Собственная генерация для добывающей промышленности
Фото: Pixabay / pexels.com
Собственную генерацию для добывающей промышленности можно разделить на две больших группы:
-
Собственная генерация на местном топливе (ПНГ - попутный нефтяной газ, шахтный метан и т.д.).
Попутный нефтяной газ имеет множество особенностей (низкая детонационная стойкость, значительная доля азота и углекислого газа, наличие сероводорода). Эти особенности непосредственно влияют на выбор оборудования генерации и вспомогательной инфраструктуры.
Например, при повышенном содержании сероводорода необходимо проводить мероприятия по сероочистке газа, иначе оборудования будет гораздо быстрее вырабатывать свой ресурс.
Низкое содержание метана (низкое метановое число) приводит к значительному снижению выходной мощности классических газопоршневых установок. Причина в возникновении детонации в цилиндрах при подаче стандартного количества топлива. Имеются примеры стандартного оборудования типа Jenbacher или Caterpillar, установленного для работы на ПНГ (предварительно подготовленном, очищенном от серы и жидкости), но так и не выведенного на паспортные режимы. В итоге, работа продолжалась на 50-70% от номинальной мощности.
- Собственная генерация на привозном топливе (трубопроводный или сжиженный природный газ и т.д.).
В большинстве случаев на объектах добывающей промышленности применяется блочно-модульный принцип компоновки оборудования, без строительства капитального здания. В случае невозможности доставки упакованного в заводских условиях контейнера, на площадке сооружается легковозводимый блок-модуль нужных размеров.
Также объекты добывающей промышленности характеризуются сложными нагрузками (большое количество мощных электродвигателей). Варианты решения разнообразны и зависят от конкретной ситуации:
-
Параллельная работа с ЕЭС (Единой Энергетической Системой).
Является очень удобным инструментом для сглаживания нагрузок, но имеет свои ограничения (формулируются в технических условиях на технологическое присоединение). Для работы с ЕЭС необходимо выполнить проект «Схемы выдачи мощности», реализовать соответствующие защиты, а также снизить до требуемого уровня токи короткого замыкания (например, установив токоограничивающие реакторы). Присоединение к ЕЭС не всегда возможно по причине возможной удаленности объекта от сетевой инфраструктуры.
-
Реализация АСУ генерирующего оборудования
Когда в системе присутствуют как базовые, так и пиковые (маневровые) блоки. АСУ выполняет функцию оптимизации системы по критерию снижения отказов и повышения топливной эффективности.
Например, имеются следующие источники электроснабжения:
- газопоршневые установки (характеризуются высокой топливной эффективностью, но не терпят сбросов/набросов нагрузки);
- газотурбинные установки (характеризуются средней топливной эффективностью, которая сильно ухудшается при снижении загрузки оборудования, теряет ресурс на каждом цикле запуск/останов, но имеет высокую маневренность, то есть может принимать значительные скачки нагрузки);
- дизельные установки (очень дороги в эксплуатации, но могут принимать значительные скачки нагрузки).
Задача АСУ:
- приоритетно загружать базовые высокоэффективные блоки (ГПУ);
- держать в работе количество маневровых блоков (ГТУ с загрузкой ~30-50%), необходимое для демпфирования возможных сбросов/набросов нагрузки;
- оперативно вводить в эксплуатацию аварийные источники (ДГУ) для минимизации простоя основного производства;
- кроме генерирующего оборудования, контролировать и управлять вспомогательным оборудованием (силовыми ячейками, тепловыми контурами, системами вентиляции, подготовки и подачи газа и т.д.).
Возможно построение пикового блока на накопителях энергии (супермаховик, блок аккумуляторных батарей) или применение балластной нагрузки.
Вторичные энергоресурсы когенерационных установок в виде горячей воды и пара используются в технологических процессах и теплоснабжении хозяйственно-бытовых помещений.
Краткая информация о собственной генерации добывающих предприятий
| Примерная стоимость Энергоцентра |
Ориентир стоимости объекта (Pэл = 5 МВт): 4,5-7,0 млн евро 8-10% - инжиниринг (вкл. предпроект, проектирование, функции технического заказчика) 45-65% - основное оборудование (КГУ, котлы, ДГУ) 15-20% - вспомогательное оборудование (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ) 3-5% - 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:
|
| Электрические нагрузки | Коэффициент использования мощности: 40-80%. |
| 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.). |
| Надежность энергоснабжения и качество электроэнергии |
Надежность электроснабжения является ключевым фактором, поэтому аварийные источники электроснабжения (дизельные генераторные установки) присутствуют практически на каждом объекте добывающей промышленности. Бесперебойность электроснабжения обеспечить практически невозможно (по инструментальным причинам – накопители энергии еще слишком дороги), но нужно стремиться к снижению количества сбоев. Например, за счет реализации АСУ генераторного оборудования и/или параллельной работой в ЕЭС. |
| Требования к подрядчикам |
Обладание необходимой квалификацией для выполнения профессионального проекта параллельной работы собственной генерации с ЕЭС или АСУ генераторного оборудования. Вместе с тем, для ограничения затрат на строительство Энергоцентра нужно:
|
| Распространенные ошибки | Все потенциальные ошибки обусловлены низкой квалификацией исполнителей или недостаточным вниманием к проекту Заказчика и исполнителей:
|
| 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 |
ЭСН Уренгойгазпром ГТУ-ТЭЦ КНГ-Добыча Мини-ТЭЦ Южуралзолото |