Аналитический обзор тепло-электрогенерирующие комплексы

Каждый завод котельного оборудования стремится реализовать выпущенную им продукцию. Профессиональная помощь наших специалистов поможет приобрести именно то оборудование, которое подходит вам оптимальным образом. Тесные партнерские отношения нашей фирмы с заводами котельного оборудования позволяют нашим клиентам делать выгодные приобретения.

 Уважаемые господа, в настоящее время для производства электроэнергии (в диапазоне мощностей от 0.5 до 100 МВт), тепла и пара наиболее целесообразно с экономической и технической точек зрения использование следующих технологических схем, за базу берутся электрогенерирующие мощности:

Группа мощностей от 0.5 до 35-40 МВт. Преимущество у газопоршневых агрегатов с комплексами утилизации тепла, которые работают в одной теплотехнической схеме с котельной частью.

1. Группа мощностей от 40 до 70 МВт. Преимущество у  газовых турбин, также оснащённых системами когенерации (утилизации) тепла.
2. Группа мощностей от 70  МВт и выше. Паровые турбо-электростанции.

• В диапазоне мощностей до 70 мВт. применение паровых  турбин нерентабельно т.к. через 2.5-3г. эксплуатации, более высокие эксплуатационные расходы комплекса в составе паровой котельной и турбин  сведут на нет первичную экономию на капитальных затратах в период строительства.

Применение паровой турбины малой единичной  мощности, меньше 15-20 мВт оправдано при наличии существующих технологических избытках  пара, изменение потребления которого не влияет на технологический процесс т.к. на существующих объектах увеличение потребления электроэнергии, как правило, совпадает по времени с увеличением потребления тепла и пара.

• Применение газопоршневых и газотурбинных двигателей.

Удельная стоимость основного оборудования газотурбинных станций составляет порядка 500-550 У.Е./кВт. При сроке окупаемости 2.5-3г. турбина фактически только успевает себя окупить и уже нуждается в замене.

Замена  огневой части турбины через 9-12 мес. (составит от 22 до 37 % стоимости новой турбины). Капитальный ремонт на заводе изготовителе через 2.8-3 г. Эксплуатации (составит от 50 до 70 % стоимости новой турбины).

Средневзвешенная стоимость выработки одного  кВт часа электроэнергии у газопоршневой машины в 2.5 – 3 раза ниже, чем у газовых турбин  аналогичной мощности.

 Потребление топлива  за счёт более высокого КПД (до 46% у поршневых двигателей против 25-32% у турбин) у газопоршневых машин меньше на 10-12%, также меньше у газопоршневых машин и другие эксплуатационные расходы. Учитывая  утилизацию тепла, преимущества газопоршневых машин становится еще сильнее.

Эксплутационные показатели: электрогенераторы на базе турбин крайне неустойчиво работают при средних и низких (менее 50% мощности) и переменных нагрузках.

Газопоршневая машина устойчиво работает при нагрузке от 30 до кратковременно 100% мощности.

Турбины относительно низкой мощности (0.7-8 мВт) являются доработками либо авиационных, либо применяемых в военно-морском флоте и их показатели надежности и экономичности  крайне низкие.

• к.п.д.(22-27%)

• моторесурс  (12-25 тыс. моточас.).

Газопоршневые машины, в составе энергокомплекса, позволяют производить ремонт на месте, без остановки работы всего комплекса, вплоть до капитального, с полной разборкой на месте постоянной эксплуатации.

При комплектации турбинами, агрегат (турбогенератор) необходимо демонтировать и отправлять для ремонта, на завод изготовитель, что значительно увеличивает сроки эксплуатации энергокомплекса при неполном составе оборудования и значительно снижает надежность. При этом необходимо увеличивать число агрегатов либо в составе энергокомплекса, либо запасных.

 При производстве эл. энергии в диапазоне мощностей от 0.5 до 40 МВт  наиболее целесообразно применение газопоршневых агрегатов:

• Высокий  к.п.д. до  46 %  электрический 88. 5%  теплоэлектрический  до  92 %  общий  в составе станции.
   
• Способность к восприятию широкого диапазона нагрузок От 30% до 100% единичной мощности агрегата
• Полная ремонтопригодность (до кап. ремонта) на месте установки
• Высокий моторесурс  (общий до 300 тыс. часов, до капремонта 60 тыс. часов)
• При использовании  котельной совместно с электростанцией, оборудованной утилизационной установкой происходит наиболее экономичное и эффективное производства электрической и тепловой энергии.

  Скомпонованные в одном здании, (в разных модулях) электро и тепло генерирующие агрегаты образуют связанный комплекс, позволяющий:

  * Наиболее выгодно перераспределять тепловую нагрузку с котельной на утилизационную установку и, наоборот, при изменениях электрических и тепловых нагрузок;
  * вырабатывать при номинальной нагрузке поршневых генераторов  на  1,0  кВт электрической мощности до 1,15 кВт тепловой мощности,
  * Обеспечивать оптимизацию процесса со стороны экономии топлива и увеличения общего К.П.Д. комплекса, состоящего из котельной и тепловой газо-электрической станции;
  * Иметь практически 100% резерв надежности по теплоснабжению в зимний период, что резко повышает надежность;
  * Сокращать капитальные затраты за счет использования совместных узлов учета, ввода и вывода, общей автоматики,  общего топливного хозяйства, общей дымовой трубы, насосов, общестроительной части  и т.д.;
  * Сокращать эксплуатационные затраты;
  * Затраты на дежурном и ремонтном персонале;
  * Применение комплекса, состоящего из котельной и тепловой (когенерационной) поршневой станции, позволяет:
  * экономить топливо.

  Такое сочетание оборудования позволяет в зависимости от фактического графика загрузки электрической и тепловой части перераспределять тепловые нагрузки с утилизационной тепловой части генераторов на котельную и обратно, обеспечивая гарантированное теплоснабжение потребителей в любых ситуациях.

  Стоимость выработки электро и тепло энергии на данных станциях по 90-120 коп./кВт

  Электростанции мощностью от 1 до 10-12 МВт  целесообразно комплектовать ГПА единичной мощностью агрегата 1-2 МВт.

  Эти агрегаты на сегодняшний день являются лучшими в мире двигателями своего класса, учитывая относительно не большой вес (11-12.5т.)  данные агрегаты можно размещать как в быстро сборном каркасном здании, так и в здании  модульного типа, количество модулей для размещения основного и вспомогательного оборудования определяется проектом.

  Здание располагается на облегчённом фундаменте и не требует большого объёма строительно монтажных работ на месте установки.

  Применение модульного принципа строительства позволяет резко сократить сроки строительных и монтажных работ на площадке Заказчика, получая в результате строительства объект сочетающий достоинства  капитального здания и модульных локальных объектов.

   После сборки станции блок модули образуют единый  машинный и котельный залы, а так же вспомогательные помещении для размещения агрегатов и оборудования.

  При потребной мощности станции от 15 до 35-40 МВт уже необходимо строительство мощных фундаментов так как при такой мощности, станцию целесообразно комплектовать более мощными ГПА производства фирмы Вяртсиля Финляндия единичной мощностью агрегата 4-9 МВт.

  Цена ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ определяется в зависимости от мощности и других параметров определяемых проектом. Спектр поставляемых Станций от 0,3 до 40 МВт. Стоимость станции значительно ниже зарубежных аналогов. Удельная стоимость от   евро/кВт.

  Применение агрегатов на основе двигателей газо-дизельного цикла не целесообразно, так как данные двигатели менее экономичны чем чисто газовые, и кроме того в составе станции требуется дополнительно мощное топливо-мазутное хозяйство, строительство и эксплуатация которого требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат,  а так же решение сложных вопросов с доставкой мазута на станцию, в особенности в зимний период. Кроме того мазутное хранилище требует постоянного теплоснабжения (до 7-9% от тепловой мощности).

  Нами применяются электрогенераторы ведущих мировых производителей. Благодаря высокому качеству, надежности и долгому сроку службы,  данные двигатели являются лучшими в мире, удовлетворяя  самым высоким стандартам  применения в транспорте и промышленности. Газопоршневые двигатели со свечным зажиганием отражают  последние достижения в технологии производства газовых двигателей. Конструкция  этих двигателей  отвечает сегодняшним и будущим требованиям минимального уровня вредных  выбросов при условии максимальной эффективности по топливо экономичности и надёжности. Современные системы  зажигания, формирования топливной смеси и быстрореагирующая система контроля нагрузки и скорости двигателя гарантирует эффективную и безопасную работу на любых уровнях эксплуатации.

  К сожалению, в настоящее время газопоршневые агрегаты российского производства практически не вышли из стадии эксперимента, а, учитывая отсутствие финансирования, Заказчик может получить станцию укомплектованную «сырыми» не доведёнными агрегатами не способными работать в составе станции и в параллель с сетью.

  Автор: Фофанов Л. О.

  Наша компания работает только с проверенными заводами (за 12 лет работы мы сумели наладить партнерские отношения).