Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Теплоизоляция и экономия энергии 

Основные направления использования малогабаритных теплофикационных установок в энергетике Республики Коми

к.т.н. Щеглов А.Г. (ИНЭИ РАН)

 

Энергетические установки малой и средней мощности (до 50 МВт по электрической мощности) предлагаются в России двумя группами производителей:
· отечественными и зарубежными фирмами (в том числе стран СНГ), производящими энергетическое оборудование;
· предприятиями оборонной промышленности России и Украины, преимущественно авиационного моторосторения.
Энергомашиностроительные фирмы предлагают ГТУ и ПГУ средней мощности от 16 МВт до 50 Мвт, и теплофикационные паротурбинные установки (ПТУ) среднего давления (до 4 МПа) мощностью от 3 МВт до 12 МВт. Габариты и компоновка этих установок позволяют размещать их лишь при наличии производственных площадей, сопоставимых по размерам с главными корпусами электростанций. В связи с этим энергетические ГТУ, ПГУ и ПТУ средней мощности могут быть использованы в Республике Коми преимущественно для технического перевооружения действущих электростанций на давление до 9 МПа включительно, в том числе электростанций промышленных предприятий, и для сооружения электростанций на новых площадках, что ограничивает область их возможного применения.
Предприятия оборонной промышленности разработали энергетические модули в составе газовой турбины и электрогенератора мощностью от 75 кВт до 25 МВт. Разработаны также модульные паросиловые установки малой мощности (ПСУММ) единичной мощностью 200...3000 кВт на промышленные параметры пара (давлением до 1,4 МПа и температурой до 225 град.С), которые могут быть использованы как в составе модуля с электрогенератором, так и для непосредственного привода рабочих машин (насосов, вентиляторов, компрессоров и пр.).
В отличие от энергетических ГТУ и ПГУ установки на базе конвертированных авиационных двигателей и других агрегатов военной техники имеют существенно меньшие веса и габариты, что позволяет размещать их в условиях ограниченных площадок предприятий. Это позволяет реконструировать действующие паровые котельные предприятий в промышленные парогазовые ТЭЦ, а коммунальные водогрейные котельные - в отопительные газотурбинные ТЭЦ.
Вместе с тем необходимо отметить, что теплофикационные установки, спроектированные некоторыми фирмами, имеют строительные объемы, сопоставимые с главными корпусами электростанций, что ограничивает их применение в промышленной и коммунальной энергетике. В большинстве случаев это связано с использованием традиционных для энергомашиностроения и строительства ТЭС технических решений. В результате удельная стоимость теплофикационной установки достигает 600...800 USD/кВт при стоимости модуля газовая турбина - электрогенератор 160...200 USD/кВт.
Некоторые фирмы пошли по пути разработки малогабаритной теплоутилизационной части с тем, чтобы обеспечить размещение установок в действующих зданиях и сооружениях предприятий с минимальными затратами на строительно-монтажные работы. В этом случае удельные капиталовложения в установки могут быть снижены до 300...400 USD/кВт.
Разработаны следующие варианты технологических схем теплофикационных энергоустановок малой и средней мощности:
· ГТУ с водогрейным котлом-утилизатором для нагрева сетевой воды (150/70 град.С или 95/65 град.С);
· ГТУ с энергетическим паровым котлом-утилизатором, подключаемым к главному паропроводу энергетических котлов действующих ТЭЦ;
· ГТУ с паровым котлом-утилизатором на промышленные параметры пара, подключаемым к главному паропроводу промышленной котельной.
· паротурбинные установки мощностью 3...12 МВт, подключаемые к главному паропроводу энергетических котлов ТЭЦ на давление до 4,5 МПа:
· паровые турбины и паровые винтовые машины мощностью 200...3000 кВт, подключаемые к главному паропроводу промышленной котельной;
· ПГУ в составе ГТУ, парового котла-утилизатора и теплофикационной паросиловой установки на энергетические или промышленные параметры пара.
На территории Республики Коми теплофикационные энергоустановки малой и средней мощности могут быть использованы практически всеми, кто связан с производством и потреблением электроэнергии и тепла. При этом можно выделить три группы предприятий.
Первую группу образуют владельцы действующих ТЭС. К ним относятся:
· РАО ЕЭС России, имеющее в собственности Печорскую ГРЭС с газомазутными энергоблокми К-210-130;
· АО Комиэнерго, имеющая в собственности большинство мощностей ТЭЦ (Воркутинские ТЭЦ-1 и -2, Сосногорскую ТЭЦ, Интинскую ТЭЦ), дизельные электростанции в местных электрических сетях, и часть котельных;
· промышленные предприятия, производящие электроэнергию и тепло на ТЭЦ для собственного потребления (Сыктывкарский ЛПК и др.).
РАО ЕЭС России может использовать малогабаритные газотурбинные модули мощностью 20-25 МВт для надстройки энергоблоков К-210-130 Печорской ГРЭС по схеме со сбросом газов после ГТУ в газовоздушный тракт котла. Малые габариты модулей позволяют размещать их в условиях ограниченных площадей Печорской ГРЭС. В результате действующие паротурбинные установки могут быть преобразованы в ПГУ по схеме с низконапорным парогенератором. При этом на котлах производительностью 640 т/ч на давление 13 МПа может быть установлено до 2-х модулей по 20 МВт.
Технико-экономическая эффективность газотурбинных надстроек со сбросом газов котел заключается:
· в снижении удельных расходов на опущенную электроэнергию на 20-30 г у.т./кВт*ч и
· в низких удельных капиталовложениях на прирост установленной электрической мощности (200...250 USD/кВт по сравнению с 600...800 USD/кВт для теплофикационных ГТУ по имеющимся отечественным проектам).
Для АО Комиэнерго использование энергоустановок малой и средней мощности позволяет решить следующие острые проблемы:
· снизить себестоимость электроэнергии и тепла;
· уменьшить потребность в капиталовложениях, связанных с компенсацией физически изношенных мощностей ТЭЦ;
· повысить надежность электроснабжения удаленных потребителей.
Теплофикационные ГТУ мощностью до 25 МВт могут быть эффективно использованы в АО Комиэнерго в следующих ситуациях.
Установки мощностью 20...25 МВт позволяют провести техническое перевооружение Сосногорской ТЭЦ с увеличением установленной электрической мощности за счет использования ГТУ с паровыми котлами-утилизаторами на давление 9 МПа.
Теплофикационными ГТУ и ПГУ могут быть укомплектованы вновь строящиеся ТЭЦ общего пользования на природном газе мощностью до 80 МВт, сооружаемые в местных электрических сетях низких напряжений (до 110 кВ включительно). Это могут быть ТЭЦ, расположенные в промышленных зонах городов, и в населенных пунктах, не имеющих в настоящее время собственной электрогенерирующей мощности.
При отсутствии природного газа в местных электрических сетях могут быть сооружены паросиловые ТЭЦ малой мощности (до 3 МВт) с котлами на давление 0,7...1,4 МПа, работающими на угле, мазуте и местных видах топлива (включая топливные дрова и древесные отходы).
Паросиловые установки мощностью 200...1000 кВт на давление до 1,4 МПа, могут быть использованы на электростанциях и в котельных АО Комиэнерго, и на Печорской ГРЭС в качестве регулируемого механического привода агрегатов собственных нужд, что позволяет снизить k собственных нужд фактически в два раза. и, соответственно, увеличить располагаемую мощность электростанций. Удельные капиталовложения в регулируемый механический привод оцениваются в 180...210 USD/кВт.
Все рассмотренные варианты применения установок малой и средней мощности в АО Комиэнерго и на Печорской ГРЭС обеспечивают снижение себестоимости производства электроэнергии и тепла по сравнению с сооружением новых и реконструкцией действующих ТЭС на давление 9...24 МПа при сроке окупаемости капиталовложений 3...5 лет.
Электрические мощности ТЭЦ промышленных предприятий, меньше собственных максимумов электрических нагрузок, что приводит к необходимости приобретать дополнительную электроэнергию в АО Комиэнерго. Тепловая мощность этих ТЭЦ не только удовлетворяет потребности предприятия-владельца в теплоэнергии, но также позволяет продавать излишки тепла близлежащим жилым кварталам и другим предприятиям.
Для промышленных предприятий, имеющих собственные ТЭЦ, их реконструкция с использованием теплофикационных ГТУ мощностью 10...20 МВт позволяет на тех же производственных площадях установить всю необходимую электрическую мощность.
Высокая маневренность теплофикационных ГТУ в сочетании с резервированием тепловой мощности от действующих источников позволяет полностью удовлетворить потребности предприятия в покрытии графика электрической нагрузки и отказаться от приобретения электроэнергии в АО Комиэнерго или с оптового рынка РАО ЕЭС России.
При капиталовложениях в 350...450 USD/кВт срок окупаемости реконструкции ТЭЦ предприятия с увеличением установленной электрической мощности может составить 1,5...2 года.
Кроме того, использование парового привода рабочих машин позволяет снизить максимум электрической нагрузки предприятия при затратах на замещение электрической мощности в 180...210 USD/кВт.
Вторая группа предприятий включает в себя владельцев промышленных и отопительных котельных.
Большинство котельных предприятий имеют в своем составе преимущественно паровые котлы для выработки пара промышленных параметров. При этом часть пара используется для технологических целей, а остальной пар дросселируется и направляется в бойлер для нагрева горячей воды. Некоторые предприятия имеют также водогрейные котлы. Избытки технологического пара и горячей воды продаются близлежащим предприятиям и населенным пунктам.
В районных котельных крупных городов и у большинства потребителей с низкой тепловой нагрузкой используются преимущественно водогрейные котлы.
Владельцам котельных целесообразно устанавливать собственную электро-генерирующую мощность по следующим причинам:
· для повышения надежности электроснабжения, вплоть до обеспечения полной автономности электроснабжения;
· для снижения финансовых затрат на электроснабжение;
· для продажи избытков электроэнергии ограниченному кругу заинтересованных потребителей по договорным ценам.
Технико-экономическая эффективность установки у владельцев котельных собственной электрогенерирующей мощности определется разностью м. себестоимостью электроэнергии и региональным тарифом на электроэнергию. В результате предприятие-владелец установки имеет принцип. возможность снизить финансовые затраты на энергоснабжение в 2-4 раза.
Наибольшую эффективность имеет размещение паросиловых установок малой мощности ПСУММ (паровых турбин и винтовых машин) в паровых котельных. Они имеют малые габариты, низкую удельную стоимость и самые низкие удельные расходы топлива на отпущенную электроэнергию (145...150 г у.т./кВт*ч). Установка паровых винтовых машин (ПВМ) даже в малых котельных (производительностью 4...10 т/ч.) позволяет полностью удовлетворить электрические нагрузки собственных нужд, что обеспечивает теплоснабжение потребителей при перерывах в подаче электроэнергии. Для владельцев малых котельных, работающих на мазуте и твердом топливе (уголь, торф, сланцы, древесные отходы и др.) ПВМ является единственным типом установок, позволяющим обеспечить низкую себестоимость электроэнергии.
Теплофикационные ГТУ и ПГУ мощностью до 25 МВт представляют интерес для предприятий, желающих полностью удовлетворить свои потребности в электрогенерирующей мощности. При этом теплоутилизационная часть в большинстве случаев должна быть выполнена в виде парового котла-утилизатора, вырабатывающего технологический пар с подачей его в главный паропровод котельной. Срок окупаемости теплофикационных ГТУ для предприятий, имеющих собственные котельные, составляет 0,9...2,3 года при удельных капиталовложениях в установку 300...400 USD/кВт.
Теплофикационные ГТУ с водогрейными котлами-утилизаторами могут быть использованы в энергетическом хозяйстве городов и населенных пунктов, что позволяет обеспечить необходимую надежность электро- и теплоснабжения жилых районов.
В третью категорию входят предприятия, приобретающие электроэнергию и тепло от энергоисточников общего пользования: АО Комиэнерго и коммунальных тепловых сетей. Эта категория предприятий находится в наибольшей зависимости от энергоснабжающих организаций. Строительство собственных ТЭЦ для этой категории предприятий имеет наибольшую технико-экономическую эффективность, поскольку не только электроэнергию, но и тепло владелец получает по себестоимости. В результате сроки окупаемости установок составляют 0,6...2,2 года при удельных капиталовложениях 300...400 долл. США/кВт.
При наличии в местах расположения предприятий природного газа наибольшую эффективность имеют теплофикационные ГТУ.
Для предприятий, не имеющих возможности использовать природный газ, могут быть рекомендованы паросиловые ТЭЦ на параметры пара 1,4 МПа и 3,9 МПа, работающие на других видах топлива (уголь, мазут и пр.).
Общие масштабы возможного использования установок малой и средней мощности в Республике Коми превышают 1400 МВт по установленной электрической мощности, в том числе:
установка газотурбинных надстроек по схеме со сбросом газов в котел на энергоблоках К-210-130 Печорской ГРЭС позволяет увеличить ее установленную мощность на 240 МВт;
реконструкция Сосногорской ТЭЦ с сохранением паротурбинной части и установкой ГТУ с энергетическими котлами-утилизаторами на давление 9 МПа позволяет получть прирост установленной мощности не менее, чем на 250 МВт
установленная мощность ТЭЦ Сыктывкарского ЛПК может быть увеличена не менее, чем на 120 МВт за счет установки теплофикационных ГТУ с энергетическими котлами-утилизаторами на давление 4 МПа.
размещение теплофикационных ГТУ в действующих газовых котельных позволяет увеличить установленную мощность электростанций промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятий не менее, чем на 550 МВт;
в действующих паровых котельных без их коренной реконструкции могут быть установлены ПСУММ общей мощностью не менее 250 МВт.
В таблице 1 приведены предложения по размещению электрогенерирующих мощностей в некоторых действующих паровых котельных предприятий Республики Коми в следующих вариантах:
с использованием паровых винтовых машин мощностью 200 кВт и 1000 кВт (всего 88 МВт, в том числе 40 МВт - в угледобывающих районах);
с использованием теплофикационных ГТУ на базе модулей АИ-20 СТВ, НК-14-СТ и ПГТУ-55 СТ-20 (всего 316 МВт),
с использованием теплофикационных ПГУ на базе вышеупомянутых энергетических модулей (всего 495 МВт).
Из данных таблицы 1 следует, что только в рассмотренных котельных при существующем теплопотреблении может быть установлено от 80 МВт до 500 МВт электрической мощности (в зависимости от выбранного варианта технологической схемы).

 

Источник: www.energomen.ru

 



Автоматизированная система монит. Экологический дом. Аналіз результатів вимірювання в. Автономные ТЭЦ малой и средней мощности фирмы Viessmann.

На главную  Теплоизоляция и экономия энергии 





0.0121
 
Яндекс.Метрика