Издательский Центр Аква-Терм

Высокогорная когенерация

Опубликовано: 10 сентября 2010 г.

290

М. Лукьянцев

Красная Поляна – это курортный поселок, расположенный неподалеку от Сочи у подножия вершин Главного Кавказского хребта в живописной долине р. Лаура на высоте 550 м над уровнем моря. Сегодня он претендует на звание самого современного и популярного российского горнолыжного курорта. В преддверии зимних Олимпийских игр-2014 здесь развернулось масштабное строительство новых отелей, канатных дорог, горнолыжных спусков, объектов туристической инфраструктуры и отдыха. Заказчиком проекта выступило ООО «Газпромсоцинвест», генподрядчик – турецкая компания «Хазинедароглу Озкан Иншаат».

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Бурное развитие горнолыжного комплекса резко увеличило потребности объекта в энергии и повысило требования к надежности ее источников. В то же время линия электропередачи, построенная в 1940–1950 гг. вдоль ущелья, изрядно обветшала, а мощности местной паводковой электростанции едва хватало для снабжения разросшегося дачного поселка. Это привело к необходимости пересмотра всей системы энергоснабжения горнолыжного комплекса.

В ходе предпроектных работ были рассмотрены три варианта устранения проблемы: строительство новой линии электропередачи от Адлера (расстояние – около 50 км), реконструкция имеющейся электростанции и строительство собственного энергоцентра. Сравнение предполагаемых капитальных затрат однозначно указывало в пользу последнего варианта. Немаловажным аргументом стала также возможность использования газовой магистрали, прокладываемой «Газпромом» по долине вдоль реки Мзымта для подключения других потребителей. Интересно отметить, что решение о строительстве собственного энергоцентра для генерации электрической мощности принято еще до того, как Сочи получил право на проведение Олимпийских игр 2014 г., а туристический центр в Красной Поляне включили в олимпийскую программу развития города.

Следующий ключевой вопрос, который предстояло решить, касался типа устанавливаемого оборудования. Горнолыжные подъемники диктовали необходимость работы генераторов в режиме неравномерных нагрузок. Кроме того, дополнительные ограничения накладывала специфика высокогорного туристического объекта в сейсмически опасной зоне.

По совокупности всех показателей выбор сделан в пользу газотурбинных установок (ГТУ) мощностью 1,8 МВт, выпускаемых голландской фирмой OPRA Turbines. Наряду с высокими показателями энергоэффективности, это оборудование, согласно информации производителя, устойчиво к подземным толчкам силой до 9 баллов по 12-балльной шкале (MSK-64). Не менее важны и экологические параметры работы установок (основные технические и экологические характеристики установки приведены в табл.).

Технические характеристики ГТУ OPRA

Мощность (на клеммах), МВт
1,9
Тепловая мощность, МВт
4,652
Частота трехфазного переменного тока, Гц
50
Напряжение, кВ
0,4/6,3/10,5
Давление газа на входе, бар
11,7–12,5
Частота вращения ротора, об/мин
26000
КПД, %:
– по электричеству
27,8
– в режиме когенерации
90
Расход топлива:
– природный газ, м3
711
– дизельное, л/ч
670
t выхлопных газов, °С
555
Степень сжатия воздуха
6,7
Габаритные размеры, мм
7550×2100×2600
Масса, кг
23000
Уровень шума, дБ
80
Частота обслуживания, ч
Каждые 8000
Состав продуктов сгорания, ppm
– оксиды азота NOx
10
– угарный газ СО
15
– остаточные углеводороды
10

ГТУ OPRA оборудована двигателем OP16 с радиальной турбиной. В состав установки входят турбогенератор, распределительные устройства, системы регулирования, пожаротушения и другие. Для работы в режиме когенерации установка дополнительно оснащается системой утилизации тепла.

Кольцевая камера сгорания с четырьмя независимыми камерами предварительного смешения топливной смеси и двухтопливными форсунками позволяет сжигать топливо различных видов – природный и сжиженный газ, дизельное топливо и керосин (при необходимости турбины могут работать на попутном нефтяном, биологическом, свалочном газе, шахтном метане и т.д.). В двухтопливном исполнении переключение установки на резервное топливо производится автоматически без остановки генератора.

Для передачи мощности от турбины к генератору используется планетарный редуктор производства компании ZF (Италия) со скоростью вращения вала 1500 об/мин. Турбогенератор комплектуется синхронным электрогенератором, выпускаемым компанией Leroy Somer (Франция). Он осуществляет регулирование мощности в диапазоне 0–100 %.

Для управления турбогенератором применяется аппаратура фирмы Woodward (США). Сбор и передачу информации о функционировании всех систем ГТУ, а также интеграцию с АСУ ТП ТЭС осуществляет контроллер фирмы Siemens. Синхронизированная параллельная работа нескольких установок между собой и сетью, релейная защита, обеспечиваются контроллером Deif.

Установка работает при повышенном избытке воздуха, что обеспечивает снижение температуры в камере сгорания и существенно уменьшает содержание оксидов азота в продуктах сгорания. Наряду со стандартным исполнением существует модификация ГТУ с еще более высокими экологическими характеристиками.

Строительство энергоцентра велось в две очереди. В состав каждой из очередей, запущенных в 2007 и 2008 гг., входят три газотурбинные установки OPRA. Их первоначальный запуск обеспечивают четыре газовые микротурбины С60 единичной мощностью 60 кВт производства фирмы Capstone (США). Для утилизации горячих выхлопных газов применяется система теплообменников. Поставку, монтаж и пусконаладку оборудования произвела компания «БПЦ Энергетические Системы» (официальный представитель и эксклюзивный дистрибьютор OPRA Turbines в России).

Общая электрическая мощность краснополянского энергоцентра – 10,8 МВт. Около 2/3 вырабатываемой энергии потребляют горнолыжные подъемники, 1/3 – гостиница, включая жилые корпуса, коттеджи и правительственный дом приемов официальных делегаций. В холодное время года вырабатываемое тепло подается на отопление поселка. Совокупный КПД энергоцентра – до 90 %.

Объект работает в полностью автоматическом режиме. Текущие рабочие параметры в реальном времени передаются на диспетчерский пункт, где ведется постоянный мониторинг режима работы. Плановое обслуживание установок производится два раза в год. В настоящее время на станции ведутся доработки, в том числе – реализуется возможность работы на резервном дизельном топливе.

Отметим, что к настоящему времени накоплен положительный опыт применения установок OPRA на энергетических объектах, расположенных в различных регионах нашей страны. Так, с 2005 г. действует энергоцентр на Вахитовском нефтяном месторождении ОАО «Оренбургнефть», использующий в качестве топлива высококалорийный попутный нефтяной газ с содержанием метана 40 % (по массе). Для подготовки газа применяются только сепаратор и дожимной компрессор. В том же году началась эксплуатация в режиме когенерации двух ГТУ OPRA в составе промысловой электростанции на Тэдинском нефтяном месторождении ООО «Лукойл Север». В 2009 г. сдан в эксплуатацию энергоцентр на Южно-Русском нефтегазовом месторождении. В его составе – семь установок OPRA, работающих на газоконденсатном топливе в режиме когенерации.

Статья напечатана в журнале «Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ» #1 (1) 2009 




Поделиться:

вернуться назад