BIM. Инжиниринг объектов
капитального строительства

Собственная генерация для водоканалов

Собственная генерация для очистных сооружений является интересным, но крайне капиталоемким проектом.

Причина в необходимости строительства сооружений по получению и подготовке биогаза для подачи на генераторные установки. По информации из открытых источников, стоимость мини-ТЭЦ электрической мощностью 10 МВт для Курьяновских очистных сооружениях (КОС) составила 29,3 млн евро (включая систему подготовки биогаза).

Столь высокая стоимость, по нашему мнению, определяется следующим набором факторов:

  1. Высокая стоимость оборудования (оборудование европейское, качественные российские аналоги пока неизвестны).

  2. Схема финансирования объекта генерации (иностранный инвестор строит объект за собственный счет, приобретает биогаз у МГУП «Мосводоканал» и продает обратно электрическую и тепловую энергию в виде пара горячей воды). В официальном релизе окупаемость объекта составляет около 15 лет. Есть устойчивое ощущение, что в условиях отсутствия реальной конкуренции капитальные затраты комплекса были завышены.

Мини-ТЭЦ КОС работает в режиме параллельно с ЕЭС (Единой энергетической системой) и обеспечивает 50% потребности очистных сооружений в электроэнергии, а также тепловой энергии для выработки биогаза. При этом при отключении питания от ЕЭС (в данном случае, ОАО «МОЭСК») мини-ТЭЦ переходит в автономный режим и продолжает питание наиболее приоритетных потребителей.

Эффективность собственной генерации водоканалов определяется следующими решениями:

  1. Генерирующее оборудование должно быть максимально загружено (дефицит мощности следует покрывать из ЕЭС).
  2. Подготовкой биогаза перед подачей на генераторные установки (получение биогаза (~65% метана) путем сбраживания осадка, очистка биогаза).
  3. Резервирование электроснабжения ключевых потребителей (например, воздуходувок) газовой генерацией путем перехода в автономный режим при пропадании питания от ЕЭС.
  4. Использование вторичных энергоресурсов когенерационных установок на технологические нужды (подогрев метантенков и сушка осадка) и теплоснабжение корпусов.
  5. Улучшение экологической ситуации.
  6. Получение товарного продукта (фосфорные удобрения, наполнитель для строительных смесей и дорожного строительства).

Краткая информация о собственной генерации водоканалов

Примерная стоимость Энергоцентра

Ориентир стоимости объекта генерации (без системы подготовки биогаза) (Pэл = 10 МВт): 10,5-12,0 млн евро

8-9% - инжиниринг (вкл. предпроект, проектирование, функции технического заказчика)

51-57% - основное оборудование (КГУ, котлы, ДГУ)

15-25% - вспомогательное оборудование (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ)

6-7% - общестроительные работы (КЖ, КМ, АР)

6-11% - монтаж и материалы (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ)

5-6% - автоматизация

3-4% - пусковая наладка и сдача в эксплуатацию

Сроки реализации Общая длительность проекта: 16-24 месяца
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 стоимость технологического присоединения к электросетям;
  • высокий коэффициент использования вторичных энергоресурсов КГУ;
  • государственные субсидии (льготный лизинг, субсидирование процентной ставки и т.д.).
Электрические нагрузки

Коэффициент использования мощности: 60-90%.

Загрузка круглосуточная со снижением мощности при сервисном обслуживании (сервис производственного и генерирующего оборудования).

Использование вторичных энергоресурсов когенерационных установок (КГУ)

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

Горячие отходящие газы газопоршневых установок используются для производства пара, кроме того производится тепловая энергия в виде горячей воды.

Надежность энергоснабжения и качество электроэнергии

Надежность и бесперебойность электроснабжения обеспечивается:

  • качеством проектирования, монтажа и наладки системы;
  • специальными проектными решениями по резервированию ответственных агрегатов и возможностью изолирования проблемных мест без остановки технологического процесса;
  • параллельной работой Энергоцентра с ЕЭС (Единой энергетической системой)

При параллельной работе с ЕЭС, останов генерации не приведет к останову основного производства. С другой стороны, возможны проблемы со стороны ЕЭС (аварии или низкое качество электроэнергии), поэтому необходимо предусмотреть выделение генерации в автономный режим.

Требования к подрядчикам

Непрерывный технологический процесс основного производства налагает особые требования к надежности работы Энергоцентра. В частности, резервируются насосные агрегаты, предусматриваются обходные линии, создаются аккумулирующие баки подготовленной воды, используется сверхнадежная промышленная автоматизация.

Вместе с тем, необходимо ограничить затраты на строительство Энергоцентра. Для этого 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. Завышенная мощность генерирующего оборудования (опирается на пессимистичные оценки поставщика технологического оборудования).
  2. Неполное использование потенциала вторичных энергоресурсов ГПУ.
  3. Недостаточное внимание к подготовке биогаза.
  4. Отсутствие условий для максимальной оперативности выполнения сервисных и ремонтных работ (удобные площадки и механизмы, отключающая арматура, резервные агрегаты и байпасы, место для выполнения сервисных мероприятий и т.д.).
  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 Мини-ТЭЦ Курьяновских и Люберецких очистных сооружений

АСТУЭ позволяет:

  1. Получать детальную информацию по типам энергоресурсов (электроэнергия, газ, тепло, холод, вода и канализация).

  2. Получать данные и анализировать расходы энергоресурсов по отдельным зданиям и помещениям.

  3. Обоснованно заниматься снижением тарифной нагрузки.

  4. Находить оптимальный баланс по производству / покупке электроэнергии.

  5. Получать данные для поддержания максимальной топливной эффективности Энергоцентра.

  6. Контролировать эффективность энергосберегающих мероприятий.