Автономное энергоснабжение в примерах
Опубликовано: 14 декабря 2010 г.
594
Л. Подзорова
Роль децентрализованного энергоснабжения в энергетической системе России повышается с каждым годом. Собственные энергоцентры все чаще применяются для электро- и теплоснабжения предприятий, логистических комплексов, коммерческих объектов, общественных и административных зданий. В этой статье мы приводим примеры мини-ТЭЦ, построенных в течение 2009–2010 гг.
Месторождения
Нефтегазовые месторождения – традиционная область применения оборудования для автономной энергетики. Это обусловлено удаленностью от необходимой инфраструктуры и наличием собственных энергоносителей. Отметим, что с 2012 г. утилизация попутного нефтяного газа (ПНГ), большая часть которого в настоящее время сжигается в факелах, должна составлять не менее 95 %. Одно из решений, способствующих выполнению поставленной задачи, – использование ПНГ в качестве топлива для котельных и мини-ТЭЦ, обеспечивающих тепловой и электрической энергией технологические системы и жилые поселки месторождений.
Так, в начале этого года на Нижне-Шапшинском месторождении (Ханты-Мансийский АО) ОАО НК «РуссНефть» была запущена первая очередь автономной электростанции мощностью 17 МВт на базе газопоршневых двигателей GE Jenbacher. Используемое топливо – ПНГ. Для работы в аварийном режиме предусмотрена дизель-генераторная установка Gesan DP(S) 630. Поставщик генерирующего оборудования – компания «Макс Моторс». Полная проектная мощность объекта – 44 МВт. Излишки электроэнергии планируется продавать другим потребителям. Заказчик проекта – компания «ЮграГазПроцессинг». Генподрядчиком выступило ЗАО «Гипронг-Эком».
Строительство осуществлено в рамках совместного проекта по утилизации ПНГ. Кроме того, предусмотрено возведение газоперерабатывающего завода, что позволит довести утилизацию ПНГ до 95 %.
В декабре прошлого года введена первая очередь газотурбинной электростанции Южно-Приобского месторождения (Ханты-Мансийский АО) компании «Газпром нефть» (рис. 1). Генеральный подрядчик строительства «под ключ» – ЗАО «Искра-Энергетика». Основное оборудование – ЭГЭС-12С единичной мощностью 12 МВт, изготовленная на базе газовой турбины ГТУ-12ПГ Пермского моторного завода. Суммарная электрическая мощность первой очереди – 48 МВт. Используемое топливо – природный газ. В перспективе планируется перевод на ПНГ.
Проектом предусмотрено увеличение мощности в три раза. Запуск второй очереди намечен на декабрь этого года. Назначение объекта – снабжение электроэнергией технологических систем месторождения, а также завода по переработке ПНГ, построить который намечено к 2012 г.
Еще один проект, завершенный в 2009 г., – энергокомплекс Казанского нефтегазоконденсатного месторождения ОАО «Томскгазпром» (рис. 2). Он оснащен тремя газопоршневыми установками ГДГ-90, работающими в режиме когенерации, а также дизельной электростанцией ДГР-520, изготовленными ОАО «Волжский дизель имени Маминых» (Балаково, Саратовская обл.). Суммарная электрическая мощность – 1,87 МВт. Используемое топливо – ПНГ.
Одна из интересных особенностей этого проекта заключается в том, что изготовитель и поставщик силового оборудования выступил собственником вырабатываемой тепловой и электроэнергии, которую у него приобретает заказчик.
Промышленные предприятия, склады, строительные площадки
Одно из основных направлений развития децентрализованной энергетики – производственные и складские комплексы. Наличие энергоцентра позволяет предприятиям бесперебойно получать электроэнергию для собственных нужд по относительно невысокой себестоимости.
Решение о строительстве собственного энергоцентра было принято руководством Вологодского оптико-механического завода в 2001 г. Через два года была введена первая очередь объекта на базе паровой турбины мощностью 3,5 МВт, установленной в заводской котельной. Это позволило покрыть потребности предприятия в электроэнергии на 40 %. Недостаток такого решения – снижение выработки электроэнергии в теплый сезон, когда падает потребность в тепле.
Поэтому в сентябре прошлого года была запущена вторая очередь мини-ТЭЦ. Газотурбинная установка OPRA (Нидерланды), работающая на природном газе, имеет электрическую мощность 1,8 МВт, тепловую – 3,6 МВт. Суммарный КПД – до 90 %. Содержание в продуктах сгорания СО и NOx – не более 20 ppm. Расчетный срок окупаемости – 3,5 года.
Запуск позволил полностью покрыть потребности завода в электроэнергии. Поставку и монтаж оборудования выполнила компания «БПЦ Энергетические Системы». В перспективе предусмотрен ввод еще одной ГТУ OPRA, обеспечивающей растущие потребности предприятия, а также внешних потребителей.
Реконструкция уже существующего здания для размещения в нем мини-ТЭЦ осуществляется в настоящее время на Гусевском хрустальном заводе (Владимирская обл.). В нем будет размещено пять газопоршневых установок Waukesha VHP 5904 GSID суммарной электрической мощностью 4,5 МВт и тепловой – 4,2 МВт. Используемое топливо – магистральный газ. Генерирующее оборудование, комплектные распределительные устройства с двумя отходящими линиями, а также систему утилизации тепла и другие инженерные системы для станции поставит компания «Энерготех».
В прошлом году в поселке Шушары (Ленинградская обл.) был построен энергоцентр для снабжения энергией логистического комплекса компании «Крионорд» (рис. 3). В его состав вошли два газопоршневых агрегата FG Wilson PG1250B и один – РG345B, включенные параллельно, два водогрейных котла Viessmann, а также дизельная электростанция FG Wilson Р635Р1. Суммарная электрическая мощность мини-ТЭЦ – 2,28 МВт, тепловая – 4,3 МВт. Проектирование, поставка оборудования, монтаж и пусконаладка выполнены компанией «Президент-Нева» Энергетический центр».
Для энергообеспечения крупных строительных площадок нередко применяются мобильные энергоцентры. Так, в этом году «РАО ЭС Востока» приняло в эксплуатацию газотурбинную мини-ТЭЦ «Северная» на о. Русский (Владивосток) (рис. 4). Вырабатываемая энергия предназначена для стройплощадки западной части острова. Мобильность энергоцентра позволяет передислоцировать его на другие объекты.
В состав основного оборудования входят две ГТУ OPRA единичной электрической мощностью 1,8 МВт и тепловой – 4 МВт, а также два пиковых водогрейных котла мощностью 2 МВт каждый. Суммарная электрическая мощность объекта (включая дизельные генераторы) – 5,6 МВт, тепловая – 12 МВт.
Мини-ТЭЦ «Северная» – один из объектов, запланированных к возведению в рамках подготовки к саммиту АТЭС, который пройдет во Владивостоке в 2012 г. Кроме того, на ноябрь этого года намечен ввод первой очереди мини-ТЭЦ «Центральная», проектируются энергоцентры «Океанариум» и «Коммунальная».
Коммерческие объекты, административные и общественные здания
Массовое городское строительство при дефиците генерирующих мощностей повысило интерес к возведению автономных энергоцентров для торгово-развлекательных и спортивных комплексов, общественных и административных зданий. Характерная особенность таких объектов – возможность работы в режиме тригенерации.
Например, в начале 2010 г. в Брянске введена в эксплуатацию первая очередь газопоршневой мини-ТЭЦ, обеспечивающая электроэнергией, теплом и холодом торгово-развлекательный комплекс «Торговый дом Тимошковых». Основное оборудование – два агрегата MWM TCG 2020 V12 суммарной электрической мощностью 2,318 МВт. Максимальная тепловая мощность объекта – 3,477 МВт.
Энергоблок работает совместно с существующей водогрейной котельной тепловой мощностью 1,884 МВт. В течение отопительного сезона агрегаты поставляют тепловую энергию в системы отопления, ГВС и вентиляции. Установка абсорбционных холодильных машин позволяет в теплый период вырабатывать холод для системы кондиционирования.
Проектировщиком мини-ТЭЦ выступила компания «Энергоснаб»; тепломеханическая часть выполнена кафедрой промышленной теплоэнергетики Липецкого государственного технического университета и Центром энергосбережения и передовых технологий. Поставщик газопоршневых установок – ООО «Чандлер Энерго». Монтаж энергетического оборудования выполнен МПНУ «Энерготехмонтаж» (Москва). Ввод второй очереди запланирован на конец 2010 г.
В настоящее время ведется строительство второй очереди энергоцентра в Мякининской пойме (Красногорский р-н, Московская обл.), предназначенного для обеспечения зданий правительства Московской области, областного суда и других объектов. Первая очередь запущена в 2008 г. Установлены четыре газопоршневых двигателя Jenbacher JMS 620 единичной электрической мощностью 3010 кВт и тепловой – 2846 кВт. Для покрытия пиковых тепловых нагрузок предусмотрены три водогрейных котла общей мощностью 24 МВт. Основным топливом служит природный газ, резервным – дизельное топливо.
Для обеспечения работы систем кондиционирования в теплый сезон применяются абсорбционные бромисто-литиевые холодильные машины, размещенные в зданиях – потребителях холода.
Проект разработан Группой компаний «НАТЭК» и предусматривает доведение электрической мощности энергоцентра до 30,1 МВт, тепловой – до 52 МВт. Монтажные и пусконаладочные работы выполнены МПНУ «Энерготехмонтаж».
В декабре 2009 г. в Нижнем Новгороде открылась международная клиническая больница им. Б.И. Филоненко, строительство которой велось с 2006 г. Проект предусматривал возведение офтальмологической клиники и клинической больницы (эти объекты уже функционируют), а также роддома. Электрическую и тепловую энергию обеспечивает собственный энергоцентр.
Это частная многопрофильная больница, оснащенная самым современным медицинским оборудованием. Владелец больницы – ЗАО СП «Визус-1» – работает в нашей стране с 1997 г.
ЖКХ
В городском хозяйстве мини-ТЭЦ, как правило, применяются для энергообеспечения крупных объектов инженерной инфраструктуры. При этом по возможности реализуются схемы использования альтернативного топлива. Так, в начале 2009 г. на Курьяновских очистных сооружениях МГУП «Мосводоканал» запущена в эксплуатацию мини-ТЭЦ мощностью 10 МВт (рис. 5). Используемое топливо – биогаз, получаемый при утилизации органических осадков очистных сооружений. Производительность 24 метатенков – 250 тыс. м3/сут (более 90 млн м3/год).
В состав мини-ТЭЦ входят четыре параллельно включенных модуля. В каждом из них – газопоршневая установка GE Jenbacher, электрогенератор мощностью 2,5 МВт, парогенератор для утилизации тепла дымовых газов, контур утилизации тепла оборотной охлаждающей воды и масла ГПУ. Предусмотрена возможность установки пятого модуля.
Заказчиком выступило московское правительство, частными инвесторами – австрийский концерн EVN и его германское подразделение WTE Wassertechnik.
Для энергообеспечения многоквартирных жилых домов применение мини-ТЭЦ пока является «экзотикой». Как правило, это вынужденная мера, к которой прибегают при невозможности подключения к магистральным сетям в разумные сроки.
Другое дело – энергоснабжение отдаленных населенных пунктов, где мини-ТЭЦ служит практически безальтернативным источником электроэнергии. Так, летом 2009 г. в поселках Тыайа и Чагда Кобяйского улуса (Якутия) были запущены в эксплуатацию две микротурбинные электростанции (рис. 6, 7). Мощность каждой из них – 195 кВт, основное оборудование – микротурбины Capstone (США). В будущем намечен перевод на работу в режиме когенерации, что позволит организовать централизованное теплоснабжение поселков. Заказчиком выступило ОАО «Сахаэнерго», подрядчиком – компания «БПЦ Энергетические Системы».
Заключение
Список примеров новых мини-ТЭЦ, обеспечивающих электроэнергией и теплом самые разные объекты, довольно большой. И это лишний раз доказывает – малая энергетика прочно вошла в нашу жизнь, гибко дополнив возможности централизованного снабжения.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Статья напечатана в журнале «Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ» #4(5) 2010