ООО «Сервис Юнит» наращивает компетенции в сфере энергетического оборудования в рамках сотрудничества с компанией «РОСТ ЭНЕРДЖИ». Теперь мы предлагаем проектирование современных энергоцентров: ГПУ в комплексе с системами очистки выхлопных газов для получения CO₂.
Газопоршневые установки остаются одним из самых рациональных источников распределенной генерации, но требования к экологичности за последние годы заметно ужесточились. Энергетикам все чаще приходится начинать разговор не с мощности и КПД, а с обсуждения проблемы очистки выхлопа ГПУ.
Если еще недавно вопрос выбросов CO считался вторичным, сегодня он все чаще становится частью технического задания уже на стадии проектирования энергоцентров (мини-ТЭЦ)– как новых, так и модернизируемых - и выбора ГПУ для нужд предприятия.
Актуальность интеграции систем удаления выхлопных газов ГПУ и получения CO2
Газопоршневая установка по своей природе является источником концентрированного выхлопного газа с высоким содержанием диоксида углерода. В отличие от крупных ТЭС, здесь проще работать с потоками: объемы меньше, параметры стабильнее, а значит – выше потенциал для локальной очистки и повторного использования CO₂. В природе углекислый газ участвует в биогеохимическом углеродном цикле: выделяется при дыхании человека и животных, участвует в процессах фотосинтеза у растений, водорослей и цианобактерий.
Выхлоп ГПУ при этом хорошо изучен с инженерной точки зрения. Основными источниками CO₂ являются продукты сгорания природного газа или биогаза в цилиндрах двигателя. Оптимальная концентрация CO₂ для эффективного роста растений в закрытом грунте — от 1200 до 1500 ppm. Концентрация диоксида углерода в выхлопе достаточно стабильна и напрямую зависит от режима работы установки, состава топлива и коэффициента избытка воздуха.
На этапе предпроектного анализа обычно учитываются следующие факторы:
· тип и мощность газопоршневой установки;
· режимы работы (базовая нагрузка, пиковые включения, резерв);
· состав топлива и прогнозируемый расход газа;
· температура и объем выхлопных газов на выходе из двигателя.
После формирования этих исходных данных становится понятно, с каким потоком CO₂ предстоит работать и есть ли смысл закладывать систему очистки уже в базовую компоновку ГПУ.
Качество углекислого газа (CO₂) в теплице включает контроль концентрации газа, использование систем подачи и учёт влияния CO₂ на урожайность и качество продукции. CO₂ необходим растениям для фотосинтеза, и его недостаток может привести к замедлению роста и ухудшению качества плодов.
Оптимальный уровень CO₂ зависит от культуры, фазы роста и условий освещённости. В среднем для большинства тепличных культур целевой диапазон — между 600 и 1200 ppm
Цели и задачи проектирования системы очистки выхлопных газов ГПУ
Проектирование системы нейтрализации выхлопных газов для очистки выхлопного газа – это не отдельный «экологический модуль», а часть общей энергетической схемы.
Например, степень очистки выхлопных газов в каталитических реакторах CHENPAN (Ченпэн) соответствует следующим показателям:
- От оксидов азота NOx - более 95%;
- От оксида углерода СО - более 95%;
- От углеводородов НС - более 90%.
- Превращение выхлопа в подпитку для растений!
- Соответствие экологическим нормам (требованиям ЕС, РФ).
Снижение углеродного следа.
Ключевая цель здесь – не только снижение выбросов как таковых, но и рациональное использование того, что раньше считалось отходом. В ряде сценариев очищенный CO₂ превращается в ресурс: например, используется для подпитки теплиц или закрытых аграрных комплексов.
Задачи, которые решаются на этапе проектирования, обычно сводятся к следующему перечню:
· снижение суммарного углеродного следа объекта;
· подготовка выхлопа к дальнейшему использованию или безопасному отводу;
· соответствие действующим и перспективным экологическим требованиям;
· сохранение энергетической эффективности ГПУ.
Важно понимать, что система очистки выхлопных газов не должна ухудшать базовые параметры газопоршневой установки, а должна учитывать сезонность использования ГПУ, качество топлива (природного газа, подающегося из трубы), затраты на техническое обслуживание оборудования, закупку мочевины, плановые ремонты и требования ГОСТ к СО2, подаваемого в теплицы после очистки выхлопных газов. Кроме этого, давление на выпуске, температурные режимы и сопротивление тракта закладываются в расчеты заранее, если двигатель не работал в нештатных условиях.
Ключевые этапы проектирования комбинированной системы нейтрализации выхлопных газов
Инженерная часть проекта всегда начинается с расчетов. Универсальных схем здесь не существует: даже две установки одинаковой мощности могут давать разный выхлоп в зависимости от топлива и режимов работы.
Первый шаг – анализ исходных данных и требований Заказчика по уровню выбросов оксидов азота (NOx), оксидов углерода (СО), углеводородов (НС) и других элементов.
Далее следует подбор метода очистки. Он зависит от того, какие задачи стоят перед Заказчиком – очистка выхлопных газов для снижения концентрации вредных веществ при выбросе в атмосферу или получение СO2 для использования в теплицах.
Специалисты РОСТ ЭНЕРДЖИ обладают уникальной методологией расчета технических и экономических показателей установки по очистке выхлопных газов и готовы в кротчайшие сроки предоставить технико – экономическое обоснование для вашего энергоцентра.
Отдельного внимания требует интеграция системы очистки в существующую технологическую цепочку. Здесь важно подчеркнуть ключевой момент: технически любую современную ГПУ можно дооснастить установкой очистки выхлопных газов. Вопрос не в принципиальной возможности, а в качестве инженерной проработки.
Где применяется ГПУ с системой очистки выхлопных газов с получением CO₂
Практика показывает, что интерес к газопоршневым установкам с очисткой выхлопа формируется не в абстрактной «зеленой повестке», а в конкретных отраслях, где CO₂ становится ресурсом.
Один из наиболее очевидных примеров – ГПУ на природном газе в составе энергоцентров тепличных комплексов, где использование углекислого газа является хорошим примером симбиоза экологичности, экономичности и рациональности. Система очистки выхлопных газов позволяет получить качественный углекислый газ для подкормки растений в теплицах.
Для производственных предприятий газопоршневая установка является источником собственной генерации, а экологические требования со стороны контролирующих органов становятся все жестче. В этом случае система очитки выхлопных газов закладывается как элемент снижения рисков – и репутационных, и регуляторных.
Отдельная категория – мини-ТЭЦ в городских условиях. Здесь фактор плотной застройки и общественного контроля играет решающую роль. Возможность продемонстрировать сниженные выбросы и управляемый выхлоп становится конкурентным преимуществом проекта еще на этапе согласований.
Перспективы развития технологий очистки выхлопных газов для ГПУ
Технологии очистки выхлопных газов для газопоршневых установок сейчас находятся в фазе активного развития. Это уже не экспериментальные решения, но и не окончательно «застывшие» стандарты.
В перспективе это означает следующее:
· рост спроса на ГПУ с системой очистки выхлопа;
· смещение фокуса проектирования от «двигатель + генератор» к комплексной системе;
· повышение роли инженерной проработки на ранних этапах проекта.
Таким образом, каталитический реактор перестает быть вспомогательным элементом и становится частью энергетической архитектуры объекта.
Заключение
Проектирование энергоцентров с системой очистки выхлопных газов – это уже не экзотика и не маркетинговый ход, а логичный ответ на изменения в требованиях к энергетике. Практика показывает, что именно комплексный подход дает наилучший результат как с технической, так и с экономической точки зрения.
Инженеры сервисной службы «Сервис Юнит» готовы предоставить профессиональную консультацию по вопросам приобретения и обслуживания энергоцентров, оснащённых газопоршневой установкой и другим оборудованием, а также системой очистки выхлопных газов для выработки CO₂. Оставить заявку можно также на официальном сайте rostenergy.ru.