student_geolog (student_geolog) wrote in engineering_ru,
student_geolog
student_geolog
engineering_ru

Откуда в уральской глубинке 30 Bugatti Veyron или как работает мини-ТЭЦ?




Вы когда-нибудь задумывались, насколько человечество стало зависимо от электрического тока? Даже часовой перерыв в электроснабжении способен довести современного человека до отчаяния. А ведь электричество пришло в наши дома относительно недавно – приблизительно в 1870 годах, когда в обиходе начали появляться электрические лампочки. Поначалу «неживой свет» был принят обществом довольно прохладно – более дорогие и сложные электродуговые лампы проигрывали газовым и керосиновым.


Сейчас мировое потребление электроэнергии достигает невероятных цифр. К примеру, средний завод требует около 50-100 МВт, а средний город 3000-5000 МВт. Москва, к примеру, потребляет столько же, сколько весь Казахстан – 150000 МВт. За этими цифрами стоят промышленные объекты, тепло в домах людей, вся инфраструктура. Таким образом, вопросы энергетической безопасности становятся крайне важны, и имеют стратегическое значение.



Сегодня я расскажу о мини-ТЭЦ, расположенной за Уралом: в городе Ревда Свердловской области. Это довольно необычный проект и своим рождением он обязан случаю, едва не ставшим трагическим. В 2009 году на СУМЗе (Среднеуральском Медеплавильном Заводе) случилась авария – внезапно отключилось электропитание. Для промышленного гиганта это сродни катастрофе, ведь все производственные процессы настроены на беспрерывный цикл работы. Металлургические агрегаты, такие как печи Ванюкова, где плавится медь или другие металлы, содержат в себе водоохлаждаемый контур, через который прокачивается охлаждающий агент. Таким образом, отключение питания грозило повреждением печи (а ее цена ни много, ни мало 300 млн. рублей) и опасными выбросами в атмосферу.


К счастью, в тот раз все обошлось, но эта история многому научила руководство комбината: стало очевидно, что производству необходим автономный источник электроэнергии. И в 2014 году в партнерстве с ГК «Штарк» на территории завода была заложена мини-теплоэлектростанция, о которой и пойдет речь сегодня.


Принципиально мини-ТЭЦ работает как двигатель автомобиля, с той лишь разницей, что в автомобиле поступательное движение поршней преобразуется во вращательное движение колес, а тут – во вращательное движение вала генератора. Выхлопные газы передают свою энергию воде, обеспечивая горячее водоснабжение.


Перед началом осмотра меня принял директор станции – Николай Козырин.
«Более 20 лет я работаю в энергетике на разных объектах в Ревде. Но подобный проект в моей практике впервые – за 18 месяцев с нуля построена полноценная электростанция. Почти все сотрудники – 26 человек, работают тут с момента открытия. И высокой эффективности мы достигаем не только за счет самого современного оборудования, но в гораздо большей степени за счет понимания работниками своих задач, их квалификации и отношения к делу. В этом ключ успешной работы!»



Общая мощность станции составляет около 21,5 МВт и она покрывает около 30% общей потребности завода в энергии.
Газ для работы станция покупает у завода, после чего он поступает на установку подготовки - тут газ фильтруется, осушается и подогревается до нужной температуры. Подобные установки мы недавно видели в Татарстане.



Всего за год через станцию проходит до 45 млн. кубометров газа.

В стоимостной оценке более 70% станции складывается из зарубежных компонентов. Это связано с более высокой надежностью, но все, что касается газа – все наше, отечественное.


Сердце электростанции – 5 немецких газопоршневых агрегатов Motoren Werke Mannheim (MWM). Каждый двигатель находится в отдельном боксе – это удобно для обслуживания и модернизации.


Мощность каждого агрегата составляет около 4300 кВт или 5900 лошадиных сил. Проще говоря, в пяти боксах стоят 30 Bugatti Veyron или 20 Bugatti Chiron. Неплохо для уральской глубинки, да?


Шум от этих установок стоит не меньше, чем от суперкаров – более 100 дБ. Без наушников заходить в боксы категорически нельзя.


Рассказывает Владислав Коршунов, слесарь по ремонту и обслуживанию оборудования:
«В сами боксы мы заходим достаточно редко – все параметры работы двигателя можно посмотреть и изменить удаленно. Раз в год (приблизительно, это зависит от наработки часов) в агрегатах меняется масло – каждый требует около 2 тонн.»



Выработанная энергия сразу же поступает на распределительное устройство 6 кВ потребителям:

И на распределительное устройство 0,4 кВ собственных нужд:


Разумов Алексей Борисович, электромонтер по ремонту и обслуживанию оборудования:
«Почти все оборудование у нас немецкое, но, тем не менее, на этапе пробной эксплуатации мы выявили несколько серьезных недостатков в работе систем. Почти всё мы решили сами, но сообщили немецким инженерам о неполадках и недоработках. Они приезжали в Ревду посмотреть на наши решения.»



Далее электроэнергия поступает на распредстанцию СУМЗа и отправляется к конечным потребителям – в цеха.


Почти всю «экскурсию» по станции я задавал работникам каверзные, на мой взгляд, вопросы:
- А что будет, если основные агрегаты встанут? Как их завести без внешнего питания?
- Случай довольно фантастичный, но даже если такое случится, у нас есть резервный дизельный двигатель Volvo с генератором SDMO. Его мощности как раз хватит, чтобы запустить 1 агрегат.
- А дальше?
- А дальше работающий агрегат запустит все остальные по цепочке.



Если с электричеством все более-менее понятно, то как происходит передача тепла?
Как я уже писал, тепло «снимается» водой с горячих (температура на выходе из агрегата более 400 градусов) выхлопных газов с помощью газоводяных теплообменников:


Поверхности нагрева в них состоят из стальных труб, через которые проходят выхлопные газы.
Автоматика самостоятельно регулирует насколько надо подогревать воду, открывая и закрывая регулирующие устройства:


Разогретая вода внутреннего контура передает свое тепло сетевой воде, поступающей с завода через систему теплообменников:




Жуков Олег:
«Строго говоря, мы не греем сетевую воду, а только подогреваем. В среднем на 6-12 градусов, но и эта работа позволяет экономить предприятию неплохие суммы»



Излишки тепла станция утилизирует через сухие градирни на крыше. Они напоминают внешние блоки кондиционера.


Сейчас они холодные, но летом в жару – эффективно рассеивают излишки тепла.


Если газопоршневые агрегаты – это сердце станции, то операторская, это ее мозг.
Тут круглосуточно следят за всеми процессами, проходящими на станции.




Кстати, оператором сегодняшней смены оказался сын директора станции - Владимир Козырин. Вот такая преемственность поколений:)


Забыл сказать про экологическую составляющую проекта: станция работает на природном газе и это очень экологичное производство энергии. Выбросы парниковых газов при сжигании одной тонны условного топлива у природного газа в 1,7 раза меньше, чем у угля, и в 1,4 раза меньше, чем у мазута. На практике же уменьшение выбросов еще существенней из-за более высокой эффективности энергетических установок, использующих природный газ.
А если говорить проще, то стоя даже в 5 метрах от выхлопных труб работающих агрегатов, я мог дышать воздухом без какого-либо дискомфорта.


Рассказывает Олег Янович, генеральный директор ООО «Штаркэнергострой»
«Наша станция строилась на условиях полного финансового обеспечения со стороны ГК «Штарк», и общий объем инвестиций составил 1 миллиард 112 миллионов рублей. Мы планируем выйти на окупаемость в течении 6-7 лет, а по истечению 9-летнего контракта с СУМЗ, станция будет передана в их пользование. За 3 года эксплуатации станции СУМЗ получил около 500 миллионов кВт*ч энергии, а экономия по сравнению с покупкой электроэнергии на оптовом рынке составила более 50 миллионов рублей.»



По словам Олега Борзунова, главного энергетика ОАО «СУМЗ», этот проект лишь первый этап в глобальном проекте по созданию собственных генерирующих мощностей. В долгосрочных планах предприятия – создание подобных мини-ТЭЦ на 12 заводах холдинга общей мощностью более 200 МВт.

Мини-ТЭЦ способны обеспечивать не только энергетическую безопасность крупных предприятий, но и нести тепло и электроэнергию в жилые поселки, удаленные от объектов традиционной инфраструктуры, по выгодным тарифам.
В условиях современного финансового кризиса малая энергетика, долгое время находившаяся на вторых ролях, высокими результатами и невероятным потенциалом потдтверждает свою значимость и способность быстро адаптироваться к непростым рыночным условиям.

Я благодарю ГК «Штарк» за приглашение и рассказ о производстве и говорю «До встречи на новых объектах!».

Tags: газ, отопление и теплоснабжение, технологии, электричество, энергетика, энергоэффективность
Subscribe
promo engineering_ru october 26, 2014 11:56 23
Buy for 200 tokens
В тему предыдущего поста про американскую лунную ракету Сатурн 5. Как и на всех современных пилотируемых кораблях, на ракете была установлена САС - система аварийного спасения (LAS - Launch Escape System). По сути это небольшая твердотопливная установка, которая ставится на самую верхушку ракеты. В…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 63 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →