Откуда в уральской глубинке 30 Bugatti Veyron или как работает мини-ТЭЦ?

[student-geolog.livejournal.com]

• 

Вы когда-нибудь задумывались, насколько человечество стало зависимо от электрического тока? Даже часовой перерыв в электроснабжении способен довести современного человека до отчаяния. А ведь электричество пришло в наши дома относительно недавно – приблизительно в 1870 годах, когда в обиходе начали появляться электрические лампочки. Поначалу «неживой свет» был принят обществом довольно прохладно – более дорогие и сложные электродуговые лампы проигрывали газовым и керосиновым.


Сейчас мировое потребление электроэнергии достигает невероятных цифр. К примеру, средний завод требует около 50-100 МВт, а средний город 3000-5000 МВт. Москва, к примеру, потребляет столько же, сколько весь Казахстан – 150000 МВт. За этими цифрами стоят промышленные объекты, тепло в домах людей, вся инфраструктура. Таким образом, вопросы энергетической безопасности становятся крайне важны, и имеют стратегическое значение.

• 

Сегодня я расскажу о мини-ТЭЦ, расположенной за Уралом: в городе Ревда Свердловской области. Это довольно необычный проект и своим рождением он обязан случаю, едва не ставшим трагическим. В 2009 году на СУМЗе (Среднеуральском Медеплавильном Заводе) случилась авария – внезапно отключилось электропитание. Для промышленного гиганта это сродни катастрофе, ведь все производственные процессы настроены на беспрерывный цикл работы. Металлургические агрегаты, такие как печи Ванюкова, где плавится медь или другие металлы, содержат в себе водоохлаждаемый контур, через который прокачивается охлаждающий агент. Таким образом, отключение питания грозило повреждением печи (а ее цена ни много, ни мало 300 млн. рублей) и опасными выбросами в атмосферу.

К счастью, в тот раз все обошлось, но эта история многому научила руководство комбината: стало очевидно, что производству необходим автономный источник электроэнергии. И в 2014 году в партнерстве с ГК «Штарк» на территории завода была заложена мини-теплоэлектростанция, о которой и пойдет речь сегодня.

Принципиально мини-ТЭЦ работает как двигатель автомобиля, с той лишь разницей, что в автомобиле поступательное движение поршней преобразуется во вращательное движение колес, а тут – во вращательное движение вала генератора. Выхлопные газы передают свою энергию воде, обеспечивая горячее водоснабжение.

Перед началом осмотра меня принял директор станции – Николай Козырин.

«Более 20 лет я работаю в энергетике на разных объектах в Ревде. Но подобный проект в моей практике впервые – за 18 месяцев с нуля построена полноценная электростанция. Почти все сотрудники – 26 человек, работают тут с момента открытия. И высокой эффективности мы достигаем не только за счет самого современного оборудования, но в гораздо большей степени за счет понимания работниками своих задач, их квалификации и отношения к делу. В этом ключ успешной работы!»

Общая мощность станции составляет около 21,5 МВт и она покрывает около 30% общей потребности завода в энергии.
Газ для работы станция покупает у завода, после чего он поступает на установку подготовки - тут газ фильтруется, осушается и подогревается до нужной температуры. Подобные установки мы недавно видели в Татарстане.

Всего за год через станцию проходит до 45 млн. кубометров газа.

В стоимостной оценке более 70% станции складывается из зарубежных компонентов. Это связано с более высокой надежностью, но все, что касается газа – все наше, отечественное.

Сердце электростанции – 5 немецких газопоршневых агрегатов Motoren Werke Mannheim (MWM). Каждый двигатель находится в отдельном боксе – это удобно для обслуживания и модернизации.

Мощность каждого агрегата составляет около 4300 кВт или 5900 лошадиных сил. Проще говоря, в пяти боксах стоят 30 Bugatti Veyron или 20 Bugatti Chiron. Неплохо для уральской глубинки, да?

Шум от этих установок стоит не меньше, чем от суперкаров – более 100 дБ. Без наушников заходить в боксы категорически нельзя.

Рассказывает Владислав Коршунов, слесарь по ремонту и обслуживанию оборудования:

«В сами боксы мы заходим достаточно редко – все параметры работы двигателя можно посмотреть и изменить удаленно. Раз в год (приблизительно, это зависит от наработки часов) в агрегатах меняется масло – каждый требует около 2 тонн.»

Выработанная энергия сразу же поступает на распределительное устройство 6 кВ потребителям:

И на распределительное устройство 0,4 кВ собственных нужд:

Разумов Алексей Борисович, электромонтер по ремонту и обслуживанию оборудования:

«Почти все оборудование у нас немецкое, но, тем не менее, на этапе пробной эксплуатации мы выявили несколько серьезных недостатков в работе систем. Почти всё мы решили сами, но сообщили немецким инженерам о неполадках и недоработках. Они приезжали в Ревду посмотреть на наши решения.»

Далее электроэнергия поступает на распредстанцию СУМЗа и отправляется к конечным потребителям – в цеха.

Почти всю «экскурсию» по станции я задавал работникам каверзные, на мой взгляд, вопросы:

- А что будет, если основные агрегаты встанут? Как их завести без внешнего питания?
- Случай довольно фантастичный, но даже если такое случится, у нас есть резервный дизельный двигатель Volvo с генератором SDMO. Его мощности как раз хватит, чтобы запустить 1 агрегат.
- А дальше?
- А дальше работающий агрегат запустит все остальные по цепочке.

Если с электричеством все более-менее понятно, то как происходит передача тепла?
Как я уже писал, тепло «снимается» водой с горячих (температура на выходе из агрегата более 400 градусов) выхлопных газов с помощью газоводяных теплообменников:

Поверхности нагрева в них состоят из стальных труб, через которые проходят выхлопные газы.
Автоматика самостоятельно регулирует насколько надо подогревать воду, открывая и закрывая регулирующие устройства:

Разогретая вода внутреннего контура передает свое тепло сетевой воде, поступающей с завода через систему теплообменников:

Жуков Олег:

«Строго говоря, мы не греем сетевую воду, а только подогреваем. В среднем на 6-12 градусов, но и эта работа позволяет экономить предприятию неплохие суммы»

Излишки тепла станция утилизирует через сухие градирни на крыше. Они напоминают внешние блоки кондиционера.

Сейчас они холодные, но летом в жару – эффективно рассеивают излишки тепла.

Если газопоршневые агрегаты – это сердце станции, то операторская, это ее мозг.
Тут круглосуточно следят за всеми процессами, проходящими на станции.

Кстати, оператором сегодняшней смены оказался сын директора станции - Владимир Козырин. Вот такая преемственность поколений:)

Забыл сказать про экологическую составляющую проекта: станция работает на природном газе и это очень экологичное производство энергии. Выбросы парниковых газов при сжигании одной тонны условного топлива у природного газа в 1,7 раза меньше, чем у угля, и в 1,4 раза меньше, чем у мазута. На практике же уменьшение выбросов еще существенней из-за более высокой эффективности энергетических установок, использующих природный газ.
А если говорить проще, то стоя даже в 5 метрах от выхлопных труб работающих агрегатов, я мог дышать воздухом без какого-либо дискомфорта.

Рассказывает Олег Янович, генеральный директор ООО «Штаркэнергострой»

«Наша станция строилась на условиях полного финансового обеспечения со стороны ГК «Штарк», и общий объем инвестиций составил 1 миллиард 112 миллионов рублей. Мы планируем выйти на окупаемость в течении 6-7 лет, а по истечению 9-летнего контракта с СУМЗ, станция будет передана в их пользование. За 3 года эксплуатации станции СУМЗ получил около 500 миллионов кВт*ч энергии, а экономия по сравнению с покупкой электроэнергии на оптовом рынке составила более 50 миллионов рублей.»

По словам Олега Борзунова, главного энергетика ОАО «СУМЗ», этот проект лишь первый этап в глобальном проекте по созданию собственных генерирующих мощностей. В долгосрочных планах предприятия – создание подобных мини-ТЭЦ на 12 заводах холдинга общей мощностью более 200 МВт.

Мини-ТЭЦ способны обеспечивать не только энергетическую безопасность крупных предприятий, но и нести тепло и электроэнергию в жилые поселки, удаленные от объектов традиционной инфраструктуры, по выгодным тарифам.
В условиях современного финансового кризиса малая энергетика, долгое время находившаяся на вторых ролях, высокими результатами и невероятным потенциалом потдтверждает свою значимость и способность быстро адаптироваться к непростым рыночным условиям.

Я благодарю ГК «Штарк» за приглашение и рассказ о производстве и говорю «До встречи на новых объектах!».

Comments

[ivanoff1999.livejournal.com]

Вот уж не думал, что поршневые системы еще существуют! Странный выбор.

[serge-kond.livejournal.com]

Ну, на месторождениях поршневые часто используются - они менее капризные по условиям запуска и эксплуатации. Но там мощность поменьше будет, ИМХО.

[thermoelectrika.livejournal.com]

Ещё как существуют! Поршневых газовых генераторов ну очень много на наших просторах.
Могу ошибаться, но вроде бы это основа малой генерации.
Часто защищаем такие установки и КРУ на МиниТЭЦ и на мини-электростанциях на производствах.

Спасибо за отличную статью!

[serge-kond.livejournal.com]

а почему решили брать поршневые двигатели, а не турбины?

[ermiak.livejournal.com]

Газопоршневые малочувствительны к давлению газа. ГТУ рассчитываются на магистральный газ с европейскими представлениями о давлении и на постсоветском пространстве требуют дожимного компрессора, с которым все их преимущества теряются.

[shamaner.livejournal.com]

нет, к сожалению, главного - сколько газа на кВт*ч получается.

[zel-dol.livejournal.com]

Примите КПД 46% и посчитайте примерно.

[livejournal.livejournal.com]

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal северного региона (http://www.livejournal.com/ratings/?rating=ru_north). Подробнее о рейтинге читайте в Справке (https://www.dreamwidth.org/support/faqbrowse?faqid=303).

[fan-d-or.livejournal.com]

АВР?
Не... Не знаем...

[ardelfi.livejournal.com]

Народа мало, помещения пустые, практически всё автоматизировано, но есть целый директор.

[print-design.livejournal.com]

желтизна заголовка защитана

[ladnenko.livejournal.com]

только несведущий человек меряет промышленные установки бытовыми мерками.

[bad-cmpany.livejournal.com]

Как это они на гарантии меняли немецкие "недостатки и недоработки"? Купил БМВ, нашел недостатки, исправил, из гарантии свернул самолетик?

[gamov-lexo.livejournal.com]

ещё интересно какие? - выявили несколько серьезных недостатков в работе систем -

[livejournal.livejournal.com]

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России (http://www.livejournal.com/ratings/?rating=ru)! Подробнее о рейтинге читайте в Справке (https://www.dreamwidth.org/support/faqbrowse?faqid=303).

[romikchef]

Автор остается верен себе. Неповторимый стиль, смесь передовицы газеты "Правда" и подвала "Московского комсомольца" с годами не меркнет.

[sam-buddy.livejournal.com]

Какая унылая заказуха...

[lyops.livejournal.com]

Не перевелись ещё мудаки с жёлтыми заголовками...

[genka8.livejournal.com]

Как автор умудрился оценить воздух в 5 метрах от выхлопной трубы, которая высотой метров в 25?

[vlkamov.livejournal.com]

> 5 немецких газопоршневых агрегатов Motoren Werke Mannheim (MWM).
...
При том, что в областном же центре имеется Уральский дизель-моторный завод.

[old-al.livejournal.com]

Оборудование покупается для работы, а не чтобы потешить патриотов.

[sevasat.livejournal.com]

Любимый Инжиниринг кажется пора периеменовавать в Московский Комсомолец или в Спид-Инфо.

[periti.livejournal.com]

Нормальный выбор.
Дизель как известно самый эффективный ДВС с КПД 50% и даже больше.
В Европе такая станция не редкость, в основном как резервная конечно.
Шум от этих установок ликвидируется элементарно, - в боксе создают разреженную атмосферу (откачивают воздух и заполняют азотом) после этого чувствуется только вибрация, да и то если дизеля стоят на твердой подушке. Разумеется бокс должен быть спроектирован с тем чтобы выдержать давление атмосферы.
Дополнительный плюс, - хорошая пожарозащищенность и пониженная коррозия внутри бокса.
Минус конечно отсутствие впечатления от обладания Bugatti Veyron, но оно и не к чему инженеру РФ :)

[22sobaki.livejournal.com]

Интересно, не слышал про такое. И насколько низкое давление создают внутри? Только во время работы аварийного дизеля или в дежурном режиме тоже? Давление наверняка со временем повышается, чем его поддерживают? Или контейнер прям вообще герметичный? Совсем бесшумно, наверное, все равно не получится - всасывающий и выхлопной тракты один черт на улицу выходят?

[alzed.livejournal.com]

сцаньё про величие имперское. сам себя скомпрометировал -В стоимостной оценке более 70% станции складывается из зарубежных компонентов. Это связано с более высокой надежностью, но все, что касается газа – все наше, отечественное.

[jambojet.livejournal.com]

Надеюсь, комментаторы досюда дочитают. Почему зачастую выбирают поршневые, вместо турбинных:
- менее чувствительны к давлению газа
- менее чувствительны к качеству газа, а с ним в рф часто проблемы
- намного проще эксплуатировать и обслуживать
- намного маневренней: можно быстро, за минуты запустить, заглушить, сменить мощность. маневренность же турбин измеряется в часах.
- предсказуемая эксплуатация, год назад читал научно-практическую статью, там разбиралось, что при плановом ресурсе малых и сверхмалых ГТД реальный ресурс намного меньше, иногда 20-30% обещаемого. Каждое заглушение и пуск стоит заметный процент общего ресурса. Грубо говоря, ресурс турбины - 30тыс часов. При этом сто циклов запустил-час работы-заглушил полностью съедят весь ресурс до капремонта
- у ГТД сложный и дорогой капремонт
- причем его нельзя отложить и эксплуатировать "выработанную" технику, а изношенную поршневую - можно

это лишь то, что я сразу по памяти вспомнил

[gamov-lexo.livejournal.com]

молодца!

[chilaeg.livejournal.com]

А на автоматике решили сэкономить - прошлый век. Дубовая, но устаревшая.

[hahi.livejournal.com]

Насчёт потребления Москвы - надо, наверно, всё же один нолик убрать?

[mordor-inc.livejournal.com]

Думаешь, где-то с размерностями напутали? Считается, что метро потребляет 4.5 миллиона КВт*ч в сутки (или 1.5-2 миллиарда КВт*ч в год), и это примерно 4.5% потребления всего города, то есть город потребляет 100 миллионов КВт*ч опять же в сутки.

100.000.000 Квт - это 100.000 МВт.

В общем, похоже на правду.

Дрова отсюда:
https://www.ruscable.ru/article/Osobennosti_elektrosnabzheniya_moskovskogo_metropolitena
https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=152

ТОП: 20:20 (московское)

[magict30p.livejournal.com]

Вы попали в Т30P (http://www.t30p.ru) самых обсуждаемых тем в блогосфере.
Это Ваш 1-й ТОПовый пост в этом году.
Посмотреть статистику автора можно в карточке топблогера (http://rating.t30p.ru/?engineering_ru.livejournal.com&p=tops).

[finalshutdown.livejournal.com]

Хлебнёте вы ещё в этими "Бугатти".

[bonesjovi.livejournal.com]

Вот по первым абзацам у меня впечатление, что строить свою электростанцию вынудило эффективное реформирование ныне покойного РАО ЕЭС.