Турбогенераторы в котельных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Турбогенераторы в котельных

Карповцов А.А., исполнительный директор по турбоустановкам Государственного Предприятия «Белэнергосбережение»

Минск.

ГП «Белэнергосбережение» является основной организацией в Республике Беларусь по проектированию, монтажу и наладке котельных турбогенераторов малой мощности. Пока турбины устанавливаются в промышленных котельных, но уже существуют проекты установки их в котельных жилищно-коммунального хозяйства. В среднем, если турбогенератор работает более 5000 часов в год, то он окупается за 3 года.

Для каждой конкретной котельной делается предварительное экономическое обоснование целесообразности установки турбины. Отработаны методики расчета мощности турбины, проектирования и обоснования инвестиций. Имеются типовые архитектурно-строительные проекты.

Турбины, в основном, устанавливаются в котельных с котлами ДКВР и ДЕ и работают в схеме котельной вместо РОУ, на перепаде давлений пара от котла до промышленного отбора, либо теплообменника. Типовые габариты паровых турбогенераторов, выпускаемых в Калуге: 4X2X2,5 м, на общей раме. Монтаж сводится к подключению пара и электроэнергии.

В предприятии «Белэнергосбережение» прорабатываются также проекты установки газовых турбин предвключенных перед печами обжига или устройствами сушки в различных технологических процессах. Газ сжигается в камере сгорания, в газовой турбине вырабатывает электрическую энергию, а выхлопные газы с температурой 400-670 ОС используются в технологическом процессе.

Также прорабатывается возможность установки парогазотурбинных установок, имеющих идеальный термодинамический цикл.

г. Жодино Минской области, ОАО «Свитанак»

Сколубович В.И. - главный энергетик

В трикотажном производстве используется пар давлением 5 кгс/см2. Ранее пар поступал от ТЭЦ по паропроводу длиной более 2 км с большими потерями тепла.

Технико-экономический расчет показал выгодность строительства отдельной заводской котельной. Строительство было включено в программу Комитета по энергосбережению республики и в котельной была запроектирована установка паровой турбины с электрогенератором Калужского турбинного завода.

Котельная с двумя котлами ДЕ 25 и одним ДЕ 10 построены в 1998-99 гг. Турбогенератор смонтирован в октябре-декабре 1999 г. 75% от его стоимости оплатило государство через ГП «Белэнергосбережение».

Турбины работают на перепаде давлений пара с 11 кгс/см2 после котлов до 5 кгс/см2. Электрическая мощность 600 кВт. Реальная выработка 200-400 кВт в зависимости от расхода пара на технологию. Максимальный расход пара на турбину при мощности 600 кВт - 28 т/ч, реальный расход не превышает 23 т/ч. Конденсат пара после красильных аппаратов с температурой 120 ОС направляется на отопительный и горячеводный бойлеры, охлаждается до 40 ОС и в дальнейшем не используется из-за частичного загрязнения.

Общая мощность потребления электроэнергии предприятием 3,5 МВт, что определило схему использования вырабатываемой электроэнергии только на собственные нужды.

Опыт работы.

Турбогенератор эксплуатируется более 7 месяцев, серьезных проблем не возникало. Эксплуатация осуществляется персоналом котельной и сводится к контролю температуры и давления масла, контролю вибрации и отсутствию течей.

Турбина полностью автоматизирована, включая пуск и останов.

Трудности в первые два месяца работы были из-за переменного расхода пара на технологию. При уменьшении расхода пара ниже 8 т/ч через 20 секунд срабатывает защита турбины и перекрывает пар -далее по цепочке: из-за повышения давления срабатывает автоматика котлов и они отключаются. Сейчас при снижении расхода пара по согласованию с технологами либо подключается дополнительная нагрузка, на 15-20 мин., чтоб удержать турбину, либо пар направляется на редукционное устройство, а турбина отключается.

Специально использовать турбину только на выработку электроэнергии в конкретной схеме оказалось экономически нецелесообразно.

Чтоб заинтересовать эксплуатационный персонал, на предприятии создали собственный фонд энергосбережения, из которого осуществляется доплата работникам.

г. Калуга котельный турбогенератор мощность монтаж

Федоров В.А. - генеральный директор Научно-Производственного внедренческого предприятия «Турбокон», доктор технических наук

В случае с превращением котельных в мини-ТЭЦ на производство 1 кВт/часа электроэнергии расходуется примерно 150 гр. условного топлива, вместо 344 в среднем по РАО ЕЭС России. Причем энергия от сгорания этого топлива в котельных часто просто теряется в дросселирующих устройствах. Это направление известно давно, но не было отечественных турбин малой мощности от 250 кВт до 3 МВт. И предприятие «Турбокон» с 1993 г. занялось разработкой и изготовлением таких турбин совместно с Калужским турбинным заводом.

Установка турбин параллельно дросселирующим устройствам позволяет получить электроэнергию, которая, примерно, в 8 раз дешевле покупной. Причем капитальные

вложения тоже ниже в 5 раз, т.к. основное оборудование уже есть. Сейчас выпущено уже более 40 турбогенераторов, они работают в России, Белоруссии, Казахстане и Дании.

Конкретные проекты.

Путеремонтный завод в Калуге: котельная, кроме производства, отапливает большой городской район. Здесь сделан демонстрационный центр, который поддержали Минэнерго, Министерство науки и администрация Калужской области.

В этом году на основе частного капитала запущены три турбины в Кирове на бумажной фабрике: 4 МВт и две - по 500 кВт. С одного котла БКЗ с паропроизводительностью 40 т/ч при срабатывании давления пара от 39 до 4 кгс/см2 удается снять 4 МВт.

В Новосибирске начинается довольно крупная программа. Сейчас идет монтаж турбины 6 МВт в котельной завода искусственного волокна, которая в основном отапливает поселок Искитим.

Очень большая программа по Белоруссии, с серьезной государственной поддержкой.

В Данию поставлена турбина 0,6 МВт для работы в отопительной котельной, также на перепаде давлений пара.

Обслуживание.

Текущее обслуживание сводится

к осмотру 1 раз в смену, профилактические работы проводятся 1 раз в год в летнее время, либо собственным персоналом, либо нашим персоналом по договору сервисного обслуживания. Уровень качества очень высокий и, даже по сравнению с котельным оборудованием, турбины требуют гораздо меньшего ухода. Срок эксплуатации машины - 40 лет, т.е. через 20 лет можно провести какую-то ревизию ротора.

Сравнение вариантов газовых и паровых турбин.

После газовой турбины через котел-утилизатор идет примерно в 5 раз больше газа, чем при простом сжигании газа в паровом котле. Это определяет то, что общий КПД цикла с газовой турбиной всегда на 2-3% ниже, чем КПД цикла с паровой турбиной. Но газовая турбина вырабатывает больше электроэнергии.

Если учесть всю экономию от выработки в котельной электроэнергии посредством паровой турбины, то себестоимость выработки тепла снижается в среднем на 14%.

Работа на общую сеть.

Раньше были проблемы по подключению генераторов к центральной энергосистеме. Но сейчас Министерство энергетики обязало все энергосистемы подключать эти мини-ТЭЦ к общей энергосистеме и принимать электроэнергию.

Правила присоединения малых электростанций, с использованием энергосберегающих технологий, применяемых в качестве основных или резервных источников питания для электроприемников потребителей, вступили в силу в марте 2000 года, разработаны они были на основании существующих «Правил эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Главгосэнергонадзором Минтопэнерго России в 1992 году. Правилами допускаются к эксплуатации малые электростанции, на которых полностью смонтированы, проверены и испытаны в необходимом объеме оборудование, устройства защиты и автоматики, контрольно-измерительные приборы и сигнализация, провода и кабели, средства защиты, в том числе счетчики передаваемой активной и реактивной энергии.

До ввода в эксплуатацию малой электростанции, работа которой возможна параллельно с сетью теплоснабжающей организации, потребителем должна быть разработана и согласована с энергоснабжающей организацией инструкция, определяющая режим работы малой электростанции и порядок взаимоотношений между сторонами при ее использовании.

Стоимость электроэнергии, покупаемой региональной системой от независимых производителей, осуществляющей мероприятия по энергосбережению, утверждается региональной энергетической комиссией. Штрафные санкции со стороны региональной энергосистемы, к имеющим малые электростанции, не применяются при превышении заявленной мощности на величину, не превышающую номинальную мощность малой электростанции.

Очень важно отметить, что турбогенераторы работают не только в рамках энергосберегающей технологии, но и могут обеспечить автономную работу котельной при авариях в центральной энергосистеме, и предотвратить «замораживание» крупных жилых массивов.

Новые разработки.

КПД выработки электроэнергии на паровых турбогенераторах составляет 95 %, т.к. турбины работают не в конденсационном цикле. Это возможно осуществить только в паровых котельных, но мы пошли дальше и разработали установки, которые будут работать на горячей воде. Сейчас изготавливаются опытные образцы. Машины будут мощностью 100-150 кВт, они также позволят обеспечить энергосбережение и автономную работу водогрейных котельных при отключениях в энергосистеме.

Это чисто реактивные турбины с испарением воды при движении по соплам проточной части и конденсацией в конденсаторе, охлаждаемом сетевой водой. Т.е. на входе в турбину вода и на выходе тоже вода, только с более низкой температурой. Это авторская разработка коллектива «Турбокона», не имеющая мировых аналогов.

Финансирование проектов.

Хотя на выходе вторая редакция целевой федеральной программы «Энергосбережение России» и в ней технологии преобразования котельных в мини-ТЭЦ присутствуют во всех разделах, государственное финансирование по этой целевой программе очень не значительно.

В Белоруссии наоборот, значительная часть идет из бюджета, причем присутствует «и кнут, и пряник», т.е. дается очень льготный инвестиционный кредит, а если предприятия не внедряют энергосберегающие технологии, то на них сваливаются штрафы.

Учитывая недостаточные средства у предприятий, «Турбокон», кроме традиционных договоров купли-продажи, начал заключать договора лизинга.

По лизингу в России поставлено уже 9 машин со сроком оплаты от 5 до 20 лет с выплатами из части получаемой экономии.

Мощности завода позволяют выпускать турбогенераторы суммарной мощностью 800 МВт/год.

Стоимость 1 кВт установленной мощности «под ключ» от 200 до 400 долл. в зависимости от мощности турбины.

Срок окупаемости проектов 1--4 года, также в зависимости от мощности.

«Журнал «Новости теплоснабжения» №01, 2000 г., http://www.ntsn.ru

Размещено на Allbest.ru