Автономные энергетические комплексы от ЭК «Прогресс»

Это связано со следующими обстоятельствами: • стоимость подключения потребителей к централизованным источникам энергоснабжения практически сравнялась с капитальными затратами на строительство АЭК; • постоянный монопольный рост тарифов на энергию; • повышенное качество энергии, вырабатываемой АЭК (стабильность электрического напряжения, круглогодичное теплоснабжение с требуемыми параметрами и пр.). Следует отметить, что опыт создания автономных энергетических комплексов в России практически отсутствует. ООО «Прогресс» активно включилось в разработку принципов построения АЭК, а также конкретных проектов. К настоящему времени выполнено два таких проекта для предприятий Санкт-Петербурга. В этой статье мы в общих чертах ознакомим читателей с основными принципами построения автономных энергетических комплексов на газовом топливе и их технико-экономическими параметрами. Приводом электрогенераторов в АЭК, как правило, являются следующие тепловые машины, позволяющие утилизировать неиспользованную при выработке электроэнергии тепловую энергию: • паровые турбины — утилизируется тепло мятого пара; • газовые турбины — утилизируется тепло выходящих из турбины отработанных газов; • газовые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — утилизируется тепло охлаждаемого корпуса двигателя и тепло выхлопных газов. Область применения указанных приводов электрогенераторов должна определяться технико-экономическим расчетом с учетом нижеизложенных обстоятельств. Паровые турбины целесообразно применять там, где уже имеется оборудование для производства избыточного количества пара, поскольку он является достаточно дорогостоящим теплоносителем. Представляет интерес использование паровых турбин вместо традиционных устройств, снижающих температуру и давление пара. Однако выработка электричества при этом зачастую не будет соответствовать ее потреблению. Этот способ может быть рекомендован только для создания вспомогательного источника электроэнергии. Газовые турбины требуют для своей работы подвода газа сверхвысокого давления (20 ати и выше), что, помимо дополнительных затрат энергии, обусловливает повышенную категорию опасности объекта. Для использования тепла отходящих газов применяются утилизационные котлы, которые должны быть рассчитаны на совместную работу с конкретной турбиной. Все турбины должны иметь усиленные фундаменты, рассчитанные для работы при значительных динамических нагрузках, возникающих из-за высоких угловых скоростей рабочего колеса. Наибольшей универсальностью и удобством применения отличаются когенерационные установки на базе газовых двигателей внутреннего сгорания, которые оснащены теплообменными агрегатами для утилизации тепла. Широкий диапазон мощностей (от десятков до нескольких тысяч киловатт), отсутствие каких-либо особых требований к установке и эксплуатации делают использование ДВС приемлемым в подавляющем большинстве случаев. При проектировании автономных энергетических комплексов следует руководствоваться рядом принципов, направленных на максимально надежную и экономичную его эксплуатацию, а именно: 1. Абсолютным приоритетом должна являться выработка необходимого количества электроэнергии в каждый момент времени. Учитывая то обстоятельство, что нормальная продолжительная работа всех перечисленных выше тепловых машин обеспечивается при значениях нагрузки в диапазоне 50—100%, при выборе оборудования необходим тщательный анализ потребления электроэнергии. Это особенно важно в случае, когда АЭК является единственным источником электроснабжения. 2. Для оптимального подбора дополнительного теплогенерирующего оборудования (котлоагрегатов) необходим анализ электро- и теплопотребления. Только совместный учет всех возможных вариаций нагрузок на АЭК позволит оптимальным образом подобрать котлоагрегаты и определить режим их работы. 3. Максимально возможное использование тепловой энергии, выделяемой в данный момент работающими когенераторами. 4. В случае отсутствия потребности в тепловой энергии должен быть эффективный отвод тепла от когенераторов. 5. Оборудование автономных энергетических комплексов должно работать в автоматическом режиме. Только так можно достичь оптимального распределения нагрузок на оборудование и получить максимальную экономию топлива. Выработкой электроэнергии каждым генератором и включением в работу необходимого их количества должен управлять компьютер с программным обеспечением, позволяющим проводить адаптацию к конкретным условиям. Представляем некоторые технико-экономические характеристики когенераторов на примере газового ДВС серии G3516 фирмы Caterpillar (США): • электрическая мощность — 1030 кВт; • утилизируемая тепловая мощность — 1300 кВт; • КПД выработки электроэнергии — 37,4%; • КПД общий (при полной утилизации тепловой энергии) — 88%; • расход газа при максимальной мощности — 292 куб. м/час. При данных параметрах, израсходовав 292 куб. м газа стоимостью 204 руб., установка выработает 1030 кВт/час электроэнергии и 1300 кВт/час (1,12 Гкал) тепловой энергии. Себестоимость выработки этой энергии с учетом стоимости обслуживания и дополнительных материалов — не более 300 руб. При существующих тарифах стоимость такого количества энергии централизованных источников — более 1200 руб. Расчетная экономия при эксплуатации автономного энергетического комплекса предприятия (3000 кВт электрической мощности и 5000 кВт тепла на отопление, вентиляцию и ГВС) составит более $750 тыс. в год.