Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Строительство мини-ТЭЦ на базе ГПА (реконструкция котельной)

 Предлагается комплексное решение проблем электро-теплоснабжения потребителей в зоне покрытия котельной с использованием высокоэффективных, энергосберегающих и экологически чистых газопоршневых технологий.

Обеспечить потребности в электроэнергии и тепле  предлагается на основе реконструкции котельной установкой 2-х новых когенерационных газопоршневых агрегатов. В качестве основного оборудования мини-ТЭЦ приняты газопоршневые установки типа G 3520  с системой утилизации сбросной теплоты компании «Caterpillar» – мирового лидера производства мировых газопоршневых агрегатов в широком интервале мощностей от 70 до 5900 кВт.

Установленная мощность предлагаемой к строительству мини-ТЭЦ составляет:

-              электрическая – 4,0 МВт;

-              тепловая в горячей воде – 4,76 кВт (4,1 Гкал/ч)

КГПЭС предназначена для надежного, устойчивого электроснабжения и бесперебойного обеспечения теплом потребителей поселка.

Режим работы комбинированного энергоисточника:

-              по электроэнергии – параллельно с существующими электросетями;

-              по теплу – на существующую теплосеть котельной. Резервирование тепловой мощности газопоршневой электростанции предусмотрено  водогрейными котлами котельной.

Использование газопоршневой технологии с утилизацией сбросной теплоты ГПУ позволяет:

-              получить дешевую электрическую и тепловую энергию для обеспечения потребителей в зоне покрытия котельной;

-              увеличить коэффициент использования теплоты топлива (общий КПД энергоустановки) до 91 %, что более чем в 3 раза выше КПД существующих изношенных и морально устаревших дизель-генераторов (28-32%) и водогрейных котлов (40-50%);

-              бесперебойно получать тепло  - без дополнительных затрат на топливо для водогрейных котлов;

-              повысить надежность энергоснабжения потребителей электрической и тепловой энергией;

-              улучшить экологическую обстановку в жилой зоне поселка за счет снижения выбросов вредных веществ.

Краткое техническое описание предлагаемой газопоршневой установки G 3520 С приведено ниже.


1. Основные технические характеристики энергоустановки

К размещению на мини-ТЭЦ предлагаются следующие газопоршневые установки:

1.

Наименование

-G 3520 С

2.

Производитель

- «Caterpillar», США

3.

Мощность электрическая, кВт

- 2000

4.

Тепловая мощность системы утилизации теплоты (СУТ), Гкал/ч

- 1,05

5.

Общий КПД, %

- 91

6.

Топливо (основное/резервное)

- газ/газ

7.

Часовой расход топлива (газа), кг/ч (нм3/ч)

- 346 (474,5)

8.

Давление газа на входе в ГПУ, кПа (кгс/см2)

- 10 ÷ 35 (0,10÷0,35)

9.

Ресурс:

-                     - до капитального ремонта, ч

- назначенный (общий)

- 60000

- 200000

2. Основные характеристики когенерационной электростанции

На мини-ТЭЦ предлагается установить 2 газопоршневые установки с СУТ и необходимым комплектом вспомогательного тепломеханического и электротехнического оборудования.

Основные технические характеристики мини-ТЭЦ приведены ниже.

1.

Количество ГПУ с комплектом вспомогательного оборудования, комп.

-

2

2.

Количество СУТ с обвязкой и сетевыми насосами, компл.

-

2

3.

Мощность электрическая:

-         установленная, кВт

-         рабочая, кВт

-

-

4000

4000

4.

Мощность тепловая:

-         установленная, Гкал/ч

      -     рабочая, Гкал/ч

-

-

4,10

4,10

5.

Вид теплоносителя

-

Горячая вода

6.

Параметры теплоносителя

-

По графику 95/70°С

7.

Расход природного газа на номинальной мощности (LHV = 11955 ккал/кг, ρ = 0,71 кг/нм3), кг/ч (нм3/ч) 

-

692 (974,6)

8.

Годовая выработка электрической и тепловой энергии

-

По сезонным графикам нагрузки

3. Примерный состав сооружений электростанции

Минимальный набор сооружений и оборудования, требуемого для обеспечения работоспособности мини-ТЭЦ, приведен ниже.

1.                Машинный зал с ГПУ,  СУТ и вспомогательным тепломеханическим оборудованием;

2.                Маслохозяйство с баками чистого и отработанного масла и насосами;

3.                Электротехническое оборудование с распределительным устройством выдачи электрической мощности;

4.                Пультовая со щитом управления (при работе мини-ТЭЦ в автоматизированном режиме с дежурным оператором).

5.                Другое вспомогательное оборудование и системы (аккумуляторная, воздушная, компрессорная, выносные радиаторы охлаждения и т.д.)

Предусмотрено максимально возможное использование существующего оборудования, систем инженерного обеспечения и инфраструктуры котельной, таких как ВПУ, система газоснабжения, лаборатории, бытовые помещения и т.д.

Все перечисленное выше оборудование и системы электростанции размещаются во вновь сооружаемом здании каркасного типа с эффективными ограждающими конструкциями типа «сэндвич» или в существующем помещении котельной.

При работе мини-ТЭЦ в полностью автоматическом режиме (без присутствия персонала) пульт управления размещается как на мини-ТЭЦ (котельной), так и в любом другом месте (например, в центральной диспетчерской). Однако такое техническое решение существенно увеличивает начальные капиталовложения в строительство предлагаемой мини-ТЭЦ.

При необходимости на площадке реконструируемой котельной также строятся:

1.                 Насосная пожаротушения с баками противопожарного запаса воды;

2.                 Повысительная трансформаторная подстанция;

3.                 Локальные очистные сооружения;

4.                 Другие вспомогательные объекты и сооружения (по требованию Заказчика).

Ниже, на рисунке в качестве примера, представлен план размещения тепломеханического оборудования мини-ТЭЦ (2-х газопоршневых установок с СУТ, обвязкой  и вспомогательным оборудованием) в помещении демонтируемых судовых котлов котельной.  Место размещения остального электротехнического и вспомогательного оборудования и систем уточняется на последующих стадиях при разработке проектной документации.

Основное оборудование мини-ТЭЦ размещается в помещении судовых котлов на 2-х уровнях:

1) на отм. 0,000 устанавливается две газопоршневые установки G 3520 с вспомогательным оборудованием, насосами, шкафами управления и питания.

2)  на 2-м уровне, на отм. 4,000 размещаются блоки СУТ и венткамера приточной вентиляции, подающей в машзал воздух на горение для ГПУ (рис.1)

Размещение основного  оборудования  мини-ТЭЦ (ГПУ и СУТ) на одном уровне возможно в помещении котлов АВА-4. При этом возникает необходимость в демонтаже котлов №2,  №3 и №4, что существенно уменьшает тепловую мощность котельной и снижает надежность теплоснабжения потребителей. Пример размещения ГПУ и СУТ на одном уровне (отм. 0,000) приведены ниже на фотографии.

Наиболее предпочтительным вариантом является размещение всего комплекса вновь сооружаемой газопоршневой мини-ТЭЦ в отдельно стоящем новом каркасном быстро-сборном здании. Одноэтажное здание размерами в плане 18х18 метров строится вблизи корпуса котельной. Организационно котельная и мини-ТЭЦ объединяются в один энергокомплекс и обеспечивают надежное электро-теплоснабжение потребителей в зоне покрытия котельной.

В варианте размещения тепломеханического оборудования в отдельно стоящем новом здании возможно расширение мини-ТЭЦ установкой дополнительных блоков ГПУ+СУТ (шаг ячейки – 6 м). Это позволяет при росте электрических и тепловых нагрузок, обеспечить их покрытие расширением мини-ТЭЦ установкой новых комплексов агрегатов до электрической мощности 6÷8 МВт.

Строительство мини-ТЭЦ на базе ГПА (реконструкция котельной)

4. Стоимость строительства

Оценка суммарных капиталовложений в строительство электростанции выполнена на основе данных представленных производителями оборудования. Стоимость строительства электростанции определена в пределах площадки без учета затрат на внешние сети инженерного обеспечения и выдачи мощности. При определении стоимости строительства «под ключ» учтены затраты на оборудование, материалы, запасные части и комплектацию, таможенные, транспортные и заготовительно-складские расходы, стоимость строительно-монтажных и пусконаладочных работ и прочие расходы.

Стоимость строительства мини-ТЭЦ на условиях «под ключ» для рекомендованного варианта (новое отдельно стоящее здание) составляет

105 171 тыс. руб.