Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

О реализации проекта создания малых генерирующих энергоустановок в ООО «УК «КЭР-Холдинг» (Комплексное энергоразвитие)


Гуреев В.М., к.т.н., доцент каф. ТОТ, КГТУ им. А.Н.Туполева

Зайнутдинов Э.А., к.т.н., директор по маркетингу ООО «УК «КЭР-Холдинг»

Исламов М.А., аспирант, каф. ТОТ, КГТУ им. А.Н. Туполева


По мнению специалистов, в настоящее время имеются все предпосылки для развития энергодефицитной ситуации в России. Основными причинами являются высокие темпы жилищного строительства в стране и рост числа действующих промышленных предприятий. Растущий спрос на энергоресурсы уже опережает развитие генерирующих мощностей, а преодоление отставания традиционным путем (путем наращивания мощностей) в короткие сроки практически невозможно ввиду того, что основные фонды многих предприятий энергетики изношены и нуждаются в обновлении оборудования и реструктуризации. Тем более, по предварительным прогнозам, уже к 2015 году около 60% генерирующих мощностей в энергетике выработают свой ресурс [1].

Выходом из сложившейся ситуации для предприятий, муниципальных учреждений и коммунальных хозяйств может послужить создание малой генерации, т.е. использование мини-энергоустановок для выработки электрической энергии. Они не требуют сверхвысоких капитальных затрат при строительстве и окупаются в течение 4-5 лет эксплуатации (в большой энергетике 6-9 лет). Более того, себестоимость электроэнергии, выработанной на таких станциях при использовании газового топлива, несколько ниже стоимости электроэнергии на рынке. Прежде всего это связано с тем, что коэффициент использования топлива на мини-ТЭС в 1,5 раза выше, чем на крупных станциях. Вышеописанные преимущества позволяют использовать их в режиме постоянной эксплуатации. Резервное электроснабжение объекта в этом случае может осуществляться централизованным энергообеспечением.

 Собственные малые генерирующие источники энергии обеспечивают потребителю получение электрической энергии по себестоимости без всевозможных потерь, которые присутствуют в линиях электропередачи, в понижающих трансформаторах и т.д.

Существует также ряд ситуаций, в которых строительство автономных электростанций представляется более целесообразным, нежели строительство линий электропередачи (ЛЭП), стоимость которых составляет порядка 2-2,5 млн р./км. К таковым можно отнести отдаленные месторождения нефти и газа, населенные пункты и т.д. Целесообразным является также применение собственных электростанций в качестве резервных источников энергии в муниципальных учреждениях (школы, больницы, детские сады и т.д.), минимизируя тем самым риски оставить потребителя без света и тепла. Применение мини-электростанций может быть весьма интересным для вновь открывающихся производств, жителей коттеджных поселков, частных потребителей. Таким образом исключается необходимость строительства линий электропередачи и понижающих подстанций. Особенно перспективным представляется использование малых энергетических установок одновременно как источник электрической и тепловой энергии (в виде пара и горячей воды). В данном случае на двигателе устанавливается система теплообменников, использующая тепло охлаждающей жидкости, масла и выхлопных газов. При этом коэффициент использования топлива установки возрастает до 80% и более. При децентрализованном теплоснабжении во много раз снижаются потери тепла, которые зимой составляют в России 20-50%.

Изучая зарубежный опыт, можно отметить, что в последние годы уменьшилась единичная мощность проектируемых энергоблоков за счет увеличения эффективности установок.

Общество с ограниченной ответственностью «УК «КЭР-Холдинг» активно участвует в решении задач, поставленных в «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», среди них:

- увеличение степени использования вторичных энергоресурсов за счет использования когенерации в газовых тепловых электрических станциях;

- повышение эффективности использования энергоресурсов;

- повышение энергетической безопасности социально значимых объектов;

- снижение затрат на энергоснабжение потребителей.

Специалисты компании провели анализ состояния энергетической системы Татарстана с определением наиболее важных технических, экономических и экологических проблем, а также оценили перспективы малых энергогенерирующих установок.

По итогам данного исследования в 2005 году ООО «КЭР-Холдинг» запустило программу «Развитие малой энергогенерации». Партнером по реализации данного направления стало открытое акционерное общество «КамАЗ». Многолетний опыт работы специалистов ООО «КЭР-Холдинг» в строительстве энергетических объектов объединили с опытом специалистов ОАО «КамАЗ» в создании электросиловых установок и в разработке двигателей внутреннего сгорания. При содействии ведущих специалистов НИИ «Энергоэффективные технологии» при КГТУ им. А.Н.Туполева можно говорить уже о первых результатах в реализации данной программы. Согласно договоренности между ООО «КЭР-Холдинг» и ОАО «Самаранефтегаз» по проекту ООО «КЭР-Инжиниринг», являющегося дочерним предприятием Холдинга, на Киньзякском месторождении Самарской области установлена автономная электростанция номинальной мощностью 100 кВт. Станция является собственностью ООО «КЭР-Холдинг». В ее составе два дизель-генератора (ДГ) на базе двигателя КамАЗ 740.19-200 мощностью по 100 кВт каждый (рис. 1). Обе установки имеют возможность работы в режиме «базовый» и «резервный». Такое преимущество позволяет эксплуатировать ДГ попеременно с периодичностью в 7-10 дней, обеспечивая тем самым равномерный износ оборудования. Первый этап данного проекта (включающий проектирование, строительство «под ключ» и ввод электростанции в эксплуатацию с последующим отпуском электроэнергии и обслуживание станции) успешно реализован.


Рис. 1. Дизельная электростанция мощностью 100 кВт на Киньзякском месторождении Самарской области РФ


Следующим этапом в реализации проекта стал перевод дизельных приводов электрогенераторов в газодизельный режим. Для создания экспериментального стенда была приобретена еще одна силовая установка, аналогичная тем, что стоят на месторождении (рис. 2). Испытательная лаборатория организована на базе одного из дочерних предприятий компании. В качестве основного топлива в данной установке используется пропан-бутан, дизельное топливо является запальным. Следующим шагом в данном проекте предполагается перевод силовых установок на попутный нефтяной газ. Ориентировочные сроки завершения работ - третий квартал 2008 года. Использование попутного газа в качестве топлива может стать наиболее целесообразным и перспективным направлением в рамках развития программы малой энергетики. Нефтяные компании как в нашей республике, так и за ее пределами все большее внимание уделяют выводу из резерва и запуску в эксплуатацию малодебитных скважин. Отсутствие энергообеспечения на удаленных месторождениях - одна из основных проблем, стоящих перед нефтяниками как при разработке новых, так и при выводе из резерва законсервированных скважин. Тянуть километры ЛЭП (от 20 до 60 км) к потребителю зачастую просто нерентабельно. Кроме того, существует проблема утилизации попутного нефтяного газа, около 20% которого сжигается в факелах. Использование мини-ТЭС, работающих на попутном газе, позволит решить как проблему дефицита энергии, так и экологическую проблему утилизации ПНГ.


Рис. 2. Дизель-генератор мощностью 100 кВт на базе двигателя «КамАЗ» 740.19-200


В завершающем этапе проекта энергоснабжения месторождений ОАО «Самаранефтегаз» планируется создание системы утилизации тепла для электростанций. Утилизированное тепло может использоваться для отопления вахтовых вагончиков и технологических нужд нефтяников.

Подводя итоги вышесказанному, хочется отметить, что научный, технологический и производственный потенциал участников проекта: ООО «УК «КЭР-Холдинг» и НИИ «Энергоэффективных технологий» при КГТУ им. А.Н.Туполева - позволяет создать малую энергетическую станцию, соответствующую по технико-экономическим параметрам лучшим мировым образцам. Изделие представляет интерес для применения как внутри страны, так и за ее пределами.


Литература


1. Дьяков А.Ф. Малая энергетика России. Проблемы перспективы. – М.: НТФ «Энергопрогресс», 2003. – 128 с.