Строительство мини-ТЭЦ на базе ГПА (реконструкция котельной)

Предлагается комплексное решение проблем электро-теплоснабжения потребителей в зоне покрытия котельной с использованием высокоэффективных, энергосберегающих и экологически чистых газопоршневых технологий.

Обеспечить потребности в электроэнергии и тепле предлагается на основе реконструкции котельной установкой 2-х новых когенерационных газопоршневых агрегатов. В качестве основного оборудования мини-ТЭЦ приняты газопоршневые установки типа G 3520 с системой утилизации сбросной теплоты компании «Caterpillar» – мирового лидера производства мировых газопоршневых агрегатов в широком интервале мощностей от 70 до 5900 кВт.

Установленная мощность предлагаемой к строительству мини-ТЭЦ составляет:

- электрическая – 4,0 МВт;

- тепловая в горячей воде – 4,76 кВт (4,1 Гкал/ч)

КГПЭС предназначена для надежного, устойчивого электроснабжения и бесперебойного обеспечения теплом потребителей поселка.

Режим работы комбинированного энергоисточника:

- по электроэнергии – параллельно с существующими электросетями;

- по теплу – на существующую теплосеть котельной. Резервирование тепловой мощности газопоршневой электростанции предусмотрено водогрейными котлами котельной.

Использование газопоршневой технологии с утилизацией сбросной теплоты ГПУ позволяет:

- получить дешевую электрическую и тепловую энергию для обеспечения потребителей в зоне покрытия котельной;

- увеличить коэффициент использования теплоты топлива (общий КПД энергоустановки) до 91 %, что более чем в 3 раза выше КПД существующих изношенных и морально устаревших дизель-генераторов (28-32%) и водогрейных котлов (40-50%);

- бесперебойно получать тепло - без дополнительных затрат на топливо для водогрейных котлов;

- повысить надежность энергоснабжения потребителей электрической и тепловой энергией;

- улучшить экологическую обстановку в жилой зоне поселка за счет снижения выбросов вредных веществ.

Краткое техническое описание предлагаемой газопоршневой установки G 3520 С приведено ниже.

1. Основные технические характеристики энергоустановки

К размещению на мини-ТЭЦ предлагаются следующие газопоршневые установки:

1.	Наименование	-G 3520 С
2.	Производитель	- «Caterpillar», США
3.	Мощность электрическая, кВт	- 2000
4.	Тепловая мощность системы утилизации теплоты (СУТ), Гкал/ч	- 1,05
5.	Общий КПД, %	- 91
6.	Топливо (основное/резервное)	- газ/газ
7.	Часовой расход топлива (газа), кг/ч (нм³/ч)	- 346 (474,5)
8.	Давление газа на входе в ГПУ, кПа (кгс/см²)	- 10 ÷ 35 (0,10÷0,35)
9.	Ресурс: - - до капитального ремонта, ч - назначенный (общий)	- 60000 - 200000

2. Основные характеристики когенерационной электростанции

На мини-ТЭЦ предлагается установить 2 газопоршневые установки с СУТ и необходимым комплектом вспомогательного тепломеханического и электротехнического оборудования.

Основные технические характеристики мини-ТЭЦ приведены ниже.

1.	Количество ГПУ с комплектом вспомогательного оборудования, комп.	-	2
2.	Количество СУТ с обвязкой и сетевыми насосами, компл.	-	2
3.	Мощность электрическая: - установленная, кВт - рабочая, кВт	- -	4000 4000
4.	Мощность тепловая: - установленная, Гкал/ч - рабочая, Гкал/ч	- -	4,10 4,10
5.	Вид теплоносителя	-	Горячая вода
6.	Параметры теплоносителя	-	По графику 95/70°С
7.	Расход природного газа на номинальной мощности (LHV = 11955 ккал/кг, ρ = 0,71 кг/нм³), кг/ч (нм³/ч)	-	692 (974,6)
8.	Годовая выработка электрической и тепловой энергии	-	По сезонным графикам нагрузки

3. Примерный состав сооружений электростанции

Минимальный набор сооружений и оборудования, требуемого для обеспечения работоспособности мини-ТЭЦ, приведен ниже.

1. Машинный зал с ГПУ, СУТ и вспомогательным тепломеханическим оборудованием;

2. Маслохозяйство с баками чистого и отработанного масла и насосами;

3. Электротехническое оборудование с распределительным устройством выдачи электрической мощности;

4. Пультовая со щитом управления (при работе мини-ТЭЦ в автоматизированном режиме с дежурным оператором).

5. Другое вспомогательное оборудование и системы (аккумуляторная, воздушная, компрессорная, выносные радиаторы охлаждения и т.д.)

Предусмотрено максимально возможное использование существующего оборудования, систем инженерного обеспечения и инфраструктуры котельной, таких как ВПУ, система газоснабжения, лаборатории, бытовые помещения и т.д.

Все перечисленное выше оборудование и системы электростанции размещаются во вновь сооружаемом здании каркасного типа с эффективными ограждающими конструкциями типа «сэндвич» или в существующем помещении котельной.

При работе мини-ТЭЦ в полностью автоматическом режиме (без присутствия персонала) пульт управления размещается как на мини-ТЭЦ (котельной), так и в любом другом месте (например, в центральной диспетчерской). Однако такое техническое решение существенно увеличивает начальные капиталовложения в строительство предлагаемой мини-ТЭЦ.

При необходимости на площадке реконструируемой котельной также строятся:

1. Насосная пожаротушения с баками противопожарного запаса воды;

2. Повысительная трансформаторная подстанция;

3. Локальные очистные сооружения;

4. Другие вспомогательные объекты и сооружения (по требованию Заказчика).

Ниже, на рисунке в качестве примера, представлен план размещения тепломеханического оборудования мини-ТЭЦ (2-х газопоршневых установок с СУТ, обвязкой и вспомогательным оборудованием) в помещении демонтируемых судовых котлов котельной. Место размещения остального электротехнического и вспомогательного оборудования и систем уточняется на последующих стадиях при разработке проектной документации.

Основное оборудование мини-ТЭЦ размещается в помещении судовых котлов на 2-х уровнях:

1) на отм. 0,000 устанавливается две газопоршневые установки G 3520 с вспомогательным оборудованием, насосами, шкафами управления и питания.

2) на 2-м уровне, на отм. 4,000 размещаются блоки СУТ и венткамера приточной вентиляции, подающей в машзал воздух на горение для ГПУ (рис.1)

Размещение основного оборудования мини-ТЭЦ (ГПУ и СУТ) на одном уровне возможно в помещении котлов АВА-4. При этом возникает необходимость в демонтаже котлов №2, №3 и №4, что существенно уменьшает тепловую мощность котельной и снижает надежность теплоснабжения потребителей. Пример размещения ГПУ и СУТ на одном уровне (отм. 0,000) приведены ниже на фотографии.

Наиболее предпочтительным вариантом является размещение всего комплекса вновь сооружаемой газопоршневой мини-ТЭЦ в отдельно стоящем новом каркасном быстро-сборном здании. Одноэтажное здание размерами в плане 18х18 метров строится вблизи корпуса котельной. Организационно котельная и мини-ТЭЦ объединяются в один энергокомплекс и обеспечивают надежное электро-теплоснабжение потребителей в зоне покрытия котельной.

В варианте размещения тепломеханического оборудования в отдельно стоящем новом здании возможно расширение мини-ТЭЦ установкой дополнительных блоков ГПУ+СУТ (шаг ячейки – 6 м). Это позволяет при росте электрических и тепловых нагрузок, обеспечить их покрытие расширением мини-ТЭЦ установкой новых комплексов агрегатов до электрической мощности 6÷8 МВт.

4. Стоимость строительства

Оценка суммарных капиталовложений в строительство электростанции выполнена на основе данных представленных производителями оборудования. Стоимость строительства электростанции определена в пределах площадки без учета затрат на внешние сети инженерного обеспечения и выдачи мощности. При определении стоимости строительства «под ключ» учтены затраты на оборудование, материалы, запасные части и комплектацию, таможенные, транспортные и заготовительно-складские расходы, стоимость строительно-монтажных и пусконаладочных работ и прочие расходы.

Стоимость строительства мини-ТЭЦ на условиях «под ключ» для рекомендованного варианта (новое отдельно стоящее здание) составляет

105 171 тыс. руб.