Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Роль автономных источников энергии на современном этапе развития экономики России

Научно-практическая конференция «Малые и средние ТЭЦ. Современные решения»

Свириденко О.В., директор департамента проектирования электростанций ОАО «Звезда-Энергетика», г. Санкт-Петербург, Воронов В.В., Забурчик А.А., ОАО «Звезда-Энергетика», г. Санкт-Петербург

Современный этап развития экономики России характеризуется возрастанием роли энергетики в надежном и безопасном функционировании промышленных предприятий и экономики в целом.

Наиболее характерными особенностями современного этапа развития экономики России являются:

– Увеличение доли перерабатывающих предприятий в общем объеме производимой в России продукции, внедрением на данных предприятиях новых энергоемких технологических процессов.

– Существенное возрастание доли стоимости электроэнергии в общей себестоимости продукции промышленных предприятий, которое приводит к необходимости поиска потребителями новых вариантов электро и теплоснабжения своих предприятий.

– Сверхнормативный износ основного оборудования большинства электростанций и электрических сетей, входящих в единую энергосистему и отсутствие у владельцев необходимых средств на ремонт или замену этого оборудования.

– Большой дефицит электроэнергии во многих промышленных районах России и длительные перерывы в электроснабжении потребителей различных объектов промышленности и сельского хозяйства.

– Отсутствие у большинства предприятий, работающих с технологическими процессами повышенной опасности, резервных (аварийных) источников электроэнергии, позволяющих при прекращении электроснабжения от внешней энергосистемы безаварийно остановить технологический процесс или остановить технологический процесс с минимальным ущербом для предприятия.

Сверхнормативный износ основного оборудования большинства электростанций и электрических сетей и большой дефицит электроэнергии во многих промышленных районах

Вследствие длительных перерывов в электроснабжении многие государственные и частные промышленные предприятия и финансовые учреждения (банки, биржи и т.п.) несут большие не только финансовые, но и политические (например, космическая отрасль) убытки. Это заставляет таких потребителей все чаще решать проблему резервного или аварийного тепло и электроснабжения самостоятельно вне зависимости от состояния внешних энергоисточников.

Наиболее ярким примером длительного перерыва в электроснабжении, приведшего к большим финансовым и политическим убыткам, является системная авария в мае 2005 года в энергосистеме ОАО «Мосэнерго». В результате данной аварии более 50% потребителей трех областей (Московская, Тульская и Тверская) остались без электроснабжения на срок от 2-х часов до 3-х дней, а убытки потребителей превысили 1 700 000 000 рублей.

Однако прекращение электроснабжения может привести не только к финансовым потерям, но и человеческим жертвам (например при проведении операций в больницах, при авариях на нефтяных и газовых предприятиях и предприятиях химической промышленности и т.п.).

Вместе с тем во многих регионах России (до 40% территории страны) отсутствует централизованное электроснабжение от единой энергосистемы. В таких регионах получили широкое развитие системы автономного электроснабжения (САЭ) на базе дизельных, газо­поршневых и газотурбинных электростанций, способные, при отсутствии связи с внешней энергосистемой, длительно обеспечивать электроснабжение и теплоснабжение объектов различного назначения.

К таким объектам относятся поселки нефтяников и газовиков, строителей, моряков и пограничников, буровые по добыче нефти и газа, промышленные объекты перекачки и переработки нефти и газа, стартовые комплексы космической отрасли, а также многие другие объекты в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Особенностью современного состояния большинства САЭ заключается в использовании в составе электростанций устаревших (в т.ч. морально) автономных источников электроэнергии на базе дизельных, газопоршневых и газотурбинных электроагрегатов, которые, к тому же, давно выработали свой ресурс, а некоторые – и свой срок службы.

Реконструкция таких электростанций под электроагрегаты новых типов или капитальный ремонт установленных электроагрегатов по подсчетам многих наших Заказчиков является экономически нецелесообразным.

Для большинства Заказчиков экономически целесообразным является установка рядом со старыми электростанциями новых стационарных электростанций в зданиях из легко возводимых строительных конструкциях или электростанций на базе модулей контейнерного исполнения с электроагрегатами импортного или отечественного производства. Открытое Акционерное Общество « Звезда-Энергетика» специализируется на изготовлении дизельных и газо-поршневых источников энергии единичной мощностью от 8 до 2400 кВт в стационарном и контейнерном исполнении, автоматизированных по 1-й, 2-й и 3-й степени автоматизации согласно ГОСТ Р 50783-95, и строительстве на их основе электростанций мощностью до 50 МВт.

При производстве современных дизельных и газо-поршневых источников энергии компания использует двигатели, дизельные и газо-поршневые электроагрегаты отечественного и импортного производства ( заводов «Звезда» г.Санкт-Петербург и «Завод имени Маминовых», г.Балаково РФ, фирмы “Cummins” - США ).

Однако современный этап развития автономной энергетики России потребовал от компании перехода к созданию быстровозводимых блочно-модульных электростанций на базе модулей контейнерного исполнения и стационарных зданий в легко возводимых строительных конструкциях общей мощностью от 3 до 50 МВт в формате «под ключ».

При разработке электростанции любого исполнения специалисты компании ориентируется на создание электростанций как «единого технологического комплекса» включающего:

– Источники электроэнергии и их вспомогательное оборудование.

– Ограждающие конструкции (либо в контейнерном исполнении, либо в легко возводимых сборных конструкциях).

– Устройства преобразования и распределения электроэнергии (высоковольтные закрытые распределительные устройства, комплектные контейнерные трансформаторные подстанции, низковольтные распределительные устройства и т.п.).

– Автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) выработки электрической и тепловой энергии.

– Вспомогательное оборудование и помещения электростанции (мастерская по ремонту оборудования электростанции, помещения для хранения запасных частей, бытовые помещения, помещения начальника электростанции и т.п.).

Одновременно компания усилила направление создания стационарных и блочно­модульных электростанций контейнерного исполнения с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии (коогенерационные электростанции или МИНИ-ТЭЦ). Поэтому в состав электростанций введены источники тепловой энергии (газо-водяные и водо-водяные утилизаторы) и системы утилизации тепла на их основе, позволяющие довести коэффициент полезного действия автономных энергоисточников до 75-85%.. В настоящее время в перечне изготавливаемых компанией стационарных и контейнерных дизельных и газо-поршневых электростанций насчитываются более 300 наименований изделий единичной мощностью от 2,0 до 2400 кВт, предназначенных для применения на различных объектах и в различных климатических условиях. Все эти электростанции предлагаются потребителям для создания собственных автономных источников энергии различного назначения.

 Среди наиболее существенных причин, побуждающих потребителей принять решение о строительстве собственных автономных источников энергии (АИЭ), можно выделить следующие:

Себестоимость электроэнергии от собственных АИЭ (особенно работающих на природном или попутном нефтяном газе) значительно ниже чем стоимость покупаемой электроэнергии у энергосистемы.

Стоимость строительства таких электростанций для многих предприятий соизмерима со стоимостью ущерба от перерыва в электроснабжении длительностью более 2 часов, а для некоторых (например космическая отрасль) – со стоимостью ущерба от перерыва в электроснабжении длительностью 15 – 30 минут.

Надежность электроснабжения от АИЭ значительно выше, чем от энергосистемы, особенно если для АИЭ предусмотрен режим параллельной работы с внешней энергосистемой.

Наличие АИЭ позволяют предприятиям обеспечить энергетический суверенитет, а как следствие – экономическую независимость от рынка электроэнергии.

Перечисленные выше причины заставляют многих потребителей серьезно относится к созданию собственных автономных источников энергии или электростанций на их основе. Наиболее оптимальным и экономически обоснованным является подход потребителей к созданию АИЭ разбитый на три основных этапа:

Разработка обоснования инвестиций в строительство автономного источника или автономной электростанции для нужд конкретного потребителя.

Разработка рабочего проекта создания автономного источника энергии или автономной электростанции с утверждением в надзорных органах (осуществляется при положительном результате работ по 1-му этапу).

Строительство АИЭ или автономной электростанции согласно утвержденной проектно­сметной документации (осуществляется при положительном результате работ по 2-му этапу).

Осуществление строительства электростанций (или АИЭ) в три этапа позволяет потребителям на первом и втором этапах оценить эффективность вложения инвестиций, сроки и стоимости строительства, а как следствие – избежать лишних финансовых затрат, связанных со строительством электростанции если первые два этапа покажут отрицательную эффективность результата строительства электростанции.

Вместе с тем на рынке автономной энергетики в настоящее время продолжают сохраняться тенденции потребителей построить электростанцию (АИЭ) в два параллельных этапа – проектирование и строительство электростанции одновременно, а в некоторых случаях – в один этап (этап строительства). При таком подходе эффективность строительства электростанции оценивается потребителем самостоятельно (без привлечения специализированных организаций). В результате реальная стоимость строительства электростанции оказывается значительно выше предполагаемой, а эффективность инвестиций в строительство – значительно ниже предполагаемой.

Вследствие постоянной тенденции увеличения стоимости топлива на мировом рынке для традиционных источников электроэнергии, большинство Заказчиков строительства автономных электростанций выдвигают требования максимальной эффективности строящихся электростанций.

Это заставляет специалистов компании разрабатывать и применять технологии и технические средства энергосбережения, позволяющие максимально повысить эффективность использования первичного топлива и достигать максимального коэффициента полезного действия (к.п.д.) строящихся электростанций.

Основные технологии и технические средства энергосбережения, используемые компанией при строительстве электростанций, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Технологии энергосбережения

Технические средства энергосбережения

1. Комбинированная выработка

1. Газо-водяные и водо-водяные

тепловой и электрической энергии на

автономных электростанциях.

утилизаторы тепловой энергии уходящих

выхлопных газов и тепла системы охлаждения.

2. Использование попутных источников

энергии (попутный нефтяной газ и т.п.)

2. Блоки очистки и подготовки попутного

нефтяного газа.

3.     Энергосбережения при изменении

производительности потребителя.

3. Частотные преобразователь

электроэнергии с системами управления

4.     Энергосбережения при изменении

мощности потребителя или объекта в целом.

4. Автоматизированные системы

управления технологическими процессами

выработки и распределения энергии.

5. Применение нетрадиционных

источников энергии (энергии воды, ветра и т.п.)

вместе с традиционными.

5. Комбинированные источники энергии

на электростанциях (ветро-дизельные установки и

т.п.)

В зависимости от назначения и требований Заказчика в составе изготавливаемых и строящихся электростанций применяются различные технологии и технические средства энергосбережения.

Основным направлением энергосбережения и повышения эффективности использования первичного топлива является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии, позволяющая повысить к.п.д. автономной электростанции до 75 – 85 %. Опыт эксплуатации построенных компанией блочно-модульных дизельных (электростанция 14,2 МВт в п. Эльдикан, республика Якутия) и газо-поршневых (электростанция 12,0 МВт на Кынском нефтяном месторождении и 7,5 МВт на Ярайнерском нефтяном месторождении, ЯНАО) электростанций подтвердил возможность практического достижения к.п.д. электростанции в указанных выше пределах.

Использование попутных источников энергии (попутный нефтяной газ) и технологий подготовки позволяет Заказчику снизить капитальные затраты на строительство электростанции на 20 – 30 %. Примером обоснования такого тезиса является построенная и сданная в сентябре 2003 года стационарная газо-поршневая электростанция в легкосборном здании на Ярайнерском нефтяном месторождении в ЯНАО. Применение в составе электростанции блока подготовки газа позволил поднять мощность каждого газо-поршневого электроагрегата с 1100 кВт до 1320 кВт. При этом затраты на закупку и строительство блока составили около 20% от стоимости одного электроагрегата, что позволило Заказчику повысить отдаваемую мощность электростанции на 1000 кВт и уменьшить общие капитальные затраты на 15%. Применение автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) выработки и распределения электроэнергии на автономных электростанциях позволяет увеличивать моторесурс применяемых дизельных и газо-поршневых двигателей на 20 – 30%, а соответственно уменьшить срок окупаемости строительства электростанции на восемь – восемнадцать месяцев. Это достигается за счет уменьшения времени работы первичных двигателей с нагрузками менее 30 – 40% путем автоматического регулирования в зависимости от общей нагрузки электростанции числа работающих электроагрегатов. Такие АСУ ТП установлены на большинстве построенных и строящихся компанией дизельных и газо-поршневых электростанций.

Таким образом применение технологий и технических средств энергосбережения на автономных электростанциях с традиционными источниками энергии на базе дизельных и газо­поршневых двигателей на основе реальных объектов, построенных ОАО « Звезда-Энергетика», позволяет при строительстве электростанций существенно (на 20-30%) снизить капитальные затраты, на 20-40% уменьшить эксплуатационные затраты и увеличить коэффициент полезного действия на 35-45%.

Таким образом внедрение автономных источников электроэнергии на современном этапе развития экономики России позволяет многим промышленным предприятиям приобрести энергетический суверенитет, а как следствие – обрести максимальную экономическую независимость.

http://www.gemotest.ru/ нпо ренам наборы ренам для определения ачтв.