 |
Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции "Энергоресурсосбережение в строительстве и жилищно-коммунальном комплексе"-2003 (Ярославль, 1 - 2 октября 2003 г.):
Распределенные системы энергоснабжения на базе микротурбин "Capstone"
Скороходов Александр Анатольевич, исполнительный директор ООО "БПЦ-Лизинг" (Москва)
Ситуация в муниципальной энергетике в последний год сложилась критическая. Причиной стали не только необычно рекордные морозы. Аварии возникали в силу общей изношенности и выработки проектного ресурса энергогенерирующего и распределительного оборудования. Вследствие этого возросли до недопустимого уровня потери при транспортировке и потреблении энергии. Это вместе с низким КПД устаревших технологий резко уменьшило коэффициент использования топлива при производстве, доставке и потреблении энергии. Таким образом, на фоне увеличивающегося спроса на энергию усиливается угроза энергодефицита, если не будут предприняты меры по поддержке существующей системы в работоспособном состоянии и ее реорганизации на новых принципах с использованием инновационных энергоэффективных технологий с целью создания условий для устойчивого функционирования и развития муниципальной энергетики.
Мировая практика столкнулась с похожими проблемами несколько раньше нашей страны и в течение достаточно длительного времени выработала ряд решений энергетической проблемы. Важно проанализировать международный опыт и использовать полезные наработки в российских условиях.
Принятие рядом развитых стран законов о дерегулировании и возникновении института независимых производителей энергии стимулировало развитие технологий "малой" энергетики и их относительно широкое внедрение на практике.
С экономической и технологической точек зрения преимуществом малой энергетики является индивидуальный подход в каждом конкретном случае. В этом состоит отличительная особенность малой энергетики: специфика условий требует кропотливого учета различных факторов и определяет тонкую настройку энергосистемы именно на решение задач данного потребителя. В ряде случаев применение малой энергетики эффективней, чем большой из-за меньших эксплуатационных затрат, более низкой себестоимости вырабатываемой энергии, экономии за счет возможности более точно отслеживать и регулировать количество потребляемой энергии.
В ряду предлагаемых на рынке технологий и оборудования малой энергетики одно из первых мест по критериям эффективности, экономичности, экологической безопасности занимают микротурбинные электрогенераторы "Capstone".
Турбогенератор "Capstone" служит основой для построения современных систем распределенной генерации электрической и тепловой энергией с уникальными потребительскими свойствами: экологической чистотой, возможностью работы в полностью автоматическом режиме, не требующем постоянного персонала, высокими КПД и надежностью.
Турбогенератор имеет все необходимые международные и Российские сертификаты, прошел апробирование в ряде проектов на территории России. В мировой практике это оборудование нашло широкое применение в различных областях деятельности и показало большую эффективность, особенно в жилищно-коммунальном хозяйстве, решении проблемы утилизации городских отходов и малом бизнесе.
Выпускаемые серийно с 1998 г. автономные турбогенераторы "Capstone" моделей C30 и С60 работают на газе с любой теплотворной способностью (природный газ, биогаз, шахтный газ — угольный метан, попутный газ) и вырабатывают электроэнергию.
Особенностью конструкции является наличие всего одной движущейся детали - вала, на котором соосно расположены микротурбина (МТ) и электрогенератор (частота вращения вала до 96 000 оборотов в минуту). Воздушные подшипники не требуют смазки. Воздушное охлаждение исключает потребность в жидких охладителях. Пылевлагозащищенное исполнение допускает установку вне помещений и в любых климатических поясах. В режиме когенерации с использованием теплообменников (в базовый комплект не входит) возможна организация снабжения теплом и горячей водой.
Специалисты отмечают надежность, независимость энергоснабжения, экономию расходов, улучшение экологии при использовании микротурбин.
Следует отметить, гибкость и масштабируемость электростанций, построенных с использованием микротурбин. Диапазон мощностей от 30 кВт до 6 МВт. Максимально могут работать параллельно, как единое целое до 100 микротурбин. Эта особенность резко увеличивает надежность, сокращает потребность в резерве, гибко реагирует путем включения/выключения микротурбин на колебания нагрузки, позволяет постепенно наращивать мощность в соответствии с текущими потребностями и финансовыми возможностями.
Микротурбины поставляются в влагозащищенном корпусе, что, при полном отсутствии вибрации и низком уровне шума позволяет устанавливать их на открытых площадках или внутри существующих помещений. Другим вариантом поставки является установка МТ без кожуха внутри модульных контейнеров.
Выхлоп микротурбин является экологически чистым, что подтверждается сертификатами соответствия, в том числе наиболее строгими Калифорнийскими (эмиссия NOx (оксиды азота) < 0.2 кг на МВт/час, CO (угарный газ) < 1.3 кг, другие летучие органические соединения < 0.4 кг). Благодаря тому, что выхлоп одной микротурбины содержит до 120 кВт тепловой энергии (модель С60), возможно сопряжение МТ с теплообменниками и климатическими системами, используемыми для нагрева воды, отопления (кондиционирования) помещений, сушки продукции. При этом производительность такой когенерационной системы может достигать 96% при одновременном снижении приведенной стоимости одного кВт/часа электроэнергии до уровня 30–35 коп (с учетом стоимости оборудования и обслуживания МТ, а также расходов на природный газ).
Подключение микротурбины производится в двух режимах - параллельно с сетью и тогда МТ играет роль основного или дополнительного источника тока, автоматически настраивающегося на параметры сети по напряжению (360–520 В, трехфазное) и частоте (45–65 Гц) или автономное. При автономном подключении МТ снабжена аккумуляторными батареями, которые позволяют производить запуск генератора и являются буфером для сглаживания колебаний потребления нагрузки. С помощью дополнительных контроллера возможно построение схемы автоматического переключения режимов работы МТ для обеспечения гарантированного энергоснабжения объектов.
Регламент обслуживания микротурбин предполагает долговременную эксплуатацию в постоянно включенном режиме работы или в режиме периодического включения/выключения. Общий ресурс работы до капитального ремонта составляет 64000 часов. При этом каждые 8000 часов необходимо менять воздушный и топливный фильтры, каждые 16000 часов — инжекторы. Микротурбина не требуют охлаждающих жидкостей, смазывающих масел или других химически опасных расходных материалов для своей работы. Управление работой МТ производится с встроенного пульта ли удаленно с диспетчерского компьютера.
На сегодняшний день накоплен богатый опыт использования микротурбин на объектах жилищно-коммунального хозяйства, малого и среднего бизнеса, производственных объектах энергетической инфраструктуры, который представлен примерами аппликаций, описание которых приведено ниже.
Применение микротурбинных генераторов не ограничивается этими примерами. Общее количество модулей, установленных на сегодняшний день в мире, составляет более 2500. При этом первые коммерческие системы отработали по пять лет, а суммарная наработка всех систем превысила четыре миллиона часов.
|
|
|
