Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Мини –ТЭЦ на базе отечественных газопоршневых агрегатов

В настоящее время у Заказчика имеется пароводогрейная котельная с 1 котлом ДКВР-20/13, 2 котлами ДЕ-25/14 и котлом ТВГМ-30 и 1 котлом ГПВМ-30, которая полностью обеспечивает потребности предприятия в тепловой энергии (паре и горячей воде на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение).

Электроэнергию Заказчик покупает у посторонней организации.     Учитывая постоянно растущие стоимости покупной электроэнергии Заказчик желает построить собственную мини-ТЭЦ для снабжения электроэнергией от газопоршневых установок.

 

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для разработки ТКП Заказчик выдал следующие исходные данные.

1.      Желаемая суммарная электрическая нагрузка – 7000 кВт.

2.      Топливо основное – природный газ, Qнр = 7950 ккал/нм3.

3.      Топливо резервное – мазут, Qнр = 9700 ккал/кг.

4.      Напряжение выдачи электрической мощности – 6,0 кВ.

5.      Давление газа перед ГРП:

зима – 1,8 – 2,2 кгс/см2;

лето – 2,0 – 2,2 кгс/см2.

6.       Режим работы – круглосуточно, круглогодично.

7.       Помещение – имеется (70 х 30 х 8 м), недостроенное здание компрессорной.

8.       Тарифы на энергоносители (без НДС):

электроэнергия – 0,46 руб/кВт/ч;

заявленная мощность – 186,36 руб/кВт/мес.;

природный газ – 852,26 руб./1000м3.

 

3. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

3.1. Выбор оборудования по электрическим нагрузкам

В соответствии с данными потребления электрической мощности представленными Заказчиком, максимальная нагрузка всего комплекса в настоящее время составляет ~ 12,0 мВт и приходится на дневную смену в зимнее время (январь - февраль); минимальная ~ 3,0 мВт – в летние месяцы, в ночную смену.

В связи с этим предлагается к установки 7 газопоршневых агрегатов типа ДГ98М мощностью по 1000 кВт каждый. Агрегаты предполагается разместить в здании существующем под компрессорную. Выдачу вырабатываемой мощности предлагается осуществлять на выделенную нагрузку на напряжении 6 кВ.

Для выдачи мощности, вырабатываемой устанавливаемыми генераторами, организуется главное распределительное устройство 6 кВ (ГРУ-6 кВ), к которому подключаются все генераторы. ГРУ-6 кВ состоит из 3-х секций и комплектуется вакуумными выключателями.

Подключение шин ГРУ-6 кВ к существующей распределительной сети 6 кВ (ГПП-110/6) выполняется двумя кабельными линиями. Предусматривается параллельная работа генераторов с системой. Синхронизация генераторов между собой выполняется на шинах ГРУ-6 кВ через генераторные выключатели. Питание потребителей собственных нужд ГПА предусматривается от ГРУ-6 кВ.

 

3.2. Технологические решения

Общая установленная электрическая мощность мини-ТЭЦ составляет 7,0 МВт. Все строительство разбивается на 2 этапа. На 1 этапе вводится в действие 4 МВт электрических мощностей, на 2 этапе вводится в действие 3 МВт электрических мощностей.

Все оборудование мини-ТЭЦ разместить в здании, предназначенном для компрессорной. Для этого необходимо достроить здание и оснастить его всем необходимым оборудованием (отоплением и вентиляцией, водопроводом и канализацией, электроосвещением и др.)

Предусмотреть выработку электрической и тепловой энергии одновременно когенерационными установками – газопоршневыми агрегатами с котлами-утилизаторами.

Выбор этого варианта основан на следующих преимуществах:

·        высокий общий к.п.д. – до 70%;

·        длительный ресурс работы до списания – 60 000 часов;

·        возможность выполнения капитального ремонта непосредственно на месте установки;

·        низкий расход электроэнергии на собственные нужды;

·        большой предел регулирования электрической мощности от 50 до 100%;

·        возможность частичного замещения тепла на котельной для нужд ГВС.

Из имеющихся в настоящее время в России газопоршневых агрегатов наиболее предпочтительными (с учетом соотношения цена – качество) являются газопоршневые агрегаты ОАО «Румо».

В соответствии с данными среднечасового потребления электроэнергии, представленными Заказчиком, построенного на основании данных из опросного листа  выбираем к установке 7 газопоршневых агрегатов ДГ98М производства ОАО «Румо» с единичной мощностью 1000 кВт и общей электрической мощностью 7000 кВт, что позволит загрузить их для покрытия базовой электрической мощности в течении всего года.

Установить оборудование на большую электрическую мощность не имеет смысла по следующим причинам:

  • увеличение установленной мощности сверх среднечасовой приведет к снижению числа часов использования установленной мощности, при снижении КПД установок и к возрастанию срока окупаемости.

Конструктивно эти установки выполнены в виде компактных блоков 100% заводской готовности, состоящих из газопоршневого двигателя, электрогенератора, системы охлаждения, маслосистемы, размещенных на общей раме и отдельно устанавливаемого модульного теплоутилизатора для выработки горячей воды с t=950C марки КУВ-0,7.

Технические характеристики установок, их габариты приведены в таблице 1.

Таблица 1

№ п/п

Наименование

Единица измерения

Параметры

1.

Марка электроагрегата

-

ДГ98М

2.

Мощность

кВт

1000

3.

Род тока

-

Переменный, 50Гц

4.

Напряжение

В

6300

5.

Топливо

 

Природный газ с теплотворной способностью 7500-8600 ккал/м3

6.

Часовой расход топлива на номинальной мощности

м3

320-360

7.

Номинальное давление топливного газа

кгс/см2

4,0

8.

Смазочное масло

 

Моторное М10В2, М10Г2С

9.

Часовой расход масла на номинальной мощности

кг/час

1,36

10.

Ресурс до капитального ремонта

час

70000

11.

Общий кпд установки

%

70%

12.

Габариты (ДхШхВ)

мм

7308х2070х3498

13.

Сухая масса

кг

25500

 

Суммарная вырабатываемая электрическая мощность при работе 7 установок составляет 7000 кВт, что обеспечивает базовую электрическую нагрузку предприятия в течение круглого года. Недостающую электроэнергию необходимо докупать.

При работе 7 установок ДГ98М в номинальном режиме можно также получать горячую воду с температурой 950С в количестве 6160 кВт, которую можно использовать на нужды отопления или горячего водоснабжения.

Кроме вышеуказанного оборудования для работы мини - ТЭЦ необходимо дополнительно установить группы циркуляционных и подпиточных насосов, установку водоподготовки, электросиловое оборудование и систему газоснабжения. Выполнить фундаменты под оборудование, разводку трубопроводов, электросиловых кабелей и др. Необходимо установить системы отвода дымовых газов от ГПА (газоходы, дымовые трубы). Необходимо построить новую ГРУ-6 кВ.

 

4. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ЭТАПЫ И СРОКИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА

5.1. Разработка проектной документации – 3-4 месяца;

5.2. Поставка оборудования – 7-8 месяцев;

5.3. Строительно-монтажные работы – 4-5 месяцев;

5.4. Пусконаладочные работы со сдачей объекта Заказчику – 1,5-2 месяца.

 

5. СТОИМОСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

6.1. Общая стоимость работ «под ключ» составляет 126 000 000 руб. (включая НДС 20%);

6.2. Стоимость строительных работ по реконструкции существующего здания определяется после выполнения проектных работ;

6.3. Срок окупаемости капитальных вложений в строительство мини-ТЭЦ – 2,6 года при указанных Заказчиком стоимостях электрической и тепловой энергии и топлива;

6.4. Себестоимость электроэнергии – 0,62 руб./кВт*ч (без учета утилизации тепла).

Все стоимостные показатели относятся только к объемам работ, ограниченным стенами здания мини-ТЭЦ и не учитывают все наружные сети и коммуникации.

Все стоимостные показатели даны ориентировочно.

 

Когенерация.ру, http://www.combienergy.ru