В настоящее время наряду с применением электрогенерирующих устройств на базе газотурбинных установок и газопоршневых агрегатов в промышленной энергетике находят все большее применение турбогенераторные установки с паровыми турбинами малой мощности.
Сегодня в мире как никогда актуален вопрос энергосбережения. Постоянный рост цен на энергоносители заставил по-другому взглянуть на эффективность эксплуатации объектов малой энергетики - промышленно-отопительных котельных. Для получения 1 МВт тепла используется, в зависимости от мощности котельной, от 17 до 40 кВт электроэнергии. При постоянном росте стоимости последней, данное обстоятельство заставляет задуматься о повышении эффективности работы котельных. Оптимальным решением вопроса является реализация комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на котельных. Организация собственной электрогенерации для многих предприятий – не только эффективный, но подчас и жизненно необходимый способ обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии и удовлетворения растущих потребностей в новых мощностях, кроме того это отличная возможность существенно снизить расходы на электричество. Когенерированный процесс находит все больше своих сторонников в силу значительного преимущества по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии и тепла.
Вот и на предприятии ОАО «Себряковский комбинат асбестоцементных изделий» (ОАО «СКАИ»), решили воплотить в жизнь строительство мини-ТЭЦ. На котельной установлены три паровых котла ДКВР-20-13, которые обеспечивают паром производство, и были установлены два котла ПТВМ-30м, которые работали только зимой и обеспечивали отопительную нагрузку предприятия. Эксплуатация паровых котлов велась на режимах с давлением 7-8 кгс/см2. На производство пар отпускался после редукционной установки (РУ) давлением не более 2 кгс/см2. Такие режимы паровых котлов в значительной мере ухудшали экономические показатели котельной, а включение водогрейных котлов в зимний отопительный период еще больше усугубляло эффективность топливоиспользования.
Руководством предприятия была поставлена задача, повысить эффективность работы котельной, путем снижения себестоимости отпускаемого тепла. Проанализировав всевозможные мероприятия, служба главного энергетика пришла к выводу, что данную задачу можно выполнить только путем строительства собственной мини-ТЭЦ.
Установка газотурбинных установок (ГТУ) потребовала бы серьезных капиталовложений. Да и плачевный опыт соседнего предприятия ОАО «Себряковцемент», сразу исключил установку ГТУ.
Установка газопоршневых агрегатов (ГПА) в значительной степени позволила бы снизить покупку электроэнергии из сети, однако не смогла бы обеспечить тепловую нагрузку котельной. Для покрытия тепловых нагрузок все равно потребовалось бы эксплуатировать паровые котлы. Да и анализ работы ГПА показал, что эксплуатационные затраты на обслуживание ГПА существенно отличаются в большую сторону в отличии от паровых турбин. Поэтому, строительство когенерационной установки в составе ГПА, также отпал сам собой.
Специалисты остановились на турбогенераторах с паровыми противодавленческими турбинами. Проанализировав все предлагаемые турбогенераторы, выбор был остановлен на турбогенераторах производства белорусского предприятия ООО «Промпривод». В пользу данных турбин был сделан по следующим причинам:
При рассмотрении вопроса о выборе турбин, не последнюю роль сыграло ознакомление с работающим оборудованием. Специалисты ОАО «СКАИ» посетили предприятия в Республике Беларусь, где установлены и работают турбогенераторы, непосредственно увидели в работе оборудование и получили отзывы от эксплуатирующего персонала.
Это турбогенераторы, не всегда отвечают современным требованиям установки на промышленных котельных. Их технические параметры и габаритным характеристики не всегда подходят для небольших промышленных и муниципальных котельных. В силу конструкции паротурбинных установок, большие пропуски пара на холостой ход, они имеют ограничение по эксплуатации в летнее время.
Турбогенераторы с паровыми турбинами, производимые в западных странах, в большей степени соответствуют современным требованиям. Они мобильны, имеют высокий к.п.д., оснащены современными САУ. Но их стоимость в несколько раз выше стоимости аналогичного оборудования, производимого в России. Стоимость 1 кВт установленной мощности достигает 1000 евро и более, без учета расходов на монтажные и пуско-наладочные работы.
Выпускаемые предприятием ООО «Промпривод» турбогенераторные установки относительно недорогие, мобильные и простые в эксплуатации.
Конструктивно турбогенераторные установки выполнены в виде компактного блока 100% заводской готовности, состоящего из противодавленческой паровой турбины и электрического генератора, размещенных на общей раме (рис.1).
Технические характеристики турбогенераторных установок представлены в таблице 1.
Таблица 1
|
Наименование параметра и размера |
Норма |
|
1. Максимальная электрическая мощность на клеммах генератора, кВт |
315 |
|
2. Рабочий диапазон давления пара на входе, МПа (кгс/см2) |
1,4-0,7 (14,0-7,0) |
|
3. Рабочий диапазон температуры пара на входе, ºC |
250-170 |
|
4. Рабочий диапазон давления пара на выходе, МПа (кгс/см2) |
0,1-0,5 (1,0-5,0) |
|
5. Рабочий диапазон температуры пара на выходе, ºC |
130-180 |
|
6. Частота вращения ротора паровой турбины, мин-1 |
3 000 + 30 |
|
7. Габаритные размеры, мм, не более |
|
|
- длина |
3 500 |
|
- ширина |
1 800 |
|
- высота |
1 235 |
|
8. Масса, кг, не более |
4 000 |
Турбина выполнена на основе ступени «Кинаст», ступени давления с повторным подводом рабочего тела. Такое конструктивное исполнение позволяет реализовать на одном рабочем колесе принцип многоступенчатой турбины (от 3 до 7 ступеней) и позволяет эффективно использовать турбину на частичных (малорасходных) нагрузках более. Это подтверждается результатами испытаний ТГУ (рис.2,3).