Отправить запрос

Отзывы

«ОАО „Газпром космические системы“ выражает благодарность сотрудникам Вашей компании за проявленный профессионализм и оперативность при выполнении сервисных работ на газотурбинном электроагрегате С1000…»

Заместитель генерального директора
Н.Н. Рыбаков

ОАО «Газпром космические системы»

Пресс-центр

Микротурбинный опыт шагает по стране

Публикация
29 октября 2014

Журнал Энергоэффективность, Республика Беларусь, октябрь 2014 года

Скачать публикацию в формате .pdf Документ в формате .pdf

В последнее время в энергетической отрасли Беларуси растет роль автономных источников энергии. В условиях роста цен на энергоресурсы государство заинтересовано в повышении надежности, безопасности и эффективности энергосистемы страны. Поэтому большое значение придается привлечению современных технологий, обеспечивающих высокий КПД, низкую эмиссию вредных веществ, а также позволяющих более эффективно использовать энергоресурсы, в первую очередь, за счет когенерации и исключения прямого сжигания природного газа.

Новые технологии в Беларуси

Сегодня для решения этих задач белорусские предприятия используют газопоршневые (ГПУ), газотурбинные (ГТУ) и микротурбинные (МТУ) установки. Однако, не все эти виды оборудования отвечают требованиям к качеству вырабатываемой энергии, надежности, удобству эксплуатации, эффективности и экологичности. Если еще недавно выбор в таких случаях был невелик – устанавливали газопоршневые или газотурбинные установки, то в последнее время предприятия все чаще отдают предпочтение микротурбинам. Их используют предприятия промышленности, ЖКХ, здравоохранения в Беларуси. Они лишены многих недостатков промышленных турбин – своих предшественников, разработанных еще в 40–50-е годы прошлого столетия. Одним из главных отличий микротурбин является отсутствие масла и охлаждающей жидкости, что позволило сократить частоту сервисного обслуживания оборудования до одного раза в год и значительно снизить эксплуатационные затраты по сравнению с другими видами генерирующего оборудования. Это обусловлено использованием воздушного подшипника, благодаря которому при работе микротурбины не возникает трения и вибраций, вследствие чего снижается риск поломок и увеличивается ресурс двигателя.

Впервые такие микротурбины американского производителя Capstone появились на белорусском рынке благодаря российской компании БПЦ Инжиниринг, которая является эксклюзивным дистрибьютором оборудования на территории стран СНГ с 2002 года. Обладая значительным опытом реализации энергоэффективных проектов на основе микротурбинного оборудования в различных отраслях экономики и следуя запросам рынка, в 2010 году эта компания на основании OEM-соглашения c корпорацией Capstone Turbine запустила собственное производство комплектных электростанций которые сегодня известны белорусским потребителям под торговой маркой ENEX.

Впервые в нашей стране микротурбинные установки были применены на станции техобслуживания «Белатра». В 2009 году здесь были запущены две микротурбины Capstone С65 суммарной мощностью 130 кВт. Сегодня они стабильно обеспечивают собственные нужды предприятия в электрической и тепловой энергии. Турбины имеют небольшие габариты, вес и компактно расположились на крыше станции техобслуживания, что было бы невозможно при использовании любого другого оборудования.

Довольно масштабный проект на базе микротурбин был реализован в 2011 году. Микротурбинная электростанция была построена для нужд Барановичского локомотивного депо в связи с необходимостью повышения энергетической эффективности и надежности энергоснабжения депо. Проект получил поддержку Департамента по энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь, поскольку полностью соответствовал современным требованиям энергоэффективности – микротурбины обладают высоким КПД в режиме когенерации и тригенерации, который может достигать 90%. В результате в основу энергоцентра вошли микротурбинная установка Capstone С600 мощностью 600 кВт и теплоутилизатор мощностью 800 кВт.

Высокая надежность электростанции обусловлена ее блочно-модульной конструкцией, включающей три микротурбинных блока по 200 кВт, которые обеспечивают дополнительное внутреннее резервирование. Работа микротурбинной электростанции полностью автоматизирована. Специальный компьютер – Advanced Power Server – синхронизирует работу отдельных блоков и обеспечивает рациональное распределение нагрузки, благодаря чему достигается максимально высокий КПД и оптимальный расход топлива. Энергоцентр работает в режиме когенерации параллельно с централизованной электрической сетью. Он обеспечивает качественной электроэнергией оборудование и инфраструктуру железнодорожного депо, а также теплом – цеха и помещения предприятия, которое на сегодняшний день является самым крупным многопрофильным высокомеханизированным ремонтно-эксплуатационным объектом Белорусской железной дороги. Строительство микротурбинной электростанции позволило предприятию сократить затраты на приобретение энергоресурсов за счет низкой в сравнении с действующими сетевыми тарифами себестоимости собственной электроэнергии. Срок окупаемости проекта, по планам не превышавший четырех лет, на практике составил два с половиной года.

Промышленная когенерация

Наибольшее распространение микротурбины получили в проектах промышленной когенерации с глубокой утилизацией тепла, например, в пищевой и перерабатывающей промышленности, в производстве строительных материалов, когда тепло требуется для поддержания температуры, подогрева емкостей или других технологических процессов.

Не так давно завершилась реконструкция котельной на производстве ОАО «Лепельский молочноконсервный комбинат» – ведущего производителя сухого молока и масла в Витебской области. Котельная находилась в эксплуатации более 20 лет, износ ее оборудования составлял 90%. В ходе реконструкции котельная была преобразована в мини-ТЭС путем установки когенерационной теплоэлектростанции ENEX электрической мощностью 1000 кВт и тепловой – 1300 кВт. Одними из ключевых критериев выбора генераторов в данном случае стали надежность, экономичность и простота эксплуатации. В отличие от газопоршневых установок, которые предусматривают регулярную замену и долив масла каждые 500–2000 часов, сервисное обслуживание микротурбинных установок производится не чаще одного раза в год – каждые 8000 часов. Отсутствие расходных материалов в виде масла и охлаждающей жидкости и низкая стоимость сервиса микротурбин делают себестоимость производимой энергии вдвое меньше сетевых тарифов. При этом на каждый киловатт выработанной электрической энергии потребитель попутно получает 1,3 кВт тепла.

На сегодняшний день энергоцентр на базе микротурбин обеспечивает порядка 75% электрических нужд производства, остальное покрывается из сети. Основные потребители – аммиачная    холодильная установка и другое электропотребляющее оборудование молочноконсервного комбината. Тепло мини-ТЭС используется для отопления, горячего водоснабжения, а также на технологические нужды производственного процесса. За счет сокращения затрат на покупку электричества от сети и низкой себестоимости собственной электроэнергии комбинат может экономить ежегодно до 300 тыс. долларов США.

Другой пример использования микротурбин в пищевой промышленности – энергоцентр одного из крупнейших предприятий по переработке зерна и производству муки в Республике Беларусь – ОАО «Барановичхлебопродукт». В его основу вошли две комплектные электростанции ENEX600 единичной мощностью 600 кВт каждая. Особенностью проекта является глубокая утилизация тепла: горячий выхлоп электростанций ENEX направляется в паровые котлы-утилизаторы с дожигом природного газа в потоке выхлопа микротурбины, что обеспечивает экономию газа при производстве пара. Этот пар используется в технологическом процессе производства комбикормов, а также для отопления и горячего водоснабжения объекта. Применение такой схемы стало возможно благодаря высокому – до 18% – содержанию кислорода в выхлопе электростанции и низкому содержанию углекислого газа и окислов азота (их содержание не превышает 9 ppm). Малое количество регламентных запчастей, расходных материалов и низкие трудозатраты на обслуживание, в том числе за счет отсутствия необходимости постоянного присутствия персонала, обеспечили ОАО  «Барановичхлебопродукт» низкую себестоимость собственной электроэнергии – порядка 0,06 долл. за кВт·ч, что вдвое выгоднее в сравнении с сетью. В совокупности со снижением потребления природного газа паровыми котлами это обеспечит ОАО «Барановичхлебопродукт» экономию в размере 350–400 тыс. долларов ежегодно.

Электростанции ENEX размещены на открытой площадке под навесом около здания котельной. Такая неприхотливость к внешним погодным условиям, низкий уровень шума и отсутствие вибраций в процессе работы позволили сэкономить на строительстве отдельного здания для энергоцентра. На сегодняшний день электростанция ENEX обеспечивает потребности хлебокомбината в электроэнергии на 60%. В течение двух лет предприятие планирует увеличить   мощность собственного энергоцентра на 800 кВт путем добавления еще четырех микротурбинных модулей по 200 кВт в свободные ячейки энергоцентра. Это даст возможность снабжать дешевым теплом и электричеством расширяющееся производство. Таким образом, общая электрическая мощность энергоцентра составит 2 МВт.

Интересный проект с глубокой утилизацией тепла был реализован на Обольском керамическом заводе. Там экологически чистый выхлоп микротурбинного энергоцентра мощностью 1000 кВт используется в производственном цикле сушки шликера – сырья для производства клинкерного кирпича.

На Слуцком сыродельном комбинате микротурбинный  энергоцентр  мощностью 4000 кВт обеспечивает электроэнергией высшего качества нужды современных автоматизированных производственных линий и другого высокотехнологичного оборудования, а тепло в виде пара используется в таких технологических процессах как технологический нагрев, стерилизация, приготовление воды для мойки оборудования. Отопление производственных помещений в холодный период также обеспечивается за счет тепловой энергии, поступающей от микротурбин.

Экология и ЖКХ

В последнее время белорусские потребители все больше внимания уделяют экологичности генерирующего оборудования. Как выяснилось, по этому показателю микротурбинные установки превосходят другие виды оборудования. На сегодняшний день они остаются самыми экологически чистыми в мире. Их выбросы в десятки раз ниже, чем у поршневых агрегатов, и составляют не более 9 ppm по CO и NOx. Это особенно актуально в связи с появлением новых экологических стандартов, которые вступят в действие в республике уже в следующем году. Условно низкие температуры сгорания топлива в микротурбине, отсутствие угара масла ввиду отсутствия самого масла обеспечивают минимальный уровень вредных выбросов в атмосферу. Благодаря этому их применяют даже в районах с плотной городской застройкой, курортных зонах и на территориях заповедников.

Например, в белорусском санаторно-курортном комплексе «Спутник», в санатории «Юность» для генерации электроэнергии и тепла были использованы микротурбинные установки Capstone С65. Ничтожно малое количество углекислого газа и оксидов азота избавило от необходимости установки специальных систем очистки выхлопа и высоких дымовых труб. В случае использования в подобных проектах газопоршневых агрегатов пришлось бы устанавливать дорогостоящие и громоздкие аммиачные катализаторы, а это – дополнительные затраты на обслуживание и расходные материалы, а также высокие риски в случае их выхода из строя.

Другой важный экологический показатель для генерирующего оборудования при установке в крупных белорусских городах – наличие в выхлопе формальдегидов, для которых предусмотрены довольно жесткие нормативы. Выхлоп газопоршневых машин «грешит» наличием этих соединений, и потому это оборудование не может применяться в городских проектах даже при условии сооружения высоких дымовых труб. Выхлоп же микротурбины вовсе не содержит формальдегидов.

Микротурбина мощностью 200 кВт использована для энергоснабжения инфраструктуры санатория  «Приозерный». Он расположен на берегу озера Нарочь в окружении хвойно-лиственного леса, поэтому руководство санатория особое внимание уделило экологичности будущей электростанции. Содержание вредных веществ в выхлопе отвечает самым жестким экологическим требованиям, что дало возможность разместить микротурбину в непосредственной близости к жилым корпусам. На сегодняшний день тепловая электростанция на базе газовой турбины Capstone С200 работает в штатном режиме и обеспечивает качественной электроэнергией различные объекты санатория  «Приозерный», среди которых два семиэтажных спальных корпуса, лечебный корпус, крытый бассейн, теннисный корт, кинозал, библиотека, бильярд, детская комната и игровая площадка.

Кстати, в том же санатории  «Приозерный» в ночные часы потребление может падать до 10%. Для санаторных комплексов и населенных пунктов с их неравномерным графиком потребления огромную роль сыграла эластичность микротурбинных электростанций к нагрузке. Они практически без снижения эффективности стабильно работают как на низкой мощности – от 0–2%, например, в ночные часы, – так и на полной мощности.

На сегодняшний день на территории Республики Беларусь реализуется еще целый ряд проектов, среди которых – строительство мини-ТЭЦ для ГУ РНПЦ «Кардиология» в Минске, энергоцентры завода  «Новополоцкжелезобетон», хлебозавода №5 КУП»Минскхлебпром» и другие. Благодаря своим эксплуатационным характеристикам – высокой маневренности, низкой стоимости технического обслуживания, возможности работы без присутствия обслуживающего персонала, – внедрение микротурбин показало себя эффективным при реконструкции теплоэнергетических объектов и строительстве новых мини-ТЭС, городских и квартальных котельных, в том числе крышного исполнения, и даже для энергоснабжения коттеджных поселков и частных домов.

Большие перспективы применения микротурбин открываются в сельском хозяйстве. Они позволяют построить экономичные и надежные системы энергоснабжения с применением технологий когенерации и тригенерации на различных предприятиях агропромышленного комплекса, сельскохозяйственных, животноводческих фермах и птицефабриках, в тепличных хозяйствах, в том числе на биогазе, полученном путем утилизации различных отходов. Ведь микротурбины способны работать практически на любом топливе – биогазе, свалочном газе, сжиженном газе, дизельном топливе и керосине, на низкокалорийных и высокосернистых газах, содержащих до 4–7% сероводорода, в том числе на таких как попутный или шахтный газ. Кроме того, экологически чистый выхлоп с высоким содержанием кислорода может использоваться в тепличных хозяйствах для обогрева теплиц и ускорения фотосинтеза растений.

Сервис

На сегодняшний день в нашей стране и бывших союзных республиках установлено более 1200 микротурбинных установок. В Беларуси техническую поддержку осуществляет специализированное Сервисное унитарное предприятие «БПЦ Инжиниринг Бел», входящее в состав Группы компаний «БПЦ» и расположенное в Минске. Оно обеспечивает высокое качество сервисного обслуживания и оперативную всестороннюю поддержку реализуемых проектов. На сегодняшний день БПЦ Инжиниринг предлагает своим заказчикам сервисные контракты на 5 или 9 лет с фиксированной стоимостью. Это означает, что в течение всего срока действия контракта владелец будет застрахован от риска повышения цен на запчасти и сервисные работы и сможет полностью спланировать свои расходы еще до приобретения оборудования. Такие условия в Беларуси пока не предлагаются ни для какого другого вида энергетического оборудования, хотя по отзывам владельцев собственных источников выработки энергии, эксплуатационные и сервисные расходы, ложащиеся всецело на владельца мини-ТЭС, зачастую оказываются намного выше, чем было заявлено продавцом при продаже. В этой связи, новый уровень сервиса дает не только значимое конкурентное преимущество поставщику оборудования, но и надежную страховку его потребителю, гарантирующую работоспособность объекта на протяжении долгих лет. Благодарим за помощь в подготовке материала компанию БПЦ Инжиниринг.