Опыт в проектировании, строительстве и пуско-наладке мини-теплоэлектроцентрали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Опыт в проектировании, строительстве и пуско-наладке мини-ТЭЦ

Доклад на второй ежегодной научно-практической конференции «Малые и средние ТЭЦ. Экономика малой энергетики и проблемы инвестиций. Практический опыт», 12-14 сентября 2006 г.

Р.Я. Ширяев, генеральный директор, ОАО «МПНУ Энерготехмонтаж», г.Москва

Введение

Интерес к строительству мини-ТЭЦ и реконструкции действующих котельных с превращением их в автономные источники электро- и теплоснабжения с каждым днем все более и более возрастает. Причин этому много, основная, конечно, - это возможность и надежность обеспечения объектов электроэнергией (ЭЭ), утилизация выделяемого при этом тепла существенно снижает себестоимость получаемой ЭЭ.

Однако специалистов, имеющих необходимый опыт и способных грамотно реализовывать проекты строительства таких специфических объектов, явно не хватает.

Положение усугубляется затянувшимся периодом отсутствия нормативной базы для проектирования когенерационных станций как на основе газопоршневых агрегатов, так и газотурбинных установок малой мощности. Формальное следование нормам проектирования электростанций в соответствии с аббревиатурой «ТЭЦ» или опыт проектирования отопительных котельных приводит к ошибочным проектным решениям, увеличивающим срок и стоимость строительства.

Занимаясь данной проблематикой с 1998 г., наше предприятие имеет определенный опыт участия в проектировании и строительстве объектов с использованием принципов когенерации и тригенерации. Наиболее крупные из наших объектов (рис. 1-3): это энергоцентры ТК «Три Кита» (Московская обл.), гостинично-офисный центр ЗАО «МОНА» (г. Москва), завод «Пепси-кола» (Московская обл.), ТК «Корзинка-6» (г. Липецк) и др. В настоящее время ведутся работы еще по нескольким объектам.

Ведущие специалисты нашей организации, в плане накопления опыта монтажа когенераторых установок, во взаимодействии с Ростехнадзором и Госстандартом России, принимали участие в сертификации установок когенерации наиболее широко представленных на российском рынке, посетили заводы-изготовители, участвовали в заводских испытаниях оборудования известных марок. Ниже изложен обобщенный опыт наших специалистов и указаны характерные ошибки при проектировании и монтаже энергетических установок и рекомендации для потенциальных их собственников.

Характерные ошибки заказчиков при подборе оборудования

Идея строительства мини-ТЭЦ, как правило, возникает у Заказчика с появлением проблемы в получении в первую очередь ЭЭ. Получаемое при этом тепло - вторично. Оно рассматривается как фактор, удешевляющий ЭЭ.

При этом каждый Заказчик хочет получить максимальный результат с минимальными затратами, не всегда задумываясь, что результат пропорционален затратам.

Очень важно уже на первом этапе, когда идет совместная работа «некомпетентного» Заказчика с «умным» Проектировщиком по подготовке «Задания на проектирование» подобрать оборудование, выбрать принципиальную схему мини-ТЭЦ, с учетом всех пожеланий Заказчика, в пределах имеющихся финансовых средств. Именно эта фаза создания мини-ТЭЦ определяет ее работоспособность и экономику. Заложенные на данном этапе просчеты могут привести к:

¦ переизбытку генерирующих мощностей, соответственно излишним инвестиционным затратам;

¦ перегрузу, либо недогрузу установленного оборудования, что одинаково негативно влияет на ресурс силового оборудования;

проектирование монтажный работа теплоэлектроцентраль

¦ недополучению в «часы пик» необходимого количества энергии как электрической, так и тепловой;

¦ увеличению вероятности полного отключения потребителей при срабатывании автоматики безопасности.

Основными причинами данных и других рисков являются следующие.

1. Неполная, либо недостаточная проработка исходных данных по нагрузкам:

- по величине как ЭЭ, так и тепла. При этом крайне мало уделяется внимания расчетам режимов минимального потребления ЭЭ;

- распределению нагрузок по времени (день-ночь, зима-лето, будни-праздники и т.п.), их анализ позволяет определить максимальную и минимальную нагрузки, которые должны обеспечивать энергоагрегаты;

- по «набросам» и «сбросам» нагрузок при включении (выключении) мощных потребителей.

2. Отказ (либо пренебрежение) от дополнительных (резервных) источников ЭЭ (сеть, ДЭС), которые могут «подхватить» нагрузку при падении потребления ниже минимально допустимого уровня, либо «подпитать» в «час пик».

3. Экономия при выборе уровня средств контроля и автоматизации работы мини-ТЭЦ не только снижает надежность работы мини-ТЭЦ, но и существенно повышает эксплуатационные расходы.

Немаловажным фактором на подготовительном этапе является выбор Заказчиком поставщика основного оборудования. В стремлении за сиюминутной экономией средств (на покупке оборудования) Заказчик не учитывает, что экономику необходимо считать на всем жизненном цикле мини-ТЭЦ и здесь немаловажным фактором является учет эксплуатационных расходов. Только официальные представители компаний-производителей подберут комплектацию оборудования, наиболее полно удовлетворяющую запросам Заказчика (не пытаясь любыми путями продать то, что есть «на складе»), выдадут полный комплект технической и эксплуатационной документации (причем, на русском языке), обеспечат качественное гарантийное и постгарантийное обслуживание своего оборудования.

Основные ошибки при проектировании

1. Одним из моментов, на который необходимо обращать внимание проектировщику, является наличие байпаса в котле-утилизаторе отработанных газов. От этого зависит расчет диаметров и выбор материала для газоходов и дымовых труб. При наличии байпаса расчетная температура выхлопных газов составляет 450-470 ОС, при его отсутствии - не более 200 ОС. Соответственно можно применять нежаропрочные стали, с меньшим диаметром газохода.

2. Не все проектировщики уделяют должное внимание расчету и установке необходимого вентиляционного оборудования. Помимо обеспечения необходимого воздухообмена, необходимо обеспечить и температурный режим в машинном зале в пределах 15-35 ОС, т.к. когенера-торы очень чувствительны к температуре окружающего воздуха, особенно генераторы. Причем и приточное, и вытяжное оборудование должно быть оснащено шумопоглащением, особенно если мини-ТЭЦ расположена в жилой зоне.

3. Зачастую проектировщики упускают создание сервисных зон установленного оборудования. Выявляется это при шефмонтаже поставщика оборудования с последующими доработками проекта, либо при сдаче объекта в эксплуатацию по требованию надзорных органов.

4. Проектировщикам следует учитывать высокие требования поставщиков к разводке, укладке и креплению силовых и сигнальных кабелей от когенераторной установки.

Опыт монтажа и пуско-наладки мини-ТЭЦ

Монтажные работы требуют достаточно высокого уровня монтажного персонала. Можно отметить несколько факторов, влияющих на качество монтажных работ.

1. Как правило, российские требования к монтажу в основном соответствуют требованиям технических инструкций фирм-изготовителей, однако ряд требований этих инструкций носит специфический характер, и при монтаже их необходимо неукоснительно соблюдать. Самая главная задача для монтажной организации -вовремя получить эти технические инструкции и предпочтительнее на русском языке. Весьма редко такие инструкции передаются до начала монтажа. Техническое сопровождение фирм-производителей оставляет желать лучшего. Например, при монтаже оборудования энергоцентра «Три Кита», часть наших вопросов просто передавалась в Австрию (т.к. имели дело с австрийским оборудованием) и мы достаточно долго ждали ответов. При монтаже мини-ТЭЦ в г. Москве уже в 2006 г. так же технические инструкции представителями фирмы были нам предъявлены после окончания монтажа.

2. Тот факт, что от момента начала проектирования до поставки оборудования проходит достаточно длительный период времени, а исходные данные выдаются еще раньше, часто приводит к несоответствию поставленного оборудования проектным решениям. Например, на одной мини-ТЭЦ поставленные газогенераторные машины оказались на 200 мм длиннее, чем были заявлены в исходных данных, и пришлось приложить немало усилий для их установки на выполненный меньший фундамент. В другом случае, абсорбционная холодильная машина оказалась на 4 тонны тяжелее заявленных исходных данных, что также потребовало срочных корректив в проект производства работ; в третьем случае поставленный фирмой участок газохода от машины к теплообменнику из-за изменения конфигурации выходного патрубка пришлось полностью переделывать.

3. Оформляют контракты на закупку машин, как правило, менеджеры далекие от производства, и многие элементы поставки, предлагаемые фирмами опционно, остаются без внимания покупателя. Например, погрузка и выгрузка агрегированных машин, вес которых более десяти тонн, по технической инструкции завода-изготовителя производится специальной оснасткой, которую никто не покупает. При ее отсутствии нам пришлось при выгрузке машин на «Трех Китах» не только изготавливать подобную оснастку практически по фотографическим изображениям, но и демонтировать часть навесного оборудования газогенераторных модулей. А это время и дополнительные затраты. Также никто не покупает предлагаемые фирмами ролики для накатки машин в проектное положение. Приходится разрабатывать накаточные пути, применять лебедки.

4. На всех без исключения объектах нам приходилось при приемке фундаментов под машины требовать перешлифовки опорной плоскости. Дело в том, что машины на фундаментах не закреплены ни анкерами, ни направляющими или ограничителями. Поэтому требования к допускам по отметкам, чистоте поверхности довольно жесткие.

5. Пуско-наладочные работы зачастую задерживаются из-за недостаточности на данный момент электрической нагрузки. При новом строительстве ввод мини-ТЭЦ, как правило, опережает готовность потребителей ЭЭ. И если для ввода пиковых котлов нет проблем (подача тепла на отопление неотделанных помещений), то подать ЭЭ без потребителей невозможно. Как выход из такой ситуации при пуске контейнерной мини-ТЭЦ в г. Сочи нами была применена система балластной нагрузки.

6. Большие проблемы при наладке систем управления машинами возникают в случае выдачи технических условий Поставщику когенераторного оборудования для работы в параллель с сетью, а фактической работы в автономном режиме (владельцы внешних сетей, как правило, упорно препятствуют подключению мини-ТЭЦ к сетям, особенно осуществлению приема выработанной ТЭЦ электроэнергии). Практически весь алгоритм управления, заложенный фирмой при изготовлении машины, приходится перестраивать «на ходу».

7. У нас также имеется опыт пуско-наладочных работ российского танкового двигателя, модернизированного для работы на газе. Опыт уже давний - четырехлетний и, увы, отрицательный. На всех режимах эмиссия превышала нормативные значения в несколько раз. Неоднократный приезд заводских специалистов и их попытки настроить работу двигателя результатов не дали. Машина была демонтирована и отправлена на завод. Это пример на первый взгляд простой и быстрой переделки дизеля на газовое топливо, но он подтверждает, что не зря ведущие производители газогенераторов или разрабатывали двигатели изначально на газе, или проводили достаточно серьезные исследования и инновации при переводе дизельного двигателя на газовое топливо.

8. Первые машины на ТК «Три Кита» и ряд последующих в гг. Ярославле, Сочи, Каменск-Шахтинском мы сдавали еще газовой инспекции и в условиях отсутствия нормативных документов, именно по газовым двигателям, пришлось разрабатывать и согласовывать соответствующие методики, отчеты, акты.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод о необходимости очень серьезного подхода к производству монтажных и пуско-наладочных работ и предпочтении среди огромного числа фирм, готовых взяться за эти работы, фирмам, имеющим определенный опыт.

Размещено на Allbest.ru