Н. Р. Джапаридзе – ЗАО «МР-ЭНЕРГО-СТРОЙ»

Необходимость решения давно назревших проблем в системе ЖКХ в России сегодня очевидна для всех. До настоящего времени этот сектор еще оставался в силу социальных причин единственной дотационной отраслью экономики, но начавшиеся преобразования в энергетике страны стали отправной точкой структурных изменений во всех отраслях экономики, в том числе и в жилищно-коммунальном хозяйстве.

В современных экономических условиях альтернативы скорейшего решения задач ЖКХ, кроме использования малой энергетики, не существует. Возможность ее широкого применения в России обусловлена климатическими условиями и большими территориями – с размещением основных топливно-энергетических ресурсов в малонаселенных регионах.
К настоящему времени разработаны и предлагаются к применению различные технологии для решения проблем тепло- и электроснабжения. Основными из них являются газотурбинные и газопоршневые установки; дизельные, паротурбинные и ветроэнергетические установки; паровые и водогрейные котельные.
Они должны выбираться в зависимости от конкретных условий как наиболее оптимальный вариант с точки зрения затрат и сроков реализации проекта. Необходимо учитывать следующие аспекты развития малой энергетики:
•    сегодня в топливно-энергетическом комплексе России две трети топлива затрачиваются на производство тепла. Сжигать органическое топливо для производства только одного вида полезной продукции крайне неэффективно. Не используется высокотемпературный потенциал газового топлива. Его необходимо сжигать только в установках комбинированного производства тепла и электроэнергии, при этом важно приблизить источник к потребителю;
•    при разработке приоритетов объектов малой энергетики необходим объективный сравнительный анализ (предпроектные исследования) различных технологий, типов энергоустановок в зависимости от требований к энергообъекту (применение ГТУ или газопоршневых установок), сезонных и суточных графиков нагрузки, климатических условий места размещения и др. факторов;
•    важнейшим условием успешного строительства объектов малой энергетики является объем и форма финансирования. Разработка четкой схемы реализации проектов – от исследовательских работ до строительства и ввода в эксплуатацию, в том числе обучение персонала;
•    при выборе типа основного оборудования необходим учет условий и стоимости его обслуживания, гарантий поставщиков. Надо знать возможности различных производителей. Кроме того, использование в близлежащих районах региона оборудования одного типоразмера значительно снижает затраты на эксплуатацию и ремонт, позволяет создать одну ремонтную базу, обслуживающую несколько объектов;
•    необходимо учитывать динамику изменения стоимости топлива и оборудования, тарифов на тепло и электроэнергию, инфляцию;
•    предусмотреть использование местного топлива: попутного газа, сырой нефти, бурого угля и т. д.
На начальном этапе разработки проектов необходимо провести исследовательские предпроектные работы. Они не требуют больших затрат, а экономический эффект – ощутимый.
На энергообъекте большей мощности себестоимость производства и электроэнергии, и тепла (а следовательно, и срок окупаемости) ниже, чем на небольших станциях и котельных. Но протяженность инженерных сетей, необходимых для транспортировки энергии к месту потребления, – значительная. Использование котельных или электростанций малой мощности для небольших предприятий или нескольких жилых зданий не требует больших и разветвленных теплотрасс и электросетей, но при этом необходимо создание широкой сети трубопроводов для подвода топлива.
Снабжение топливом энергетических объектов, особенно в отдаленных регионах, является одним из основных вопросов. Следовательно, должен быть выбран наиболее эффективный вариант обеспечения их энергоресурсами.
В любом случае необходимо подробное обследование и анализ энергетического состояния территории потребителя (энергоаудит).
Для решения проблем ЖКХ компанией «МР-ЭНЕРГО-СТРОЙ», специализирующейся в области малой энергетики, предложены следующие технические решения эффективного и надежного энергообеспечения потребителей современными автономными энергоисточниками:

Отопительные котельные (теплоцентрали) на местных видах топлива

•    на сырой нефти местных месторождений. Применяются современные жидкотопливные жаротрубные водогрейные котлы с КПД до 92...94%;
•    на бурых углях местных разрезов. Современные котельные с экологически чистыми котлами единичной тепловой мощностью 1,7 и 2,9 МВт. Водогрейные и паровые котельные мощностью до 11,6 МВт;
•    низкокалорийное твердое топливо (влажные бурые угли, торф, древесные и другие горючие отходы, бытовой мусор). Используются отечественные блоки мощностью 0,2...0,6 МВт – отопительные котельные мощностью до 3,6 МВт. Газификаторы к серийным газовым и жидкотопливным котлам на основе процесса BIONEER (Финляндия) обеспечивают полную газификацию низкосортного твердого топлива. Получаемый генераторный газ сжигается в котле (тепловая мощность до 15 МВт). Автоматические газификаторы AZSO (Польша) тепловой мощностью до 4 МВт позволяют сжигать разнообразные отходы дерева (стружка, щепа, опилки и кора) с макс, грануляцией 30 мм и влажностью до 50%.

Паросиловые ТЭЦ малой мощности

При строительстве паровых котель¬ных возможен вариант их расширения до мини-ТЭЦ. Используется отечественное паротурбинное оборудование:
•    блочные паросиловые установки мощностью 250 кВт – мини-ТЭЦ электрической мощностью до 0,5 МВт, тепловой – до 5 МВт;
•    блочные турбогенераторы малой мощности от 500 до 700 кВт – мини-ТЭЦ электрической мощностью до 1,4 МВт, тепловой – до 14 МВт;
•    установки мощностью до 6 МВт – ТЭЦ электрической мощностью 6 МВт, тепловой – до 30 МВт (завершено проектирование подобной ТЭЦ «Белый ручей» (Вологодская область), на которой планируется установить два паровых котла по 25 т/ч, топливо-древесные отходы.

Когенерационные электростанции с поршневыми двигателями

Когенерация подразумевает выработку как электрической, так и тепловой энергии. Полная утилизация тепла от двигателя позволяет выработать достаточное количество тепла, на 10...20% превышающее электрическую мощность агрегата. В этом случае применяются:
•    жидкотопливные поршневые агрегаты, которые могут работать на малосернистой сырой нефти местных месторождений, а также на тяжелом топливе с вязкостью до 730 сСт (50 °С). Примером «всеядной» энергоустановки являются энергоблоки производства CKD ENERGOTRANS (Чехия, г. Брно) электрической мощностью до 2,64 МВт, тепловой – до 3,15 МВт. На базе таких энергоустановок могут сооружаться небольшие газопоршневые ТЭЦ для малых населенных пунктов электрической мощностью до 5,28 МВт и тепловой – до 6,3 МВт;
•    газопоршневые агрегаты, которые разделяются на газодизельные установки и искровые газопоршневые двигатели.
Газодизель работает при воспламенении газовоздушной смеси от самовоспламенения запальной дозы жидкого топлива (5...12% от подачи жидкого топлива при дизельном цикле в зависимости от состава газа) – цикл «Дизеля». Газ замещает основное жидкое топливо.
В газовых двигателях газовоздушная смесь воспламеняется от искры в свечах зажигания – цикл «Отто». На базе таких установок могут создаваться двухагрегатные электростанции (минимальное количество энергоустановок по надежности энергоснабжения) электрической мощностью 500...4000 кВт и тепловой – 600...4200 кВт.
На российском рынке представлено большое количество зарубежных компаний, предлагающих оборудование подобного типа. Оно отличается надежностью, хорошими экологическими показателями, эргономичностью, но имеет высокую стоимость обслуживания. Отечественных производителей газопоршневого оборудования немного: газодизельные установки производит ОАО «Коломенский завод» и ОАО «РУМО» электрической мощностью соответственно до 1500 кВт и 800...1000 кВт; тепловой – 1650 кВт и 660...960 кВт. ОАО «Звезда-Энергетика» производит газопоршневые энергоустановки электрической мощностью 500 кВт, тепловой – 550 кВт.
Относительно недорогим зарубежным оборудованием являются агрегаты производства компании CKD ENERGOTRANS электрической мощностью 0,5...2,3 МВт, тепловой – 2,4 МВт.

Газотурбинные ТЭЦ (ГТУ-ТЭЦ)

Как и газопоршневые агрегаты, они могут использовать в качестве основного топлива природный и попутный нефтяной газ. ГТУ имеют более низкий электрический КПД по сравнению с поршневыми агрегатами, но суммарный КПД (коэффициент использования топлива) в когенерационном цикле достигает 90%. Отдача тепловой энергии от них практически в 1,5 раза выше, чем от поршневых источников равной электрической мощности.
На базе таких энергоустановок могут создаваться отопительные ГТУ-ТЭЦ электрической мощностью от 5 МВт, тепловой – от 10 МВт, а также более крупные электростанции.
Среди преимуществ автономных энергоисточников, работающих на местных видах топлива, можно выделить следующие:
•    надежность энергоснабжения и повышение качества электроэнергии;
•    снижение потерь в тепловых сетях – до 2...3% (ранее 15...20%);
•    экономия топлива – до 50%;
•    уменьшение в 2...2,5 раза топливной составляющей в себестоимости продукции;
•    снижение в 1,5...2 раза стоимости единицы отпускаемой от энергоисточника продукции;
•    уменьшение валовых выбросов вредных веществ (при использовании современного оборудования) в 1,5...3 раза.
«МР-ЭНЕРГО-СТРОЙ» объединяет весь технологический процесс строительства энергообъектов и внеплощадочных сетей – от разработки ТЭО проекта, поставки оборудования, строительства до запуска объекта в эксплуатацию. Оборудование предлагается с учетом проблем энергоснабжения конкретных потребителей. Из нескольких вариантов комплектации выбираются наиболее надежные, эффективные и экологически безопасные агрегаты.
Детальная экономическая оценка проекта проводится на стадии его разработки, где при расчетах учитывается стоимость технического обслуживания оборудования, особенности налогообложения, отдача по кредитам, система лизинга, банковские гарантии, риски и т. д.
За время работы компания разработала и реализовала следующие проекты:
•    когенерационная ГТЭС для ПО «Нафтан» (Белоруссия) установленной электрической мощностью 40 МВт и паропроизводительностью до 90 т/ч;
•    Ингушская электростанция мощностью 64 МВт, тепловой – 48 Гкал/ч. К настоящему времени объект готов на 80% (но финансирование приостановлено);
•    ГТУ-ТЭЦ на Западно-Полуденном месторождении (Томскнефть) электрической мощностью 7,5 МВт, тепловой – 10 Гкал/ч. ТЭЦ утилизирует до 27,8 млн нм3/год попутного нефтяного газа;
•    строительство и реконструкция объектов теплоэлектроснабжения Эвенкийского автономного округа. Выведено из эксплуатации 66 устаревших котлов маломощных котельных.
Достигнут значительный экономический и экологический эффект. На 30% снижен объем сжигаемого топлива (за счет увеличения КПД котлов до 90...92%); более чем в два раза снижены выбросы загрязняющих веществ; сократилось количество складов топлива, не соответствовавших требованиям; до 20 лет продлен срок службы котлов, работающих на химически очищенной воде.
Накопленный опыт позволяет компании гибко решать поставленные потребителем задачи, обеспечивая своевременный ввод энергообъектов в эксплуатацию независимо от назначения энергоустановки, мощности, режимов работы и вида топлива.