водяном теплообменнике, вновь впрыскивается на вход в компрессор.

В винтовой турбине также используется масло с целью смазки и гидравлического уплотнителя. Однако здесь оно впрыскивается горячим. В процессе расширения газа в проточной части турбины тепло масла используется для подогрева рабочего тела. Этот подогрев может быть обеспечен как за счет сжигания любого вида топлива при атмосферном давлении и со значительно меньшим загрязнением атмосферы, так и за счет использования любого другого источника тепла.

Наиболее перспективная область применения ТЭС — это автономные источники энергоснабжения, обеспечивающие совместную генерацию тепла и электричества для отдаленных малых населенных пунктов и хозяйств.

Рис.1. Структура автономной теплоэлектростанции:
а - силовая часть; б - контрольно-управляющая часть

Блок-схема ТЭС, представленная на рис.1, состоит:

из теплового двигателя внешнего сгорания;
асинхронного генератора с вентильным возбуждением;
аккумулирующих устройств (сосуд с сжатым рабочим телом, электрический аккумулятор);
системы контроля и управления электрических параметров АТЭС;
редуктора;
устройств маслоциркуляции с теплообменниками;
рекуператоров газа;
системы контроля и управления тепловыми параметрами АТЭС;
системы запуска и останова АТЭС.

Тепловой двигатель собирается из двух винтовых компрессоров, серийно производимых машиностроительными заводами.

Редуктор согласует тепловой двигатель (максимальное число оборотов 9000 об/мин) с асинхронным генератором (максимальное число оборотов 3000 об/мин).

К сожалению, конъюктурные соображения (значительные запасы углеводородного сырья в России: нефти - на 22 года, газа - на 84 года и угля более чем на 1000 лет), состояние экономики России слабо стимулирует, несмотря на крупные научно-технические достижения и разработки, практическое использование и внедрение нетрадиционной энергетики, в отличие от резко возросшего к ней зарубежными фирмами интереса.

Другие статьи по данной теме: