Энергетика. “Лентеплоснабу” было доверено ведение хозяйственной деятельности в теплоэнергетическом секторе Пушкина и Колпина Модернизация котельной в Пушкине

Реконструкция котельной в Пушкинском районе Петербурга стала экспериментом по внедрению комбинированного производства электрической и тепловой энергии (когенерации) в сфере центрального теплоснабжения.
Инициатором эксперимента явилось ЗАО “Лентеплоснаб” — первая в России крупная инвестиционная компания, образованная в 1998 году в результате реструктуризации ГУП “ТЭК СПб”. “Лентеплоснабу” было доверено ведение хозяйственной деятельности в теплоэнергетическом секторе Пушкина и Колпина. Администрация Санкт-Петербурга поставила перед вновь созданной компанией простое условие: снизите стоимость тепла — получите доходы. Так начались поиски пути снижения стоимости теплоэнергии в Пушкине. О подходах к решению задачи и достигнутых результатах рассказывает начальник отдела перспективного развития и инвестиций ЗАО “Лентеплоснаб”, кандидат физико-математических наук Андрей Федорович Васильев.
– Пушкин в основном получает тепло от двух крупных котельных, которые обеспечивают свыше 75% всего потребления. Если снизить затраты на одной из них, то полученную прибыль можно использовать на развитие и реконструкцию других котельных. Анализ структуры себестоимости производства тепла показал, что серьезный эффект снижения себестоимости может дать лишь внедрение комбинированного производства электрической и тепловой энергии, покрывающей потребление электроэнергии на котельной, поскольку доля электроэнергии в себестоимости производимого тепла составляет примерно 15-20%. Исходя из технико-экономической оценки, единственно целесообразным вариантом оказалась установка когенерационной системы, покрывающей как собственные нужды котельной в электроэнергии, так и вырабатывающей электроэнергию во внешнюю сеть, что дает дополнительный доход.
– Какие возможные варианты когенерационных систем рассматривались специалистами “Лентеплоснаба”?
– В первую очередь — паротурбинные установки (ПТУ) с теплофикационным использованием отработанного пара, перспективные для внедрения на городских котельных средней и большой производительности, оснащенные паровыми котлами с нагрузками отопления и ГВС. Наша котельная для производства горячего водоснабжения производит до 50 тонн пара в час высокого давления. Для технологических нужд производится понижение давления пара. Однако, если производить данный цикл в ПТГ, то можно получить до 2 МВт электроэнергии. Так как ее производство связано с незначительными затратами топлива, то себестоимость электроэнергии составит 150-200 рублей за МВт, что в четыре раза ниже существующих тарифов. При работе котельной в режиме мини-ТЭЦ, в отличие от других вариантов, производство электроэнергии возможно на любом виде топлива: газ, мазут, уголь.
Рассматривалась и принцип. возможность внедрения газотурбинной установки (ГТУ) с теплофикационными теплообменниками или котлами-утилизаторами. Но применение газотурбинных установок требует, более глубокой реконструкции котельных. В качестве топлива для ГТУ предпочтителен газ высокого давления, используемый только на отдельных котельных города. Эти обстоятельства приводят к значительным удельным капитальным затратам при установке ГТУ в существующих котельных. Их внедрение наиболее целесообразно во вновь строящихся или расширяющихся водогрейных котельных.
так же один вариант — двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с утилизаторами теплоты, в том числе газопоршневые установки. Подобные когенераторы в настоящее время в России серийно практически не изготавливаются и не применяются в отличие от Европы и Северной Америки. Максимальная мощность таких агрегатов 1500-2000 кВт, и они могут быть эффективно использованы при расширении котельных малой и средней мощности.
К числу когенерационных устройств относятся и турбодетандерные агрегаты. Но их использование целесообразно на объектах со значительным потреблением газа и высоким давлением газа на вводе. Учитывая, что для таких производств характерно значительное потребление электроэнергии, турбодетандерные установки могут быть использованы как вспомогательные источники электроэнергии.
Рассмотрев все варианты, мы пришли к заключению: на котельной необходимо установить паротурбогенератор мощностью полтора мегаватта, с тем чтобы он покрывал собственные нужды котельной и вырабатывал энергию во внешнюю сеть.
– Проект был уже кем-то разработан?
– Нет. Мы осуществили научную проработку вопроса, провели энергетический аудит котельной, разработали бизнес-план. Определив, что нам надо, сформулировали задание проектировщикам. По тепломеханической части проектировщиком явилось ООО “Пластполимер — проектная часть”. По электрической части мы привлекли проектировщиков “Ленэнерго”, чтобы в дальнейшем оперативно решать проблемы, возникающие при подключении малых производителей к электросети. Производство турбины заказали в Петербурге ОАО “Пролетарский завод”, который недавно отметил свое 175-летие.
– Какова стоимость проекта?
– 10 миллионов рублей — это первичная оценка проектирования и установки паротурбогенератора, плюс большой объем работ, которые пришлось выполнить в турбинном зале котельной, на подстанции ОАО “Ленэнерго” и местной электрокомпании.
– Чем вызвана необходимость этих работ?
– В случае, когда электрогенератор только частично покрывает собственные нужды котельной, котельная продолжает работать с потреблением энергии из внешней сети, объем необходимых мероприятий по установке дополнительного электрооборудования ограничен. но нами был выбран вариант, когда электрогенератор работает параллельно с внешней электросетью, а котельная может функционировать в режиме как экспорта, так и импорта электроэнергии. В данном случае возникла необходимость реконструкции и распределительной подстанции, и питающей ее высоковольтной подстанции. Также потребовалось перезаключение договоров на потребление, продажу и транспортировку электроэнергии с местной электроснабжающей компанией. К сожалению, нормативно-правовая база для подобных соглашений в настоящее время отсутствует, и нам пришлось действовать в условиях правового вакуума, создавая прецеденты.
– Как восприняло “Ленэнерго” намерения “Лентеплоснаба” продавать электроэнергию во внешнюю сеть?
– Позиция ОАО “Ленэнерго” была благожелательна к нашим инициативам.
– Модернизация котельной уже завершена?
– Паротурбогенератор ПТГ-1500 смонтирован в отдельном турбинном зале на котельной 2-я Пушкинская и работает на внутренние нужды. Одновременно идут пусконаладочные испытания для параллельной работы с электросетью.
– За какой срок окупятся инвестиции, вложенные в реконструкцию?
– Как уже говорилось, ввод в действие паротурбогенератора в 4 раза снижает стоимость электроэнергии по сравнению с существующими тарифами. Срок окупаемости проекта, с учетом прибыли от экспорта электроэнергии, составляет примерно 4, 5 года. Расчеты, проведенные по численной модели котельной, показывают, что летом паротурбогенератор может вырабатывать порядка 800 киловатт электрической энергии во внешнюю сеть, зимой — около 300 киловатт.
– Реализация столь нестандартного проекта была сопряжена с рядом сложностей. Готов ли “Лентеплоснаб” продолжить работы, модернизируя другие объекты?
– Петербург — мощный индустриальный центр и имеет все возможности для развития технологии когенерации. В городе есть проектные организации и производители малых паровых турбин и электрогенераторов. Есть и огромное количество котельных, перспективных для внедрения различных систем когенерации. но для эффективной реализации проектов необходимо принятие законодательных актов, регламентирующих аспекты подключения к сети малых производителей и льготные условия продажи производимой ими электроэнергии. Что касается планов ЗАО “Лентеплоснаб”, то мы приступили к модернизации котельной в Колпино. Накопленный опыт позволяет нашей компании проектировать установку на ней более мощного паротурбогенератора на 3, 5 МВт. Планируемый срок пуска — 2003 год.