Электроподстанция и теплоцентраль на одной площадке
Группа компаний «Энергомаш» реализовала оригинальный проект газотурбинной ТЭЦ с высоким КПД использования топлива (до 85%) при полной утилизации тепла.
ГТ ТЭЦ осуществляет гибкое регулирование баланса тепловой и электрической энергии, имеет повышенный моторесурс агрегата (150 000 ч.), технологический процесс полностью автоматизирован.
Первоначально предполагалось использовать для выработки электроэнергии с утилизацией тепла в котле-утилизаторе водогрейном (КУВ) газотурбинный блок ГТ-009. Идея состояла в том, чтобы зимой КУВ работал, а летом находился в резерве. Экономическая целесообразность при существующей динамике тарифов вполне очевидна.
Вместе с тем впоследствии проект был усовершенствован с вводом регенеративной ГТ-009: КПД вырос до 34-35% в режиме электрификации. Вместе с тем такая станция могла выдавать строго ограниченное количество тепла — 10 Гкал/ч. И тогда был построен энергоблок, в котором предусматривалось регулирование по выдаче тепла и летом и зимой, практически от 0 до 20 Гкал/ч на один энергоблок.
Дальнейшее развитие проекта пошло по пути отказа от дорогостоящих маслосистем с фильтрами и редукторами, что несколько удешевляло систему. Был разработан проект станции повышенной надежности с электронным управлением и высокооборотным генератором с высокочастотным преобразователем.
Одновременно придумано новое архитектурное решение корпуса станции: тщательно проработана внутренняя компоновка машинного зала, найдено новое применение металлоконструкциям здания – воздуховод и кабели убраны в колонны. В станции смонтированы пиковые котлы, способные получать до 80 Гкал/ч тепла.
Цифровая система управления станцией была построена на интеллектуальных датчиках, что позволило существенно экономить на капитальных вложениях, повысить надежность и со временем перейти на станции с дистанционным управлением по спутниковой связи.
В корпусе станции также установлено электротехническое оборудование, включая элегазовые трансформаторы, позволяющее не только выдавать электрическую мощность в сеть, но и работать в режиме подстанций на потребителя. Это особенно важно в связи с изношенностью региональных электрических сетей и ветхостью большинства подстанций.
В итоге получилась компактная газотурбинная ТЭЦ, предназначенная для выработки электроэнергии и тепла в небольших городах и поселках и на промышленных предприятиях. Установленная электрическая мощность ГТ ТЭЦ 18 МВт (две газотурбинные установки по 9 МВт), установленная тепловая мощность 82 Гкал/ч.
В перечень оборудования, помимо газотурбинной установки, также входят турбогенератор, регенератор, котел-утилизатор, пиковый водогрейный котел.
В настоящее время ведутся работы по созданию модернизированной элегазовой газотурбинной ТЭЦ, чье основное преимущество – способность одновременно генерировать электроэнергию в сеть и работать в режиме подстанции. Предполагается, что вес корпуса станции вместе с оборудованием существенно уменьшится.
Эксперты отмечают экономичность установки, что обеспечивает производство относительно дешевой тепловой и электроэнергии по сравнению с другими источниками, и короткий срок окупаемости проекта (порядка 10–12 месяцев). Технологические процессы станции полностью автоматизированы, она устойчиво работает практически в широком климатическом диапазоне и требует минимальный штат обслуживающего персонала.
Экологичность газотурбинной теплоцентрали: СО – 120 мг/м2, уровень шума (на расстоянии 70 м) 45 Дб. Для монтажа станции используются унифицированные металлоконструкции и стандартные блоки заводской готовности.