Аква терм
баннер выставки HEAT&POWER 2017
HP17conf

Внедрение малой генерации на объектах энергетики на примере районной котельной «Азино» в Казани

Д. Бальзамов, Б. Тимершин, ООО Инженерный центр «Энергопрогресс» (г. Казань)

В статье рассмотрена организация собственной мини-ТЭЦ на базе газопоршневых агрегатов в районной котельной «Азино» города Казани, подсчитан экономический эффект.

В текущей экономической ситуации предприятия стараются максимально мобилизовать свои ресурсы и минимизировать затраты. Расходы на электроэнергию для многих промпредприятий сейчас – одна из важнейших статей затрат, приходящихся на собственные нужды. Одним из вариантов решения обозначенной задачи является организация собственной генерации электрической энергии на территории предприятия в режиме когенерации.

В качестве объекта для внедрения газопоршневых агрегатов рассматривается районная котельная «Азино», расположенная в Советском районе г. Казани (далее котельная «Азино»). Характеристика котельной приведена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика котельной

Параметр

Значение

Потребление газа, тыс. м3/год

21 244

Потребление электрической энергии, тыс. кВтч/год

21 822

Выработка тепловой энергии, Гкал

166 355

Продолжительность работы, ч

5230

Тариф на газ (в ценах 2015 г. с НДС)

5,394

Тариф на электроэнергию (в ценах 2015 г. с НДС)

4,385

Как следует из табл. 1, котельная «Азино» характеризуется высоким потреблением электрической энергии на собственные нужды, энергоснабжение котельной осуществляется по категории среднего напряжения.

Для снижения затрат на потребляемую электрическую энергию предлагается организовать собственный энергоцентр на территории котельной «Азино» на базе газопоршневых двигателей. Установка ГПЭ в котельной позволит сократить затраты на приобретение электрической энергии с внешней сети, уменьшить тепловую нагрузку на котлоагрегаты путем использования утилизируемой теплотыв ГПА, повысить надежность системы электроснабжения.

При выборе мощностей установок были проанализированы получасовые графики электрических нагрузок (ГЭН) собственных нужд котельной «Азино» за 2014 год. В результате анализа была подобрана оптимальная мощность силовых агрегатов ГПЭ с максимальным коэффициентом загрузки. Простой установок при плановом и внеплановом ТО учтен применением коэффициента технического использования Кти=0,9, принятого на основании документации завода изготовителя оборудования и умноженного на плановую наработку ГПЭ 5230 ч. Плановая наработка ГПЭ определена исходя из анализа данных по почасовому электропотреблению РК «Азино» с учетом допустимой минимальной загрузки отдельных агрегатов.

При расчете экономического эффекта были приняты следующие тарифы в ценах за первое полугодие 2016 г.

В расчете срока окупаемости принят тариф за электроэнергию по 4 категории 3,37 руб/кВтч. Стоимость газа составляет 4455 руб/1000 м3.

Согласно документу «Параметры Прогноза социально-экономического развития РФ на плановый период 2016-2018 гг.» был принят среднегодовой размер индексации тарифов.

Форма владения энергоцентром – аренда. При этом арендодатель берет на себя обязательства по обслуживаню и качественной эксплуатации оборудования, а также выработку электрической энергии в количестве предусмотренным договором аренды.

Внедрение энергоцентра на условиях аренды позволяет избавить заказчика от найма квалифицированного персонала для обслуживания и ремонта оборудования, платы за сервисное обслуживание и капитальный ремонт.

Газопоршневая электростанция (ГПЭ) будет использоваться как основной источник электроснабжения для покрытия базовой части нагрузки собственных нужд котельной.

Проект не подразумевает полного отключения от внешней сети электроснабжения. Для покрытия пиков нагрузки и обеспечения надежности ГПЭ будет работать в параллель с сетью. ГПЭ обеспечивает частичное энергоснабжение котельной «Азино» при максимальной загрузке агрегатов, тем самым снижая объем покупной электрической энергии.

Номинальные характеристики ГПЭ указаны в таблице 2.

Таблица 2. Номинальные характеристики ГПЭ

Номинальная электрическая мощность на клеммах генератора, кВт

1000

Напряжение, В

400

Частота, Гц

50

Модель двигателя

БКГПЭА-1000

Частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин

1500

Расход топлива при номинальной мощности, норм. м3/час

310

Выделение тепла в систему утилизации на 100% электрической нагрузке, кВт/ч

1000

Существует два варианта использования утилизированного тепла: использовать его на собственные нужды котельной, подмешивать утилизированное тепло в обратный трубопровод теплоснабжения для снижения нагрузки на котлоагрегат.

Выработка электрической энергии в год установкой мощностью 3 000 кВт составляет 14 121 000 кВт/ч.

Объем тепловой энергии выработанной в системе утилизации тепла при мощности установки 3 000 кВт составляет 12 141,9 Гкал/год.

Результаты технико-экономического обоснования (ТЭО) проекта внедрения мини-ТЭЦ в котельной «Азино» на условиях аренды представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты ТЭО ГПА мощностью 3,0 МВт в котельной «Азино»

Расчетные величины

Стоимость строительства мини-ТЭС «под ключ»

(с учетом ПИР)

руб.

11 514 582

Суммарная электрическая мощность мини-ТЭС

кВт эл.

3 000

Суммарная тепловая мощность мини-ТЭС

кВт т.

3 000

Потребление газа мини-ТЭС

м3

930

Производимое количество электроэнергии в год

кВтч/год

14 121 000

Производимое количество тепловой энергии в год

Гкал/год

12 141,9

Годовое потребление газа мини-ТЭС

м3/год

4 377 510

Годовые расходы на эксплуатацию мини-ТЭС:

Покупка природного газа

руб/год

19 501 807

Арендная плата

руб/год

28 242 000

Потребление э/э на собственные нужды ГПА

руб/год

1 903 511

Обслуживающий персонал

руб/год

522 787

Всего расходы за год эксплуатации мини-ТЭС:

руб/год

50 170 105

Годовые затраты на приобретение эквивалентного количества:

Электрической энергии

руб/год

47 587 770

Тепловой энергии

руб/год

7 175 119

Всего затраты на покупку электро- и теплоэнергии со стороны

руб/год

54 762 889

Общая экономия при эксплуатации мини-ТЭС 

руб/год

4 592 784

Структура себестоимости электроэнергии при ее производстве на мини-ТЭС

Удельная стоимость природного газа

руб./кВтч

1,38

Арендная плата

руб./кВтч

2,00

Потребление э/э на собственные нужды ГПА

руб./кВтч

0,13

Затраты на обслуживающий персонал

руб./кВтч

0,04

Себестоимость электроэнергии (без учёта утилизации тепла)

руб./кВтч

3,55

Дополнительная удельная экономия при утилизации тепла

руб./кВтч

-0,5

Себестоимость электроэнергии с учетом утилизации тепла

руб./кВтч

3,05

Срок окупаемости мини-ТЭС (с учетом утилизации тепла)

лет

2,51

Дисконтированный срок окупаемости

лет

3,8

В связи с большими капитальными затратами реализации проекта предполагает привлечение кредитных средств. Процент по кредиту принят на уровне 15 %, срок кредитования – 5 лет, сумма переплат составит 4 921 284 тыс. руб., что негативно сказывается на сроках окупаемости проекта, в связи с этим возникает вопрос решения финансового механизма реализации подобных проекта. Несмотря на дополнительные затраты, связанных с выплатой процентов по кредиту, дисконтированный сок окупаемости предлагаемого проекта находится в оптимальных пределах, что свидетельствует о целесообразности строительства собственного энергоцентра на территории котельной «Азино».

Предполагается параллельное подключение ГПЭ к существующей электрической сети котельной «Азино» без выдачи мощности во внешнюю сеть. На рис. 1 изображена схема подключения трех газопоршневых агрегатов на базе агрегата БКГПЭА-1000 общей мощностью 3 МВт. От каждой ГПА в трансформатор ТМГ-1250 поступает электрический ток напряжением 0,4 кВ, затем напряжение повышается до 10 кВ и подается потребителю. Трансформаторы ТМГ-1250 подключаются к резервным ячейкам № 6; 10; 21. Схема подключения ГПЭ представлена на рис. 1.

Рис. 1 Схема подключения ГПЭ к существующей электрической сети.

Размещение агрегатов планируется в контейнерном исполнении с общим отводом уходящих газов в одну дымовую трубу высотой 13 м (см. рис. 2).

Высота дымовой трубы была определена исходя из расчета концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы с учетом работы котельной и газопоршневых агрегатов. Максимальная приземная концентрация NO2 составит 0,95 долей ПДК (0,19 мг/м3), NO – 0,1 долей ПДК (0,04 мг/м3), СО – 0,34 долей ПДК (1,7 мг/м3), что отвечает требованиям гигиенических нормативов, предъявляемых к качеству атмосферного воздуха населенных мест (ГН 2.1.6.1338-03).

Рис. 2 Схема расположения газопоршневых агрегатов.

Была проведена оценка уровня шума от мини-ТЭЦ, в результате чего определено, что на границе жилой застройки уровень звукового давления составит не более 42,6 дБ. Данные параметры соответствуют санитарным нормативам, предъявляемым к территориям жилой застройки ночного времени суток.

Выполненные расчеты показали, что организация собственной мини-ТЭЦ для покрытия части потребляемой электрической энергии позволит снизить расходы котельной на 4 592 784 млн руб. при себестоимости получаемой электрической энергии 3,05 руб/кВтч с учетом утилизации тепла.

Статья из журнала "Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ" №5/2016

Подписаться на статьи Вы можете на главной странице сайта




Опубликовано: 12 апреля 2017 г.

вернуться назад

gekon
чистая вода Н-Н
шидель новый