Машиностроение

Предприятия в области машиностроения характеризуются неравномерной загрузкой. В зависимости от сменности работы соотношение экстремумов нагрузки:

  • в рабочий день – 2,8 раза (минимум составляет 25% от максимума);
  • в выходной день в сравнении с рабочим – от 4 до 20 раз (минимум в выходной день составляет от 5% до 25% от максимума рабочего дня летом и зимой соответственно).

Нагрузка ночью и в выходные зимнего времени определяются затратами на теплоснабжение (циркуляционные насосы, собственные нужды котельных и т.д.). Для машиностроительных предприятий, построенных во времена СССР, характерны масштабные централизованные системы теплоснабжения, где приходится отапливать все корпуса предприятия, даже выведенные из эксплуатации. Отдельным мероприятием по энергосбережению является выведение корпусов из-под системы централизованного отопления.

Тепловая энергия, в большей части случаев, потребляется в виде горячей воды. Иногда встречаются технологические процессы, требующие пара.

Также в технологическом процессе может использоваться холод. Например, собственная электростанция завода «Ангстрем-Т» производит до 27 МВт холода на абсорбционных холодильных машинах.

Факторы, которые необходимо учитывать при анализе эффективности внедрения собственной генерации:

  1. Высокая неравномерность загрузки генераторных установок (подробности выше).
  2. Значительные возможности для менее капиталоемких мероприятий по энергосбережению существующих предприятий (освещение, частотные приводы, оптимизация технологических процессов, инфракрасное отопление и т.д.), внедрение которых существенно снижает электрические нагрузки.
  3. Отсутствие экономической целесообразности в продаже собственной электроэнергии энергосбытовой компании (продажа по цене ОРЭ: ~0,9-1,3 руб./кВт*ч).
  4. Нередко на энергетическом хозяйстве промышленных предприятий «висит социальная нагрузка» - субабоненты по электроэнергии и котельные, обслуживающие муниципалитеты (чаще всего со значительными неплатежами и хроническим «обрезанием» тарифов).
  5. Необходимость параллельной работы собственного Энергоцентра и ЕЭС (Единой Энергетической Системы).

Автономная работа Энергоцентра целесообразна только в случаях, когда новое производство строится в удалении от сетевой инфраструктуры, а стоимость или сроки технологическое присоединения к электросетям – неприемлемы.

При отсутствии необходимости в производстве пара, имеет смысл рассмотреть вариант контейнерной поставки генераторных установок. В этом случае в существующую РП добавляются силовые генераторные ячейки, а тепловые сети от когенерационных установок интегрируются в существующую систему теплоснабжения (тепло от КГУ нагревает обратную воду перед котлами).

Краткая информация о собственной генерации предприятий машиностроения

Примерная стоимость Энергоцентра

Ориентир стоимости объекта (Pэл = 5 МВт): 5,0-6,0 млн евро

8-10% - инжиниринг (вкл. предпроект, проектирование, функции технического заказчика)

45-60% - основное оборудование (КГУ, котлы, АБХМ, ДГУ)

15-17% - вспомогательное оборудование (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ)

5-8% - общестроительные работы (КЖ, КМ, АР)

6-8% - монтаж и материалы (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ)

5-6% - автоматизация

3-4% - пусковая наладка и сдача в эксплуатацию

В случае контейнерной поставки стоимость основного оборудования увеличивается до 75-80%, а стоимость инжиниринга, вспомогательного оборудования, общестроительных и монтажных работ несколько снижается. Категорически не рекомендуется отказываться от общей системы диспетчеризации.

Сроки реализации Общая длительность проекта: 9-18 месяцев
Условия окупаемости проекта

Окупаемость в пределах 5,0 лет достигается при следующих условиях:

  • тариф на электроэнергию на уровне напряжения СН2-НН (>4,0 руб./кВт*ч);
  • высокая загрузка генераторных установок;
  • высокая стоимость технологического присоединения к электросетям;
  • высокий коэффициент использования вторичных энергоресурсов КГУ.
Электрические нагрузки

Коэффициент использования мощности: 40-60%.

Крайне важно обеспечить высокую загрузку генераторных установок, для этого их мощность должна покрывать только базовые нагрузки. Дефицит мощности следует покрывать из ЕЭС.

При выборе мощности генерации следует помнить об увеличении тарифа 3-6 ценовых категорий при снижении ЧЧИМ (числа часов использования мощности), а также о планах Правительства РФ по вводу оплаты за резервную мощность.

Загрузка круглосуточная со снижением мощности в нерабочее время. Сервисное обслуживание желательно выполнять в выходные дни.

Использование вторичных энергоресурсов когенерационных установок (КГУ)

Вторичные энергоресурсы генераторных установок используются в технологических процессах и теплоснабжении корпусов.

При производстве пара следует использовать общую с паровыми котлами инфраструктуру пароконденсационной системы (деаэратор, сепаратор, барботер, систему ХВП и т.д.).

При потребности технологического процесса в холоде, тепло генераторных установок направляется в абсорбционную холодильную машину (АБХМ) для производства холода (+7°С).

Надежность энергоснабжения и качество электроэнергии

Перебои в электроснабжении сбивают темп производственного процесса и приводят к увеличению брака продукции,

Вместе с тем, для большинства производств необходимость в специальных решениях по резервированию агрегатов и инженерных сетей отсутствует. Достаточно параллельной работы с ЕЭС.

В отдельных случаях (например, микроэлектроника) предъявляются сверхвысокие требования к надежности электроснабжения (аналогично стекольной или бумажной промышленности). Могут применяться нестандартные решения, вроде использования двух топливных агрегатов (работающих как на природном газе, так и на дизельном топливе).

При автономной работе Энергоцентра необходимо реализовывать систему управления нагрузками (ГПУ не допускают резких сбросов/набросов нагрузки), чтобы нагрузки низкого приоритета отключались до аварийного останова генерации по перегрузке.

Требования к подрядчикам

Обладание необходимой квалификацией для выполнения профессионального проекта параллельной работы собственной генерации с ЕЭС или системы управления нагрузками.

Вместе с тем, для ограничения затрат на строительство Энергоцентра нужно:

  1. Выполнить качественное проектирование. Проектная организация должна специализироваться на объектах собственной генерации.

  2. Проект должен выполняться в трехмерном виде (3D) для формирования оптимальных объемно-планировочных решений и минимизации проблем при строительно-монтажных работах.

  3. Все оборудование сгруппировать в несколько удобных лотов и провести конкурсы. Если имеется российский качественный аналог, использовать его. Например, электроустановки или вентоборудование.

  4. Проектировщик должен контролировать всю «вертикаль проекта»: строительно-монтажные работы, пусконаладку и эксплуатацию Энергоцентра. В этом случае работает принцип «ответственности за проектирование».

  5. Разработать отдельную систему автоматизации Энергоцентра (включая ГПУ, котлы, электроустановки, вентиляцию и т.д.). Климатический компьютер теплиц с этой функцией не справляется.

  6. Разработать полноценную техническую документацию (исполнительную, приемо-сдаточную, эксплуатационную и т.д.). Обучить оперативный персонал с прохождением контрольного тестирования.

Распространенные ошибки

Все потенциальные ошибки обусловлены низкой квалификацией исполнителей или недостаточным вниманием к проекту Заказчика и исполнителей:

  1. Неправильный выбор генерирующего оборудования или отсутствие полного комплекта качественной документации (технологические схемы, схемы автоматизации, электрические схемы шкафов, таблицы ввода-вывода, алгоритмы АСУ ТП, описание технологического процесса).
  2. Контейнерное исполнение КГУ без детального сравнения с вариантом единого быстровозводимого здания. Сравнение нельзя заказывать заинтересованной стороне (например, поставщику контейнерных установок).

    Недопустимо относится к контейнерной поставке как к «черному ящику», который является законченным изделием и никогда не откажет. Система управления двигатель-генератором действительно не допускает внешнего вмешательства, а вот управление тепловыми контурами обязательно должно быть доступно местному персоналу.

  3. Низкий коэффициент использования потенциала вторичных энергоресурсов ГПУ.
  4. Неудовлетворительные условия для оперативного выполнения сервисных и ремонтных работ.
  5. Отсутствие единой системы диспетчеризации, включающей и генерирующее оборудование, и электроустановки, и вспомогательное оборудование.
Эксплуатация Энергоцентра

Рекомендуется формирование отдельной службы, отвечающей за Энергоцентр, электроустановки и вспомогательное инженерное оборудование (насосы, арматура, датчики и т.д.) всего тепличного комплекса.

Диспетчерский контроль выполняется из Энергоцентра. Возможна организация дополнительного места оператора рядом с основным климатическим компьютером (для выполнения функций оператора Энергоцентра в ночное время).

При необходимости, имеет смысл привлекать внешних специалистов по шеф-эксплуатации собственной генерации.

Описание услуги «шеф-эксплуатации»

Для повышения прозрачности производства и потребления энергоресурсов, рекомендуется создание автоматизированной системы учета энергоресурсов.

Описание АСТУЭ

Примеры объектов

ОАО «Русские машины»

Электростанция «Ангстрем-Т»