Турбины и дизели (февраль 2012 г.)

Газопоршневая мини ТЭС построена в Ростовской области.

В. В. Прищепа – ООО «Производственно коммерческое товарищество» (ПКТ), г. Ростов на Дону

Электростанция в с. Чалтырь обеспечивает потребности в электроэнергии и горячей воде Бумажной фабрики. ТЭС работает на природном газе с общим КПД 87,2 %, из которых 43,7 % – электрический, 43,5 % – тепловой. Проектировщиком и генподрядчиком выступило ООО «ПКТ», поставщик оборудования – компания Tedom a.s.

Перед ООО «ПКТ» стояла задача – сократить расходы на производство электричества и тепла при одновременном улучшении качества получаемой электроэнергии. Выбор поставщика оборудования был обусловлен следующими факторами:
• простой в обслуживании и надежный двигатель европейского производства, с наличием оперативного склада запасных частей; адаптация к российским условиям;
• наличие русскоязычной поддержки;
• использование качественных комплектующих при сборке;
• модульное исполнение, не требующее строительства здания и трубы дымовых газов;
• кратчайшие сроки реализации проекта.

После изучения нескольких вариантов был выбран чешский производитель, имеющий большой опыт работы на российском рынке. Одновременно с заключением контракта на поставку началось проектирование мини ТЭС. Это позволило сэкономить время и получить все необходимые разрешения к моменту по ставки оборудования в Россию.

В течение 6 месяцев оборудование было изготовлено и доставлено заказчику. На монтаж, включая шкафы автоматизации, тепловые трассы и комплекс пусконаладочных работ (с участием чешских специалистов) потребовался месяц. Таким образом, за 7 месяцев заказчик получил собственную генерирующую станцию общей электрической мощностью 1200 кВт и тепловой – 1195 кВт.
Сегодня установка работает в круглосуточном режиме с номинальной нагрузкой. Периодичность остановов на обслуживание составляет около 2000 моточасов. Себестоимость электрической энергии, включая стоимость природного газа и затраты на обслуживание когенерационной установки, составляет не более 95 к./кВт•ч, тепловой – 35–50 к./кВт•ч. Таким образом, разница в стоимости покупной и вырабатываемой энергии для данного региона – более 500 %. Срок окупаемости проекта составит около двух лет при полном ресурсе оборудования 25 лет.

Общий показатель рентабельности инвестиций за этот период составит более 1000%. Качество получаемой электроэнергии превышает показатели ГОСТа. Это способствует высокой продолжительности эксплуатации оборудования предприятия, рентабельность производства увеличилась более чем на 28%.

Для реализации проекта использовались средства Европейского банка реконструкции и развития, открывшего кредитную линию КБ «Центр Инвест». Это позволило в рамках муниципальной программы энергосбережения и повышения энергоэффективности применить целевые средства и обойтись без привлечения собственных. Выплата процентов за кредит увеличивает срок окупаемости проекта, но оборотные средства компании можно использовать для расширения производственных мощностей и закупки сырья.

Газопоршневая когенерационная установка Quanto D1200 SP (одна из первых такого типа в России) размещается на открытой площадке в специальном контейнере (3х3х13,5 м). Модуль разделен стальной перегородкой – между отсеком машинного зала и отсеком автоматизации.

В энергоблоке применяется современный двигатель TCG2020V12 компании MWM. Он укомплектован необходимыми соедини тельными трубопроводами, компенсаторами из нержавеющей стали и всем необходимым электрооборудованием. Двигатель с генератором Marelli смонтированы на раме.

TCG2020V12 – 12 цилиндровый V образный двигатель, с турбонаддувом и двухступенчатым смешанным охлаждением, с 4 клапанной индивидуальной головкой для каждого цилиндра, центрально расположенными свечами зажигания (с интенсивным охлаждением гнезда свечи). Содержание вредных веществ в отработанных газах регулируется изменением температуры в камере сгорания.
Двигатель имеет высокий КПД – 43,7 %, длительные межремонтные интервалы и удобен в обслуживании. Смешанная двухфазная система охлаждения дает возможность получить максимальную мощность при работе на низкопотенциальном газе. Надежная система управления и контроля обеспечивает оптимальное сгорание и максимальную защиту двигателя. Все регулировочные и контрольные функции просты и удобны в обслуживании.

Газопоршневые двигатели MWM менее чувствительны к изменениям содержания метана в топливе, так как турбокомпрессоры сжимают не воздух, а газовоздушную смесь. Применение технологии сжигания обедненной смеси значительно сокращает уровень вредных веществ в выхлопе. Двигатели оснащены газовоздушным смесителем, что исключает потери давления в процессе образования топливной смеси. Анти детонационная система, наряду с системой зажигания Altronic Deutz, работает индивидуально для каждого цилиндра. Момент зажигания также индивидуален для каждого цилиндра, что является уникальным решением для двигателей подобного ряда.

Двигатели адаптированы к переменному суточному графику электрической нагрузки. Обеспечивается возможность проводить по одному пуску агрегата в сутки (остановка ТЭС на ночь с последующим запуском утром) без сокращения моторесурса.

Система утилизации тепла от рубашки двигателя состоит из теплообменника «вода – вода». Контур аварийного охладителя оснащен расширительным баком, аварийным клапаном, трехходовым вентилем с сервоуправлением, байпасом. Аварийный охладитель расположен на крыше контейнера.

Система утилизации тепла выхлопных газов двигателя также смонтирована на крыше контейнера. В ее состав входит теплообменник «выхлопные газы – вода», глушитель шума из нержавеющей стали для подавления акустического давления. В двигателе предусмотрена система автоматического пополнения масла с расходным баком, осуществляется сепарация масляных паров из картерных газов. Технологический охладитель масла расположен на крыше контейнера.

Электрооборудование размещено в самостоятельном отсеке контейнера. Управляющий распределитель включает оборудование питания и управления агрегатами собственных нужд. Внутри контейнера установлена система обнаружения утечки газа, датчик обнаружения пожара со звуковой и световой сигнализацией, с выводом на крышу контейнера.

САУ реализована в виде отдельного шкафа, оснащенного контроллером Pro-CON, и установлена в контейнере. Система управления обеспечивает параллельную работу с сетью в режиме постоянной нагрузки, возможность подсоединения установок к сервисному центру по модему, передачу данных и удаленное управление с ПК.

Система управления Total Electronic Management (TEM) осуществляет контроль и мониторинг всех функций и собственных нужд агрегата – генератора, периферийного и вспомогательного оборудования. Она обеспечивает эффективную нагрузку, эксплуатационную надежность, простоту и удобство в работе. Основные задачи управления разделены по следующим функциям: измерение, сбор, архивирование, визуализация, контроль, управление и регулирование.

В системе имеются интерфейсы для соединения с АСУ ТП верхнего уровня, обеспечивающей управление работой оборудования. С помощью устройства визуализации системы управления, оснащенного полноцветным сенсорным дисплеем с русскоязычным интерфейсом, обеспечен доступ ко всем функциям.

Функция архивирования регистрирует до 84 измеряемых значений. При этом возможен просмотр параметров работы агрегата как в табулярном, так и в графическом виде, с одновременным выводом до 18 кривых на одном графике. Система TEM EVO фиксирует архивные данные в трех режимах:
• по рабочему циклу, регистрация мгновенных значений в каждом рабочем цикле (один рабочий цикл равен двум оборотам коленвала);
• за 6 минут, регистрация мгновенных значений ежесекундно;
• за 40 часов, регистрация средних значений каждые 6 минут.

Контролируемые параметры сохраняются в цифровом формате в течение месяца.

Модемная связь и соответствующее программное обеспечение позволяют контролировать состояние агрегатов как из удаленного диспетчерского пункта, так и непосредственно с завода изготовителя. Собственная электронная система управления станцией может обеспечить работу в параллель до пяти агрегатов. Энергоблоки имеют высшую, четвертую степень автоматизации.

Таким образом, на предприятии работает эффективная автоматизированная мини ТЭС, что позволяет значительно снизить себестоимость и повысить качество выпускаемой продукции. При установке станции была значительно модернизирована система электроснабжения и автоматизации, что полностью соответствует курсу Правительства РФ в отношении энергосбережения.

Специалисты компании «ПКТ» получили новый опыт в реализации проектов газопоршневых электростанций с использованием кредитных средств европейских банков и готовы применять его на других объектах малой энергетики.

Компания «ПКТ» создана в 2009 году. Основной вид деятельности – проектирование и монтаж систем теплоэлектроснабжения, в том числе с использованием энергосберегающего оборудования, а также на основе когенерации и тригенерации.В своей работе ООО «ПКТ» использует современное оборудование ведущих мировых производителей – Bosch Thermotechnology (Германия), Tedom (Чехия) и др. Реализованные на его основе проекты энергоцентров позволяют достигать общего КПД до 95 %. Предприятие выполняет заказы на территории Южного Федерального округа и в республиках Северного Кавказа.

Открыть в формате PDF
Источник