16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/88/6374.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 12 (88) октябрь 2007 года

Сеанс одновременной мощности

Тема номера Подготовила Ирина КРИВОШАПКА

Энергооснащение новых зданий и сооружений

Россия строит. Экономика страны на подъеме, и строить нужно многое: жилье и производственные сооружения, объекты транспортной инфрастктуры и стадионы, электростанции и трубопроводы… И все это нужно снабжать тепловой и электрической энергией, подключать к сетям, обеспечивать благопритные условия для производства и для повседневной жизни.

Темой этого номера «Энергетики и промышленности России» стали вопросы энергооснащения новых построек разного типа. У различных объектов – свои особенности подачи электричества и тепла, при этом строятся они рядом и их подключение требует согласованных усилий. А сложный климат нашей страны предъявляет дополнительные требования, зачастую неизвестные специалистам из других стран.

В этих условиях особенно важны комплексный подход и передовые технологии, которые позволяют оптимально обеспечить новые стройки энергией, при этом добиваясь экономии ресурсов. О таких технологиях и других аспектах снабжения новых объектов мы и поговорим.

Как сразу получить энергию и холод

Новый комплекс с пневмоэлектрогенераторными агрегатами (ПЭГА), одновременно вырабатывающий электроэнергию и холод, работает в пилотном режиме на московской газоредукторной станции «Южная». По мнению специалистов, результаты эксплуатации оборудования откроют значительные перспективы для энергетиков. Только на столичной газораспределительной станции (ГРС) с помощью ПЭГА возможно ежегодно вырабатывать более 250 млн кВт-ч электроэнергии и использовать при этом около 200 млн кВт-ч «холода» в холодильниках площадью до 70 тыс. кв. метров, что предотвратит сжигание на ТЭЦ более 270 тыс. тонн условного топлива в год с соответствующим экологическим эффектом.

Разработчиком новой технологии выступил доктор технических наук, профессор Дмитрий Аксенов, который представил нам технологию в подробностях.

– Традиционно в городах России газ подается от системы распределения поставщика («Газпрома») с давлением 1,2 мПа, а потребителям необходим газ с давлением 0,1; 0,3; 0,6 мПа. Для изменения давления газа в черте города размещаются газовые редукционные станции и пункты (ГРС, ГРП). При редуцировании газа на ГРС «диссипируется» значительное количество потенциальной энергии избыточного давления газовых потоков, которая была ранее передана газу на компрессорных станциях магистральных газопроводов «Газпрома» с затратой энергии, трудовых и материальных ресурсов. Другими словами, эта потенциальная энергия газа имеет вполне конкретную стоимость. В целях энергосбережения и повышения эффективности общественного производства ее нужно и можно утилизировать с получением положительных эффектов.



Комплексное решение

Одно из известных решений задачи – применение детандерных установок для выработки электроэнергии. Подобные установки работают в России и за рубежом. Однако широкого применения детандерные установки еще не получили при всей их очевидной эффективности. Причины кроются в том, что при утилизации энергии на ГРС задача решается недостаточно комплексно, без использования системного подхода, а также в стремлении максимально «приспособить» традиционные технические и конструктивные решения при создании оборудования, в частности детандерных установок.

Но есть и более новая технология комплексного использования «бросовой» энергии газа на ГРС для выработки электроэнергии и «холода» без сжигания топлива, т. е. экологически чистым способом. Для этого создан мощностной ряд унифицированных пневмоэлектрогенераторных агрегатов (ПЭГА). Из этих агрегатов формируются энергоблоки требуемой мощности (до 8‑10 мВт).

Оригинальная конструкция агрегатов наиболее полно отвечает особенностям их одновременного функционирования и сопряжена с газовой и электрической системами, параметры которых изменяются по времени (в течение суток и по сезонам). Конструкция ПЭГА обеспечивает их применение при изменении параметров ГРС в широких пределах (по проходу газа через ГРС – в 6‑7 раз, по давлению газа на входе ГРС – до 10 раз).

Технология предусматривает одновременную выработку на ГРС электроэнергии с помощью агрегатов ПЭГА и полезное использование возникающего в результате расширения газа в турбине ПЭГА сопутствующего энергетического эффекта – «холода».

– Если раньше при производстве электроэнергии мы боролись с «холодом», то теперь мы просто пустили его в дело, – подчеркнул Дмитрий. – Температура газа в турбине снижается на 18‑25° C. По технологии этот газ направляется в камеры холодильника и затем, после повышения его температуры до – 1 – +2° C он возвращается в трубопровод отвода газа от ГРС (рис. 1). При этом не нарушаются параметры газа, т. е. они остаются такими же, как и при работе ГРС без энергоблока.
Как видно, новая технология реализуется с помощью энергоблока из агрегатов ПЭГА, одновременно вырабатывающего за счет избыточного давления газа на ГРС электроэнергию и «холод», а также холодильника, использующего этот «холод», т. е. с помощью энергохолодильного комплекса.

Главным компонентом этого комплекса является энергоблок с агрегатами ПЭГА, т. к. именно с их помощью «бросовая» энергия избыточного давления газа на ГРС преобразуется в электроэнергию и «холод» для его полезного использования.
Агрегат ПЭГА представляет собой единый блок. В корпусе блока (в герметичной камере– капсуле) размещены электрогенератор и турбина. Снаружи на торце крышки турбины установлен блок газораспределения, включающий главное стоп-устройство, дозатор газа и коллектор с газоразводящими патрубками. Снаружи на корпусе установлен электросоединительный ящик, в который выведены силовые и управляющие кабели от генератора через специальные тоководы. При подаче газа от трубопровода подвода газа к ГРС через блок газораспределения к турбине его потенциальная энергия газа превращается в ней в механическую энергию. Отработавший газ с пониженной температурой отводится из капсулы в коллектор отвода газа. Турбина приводит во вращение вал ротора генератора. Вырабатываемая электроэнергия от генератора через соединительный ящик отводится в электросеть.

При работе не расходуются никакие материалы и не используются технологические агенты (масло, вода, тепло, электроэнергия), кроме возвращаемого в трубопровод потока газа. Конструкция ПЭГА приспособлена для его эксплуатации на открытом воздухе при температуре от – 40° C до +60° C и любых других погодных условий. Силовые элементы (контактор и др.) и система автоматики размещены в шкафу (740х780х1800 мм), который должен устанавливаться в блок-боксе (минимальная температура внутри блок-бокса составляет – 5°C).

Агрегаты ПЭГА могут включаться в газовую систему параллельно, последовательно и комбинированно, образуя энергоблок. Схема включения, единичная мощность ПЭГА и их количество определяются индивидуально в каждом проекте в зависимости от параметров и масштабности ГРС по проходу газа, а также от спроса потребителей электроэнергии и холодильных площадей.

При проходе через ПЭГА газа объемом 10 тыс. м3/ч и снижении его давления газа в турбине в 2 раза вырабатывается 100 кВт-ч электроэнергии и практически столько же «холода». При выработке 100 кВт-ч электроэнергии на ТЭЦ расходуется до 0,05 тонн условного топлива (с учетом потерь в сетях и т. д.). При производстве 100 кВт-ч «холода» традиционным способом расходуется до 150 кВт-ч электроэнергии. При этом на ТЭЦ также расходуется до 0,075 тонн условного топлива.

Как видно, утилизация потенциальной энергии потока газа объемом 10 тыс. м3/ч экологически чистым способом с помощью ПЭГА позволяет выработать 200 кВт-ч энергии (100 кВт-ч электроэнергии и 100 кВт-ч «холода») и этим обеспечить экономию более 0,125 тонн условного топлива в час.



«Южный» холодильник

В настоящее время, согласно постановлению правительства Москвы, на ГРС «Южная» ГУП «Мосгаз» создан пилотный энергоблок с установленной мощностью 2100 кВт (по проекту – четыре агрегата ПЭГА) и годовой выработкой электроэнергии 15 млн кВт-ч. Энергоблок введен сейчас в эксплуатацию с тремя агрегатами (ПЭГА) по 600 кВт каждый. Вырабатываемая электроэнергия передается в электросеть «Мос-энерго». Проработаны решения по сооружению непосредственно около энергоблока холодильника на 2000 кубометров.

Холодильник представляет собой помещение с камерами для хранения продуктов питания, через теплопередающие поверхности которых проходит газ, охладившийся в турбинах ПЭГА (температура газа на входе в холодильник минус 15 – минус 20° C). При этом отсутствует традиционное холодильно-компрессорное отделение со всей инфраструктурой (системы хранения, подвода, отвода аммиака, смазочных масел, электроэнергии, воды и пр.). Вследствие этого стоимость сооружения и эксплуатации такого холодильника будет в 2 раза ниже по сравнению с традиционной.

Окупаемость капитальных вложений в электрохолодильный комплекс – около двух лет. Срок его службы – 60 лет. После внедрения двух-трех электрохолодильных комплексов дальнейшая реализация программы может осуществляться за счет самофинансирования из прибыли.

Планируется разработать и реализовать дополнение к программе энергосбережения Москвы на ближайшие годы, предусматривающее широкое внедрение электрохолодильных комплексов на ГРС Москвы. Это позволит по‑хозяйски использовать имеющийся немалый энергетический ресурс «бросовой» энергии давления газа на ГРС для экологически чистой выработки электроэнергии и «холода» с использованием его в холодильниках.
Сеанс одновременной мощности
МНЕНИЕ

Сергей Щелоков, главный энергетик
ЗАО «Гидроэнергострой» (Москва):
– Аналогичных систем пока не существует в России. Изобретение профессора Аксенова запатентовано, а наша компания занята реализацией данного проекта.

Территория возле ГРС «Южная» действительно испытывает недостаток в энергоресурсах – этот район удален от централизованных источников энергии, к тому же там сейчас строятся складские помещения, промышленные комплексы, автосервисные предприятия и масштабный рыбохладокомбинат. Последний, кстати, установил собственный независимый энергоисточник, но в то же время для повышения надежности электроснабжения комбинат готов использовать и наши установки – для энергоснабжения строительства и готовых корпусов комбината. То же самое относится к «холоду»: на каждый киловатт электроэнергии приходится примерно такой же объем производства холода. Кстати, администрация Москвы финансирует программу внедрения электрохолодильных установок на ГРС столицы, и мы готовы реализовать такой холодильный узел на ГРС «Южная».

В дальнейшем мы планируем вывести данный проект на коммерческую базу – необходимо сделать автоматизированную систему коммерческого учета энергии и мощности (АСКУЭ), которая будет учитывать энергоресурсы, установить автоматическую систему управления технологическими процессами (АСУТП) для автоматического переключения режимов. Иными словами, проект требует адаптации на местности, проверки в реальных условиях эксплуатации.

Установки ПЭГА находятся в процессе обкатки. Но, на мой взгляд, данная технология имеет хорошие технические характеристики и перспективы. В частности, работая на «перепадах давления», мы производим экологически чистую энергию и тем самым надеемся на государственное финансирование по программе продажи квот в рамках Киотского протокола.

Немаловажно и то, что наша разработка полностью родилась в России, а это снимает проблемы по сервисному обслуживанию, возможным ремонтам, поставкам комплектующих деталей и тому подобное.

Сергей Дорофеев, главный инженер ЗАО «Гидроэнергострой»:
– В предложенном профессором Аксеновым методе охлаждения холодильных камер есть один, но очень важный недостаток – взрывоопасный агент внутри помещения.

К тому же современные температурные условия морозильных складов отличаются от возможностей, которые может предоставить агрегат ПЭГА. Если еще совсем недавно температура внутри помещения – 18°С являлась нормальной для холодильника, то сейчас требования рынка стали несколько жестче – не теплее – 25°С.

В связи с этим хладагент, охлаждаемый отходящим потоком газа, не может напрямую быть задействован в охлаждении камер, но позволяет через промежуточный теплообменник значительно снизить нагрузку на холодильные машины комплекса, что сильно влияет на общее потребление электроэнергии.

Такой способ мы реализуем на «Южной», предлагая новое инженерное решение – как сэкономить энергию на производстве холода.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 12 (88) октябрь 2007 года:

  • Пскову не хватает резервного топлива

    Члены комитета городского хозяйства и муниципальной собственности Псковской городской Думы рассмотрели вопрос о подготовке муниципального предприятия «Псковские тепловые сети» к отопительному сезону 2007‑2008 гг. Как сообщает пресс‑служба Псковской городской думы, вопрос был рассмотрен по представлению прокуратуры, направленному на имя главы Пскова Яна Лузина. Суть проблемы в том, что в Пскове хранится резервного топ...

  • Потребителям обещали надежность

    Состоялось заседание оперативного штаба по обеспечению надежного электроснабжения потребителей Санкт-Петербурга и Ленинградской области. В работе штаба приняли участие топ-менеджеры Федеральной сетевой компании, филиала ОАО «ФСК ЕЭС» – Магистральные электрические сети (МЭС) Северо-Запада, ОАО «Ленэнерго», Объединенного диспетчерского управления Северо-Запада, других предприятий электроэнергетики региона. Были рассмотрены промежут...

  • Нет предела совершенству

    Мероприятие: Международный форум «Российский промышленник». Организаторы: ОАО «Ленэкспо», ВО «РЕСТЭК». Место проведения: Россия, Санкт-Петербург, выставочный комплекс «Ленэкспо». Дата проведения: 2‑5 октября 2007 г....

  • Министерству энергетики быть

    В соответствии с разрабатываемым правительством КНР проектом закона об энергетике предусматривается создание министерства энергетики или комитета по энергетике в составе Госсовета КНР. В настоящее время проблемами энергетики в Китае занимаются различные ведомства, в том числе Госкомитет КНР по развитию и реформам, Госкомитет по контролю и управлению электроэнергетикой при Госсовете КНР, министерство земельных и природных ресурсов, минис...

  • Просьба об отсрочке

    В Литве состоялась «Вильнюсская конференция по безопасности в области энергетики 2007: Ответственная энергетика – для ответственных партнеров». На ней литовская сторона поставила перед международными экспертами вопрос о продлении работы Игналинской АЭС, пока не будет построена новая АЭС в Литве. Вопрос о продлении работы АЭС задал депутат Сейма Литвы Юлиус Веселка. В своей речи парламентарий указал на то, что после 2009 г., когда...