А. В. Банокин, К. М. Пупков – ЗАО «Элтеко Глобал»

Компания «Элтеко Глобал» поставила для энергоснабжения Семилукского огнеупорного завода в Воронежской области две газопоршневые установки Petra 2500C электрической мощностью по 2 МВт на базе двигателей MWM. Станция синхронизирована с энергосистемой и работает в базовом режиме на номинальной мощности.

Энергосбережение на промышленных предприятиях, неотъемлемой частью которого является собственная генерация электрической и тепловой энергии, теперь является нормой для многих российских предприятий. Если раньше лишь крупные или градообразующие предприятия имели собственные паросиловые блоки малой и средней мощности, то теперь даже небольшие фабрики и заводы устанавливают собственные мини-ТЭС. На Семилукском огнеупорном заводе, новым собственником которого является компания «Ника ПетроТэк», ведется масштабная реконструкция. Компания приобрела Семилукский огнеупорный завод в конце апреля 2014 г. В настоящее время готовится к запуску наиболее рентабельное производство дорогих огнеупоров. Планируется открытие нового производства пропана для гидроразрыва пласта на нефтяных месторождениях. Ожидается, что в 2015 г. будет выпущено продукции более чем на 3 млрд рублей. В соответствии с планом мероприятий по выполнению долгосрочной целевой программы «Комплексный инвестиционный план модернизации г. Семилуки Воронежской области на 2010–2015 годы» на территории предприятия построена мини-ТЭС, работающая на природном газе.
Компания «Элтеко Глобал» разработала проект мини-ТЭС и защитила все проектные решения в органах Госэкспертизы. Были выполнены строительные, монтажные и пусконаладочные работы. Станция введена в эксплуатацию и полностью аттестована для работы. Выступая в роли технического заказчика и поставщика оборудования, компания поставила для предприятия две газопоршневые установки Petra 2500C электрической мощностью по 2 МВт и выполнила под ключ весь комплекс работ для сдачи объекта в эксплуатацию.
Общая электрическая мощность ТЭС составляет 4 МВт, тепловая – 3,96 МВт. Станция синхронизирована с энергосистемой и эксплуатируется в базовом режиме на номинальной мощности. Тепловая энергия используется для нужд предприятия.
ТЭС поставлена в виде блоков заводской готовности. Установки контейнерного исполнения расположены в непосредственной близости к заводской котельной. Здание станции – одноэтажное, прямоугольное в плане, с размерами в осях 11,8х14,6 м и высотой 2,7 м до основания несущих конструкций. Жесткость сооружения обеспечена совместной работой стоек, балок, вертикальных и горизонтальных связей.
Основой конструкции является стальной каркас, образованный шарнирно закрепленными колоннами из квадратных труб профилем 120х4 мм, балками, соединенными шарнирно с колоннами, а также вертикальными и горизонтальными связями из равнополочных уголков. Основание – сварное, коробчатой формы, выполнено из швеллеров высотой 200 мм. Сверху оно зашито стальным рифленым листом толщиной 4 мм, снизу – стальным листом 2 мм. В полость основания уложен утеплитель – маты из стеклянного шпательного волокна Ursa glasswool толщиной 140 мм.
Ограждающими конструкциями блока являются 100-мм сэндвич-панели. Двускатная крыша здания выполнена из 150-мм сэндвич-панелей, уложенных по прогонам из швеллеров. Фундамент, изготовленный из монолитной железобетонной плиты 12,2х15,1 м и высотой 500 мм, заложен на глубине 0,4 м от поверхности земли.
Для прокладки кабелей в фундаменте сделаны все необходимые каналы. Перед установкой контейнера на фундамент были уложены полосы из жесткой резины толщиной 10 мм для выравнивания поверхности. Модули на основании смонтированы с учетом вентиляции под контейнером, что значительно снижает возникновение коррозии в нижней части блоков.
Сборное здание включает в себя два блока с энергоагрегатами. В них предусмотрено место для распределительных щитов 6,3 кВ. В качестве резервно-пусковой установки используется ДГУ мощностью 110 кВА во всепогодном кожухе, она находится рядом со зданием энергоблока. Между ГПУ установлен общий блок с тепловыми модулями. К левому энергоблоку пристыкован модуль с РЩ ВН, трансформатором и контрольно-измерительной аппаратурой. Все части станции соединены проходами. Таким образом, заводские контейнеры образуют здание, в котором достаточно места для обслуживающего персонала и все элементы станции доступны без выхода на улицу. Такая компоновка значительно сокращает сроки строительства, так как оборудование поступает с предприятия в полной заводской готовности.
Электрогенераторная установка Petra 2500С предназначена для длительного непрерывного производства электроэнергии и тепла. Основные составляющие энергоблока:
•    агрегат с двигателем внутреннего сгорания и генератором;
•    электрические распределительные устройства;
•    тепловой модуль;
•    система промежуточного охлаждения;
•    система принудительного охлаждения.
Главные составляющие элементы энергоблока представлены на рис.
Энергоблок Petra 2500 создан на базе газового высокооборотного двигателя TCG2020V20 (MWM), установленного на раме. Характеристики энергоблока представлены в табл. Двигатель имеет жидкостную систему охлаждения, наполненную незамерзающей смесью. Охлаждение осуществляется посредством теплообменников (вторичным контуром ЭГУ), системами промежуточного и принудительного охлаждения. Система имеет электронный регулятор частоты вращения. Для очистки воздуха и масла используются сменные фильтры.
Синхронный генератор MJH 630 MB4 (Marelli Motori) – трехфазный, четырехполюсный, степень защиты – IP23. Генератор установлен на общей раме с двигателем и связан с ним с помощью эластичной муфты.
На станции установлена система мониторинга и автоматического долива масла. Она включает наружную масляную емкость с показателем уровня жидкости, регулируемый масляный насос, шкаф управления.
Тепловой модуль размещается на отдельной жесткой стальной раме. Теплообменник первичного контура – РО, вторичного контура – SO (для использования тепловой мощности из охлаждения двигателя). В первичном контуре с помощью теплообменника тепло от смазочного масла или двигателя передается во вторичный контур пользователя. При недостаточном или нулевом отборе произведенного тепла вторичным контуром, избыточное тепло погашается в системе принудительного охлаждения.
В состав блока принудительного охлаждения входит охладитель первичного контура двигателя (HT контура), теплоообменник (окружающий воздух/охлаждающая жидкость), смонтированный на раме, вентилятор, приводимый от двигателя, расширительный бак. Распределительное устройство управления и питания системы принудительного охлаждения обеспечивает питание и защиту двигателей.
Промежуточное охлаждение (MCH) используется для охлаждения наполнителя двигателя. При помощи охладителя принудительного охлаждения (NCH) по нему отводится тепло из промежуточного охладителя наполняющей смеси наружу.
Теплообменник выхлопные газы/вода с дилатационным элементом использует тепловую мощность выхлопных газов. Охлаждение выхлопных газов двигателя происходит с одновременной отдачей тепловой мощности во вторичный контур. При недостаточном или нулевом отборе тепла, произведенного вторичным контуром, избыточное тепло погашается в системе принудительного охлаждения. Сухие градирни расположены отдельно от энергоблоков на открытой площадке.
Агрегаты запускаются и работают в автоматическом режиме. Для запуска станции при отсутствии внешней сети используется дизель-генератор капотного исполнения мощностью 110 кВА производства Elteco a.s. Для управления станцией создан щит управления с рабочим местом оператора, которое находится в специальном помещении модуля силового оборудования. На экран оператора выводится функциональная сводка показаний измерения рабочих параметров, одновременно осуществляется их графическая обработка. На экране высвечиваются все сообщения, в том числе и аварийные.
Центральное управление электроагрегатом представляет собой промышленную систему, работающую в режиме реального времени. Она выполняет все задачи по управлению энергоблоком в процессе эксплуатации (подготовка к запуску, запуск, останов, завершающий цикл охлаждения, управление вспомогательными и аварийными режимами работы), а также все функции регулирования. На экране отображается четкое функциональное обобщение измеряемых параметров в виде графиков и цифровых значений. Обслуживание выполняется через поля выбора экрана и функциональные клавиши.
На станции обеспечивается параллельная работа энергоблоков с взаимным разделением мощности с энергосетью и возможностью резервирования без возвратного фазирования. На отходящих ячейках энергоцентра и вводных ячейках от энергоцентра в ТП8 и ЦРП действует релейная защита Sepam. Для синхронизации установок между собой установлен контроллер. Работу энергоцентра параллельно с сетью без экспорта электроэнергии во внешнюю сеть обеспечивает конроллер PCL.
Присоединение энергоцентра к сетям выполнено по кабельным линиям напряжением 6,3 кВ к существующим ТП-8 и ЦРП Семилукского завода. Режим работы мини-ТЭС – параллельно с сетью, без экспорта электроэнергии во внешнюю сеть. Внешняя сеть используется для сглаживания пиковых нагрузок. По обеспечению надежности электроприемники ОАО «ТЭЦ СОЗ» относятся к I категории электроснабжения.
Собственная электростанция на Семилукском огнеупорном заводе построена в рамках сотрудничества государства и частного бизнеса. Она обеспечивает основные потребности предприятия в электрической и тепловой энергии, повышает надежность энергоснабжения. Существенно снизились издержки предприятия на приобретение энергии из сети. По расчетам, станция должна окупиться в течение четырех лет.