«Энергоцентры: разновидности,

преимущества, проблемы»

Копсов А.Я.

Президент компании

Москва 2014

Теплоснабжение от

децентрализованных энергоисточников

2

Системы теплоснабжения городских и промышленных потребителей в

России организованы в наибольшей степени на базе централизованного

теплоснабжения.

При всех преимуществах централизованного теплоснабжения, в

настоящее время, в условиях происходящих в России процессов

реформирования энергетического рынка и кардинального изменения

экономических условий, перспективным направлением повышения

эффективности энергетического производства является развитие

распределенных источников комбинированного производства

электроэнергии и тепла.

3

Характеристика теплоэнергетического

комплекса России

Котельные ТЭС 12%

Тепло пара, отработанного в

турбинах ТЭС (когенерация)

33%

Котельные ЖКХ 48%

Теплоутилизацион-ные установки

6%

Электробойлеры 1%

Доля когенерации 33%

Данные Росстат Ф. 1 - Натура и отчетности Минэнерго Ф. 10-14

ТЭС

• Тепло производится на 585 ТЭС (в т.ч. 332 -

общего пользования, 253 - промпредприятий) и

74 000 котельных.

• Протяженность тепловых сетей -более 200 000 км.

• Централизованным отоплением охвачено 80%

жилищного фонда России

Производство тепла в системах централизованного теплоснабжения (ТЭЦ и системы муниципального теплоснабжения) РФ составляет порядка 1500 млн. Гкал в год.

- 13 городов с населением более 1,0 млн. человек;

- 150 городов с населением от 100 тыс. человек до 1,0 млн;

- 935 города с населением от 50 тыс. до 100 тыс. человек;

- 40 тысяч малых и средних населенных пунктов.

Рынки тепловой энергии:

СТОИМОСТЬ ТЕПЛА НА ТЭЦ ВСЕГДА НИЖЕ ЧЕМ ОТ КОТЕЛЬНЫХ

4

Строительство новых

энергоблоков

в рамках ДПМ

заканчивается

Развитие технологий

производства

электроэнергии

Сложности или высокая

стоимость технологического

присоединения к

электрическим и тепловым

сетям

Высокие тарифы на

электрическую и тепловую

энергии

Развитие

распределенной

генерации

Распределенная генерация. Предпосылки к развитию

Перспективы распределенной

генерации (лист 1)

Развитие децентрализованных комбинированных энергоисточников в России, в

стране с большими пространствами, наличием газа и развитой газовой

инфраструктурой имеет хорошие перспективы.

По данным ОАО «Газпром» средний уровень газификации в России в 2013 г.

составил 65,3%, в том числе в городах – 70,9%, в сельской местности – 54%.

Огромные территории России не имеют централизованного энергоснабжения. На

этих территориях строительство крупных электростанций в одних случаях

нецелесообразно, в других – неоправданно с экономической точки зрения или

невозможно из-за отсутствия средств на прокладку теплосетей и сооружение линий

электропередачи. Это означает, что обеспечить электроэнергией и теплом

потребителей возможно с помощью распределенной генерации.

5

Перспективы распределенной

генерации (лист 2) В ближайшей перспективе при невозможности концентрации крупных инвестиций

можно рассчитывать лишь на незначительные объемы технического

перевооружения и реконструкции отрасли.

В России, как и в других странах, наблюдается устойчивая тенденция

строительства объектов распределенной генерации с использованием различных

технологий (газотурбинные и парогазовые установки, дизельные установки,

газопоршневые агрегаты и т.д.)

Наиболее широкое распространение при строительстве распределенной генерации

в различных сегментах рынка России (промышленные предприятия, ЖКХ,

инфраструктурные проекты, тепличное хозяйство и т.д.) получают газопоршневые

агрегаты (ГПА) малой и средней мощности (до 25 МВт).

6

Когенерация на базе газопоршневых агрегатов

7

Строительство когенерационных газопоршневых электростанций (ГПЭС) малой и

средней мощности требует относительно малых инвестиций. Строительство

оказывается более реальным и выгодным, так как позволяет существенно

сократить объём первоначальных капиталовложений (800-850 евро/кВт) и срок их

возврата, снизить инвестиционный риск, уменьшить сроки возведения и ввода

станций в эксплуатацию (16-18 мес.)

КПД по выработке электроэнергии у лучших современных ГПА составляет 45-47%,

коэффициент использования тепла топлива при комбинированной выработке

может составлять 90%.

Соотношение выдачи электричества и тепловой энергии может достигать 1:1 (для

высокооборотистых агрегатов), то есть на 1 МВт установленной электрической

мощности можно получить 1 МВт тепловой энергии. Также возможно получение

пара для использования в производственных целях.

Сравнение технологии ГПА и ПГУ №

пп Показатель

Тип установки

Газопоршневая Парогазовая

1 Основные агрегаты

Газопоршневой двигатель с

генератором,

котел-утилизатор (водогрейный)

Газовая турбина с генератором,

паровая турбина с генератором,

котел-утилизатор (паровой)

2 КПД по выработке э/э в

конденсационном режиме от 40 до 47% от 45 до 50%

3 Изменение КПД при частичных

нагрузках Незначительное снижение КПД Резкое снижение КПД

4

Влияние температуры

наружного воздуха на мощность

двигателя

Практически не влияет

При снижении до минус 20 °С мощность

увеличивается на 10-20%, при увеличении до +30 °С – уменьшается на 15-20 % (относительно

мощности при +15 °С)

5 Моторесурс, час Больше: до 300 000 для

среднеоборотистых машин Меньше: до 200 000

6 Топливо Природный газ, жидкое Природный газ, жидкое

7 Ресурс до капитального

ремонта, час 60 000 – 96 000 25 000 – 30 000

8 Необходимое давление

топливного газа, бар

4…6

не требуется установка

дожимных компрессоров

25…30

необходима установка дожимных компрессоров

9 Стоимость технического

обслуживания 2-3 $/МВт*ч 3,5-5 $/МВт*ч

10 Рост эксплуатационных затрат

с увеличением срока службы Менее высокие Более высоки

Парогазовые установки целесообразно применять при высокой мощности электростанций –

от 150-200 МВт 8

Наиболее крупные производители ГПА

9

Широкий диапазон:

от 0,01 МВт

до 18 МВт

Любое значение мощности

электростанции

Caterpillar

MWM (с конца 2013 г. –

Caterpillar Energy Solutions GmbH)

Wartsila

GE Jenbacher

Покрытие диапазонов единичных

мощностей

10

Производители < 4 МВт 4 – 15 МВт > 15 МВт

ОАО «РУМО» (Нижегородская обл.)

ОАО «Волжский

дизель им.

Маминых»

MWM

Caterpillar

GE Jenbacher

Wartsila

4,3 МВт

18,3 МВт

4,3 МВт

9,5 МВт

Крупными производителями ГПА являются: Wartsila (Вяртсиля), Caterpillar (Катерпиллар), GE

Jenbacher (Йенбахер), MWM (МВМ) (с конца 2013 г. – Caterpillar Energy Solutions GmbH).

Высоким качеством и надежностью отличаются газопоршневые агрегаты Wartsila (Вяртсиля)

и GE Jenbacher (Йенбахер). Немецкие газопоршневые агрегаты MWM (МВМ) являются

одними из лучших, по соотношению цена/качество

1 МВт

3,2 МВт

Разновидности энергоцентров

11

Одним из направлений компании «Инженерный центр – Газотурбинные

технологии» («ИЦ-ГТ») является проработка и реализация проектов по

строительству энергоцентров на базе газопоршневых электростанций (ГПЭС) в

различных сегментах рынка и различной установленной мощностью.

В состав энергоцентра входит следующее основное оборудование:

1. Газопоршневые когенерационные установки

2. Система утилизации тепла

3. Автоматизированная система управления энергоцентром

4. Оборудование выдачи мощности

Энергоснабжение

тепличных комплексов

Промышленные

предприятия

Когенерация

для ЖКХ

Энергоцентры на базе ГПА

Прочие объекты

ГПЭС мощностью до 25 МВт

Техническое решение

предполагает использование в

качестве генерирующего

оборудования от 2 до 6 ГПА

различной единичной мощностью

ГПЭС предназначается для

комбинированного производства

электроэнергии и тепла

12

ГПЭС мощностью 110 МВт

Техническое решение

основано на использовании в

качестве генерирующего

оборудования 6 ГПА

единичной мощностью

18 МВт

13

В настоящее время в стадии строительства находится первая очередь

газопоршневой ТЭЦ в г. Тихвине мощностью 110 МВт

После окончания строительства общая электрическая мощность ТЭЦ

составит 220 МВт, тепловая – 134 Гкал/ч

Модульная компоновка ГПЭС

Модульность предлагает очень важные преимущества путем использования

единого подхода при строительстве. На практике, она облегчает их сборку

(включая преимущества крупномасштабного массового производства),

гибкость размещения, упрощает ремонт, модернизацию и расширение 14

Преимущества и недостатки

технологии ГПА по сравнению с ПГУ

15

№ Преимущества и недостатки

1 Высокий КПД на номинальной и частичных нагрузках

2 Сохранение мощности и КПД при высоких температурах окружающей среды

3 Малое потребление электроэнергии на собственные нужды

4 Минимальное потребление воды

5 Низкое давление природного газа (4-6 бар – не требуются дожимные компрессоры)

6 Отсутствие значительного количества элементов тепловой схемы традиционных

технологий (деаэраторов, конденсаторов, большого количества насосных групп ПЭН,

КЭН, ХВО, склада реагентов и т.д.)

7 Небольшие потребности в площади для строительной площадки

8 Неограниченное число стартов и останов без влияния на ресурс и график

обслуживания

9 Большой ресурс работы основного оборудования (до 300 000 ч.)

10 Все виды капитального ремонта на площадке электростанции

11 Высокое соотношение вес/выходная мощность, сложность транспортировки

12 Строительство электростанции на базе ГПА ограничивается мощностями в 250-300

МВт по условиям значительного увеличения площадей для строительства

Условия для начала реализации

проектов

16

Условия для инвестора:

- потребитель с гарантией покупки необходимых объемов электроэнергии

и тепла

- земельный участок для строительства

- возможность подключения к внешним сетям газоснабжения

Условия со стороны потребителя:

- финансирование: привлечение стороннего инвестора; энергосервисный

контракт; проектное финансирование

- надежность обеспечения электроэнергией и теплом

- снижение тарифов на электроэнергию и тепло

Выводы

17

1. Строительство объектов распределенной генерации в настоящее время

целесообразно и востребовано для различных сегментов рынка

2. Удельные капвложения в строительство газопоршневых электростанций до

30% ниже по сравнению с другими технологиями

3. Сроки строительства газопоршневых электростанций до 40% меньше, чем

сроки строительства блоков ПГУ

4. Для строительства ГПЭС требуются меньшие размеры земельного участка

5. Низкое давление топливного газа (4 – 6 бар), возможность работы на

большинстве типов природного газа

6. Потребление воды значительно меньше по сравнению с блоками ПГУ

7. Модульная компоновка ГПА (отсутствие значительного количества элементов

тепловой схемы: деаэраторов, конденсаторов, большого количества насосных

групп, химводоочистки и т.д.)

8. Быстрый запуск (5-10 мин.)

9. Газпоршневые технологий находят применение при строительстве крупных

энергоблоков (до 200 МВт)

18

Общество с Ограниченной Ответственностью «Инженерный Центр -

Газотурбинные технологии»

105005, г. Москва, наб. Академика Туполева, дом 15, корп. 12

Тел.: +7 (495) 989-61-83 +7 (495) 989-61-84

Тел./Факс: +7 (495) 989-61-82

Email: info@encgt.ru

сайт: www.encgt.ru

Спасибо за внимание