Главная >  Энергосбережение 

 

Опыт эксплуатации мини-ТЭЦ в Рос. Старейшей из газопоршневых мини-ТЭЦ в нашей стране можно считать энергоблок Мострансгаза, функционирующий в режиме тригенерации (производство электричества, тепла и холода в абсорбционных машинах). Установленные здесь четыре ГПА электрической мощностью по 1,4 МВт фирмы Jenbacher (Австрия) вступили в эксплуатацию более девяти лет назад. Холодоснабжение офисного комплекса осуществляется тремя абсорбционными машинами Carrier (США) мощностью 0, 67 МВт каждая. Для покрытия “пиковых” тепловых нагрузок используются три котла датской фирмы Danstoker. При возникновении нештатных ситуаций электроснабжение важнейших потребителей может обеспечить аварийный дизель-генератор мощностью 55 кВт. Надо отметить: все монтажные и пусконаладочные работы на этой мини-ТЭЦ выполнялись комплексно. С самого начала генподрядчиком была выбрана югославская фирма, которая и осуществляла закупку оборудования и его монтаж. Шефмонтаж и наладка производились фирмами-производителями.

 

За десять лет эксплуатации в России мини-ТЭЦ на базе газопоршневых агрегатов (ГПА) накоплен уникальный опыт, позволяющий избежать ряда ошибок при проектировании, приобретении у фирмы-поставщика, монтаже и обслуживании аналогичных объектов. Побывав на ряде предприятий, энергоснабжение которых осуществляется от автономных когенерационных установок, корреспондент А-Т постарался обобщить полученную от эксплуатационников информацию.

 

Заказчик отметил открытость австрийской компании, ее готовность предоставить любую техническую информацию. Но, естественно, сэкономить за счет выполнения части операций собственными силами, коррекции предложенного ЗИПа или определения ненужных в данном конкретном случае деталей, было невозможно.

 

В долгосрочном плане стратегия “Всё от фирмы” оказалась выгодной. Хотя положение первопроходцев создавало определенные сложности: в России специалисты по устанавливаемому оборудованию просто отсутствовали, и монтаж “под ключ” создал условия для дополнительной подготовки собственного эксплуатационного персонала. Пятидневное обучение на заводе Jenbacher было полезным, но, естественно, недостаточным. Оно продолжилось в процессе совместной работы эксплуатационных бригад, состоявших из югославских и российских специалистов. А закупленных запасных частей хватило не только на техобслуживание, но и на капитальный ремонт, осуществленный, согласно регламенту, через шесть лет эксплуатации при наработке модулями 20000 ч. Для его проведения были вызваны два специалиста австрийской фирмы, быстро наладивших диалог с ремонтно-эксплуатационной службой мини-ТЭЦ. В то время она состояла из 18 человек, из которых десять – сменный персонал.

 

Надежность работы станции во многом обеспечивается качественной автоматикой (контроллеры фирмы Siemens) и специально адаптированным программным обеспечением. Так, в автоматическом режиме происходит выравнивание наработки по модулям (два агрегата – пилотные), поэтапное включение (наброс) нагрузок при пуске.

 

Проектом мини-ТЭЦ предполагалось снабжение потребителей электроэнергией по I категории надежности. Поэтому агрегаты “запараллелены” с электрической сетью. Их устойчивая работа обеспечивается соответствующим образом спроектированной защитой, имеющей время срабатывания 0,4 с. Однако договором для покрытия “пиковых” электрических нагрузок было предусмотрено лишь краткосрочное подключение к сетям.

 

В энергоцентре смонтированы четыре когенераторных установки с электрической мощностью 1,5 и тепловой 1,4 МВт каждая, два котла фирмы Loos по 3,8 МВт, используемые для покрытия “пикового” потребления тепловой энергии для отопления и холодильной станции на базе абсорбционных машин, а также необходимое управляющее и вспомогательное оборудование. Генерируемая электроэнергия не только полностью обеспечивает потребности самого торгового комплекса, но и поставляется расположенному рядом радиорынку.

 

Уже пять лет функционирует система автономного электротеплоснабжения торгового комплекса “Три кита” в Москве. (Проектирование, монтаж и наладка оборудования австрийской фирмы Jenbacher осуществлены специалистами МПНУ “Энерготехмонтаж”.) Концепция строительства собственного источника электро-, тепло- и холодоснабжения определялась заказчиком, а конфигурации электроцентра и подбор оборудования основывались на подробных суточных графиках проектируемых нагрузок, включающих требуемые электрические и тепловые мощности в зимний и летний периоды. На тот момент подключение к электрическим сетям выполнить было нельзя из-за отсутствия необходимой мощности. Приоритетным в “Трех китах” стало электроснабжение. В настоящее время с учетом полного использования тепла на выходе из агрегатов себестоимость электроэнергии составляет около 50 коп. за 1 кВт ч. Однако такая величина обеспечивается только при полной утилизации тепла выхлопа. Выбор конкретной модели стационарного ГПА (JG126S-E0 и генератора произведен исходя из показателей эффективности, токсичности отработавших газов, требуемого коэффициента избытка воздуха, принципов регулирования мощности и нагрузочной характеристики.

 

Собственная эксплуатационная служба энергоцентра торгового комплекса “Три кита” позволила значительно сократить трудозатраты приглашенных специалистов за счет использования квалифицированного труда собственных сотрудников. Трудозатраты по проведенным инспекциям А и В распределились следующим образом: 20 человеко-часов – сервисная служба фирмы и 60 – заказчик (инспекция А); 70 и 140 (инспекция В).

 

Исходя из выбранной концепции, в центре создана собственная эксплуатационная служба. В смену входят начальник смены и диспетчер. Оперативно-ремонтный персонал состоит из трех групп (эксплуатации двигателей и газового оборудования, электротехнического, теплотехнического и вспомогательного оборудования) по 3–4 человека. Это позволило добиться значительной экономии средств. Так, компанией – производителем когенераторных установок предусмотрены следующие виды обслуживания (инспекций): А (мелкий ремонт и сервисное обслуживание) – 1,2 %; В (средний ремонт и сервисное обслуживание) – 1,8 %; С (капитальный ремонт) – 9,6 % балансовой стоимости мини-ТЭЦ (без оплаты проезда персонала и суточных).

 

Для проведения среднего ремонта (инспекция В) приглашены специалисты сервисной службы производителя оборудования. У него же закуплены запчасти, предусмотренные инструкцией. Однако, как оказалось впоследствии, значительная их часть (около 50 % стоимости) не была использованапри регламентных ремонтных работах в связи с хорошим состоянием многих узлов ГПА. В то же время не следует стремиться сэкономить любой ценой, произвольно увеличивая срок службы деталей. Например, если, условно, производитель дает на свечу наработку 1000 ч, не надо заставлять ее работать вдвое дольше. Кажущаяся экономия грозит большими проблемами. Неисправная свеча ценой в 600 долл. может стать причиной серьезной поломки двигателя.

 

Предполагается, что при наработке модулями 40000 ч (инспекция С) собственные трудозатраты составят еще большую долю – 2950 человеко-часов (850 из них – сервисная служба). Для проведения с “опорой на собственные силы” инспекции А необходимы 4 человека (1 – из сервис- ной службы и 3 – из эксплуатационной), В – 8 (3 и и С – 21 человек (8 и 1 . Основные работы, связанные с текущим обслуживанием (мелкий ремонт, замена масла, охлаждающей жидкости и т.п.), проводила эксплуатационная служба заказчика. Предусмотрена и оперативная связь (Интернет) с компанией – производителем оборудования.

 

Для оперативной проверки химических параметров масла, охлаждающей жидкости и сетевой воды на мини-ТЭЦ в “Трех китах” организована собственная лаборатория. Соответствующие анализы (в установившемся режиме – ежедневно, при испытаниях – два раза в день) проводит работающий в штате лаборант с высшим специальным образованием. Такая организация контроля параметров не только экономит средства, но и позволяет оперативно принимать решения, связанные с эксплуатацией ГПА. Стороннее предприятие, с которым может быть заключен договор о проведении анализа, обычно не имеет опыта эксплуатации данного оборудования, и его специалистам практически невозможно давать какие-либо рекомендации. На начальном этапе эксплуатации энергоцентр работал полностью автономно, затем было выполнено подключение к электрическим сетям по стороне 10 кВ через блок автоматического ввода резерва (АВР) с 6-секундной задержкой включения. Электрические сети используются только как резервный источник (резервирование – 100 %), без параллельной работы с энергетическими модулями, обеспечивающими постоянную нагрузку ГПА и снижающими срок окупаемости новой техники. В то же время параллельная работа с более мощным источником энергии (сетями) приводит к тому, что любое отключение сети или скачок напряжения блокируют ГПА. Возобновление работы мини-ТЭЦ в этом случае осуществляется “ручным” включением ГПА.

 

Важным для устойчивой работы мини-ТЭЦ оказалось создание независимого контура отопления, позволившего улучшить контроль параметров сетевой воды и сделать постоянным ее расход в котловом контуре.

 

Для работы датчиков при нормативных параметрах необходимо было уже на стадии проектирования предусмотреть эффективные системы вентиляции. Аварийные остановки также связаны с недостаточным опытом эксплуатации всей системы. Так, например, летом, когда котлы, адсорберы и ГПА работают в единой гидравлической схеме, происходило “обезвоживание” машинного контура за счет существенно более емкого (350 и 40 м контура котлов и отключения ГПА по защите.

 

За пять лет эксплуатации в “Трех китах” серьезных аварий на станции не было. Однако нештатные ситуации возникали. Например, выходили из строя датчики температуры и давления. Основная причина – высокая температура в зоне установки модулей: 35 °С (при норме 25 °С).

 

Среди специфических особенностей работы мини-ТЭЦ в “Трех китах” можно назвать разделение отопительных контуров (независимая система), а также подбор костяка ремонтно-эксплуатационной службы из бывшихофицеров-подводников, имеющих уникальные навыки эксплуатации энергетических агрегатов в экстремальных условиях.

 

Один из недостатков ГПА при работе в так называемом островном (полностью автономном) режиме – запаздывающая реакция при скачкообразном возрастании и уменьшении внешней электрической нагрузки. Отключение агрегатов происходило при включении станции после остановки за счет пусковых токов мощных электродвигателей насосов. Установка отечественных устройств мягкого пуска на двигателях пожарных насосов позволила снизить пусковые токи от 7- до 1,5-кратных, удлинив пуск до 7 с (норматив – до 9 с). Кроме того, выработаны жесткие регламенты включения потребителей, позволившие в дальнейшем избежать срабатывания защиты и отключения ГПА.

 

Утилизированное тепло поступает на отопление и ГВС, вода для контуров теплоснабжения забирается из водопровода. По информации, полученной от руководителя эксплуатационной службы, за время работы ГПА серьезных проблем не возникало.

 

Четыре года функционирует миниТЭЦ сервисного центра “Тойота”. Здесь установлены два модуля фирмы Caterpillar мощностью 630 кВт каждый, два котла по 800 кВт и резервный дизель-генератор (1,5 МВт). Центр имеет резервное подключение к электрическим сетям. При выполнении ремонтных работ или нехватке мощности ГПА часть потребителей переводится на внешнее электроснабжение.

 

Не у всех заказчиков оборудования складывались хорошие отношения с его поставщиками и производителями. Так, постаралась не делать секрета из своего неудачного опыта эксплуатации мини-ТЭЦ компания “Морская свежесть”. В 1997 г. она заключила контракт с фирмой Cummins Wartsila на поставку “под ключ” оборудования для рыбоперерабатывающего завода “Морской замок”, состоящего из трех блоков ГПА общей мощностью 2880 кВт.

 

Специальной ремонтной бригады на миниТЭЦ нет. Такие операции, как замена антифриза или масла, выполняются дежурным персоналом. Техническое обслуживание проводится специалистами регионального дилера оборудования Caterpiller, с которым заключен соответствующий договор. Жесткая привязка к сервисным службам официального дилера таит в себе опасность полной зависимости от них, необходимости приобретать только “фирменные” запасные части и расходные материалы.

 

Ремонт двигателей, выполненный представителями завода-изготовителя и сервисной службы дилеров, оказался неэффективным. А оплаченные запасные части, необходимые для нового ремонта, вовремя не поступили.

 

По техническому паспорту ресурс двигателей до капитального ремонта должен был составлять не менее 36000 ч. Двигатели, изготовленные на заводе Cummins (Франция), вышли из строя, не отработав даже 9600 ч.

 

Главная причина, вызвавшая необходимость неоднократных обращений на фирму и удлинившая сроки ремонта, – сложная процедура транспортировки запасных частей, поставлявшихся с завода Guascor на склады фирмы Wartsila-Denmark, затем в ее сервисный центр в Санкт-Петербурге и лишь после растаможивания – на мини ТЭЦ.

 

Механические повреждения возникали также на ГПА Wartsila-Denmark (двигатели завода Guascor), установленных в одном из санаториев в Башкирии. Гарантийный ремонт занял несколько месяцев.

 

Компенсировать технические и эксплуатационные недостатки можно уже на стадии проектирования, предусмотрев параллельную работа с электросетью и (или) оснастив энергоемкие потребители системами плавного пуска. Ряда серьезных просчетов позволяет избежать предварительная экспертиза проектов.

 

Однозначно утверждать, что в поломках оборудования виноваты только конструктивные недостатки двигателей, нельзя. По мнению ряда специалистов, наряду с недоработками сервисной службы и ошибками, допущенными при проектировании мини-ТЭЦ, свое негативное влияние на жизнеспособность ГПА оказали и эксплутационные просчеты. Например, при подключении двигателей мощных циркуляционных насосов возникают большие перегрузки из-за пусковых токов, в 6–9 раз превышающих номинальные. Это приводит к аварийному отключению агрегатов и остановке двигателей. Именно такие аварийные остановки с потерей питания для собственных нужд, повторяясь часто, приводят к повреждениям наиболее нагруженных узлов машин – подшипников, турбонагнетателей, клапанов.

 

 

Некоторые выводы На самом раннем этапе нужно разработать четкую концепцию мини-ТЭЦ: приоритеты, величины нагрузок, их суточный, месячный, годовой график. Схема привязки энергетических модулей к тепловым, электрическим и газовым сетям зависит от особенностей существующих котельных и планируемых режимов эксплуатации ГПА. При проектировании станции реальный верхний предел себестоимости электроэнергии должен быть около 55 коп. за кВт.ч. При выборе поставщика оборудования важно определить, есть ли у него сервисная служба в данном регионе. Станция, спроектированная, смонтированная “под ключ” и введенная в строй проверенными проектно-монтажной и пусконаладочной организациями, надежнее и легче в эксплуатации, чем построенная “по частям”. Лишь пользующийся доверием заказчика специалист, имеющий опыт монтажа, пуска и эксплуатации мини-ТЭЦ, определит, на чем можно сэкономить. Необходимо заранее решить, где и как будет обучен ремонтный персонал. Нельзя недооценивать трудности, возникающие из-за недостаточного знания специалистами иностранного языка. Наличие собственной ремонтно-эксплуатационной службы значительно облегчает и удешевляет не только эксплуатацию, но и проведение регламентного и аварийного ремонта.

 

 

Центр солнечной энергии. Современные комплексы интеллекту. Стационарная GSM телефония. Новая страница 1. ГУДИМА О.

 

Главная >  Энергосбережение 

0.0139