Во многих странах Европейского союза с 2000 года действуют различные национальные проекты по увеличению топливной и энергетической эффективности, а также сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу. В Российской Федерации в 2009 году был принят новый Федеральный закон № 261ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». План мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности направлен на достижение, поставленного Президентом РФ, показателя — снижение энергоемкости национальной экономики на 40% к 2020 году.
В рамках данных национальных проектов Россия и страны ЕС стремятся внедрять в энергетику новейшие достижения науки и техники: когенерационные электростанции с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинные установки в качестве силового оборудования для мощных ТЭС и мини-ТЭЦ. За последние 10 лет существенно обновился парк оборудования и технологий. К таким техническим новинкам относятся, например, водонагреватели со встроенным тепловым насосом, использующие тепло окружающего воздуха и, обеспечивающие за счёт этого тройную экономию электроэнергии для потребителя. Безусловным нововведением последних 2-3 –ёх лет является массовое производство компактных микро-когенерационных установок с двигателем Стирлинга с общей мощностью от 3 до 100 кВт, работающих на природном и сжиженном газе. Особое свойство двигателя Стирлинга, как двигателя с внешним подводом теплоты, позволяет снизить в 3 разасодержание СО в обработанных газах и значительно понизить содержание NO(содержание NO2 остаётся постоянным и не превышает 3% об.) при этом общий КПД достигает 96 %, а уровень шума не превышает 60-65 дБ.
Как любая сложная система, микро-когенерационные установки требуют должного обслуживания, для осуществления которого требуется специализированное высококачественное оборудование. ООО «Тэсто Рус», официальное представительство немецкого концерна Testo AG в России, предлагает для настройки и обслуживания микро-когенерационных установок газоанализатор testo 330-2 LL. Для контроля выбросов от микро-когенерационной установки данный анализатор рекомендуется комплектовать опциональными сенсорами на оксид углерода COниз.(0…500ppm, с разрешением 0,1 ppm) и оксид азота NOниз.(0…300ppm, с разрешением 0,1 ppm), позволяющие осуществить регулировку на предельно-низкие концентрации в выбросах и обеспечить при этом максимальный КПД. Встроенная функция в testo 330-2 LL для автоматического разбавления задействуется при превышении концентрации СО свыше 500 ppm, разбавляя пробу газа до 2 000 ppm. Она позволяет проводить замеры вне диапазона измерения сенсора и, защищая его от выхода из строя при избыточных концентрациях СО. На прибор предоставляется 4-х летняя гарантия, в том числе на сенсоры (О2 и СО), позволяющая снизить эксплуатационные расходы, экономя, как минимум, на одной плановой замене сенсоров.
Когенерационые установки с ДВС (двигатель внутреннего сгорания) требуют иного подхода при проведении измерений, исходя из технических особенностей настройки газопоршневых двигателей и законодательных нормативов ГОСТ Р 55006-2012 «Стационарные дизельные и газопоршневые электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Общие технические условия».
Для правильной настройки и обслуживания когенерационных установок с газопоршневым двигателем необходимо контролировать выбросы дымовых газов в различных режимах двигателя и установки в целом. При этом необходимо контролировать одновременно напрямую оксиды азота NOи NO2 , так как концентрация NO2 не является постоянной величиной и в процессе измерений может достигать 50% об.. Анализатор testo 340 с возможностью одновременного измерения концентраций О2(0…25%), CO(0…10 000ppm), NO(0…3 000ppm) и NO2(0…500ppm) будет удобным и надёжным помощником сервисных инженеров при настройке когенерационных установок. Дополнительное удобство и точность измерений обеспечивают модернизированные в 2015 году зонды для промышленных двигателей и турбин, рассчитанные на максимальную температуру Tмакс.= 1 000°C, длинным 4-ёх метровым 2-х канальным шлангом для точного измерения NO2/SO2 и встроенным пылевым фильтром. Опционально в зонд для промышленных двигателей и турбин может быть установлена термопара (тип К, 1 000°C, 4м) для контроля температуры отходящих газов. Благодаря дополнительным отверстиям на кончике трубки зонда время отклика термопары уменьшилось в 2 раза. 2-х канальный шланг позволяет предотвратить путаницу кабелей, так как кабель от термопары может быть интегрирован в свободный канал шланга. Управлять газоанализатором testo 340 расстоянии до 10 м, передавать данные на компьютер и создавать отчёты можно с помощью программного обеспечения easyEmission. Подключение к ПК (ноутбуку, планшету) происходит либо по каналу USB или с помощью Bluetooth, что особенно удобно при настройке и проведении тестовых испытаний когенерационной установки.
Замена старых электрогенерирующих мощностей на новейшие высокоэффективные газовые турбины, снижающие как выбросы (до 9-25 ppm) оксидов углерода COx(СO+CO2) и оксидов азота NOx(NO+NO2), так и «тепловое загрязнение» окружающей среды является одним из способов решения экологических проблем. Экологические показатели газотурбинных установок, соответствующие самым высоким требованиям, позволяют размещать их в непосредственной близости от местонахождения людей. КПД газотурбинных установок практически сопоставим с газопоршневыми силовыми агрегатами, но с помощью газотурбинных установок значительно проще получить высокую мощность. При этом диапазон электрических нагрузок может находиться в пределах, начиная от минимальных 1–3% до максимальных 110–115%.
От газоанализатора, который будет использоваться для настройки и обслуживания газотурбинных установок требуется соответствие самым высоким метрологическим требованиям и российским нормативам СТО ГАЗПРОМ 2-3.5-038-2005 «Инструкцияпо проведению контрольныхизмерений вредных выбросов газотурбинных установок на компрессорных станциях».
Анализатор дымовых газов testo 350 полностью отвечает российским норам и всем требованиям, предъявляемым производителями новейших турбин по контролю малых концентраций в отходящих газах, необходимых для правильной настройки установок. Измерения выбросов в процессе мониторинга и настройки турбин требует высокого уровня точности ввиду низких концентраций СО и NO. Сочетания сенсора NO2(0…500ppm) и сенсора NO низ.(0…300ppm) с разрешением 0,1 ppmпозволяет с лёгкостью решить задачу по высокоточному определению суммы оксидов азота NOx. Благодаря возможности выбора необходимого коэффициента расширения диапазона измерения до 20 000 ppmдля сенсора СО низ.(0…500ppm, с разрешением 0,1 ppm) можно получить точные значения концентрации угарного газа, не боясь повредить сенсор во время процесса наладки турбин. В дополнении к этому, встроенный блок пробоподготовки на элементах Пельтье, осушающий забранную пробу, и специальный зонд для турбин исключают возможность образования конденсата и способствуют высокоточному измерению крайне неустойчивого газа NO2. Конкурентным преимуществом testo 350 является возможность управления блоком анализатора на расстоянии до 100 м (при условии отсутствия помех) и получения измеренных значений по каналу Bluetooth 2.0 с помощью управляющего модуля. Как и с testo 340 можно подключаться к ПК (ноутбуку, планшету) по каналу USB или Bluetooth с помощью ПО easyEmission.
Технологии, применяемые в газоанализаторах Testo, позволяют осуществлять настройку и безупречную работуновейших газотурбинных и когенерационных установок, снижая затраты предприятий, связанные с расходом топлива, и обеспечивая при этом экологическую безопасность.
Опубликовано в журнале "Промышленные отопительные котельные и мини-ТЭЦ" №3, 2015