Микротурбины: универсальность во всем - Энергетика и промышленность России - № 1 (65) январь 2006 года - WWW.EPRUSSIA.RU - информационный портал энергетика
16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/65/4357.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 1 (65) январь 2006 года

Микротурбины: универсальность во всем

Энергетика: регионы Андрей КРИВОБОК

Российский рынок предлагает новое энергетическое оборудование на основе микротурбинных установок. Интерес к этому оборудованию постоянно растет, поскольку его использование позволяет избавиться от необходимости приобретения электричества и тепла у традиционных монополистов. Применение микротурбин позволяет собственнику стать независимым от центральных сетей и владеть индивидуальным источником элетро- и теплоснабжения.

Над созданием микротурбин еще в конце 80- х годов ХХ века начали работать компании Honeywell, Elliott, Capstone (США), а также Turbec (Volvo Aero – Швеция).

Необходимость в таких разработках была связана с отсутствием на рынке надежных, высокоресурсных, с низким уровнем эмиссии, небольшими затратами на обслуживание и эксплуатацию автономных источников постоянного электро- и теплоснабжения мощностью от 30 до 500 кВт.

Первые коммерческие продукты этих компаний появились на рынке в 1997‑1999 годах. Это были турбины С30 и С60 компании Capstone мощностью 30 и 60 кВт, 75 кВт микротурбина Parrolon 75 ТМ компаний Honeywell, а также Elliott и Turbec.



Российский рынок

В 2005 году, по крайней мере, три иностранные компании представляли свои микротурбинные установки на российском рынке. В основном это американские и европейские производители.

В России также ведутся работы по созданию таких установок. Это корпорация «Компомаш», г. Москва, предлагающая микротурбинную теплоэлектростанцию ТЭЦ-100/600 электрической мощностью 100 и тепловой 650 кВт в качестве пикового или аварийного источника, а также ФГУП «Завод им. В.Я. Климова», г. Санкт-Петербург, который разрабатывает первую отечественную микротурбинную установку ГТЭ-0,1 мощностью 100 кВт на газодинамических подшипниках.

В нашей стране иностранные микротурбинные установки представлены компаниями Elliott, Capstone, Turbec. Компания Elliott предлагает 100 кВт микротурбинные установки TA-100 RCHP и TA-100 R, а также установку Offshore для тяжелых условий эксплуатации на морских нефте- и газодобывающих платформах. Компания Capstone – 30, 60 и 65 кВт установки C30, C60 и C65 в различных вариантах исполнения, Turbec – 100 кВт установки T100.

Необходимо заметить, что, несмотря на простоту установки и подключения микротурбинных установок, заказчики требуют выполнить не только эти, но и целый ряд других работ, без которых невозможно «выполнить проект под ключ». Реальный опыт в реализации проектов на основе микротурбин «под ключ» из всех российских компаний сегодня имеет пока только одна – «Электросистемы».

Последний проект компании «Электросистемы» – энергетический центр на основе трех 100 кВт микротурбин и пиковых водогрейных котлов тепловой мощностью 2 МВт для «Центра парусного спорта» в Москве. Проект был сдан в эксплуатацию в конце 2005 г.



Классификация установок

Микротурбинные установки можно классифицировать по видам вырабатываемых энергий; режимам работы; вариантам исполнения; избыточному давлению газового топлива на входе; типу используемого топлива; типу используемого электрического генератора; типу используемых подшипников; типу системы охлаждения подшипников; величине наброса электрической нагрузки; диапазону изменения нагрузки; способу регулирования тепловой нагрузки.



Принцип работы

Принцип работы когенераторной микротурбинной установки компании Elliott Energy Systems TА-100RCHP показан на рисунке (см. внизу страницы).



Преимущества микротурбинных когенераторов

При выборе микротурбинных установок в качестве источника бесперебойного питания заказчик обычно задается вопросом: «Какие преимущества у микротурбинных установок перед ближайшими конкурентами – когенераторными установками на основе газопоршневых агрегатов (ГПА)?».

Если сравнивать 100 кВт когенераторные микротурбинные установки и ГПА в таком же варианте исполнения (когенераторная установка полной заводской готовности), например ГПА компаний Buderus и Tedom, преимущества заключаются в следующем: заводская стоимость у всех установок примерно одинакова; микротурбинная установка имеет возможность работать как в автономном, так и в режиме параллельно с сетью (ГПА только параллельно с сетью или в автономном режиме в качестве аварийного источника); микротурбинная установка способна принять единовременный наброс 100%-ной нагрузки, в то время как у ГПА существует жесткое ограничение не более 10…40%; микротурбинная установка может работать в течение длительного времени при очень низких нагрузках, в том числе в режиме холостого хода: для ГПА Cento L100 SP, например, минимальная рекомендуемая долговременная нагрузка не менее 50% (данные из эксплуатационной документации); у микротурбинных установок затраты на один час работы (техническое обслуживание, капитальные ремонты плюс затраты на топливо) примерно в 2…2,5 раза ниже; интервал замены масла в газотурбинном двигателе 24000 моточасов, у ГПА каждые 1800; у микротурбинной установки ресурс до капитального ремонта 70000 моточасов и более, у ГПА 48000; замена воздушных фильтров каждые 8000 часов, у ГПА все фильтры меняются каждые 1800; у микротурбины обслуживание сведено к минимуму, один раз в месяц требуется визуальный осмотр установки, у ГПА более 20 специальных проверок каждые 1800 часов, после которых могут потребоваться дополнительные ремонтные работы; у микротурбинных установок более высокая надежность благодаря отсутствию большого количества трущихся, вращающихся и других частей (таких, как поршни, распределительные и коленчатые валы, клапаны и др.); микротурбинные установки могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана 30%; уровень эмиссии по NOx 50 мг/м3 против 500 мг/м3 у ГПА.; низкий уровень вибраций.



Конструктивные особенности

Рассмотрим конструкцию на примере установки компании Elliott Energy Systems. Микротурбинная когенераторная установка TA-100 RCHP со снятым кожухом. Установка представляет собой агрегат полной заводской готовности с котлом-утилизатором (КУ) и вспомогательными системами и агрегатами, которые смонтированы на единой пространственной раме.

Для защиты от внешних воздействий используется защитный капот со звукоизоляционным покрытием. В зависимости от условий эксплуатации, когенератор имеет различные варианты исполнения: для эксплуатации внутри или снаружи помещения. В состав установки входят: газовая турбина; рекуператор; КУ; дожимной газовый компрессор; силовая электроника (выпрямитель, инвертор, фильтр); воздушная система охлаждения силовой электроники и дожимного компрессора; воздушная система охлаждения радиатора масляной системы и КУ; цифровая система автоматического управления турбогенератора и силовой электроники с панелью управления оператора; аккумуляторные батареи.

Наиболее сложной и важной частью установки является турбогенератор, который выполнен как единое целое с газотурбинным двигателем и высокоскоростным генератором.



Зарубежный опыт

Поскольку для России это оборудование является новым, в данной статье приводится информация об опыте эксплуатации и отзывах зарубежных владельцев, которые имеют опыт длительной эксплуатации.

Американской компанией Platts Research & Consulting был опубликован отчет об опросе 52 владельцев 229 микротурбинных установок, которые были выбраны случайным образом. Приведем некоторые пункты отчета. Большинство владельцев микротурбин отметили хорошую техническую поддержку дилеров, которые произвели поставку оборудования, знание ЗИПа, хорошую организацию проведения ТО, содействие в подключении установок к внешней сети. Из общего числа опрошенных 27 владельцев использовали свои установки только для производства электроэнергии, 21 – для производства электроэнергии и тепла, остальные 4 – для производства электроэнергии, тепла и холода. Из последних 25 владельцев никто не отметил каких‑либо технических проблем, связанных с использованием тепла выхлопных газов для нагрева воды или получения пара. Себестоимость производства электроэнергии была примерно в 2,5…3 раза ниже, чем покупаемой в сетях. На основании представленных результатов можно сделать следующие выводы:

– Микротурбинные установки – успешная технология, имеющая свою нишу на энергетическом рынке. Основная ниша такого оборудования – это генерирующие мощности для производства электроэнергии, тепла и холода, использующие дешевые виды топлива, такие, как природный газ, био, свалочный, попутный и другие газообразные топлива.

– Основные потребители микротурбинных установок – промышленные и коммерческие организации, офисные, торговые и развлекательные центры, бассейны, предприятия малого и среднего бизнеса, а также бани, прачечные, больницы, учебные заведения, объекты ЖКХ, которым постоянно требуется электроэнергия, тепло и холод.

– Микротурбинные установки обладают чрезвычайно низкими уровнями эмиссии вредных веществ, таких, как NOx и СО, что примерно в 15‑20 раз ниже, чем у ближайших конкурентов (ГПА).

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 1 (65) январь 2006 года:

  • «Такая корова мне самому нужна»

    Координатор биоэнергетических проектов НП «Лесопромышленная конфедерация Северо-Запада» Ольга Ракитова: ...

  • Блиц

    «Газпром» примет участие в поиске углеводородов в Северном море. Работы по поиску природного газа будет проводить германская дочерняя компания «Газпрома» ZMB GmbH. К буровым работам на поисковой скважине до глубины 4 тыс. м планируется приступить во втором квартале 2006 года. Как сообщил Агентству газовой информации (АГИ) представитель ZMB Андреас Бельдт (Andreas Boldt), на сегодня Wintershall остается основным акционером в проекте...

  • Венесуэла: Венесуэла обеспечит теплом бедных американцев

    Венесуэла заявила о намерении расширить программу по льготному обеспечению тепла в домах, включив в нее американцев с низким доходом. Это будет сделано в рамках плана президента Венесуэлы Уго Чавеса о помощи беднейшим слоям населения, которые, как он считает, игнорирует Вашингтон. Венесуэльская энергетическая компания Citgo Petroleum уже начала продавать более дешевое топливо в некоторых районах Массачусетса и Нью-Йорка. Оппоненты же Ча...

  • Киришская ГРЭС превысила показатели последних 12 лет

    В конце 2005 года выработка электроэнергии Киришской ГРЭС превысила показатели последних 12 лет. Впервые с 1993 года они выше 6000 млн. кВт/ч, что говорит о востребованности станции на рынке. ...

  • Блиц

    Глава РАО «ЕЭС России» Анатолий Чубайс намерен построить Туруханскую ГЭС, используя для этого средства инвестиционного фонда. Стоимость данного проекта составляет примерно 12 миллиардов долларов, то есть по миллиарду долларов за каждый гигаватт новой станции. РАО «ЕЭС России» собирается при помощи ГЭС ликвидировать дефицит электроэнергии и связать энергосистемы Сибири и европейской части России. Однако вся инвестиционная программа ко...