BIM. Инжиниринг объектов
капитального строительства

Собственная генерация для металлургической промышленности

Собственную генерацию металлургических предприятий можно условно можно поделить на следующие группы:

  1. Предприятия, на которых в качестве топлива ТЭЦ преобладают вторичные энергоресурсы металлургического производства (доменный, коксовый и конвертерный газы).

    Пример – утилизационная ТЭЦ НЛМК (Липецкая область):

    • электрическая мощность: 150 МВт;
    • тепловая мощность: 115 Гкал/ч
    • генерирующее оборудование: паровые котлы + паротурбинные установки.
  2. Предприятия, на которых ТЭЦ работают на покупном топливе (природный газ, уголь).

    Пример – ТЭЦ ММК (Челябинская область):

    • электрическая мощность: 330 МВт;
    • тепловая мощность: 590 Гкал/ч
    • генерирующее оборудование: паровые котлы + паротурбинные установки.
  3. Предприятия, на которых электрические сети между потребителем и собственной генерацией принадлежат стороннему лицу. Эта ситуация спровоцирована запретом на совмещение конкурентных (генерация, сбыт) и естественно-монопольных (передача, ОДУ) видов деятельности в рамках одной группы предприятий.

    Пример – EN+ Group (Базовый Элемент). Компании Группы владеют металлургическими активами (РУСАЛ) и генерацией (Иркутскэнерго).

Ниже мы рассмотрим собственную генерацию на базе газопоршневых установок, работающих на природном газе.

Ключевым потребителем электроэнергии в металлургической промышленности выступают плавильные печи, которые обладают следующими особенностями:

  • цикличность нагрузки в течение суток (2,5 часа работы + 0,5 часов подготовка к новому циклу), круглосуточно;
  • взрывной рост и непостоянство нагрузки с началом плавки (неоднократный выход на 80-100% и последующий сброс до нулевых значений).

Автономная работа собственной генерации с сопоставимой по мощности нагрузкой невозможна. В частности, это доказано в публикации «Управление газопоршневыми агрегатами в условиях резкопеременной нагрузки электроэнергетической системы». Таким образом, для устойчивой работы собственной генерации необходима параллельная работа с сетью и профессиональное выполнение проекта «Схемы выдачи мощности».

В технологическом процессе на цели охлаждения металлургического предприятия можно использовать холод (+7°С) от абсорбционной холодильной машины.

Краткая информация о собственной генерации на базе ГПУ для металлургических предприятий

Примерная стоимость Энергоцентра

Ориентир стоимости объекта (Pэл = 10 МВт): 10,5-12 млн евро

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

53-65% - основное оборудование (КГУ, котлы, АБХМ)

15-20% - вспомогательное оборудование (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ)

5-6% - 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

Сроки реализации Общая длительность проекта: 12-24 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.
Электрические нагрузки

Коэффициент использования мощности: 70-90%.

Загрузка круглосуточная со снижением мощности при сервисном обслуживании (ТО печей или ГПУ).

Использование вторичных энергоресурсов когенерационных установок (КГУ)

Вторичные энергоресурсы генераторных установок используются в технологическом процессе и теплоснабжении корпусов.

Тепло газопоршневых установок используется в абсорбционной холодильной машине (АБХМ) для производства холода (+7°С) на цели технологического охлаждения.

Надежность энергоснабжения и качество электроэнергии Работоспособность собственной генерации (при максимальной мощности потребителей сопоставимых установленной мощности генерации) возможна только при параллельной работе с сетью.
Требования к подрядчикам

Непрерывный технологический процесс основного производства предъявляет особые требования к надежности работы Энергоцентра. В частности, резервируются насосные агрегаты, предусматриваются обводные линии, 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 (необходимо обеспечить максимальную загрузку установок, целесообразность запаса мощности отсутствует).
  2. Работа в автономном (островном) режиме, что заставит вывести из-под действия генерации печи как основную нагрузку.
  3. Низкий коэффициент использования потенциала вторичных энергоресурсов ГПУ.
  4. Отсутствие условий для максимальной скорости 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 ООО «ВКМ-Сталь»

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.