|
Мировой опыт малой энергетики и когенерации
Опыт эксплуатации
когенерационной установки в Санкт-Петербургe
Когенерация — комбинированная
выработка тепловой и электрической энергии на одной установке.
По сути дела все ТЭЦ являются когенерационными установками, но
здесь мы рассмотрим локальный источник, установленный на одном
из промышленных предприятий Санкт-Петербурга.
Финансовую сторону проекта позвольте оставить за скобками, т.к.
нам установка досталась бесплатно, а во всех остальных случаях
требуется выполнение серьезного технико-экономического
обоснования, составить которое Вам в какой-то мере поможет
объективная информация о данном виде оборудования.
Нам досталась машина голландского производства, представляющая
собой двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором и
вспомогательным оборудованием.
Когенерационная установка в Санкт-Петербурге Установка
поставляется полностью смонтированной, в контейнере, на объекте
остается только подключить ее к газопроводу, тепловой и
электрической сети. Мы поместили контейнер с установкой внутрь
специального домика, чем обеспечили ее дополнительную защиту от
воздействия атмосферных явлений и получили небольшое помещение
для хранения необходимых материалов (масла, тосола и др.).
Основное топливо для установки – природный газ, резервное
топливо не предусмотрено.
Электрическая мощность 750 кВт, тепловая — 1.0 Гкал/ч, расход
газа — 200 м3/ч.
С экономической точки зрения стоимость 200 м3 газа гораздо ниже
стоимости получаемых 750 кВт*час электроэнергии и 1 Гкал тепла.
В этом Вы можете убедится сами, взяв действующие в Вашем регионе
на настоящий момент тарифы на газ, тепло и электроэнергию.
Давление газа 50 mbar, допустимое давление охлаждающей воды до
13 атм, вырабатываемое напряжение 380 В.
Пределы регулирования по мощности – от 30 до 100%.
ДВС когенерационной установки Тепловая энергия является побочным
энергоресурсом, получаемым за счет охлаждения двух контуров:
контур охлаждения двигателя и контур теплообменника-утилизатора
тепла уходящих газов. Сразу оговорюсь, что мы взяли на себя
смелость и объединили эти контура в один по последовательной
схеме. Далее эти два контура рассматриваются как один.
Для летнего периода и для непредвиденных ситуаций, когда
невозможно обеспечить водяное охлаждение когенератора
предусматривается установка аварийного охлаждения,
представляющая собой блок калориферов с вентиляторами, этот блок
мы установили рядом на улице. В качестве охлаждающей жидкости
используется тосол. Система аварийного охлаждения выполнена так,
что даже при +30° С на улице установка могла бы работать на
полной мощности. В действительности установка в определенные
моменты сама снижала мощность из-за недостаточного охлаждения в
режиме электростанции. "Режим электростанции" — режим, работы
без полезного отпуска тепла.
Шкаф системы управления
Постоянный обслуживающий персонал не требуется. Установка
полностью автоматизирована, управляет ей компьютер с дисплеем
"жми на то, что видишь". Никаких кнопок (за исключением кнопки
экстренного останова), тумблеров, ключей, рычагов — нет, очень
удобно! По защитам автоматики безопасности, можно сказать, даже
перебор (около 100 защит!). Объяснить 10% из них не смогли нам
даже наладчики-голландцы.
В компьютере имеется электронный архив: все запуски, остановки,
аварийные ситуации с указаниями причин можно отследить за
несколько прошедших месяцев с определением даты и точного
времени.
Запуск и остановка когенератора осуществляется нажатием одной
кнопки (точнее, одного места на дисплее), последовательно
проходит продувка газопровода, прокачка масла, зажигание смеси,
синхронизация с электросетью и набор мощности до величины,
заданной уставкой.
Когда на нас свалилась эта машина мы стали думать: как привязать
ее к нашему хозяйству? И придумали вот что.
С электрической частью мы поступили просто — подключили
установку к низкой стороне подстанции для работы параллельно с
внешней электросетью. С газом тоже ничего необычного – пришлось
проложить газопровод и установить газорегуляторный пункт ПШГР-1.
А вот к тепловой части пришлось подойти творчески.
Во-первых, вода для охлаждения должна быть хим. очищенной и
желательно деаэрированной. Единственный рациональный выход из
данной ситуации – использовать воду из тепловой сети с
установкой дополнительных механических фильтров. Так мы и
поступили. Вода из обратной линии забирается насосами установки
и, нагревшись, поступает в прямую. Так мы существенно подогрели
концевую точку сети.
В результате оказалось (как и предполагалось), что насосы
горячей воды, которыми укомплектована установка, не смогут в
данном случае дать необходимую производительность из-за того,
что будут работать с противодавлением в 1.5 атм. Пришлось
установить дополнительный насос за пределами установки во
внешнем контейнере.
Использовать тепло, вырабатываемое установкой в летнее время, мы
не смогли из-за разных причин (большие финансовые затраты на
строительство системы его использования, отсутствие свободной
территории возле установки и т.д.). В планах было строительство
станции ГВС с аккумуляторными баками.
После того, как монтаж был закончен, к нам приехали заморские
мастера-наладчики и довольно быстро подготовили нашу установку к
постоянной эксплуатации. После этого нам оставалось только
менять масло, следить за тосолом и выполнять другие нехитрые
операции, знакомые каждому автомобилисту (двигатель внутреннего
сгорания, как-никак!).
Потянулись серые будни постоянной эксплуатации, которая
практически не отличалась от наладочной, только
наладчики-голландцы уже уехали, оставив нас наедине с
"иностранной штучкой". Мы выяснили, что установка очень
чувствительна к колебаниям во внешней электросети — чуть что,
сразу срабатывает защита на останов. К неполадкам в тепловой
сети установка менее чувствительна, при повышении температуры
охлаждающей воды включается система аварийного охлаждения и
работает параллельно основной системе.
Кроме того, нас одолели трудности с автоматикой безопасности: из
всех аварийных остановок 20 % были по причине сбоев во внешней
электросети и 80% — из-за неисправностей автоматики
безопасности. Других причин аварийных остановок не было!
Сейчас, когда уже прошло некоторое время с момента ввода
установки в эксплуатацию, можно отметить ее неоспоримые плюсы:
автономность, отсутствие постоянного обслуживающего персонала,
экономичность, малошумность (возле самого двигателя можно
спокойно разговаривать, а на улице о том, работает установка или
нет, можно догадаться только по наличию дыма из трубы),
возможность сэкономить оплату за 630 кВт заявленной
электрической мощности и спокойно переживать утренний максимум
энергопотребления.
Минусы тоже очевидны: зависимость от внешних условий (т.е. от
электрической сети), отсутствие резервного топлива,
необходимость периодически приглашать специалистов из-за
границы, т.к. обучить своих, для того чтобы они раз в год
провели тех. обслуживание автоматики, представляется, мягко
сказать, нерациональным.
Самое досадное, так это то, что несколько раз установка
останавливалась буквально за 5 минут до окончания утреннего
максимума и мы "налетали" на штрафы от энергосбыта за превышение
заявленной мощности во время утреннего максимума.
В заключении хотелось бы отметить, что не смотря ни на что
работать с такой "игрушкой" приятно, полезно и интересно.
Главное — не рассчитывать на нее как на волшебную палочку, а
ориентировать ее работу большей частью на штатную эксплуатацию.
В качестве аварийного источника использовать такой когенератор
тоже вполне возможно, например, интегрировать ее в схему
котельной, когда при проблемах с электроэнергией она обеспечит
питание основных ее электроустановок, а в режиме штатной
эксплуатации возьмет на себя еще и часть тепловой нагрузки
котельной, вырабатывая гораздо более дешевое тепло.
Дело за малым: были бы газ и вода! |
