Малая генерация

Документация:

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E0%EB%E0%FF_%FD%ED%E5%F0%E3%E5%F2%E8%EA%E0\
2. Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 № 861.
3. http://gisee.ru/articles/low-energy/51324/
4. http://gisee.ru/articles/low-energy/53256/
5. http://cesr.ru/program/easily.html
6. http://www.up-pro.ru/library/innovations/power_engineering/zolyshka-hochet-stat.html

Малая энергетика – сегмент энергетического хозяйства, включающий в себя малые генерирующие установки и малые генерирующие комплексы, функционирующие как на основе традиционных видов топлива, так и на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в том числе не подключенные к электрическим сетям сетевой организации. Характерной чертой установок в малой энергетике являются компактные размеры генераторных блоков и, как правило, мобильность конструкций.

Малая генерирующая установка – генерирующий объект установленной генерирующей мощностью до 25 МВт.

Малый генерирующий комплекс – генерирующий объект комбинированной выработки электрической и тепловой энергии установленной генерирующей мощностью до 25 МВт, включая тепловую мощность.

Основу малой энергетики России в настоящее время составляют до 50 тысяч различных электростанций (более 98 % от общего числа из них – дизельные) средней единичной мощностью 340 кВт и суммарной мощностью 17 млн кВт (8% от общей установленной в России мощности), вырабатывающих до 50 млрд кВт·ч и потребляющих около 17 млн т.у.т. (тонн условного топлива) в год.

Процесс создания распределенной энергетики, а по существу собственной  генерации, активно начался 5 лет  назад. То, что это так, можно судить по числу запросов на поставку паротурбинных  энергетических установок и мини-ТЭЦ  за последние годы. Количество реальных заказов начало возрастать при достижении стоимости 1 кВт·ч электроэнергии при низком и среднем напряжении для промышленных предприятий 4–5 руб. Т.е. эта стоимость электроэнергии оказалась порогом, после которого переход к собственной генерации для многих потребителей стал очевиден не только при использовании местных видов топлив, но и газа.  
 
Если себестоимость производства 1 кВт·ч электроэнергии на ЭС, топливом которой является газ, составляет около 1,5 руб., то для ЭС, топливом которой является, например, древесная щепа, она составляет от 0,40 до 1,00 руб. Дополнительную выгоду дает и отсутствие платы за техприсоединение, которая в отдельных регионах достигает до 100 тыс. руб. за 1 кВт.  
 
Под «энергетическим дискаунтером» (ЭД) понимается мини-ТЭЦ, принадлежащая некой управляющей компании, которая строит ее за свои средства, имея долгосрочные контракты с потребителями энергоресурсов. Максимальная электрическая мощность мини-ТЭЦ не должна превышать 25 МВт.  
 
Станция вырабатывает электро- и теплоэнергию (когенерация) и холод (тригенерация), при этом коэффициент использования топлива может достигать 80 % и более. Анализ состояния централизованной энергетики прямо указывает на целесообразность строительства ЭД в энергодефицитных регионах и в составе существующих или вновь образуемых промышленных, сельскохозяйственных и иных кластеров. Размещение ЭД вблизи к потребителям энергоресурсов существенно сократит издержки на транспортировку энергии, а также, учитывая особенности формирования ЭД, сроки ввода в эксплуатацию.

Минимизация затрат на создание ЭД, в первую очередь, требует  решения следующих задач:  
 
• анализа технологий, используемых предприятиями-потребителями энергии, сточки зрения применения отходов производств в качестве топлива ЭД;  
• выбора вида топлива (топлив);  
• выявления потребности в электроэнергии, тепловой энергии (горячего водоснабжения, отопительной и технологической тепловой энергии в виде воды и пара) и холода для всех потребителей;  
• обоснования выбора тепловой схемы мини-ТЭЦ, выбора котельного оборудования в зависимости от вида основного и резервного топлива, выбора энергогенерирующего оборудования в зависимости от режима (режимов) работы станции;  
• определения технологии складирования и хранения топлива, топливоподачи;  
• описания конкретных условий (ограничений) потребления различных видов энергии каждым потребителем.  
 
Эти данные необходимы также и для определения резерва мощности станции. Исследования структуры потребления энергии существующими и проектируемыми кластерами позволили определить диапазон, в пределах которого колеблется электропотребление: от 2 до 10 МВт. Тепловое потребление зависит от географического положения кластера и от технологий предприятий его образующих.  
 
Строительная часть мини-ТЭЦ должна иметь максимальную заводскую готовность. Компоновка оборудования, разводка силовых, информационных, управляющих линий связи внутри и снаружи станции также должна быть оптимальной и типовой. Принципам построения АСУТП станции необходимо уделить особое внимание. На какое бы количество подсистем ни была сегментирована АСУТП станции, ее главной задачей было и остается регулирование частоты и мощности в соответствии со Стандартом ЦДУ РАО ЕЭС «Нормы участия энергоблоков ТЭС в нормированном первичном и автоматическом вторичном регулировании частоты».  
 
Исходя из этого и должны выстраиваться функции подсистем: общемашзального оборудования, оборудования котельного и турбинного залов, энергоснабжающего оборудования. Не будем приводить содержательные части подсистем: в общем виде они многократно описаны и технически могут быть реализованы на различных программно – аппаратных платформах.  
 
Важнее подчеркнуть, чтобы каждая подсистема являлась элементом реализации главной задачи мини-ТЭЦ. При таком подходе к построению каждой подсистемы с учетом особенностей ее функционирования в рамках общей задачи удается избежать избыточности функций и аппаратуры, а также создать распределенные подсистемы, обеспечивающие автономное функционирование отдельных групп оборудования.  
 
Остановимся на некоторых технологических вопросах эксплуатации оборудования мини-ТЭЦ и рассмотрим их с точки зрения выбора этого оборудования. Так, котлы, работающие на газовом или жидком топливе, являются достаточно маневренными в части реакции на изменение нагрузки станции и позволяют достаточно точно отслеживать изменения расхода пара перед турбинами. В том случае, когда используются другие виды топлива (местные виды топлива – древесные отходы, торф, уголь) при единичной тепловой мощности котлоагрегатов до 86 Гкал целесообразно использовать топочные устройства с кипящим слоем (котлы с высокотемпературным циркулирующим кипящем слое - ВЦКС). Последние хорошо себя зарекомендовали при работе на различных местных видах топлива. Данные топочные устройства, в отличие от слоевых, обладают повышенной маневренностью, что на практике упрощает возможность регулирования начальных параметров перед турбиной. Поддержать заданные балансы тепловой и электрической мощностей можно либо за счет разгрузки (подгрузки) соседних турбин, либо обводного регулирования со сбросом редуцированного пара с большим теплосодержанием в пароводяные подогреватели сетевой воды. При большом тепловом потреблении это, как правило, не приводит к колебаниям температуры сетевой воды на выходе из мини-ТЭЦ.  
 
Существенное влияние на состав турбинного оборудования мини-ТЭЦ оказывает режим ее работы. Различают следующие режимы: по электрическому графику, по тепловому графику и по смешанному электрическому и тепловому графику. Если противодавленческие турбоагрегаты по своим конструктивным особенностям не предназначены для участия в поддержании частоты и эксплуатируются в основном в базовом режиме по тепловому графику, то конденсационные турбоагрегаты, например, с теплофикационным отбором уже позволяют работать по смешанному графику нагрузки. То есть включение в состав станции энергоблоков с конденсационными, противодавленческими турбинами с производственными и теплофикационными отборами дает возможность удовлетворить любые запросы и осуществить качественное энергоснабжение потребителей.  
 
Следует остановиться также на требованиях к проекту ЭД, который должен быть отработан до мелочей, начиная от выбора оборудования, его размещения и т.п. до выверки инструкций по сборке и опробованию оборудования мини-ТЭЦ. Как показал опыт создания подобных мини-ТЭЦ, этот этап следует считать важнейшим, так как недостаточное внимание к нему является причиной многочисленных неувязок и задержек, возникающих в ходе строительства мини-ТЭЦ, а следовательно, и дополнительных затрат.  
 
Именно этот этап определяет стоимость и сроки ввода ЭД в эксплуатацию. В заключении отметим, что данные, которые мы приводим для характеристики состояния централизованной энергетики России, вполне коррелируют с данными, приводимыми в различных источниках и озвучиваемыми на различных конференциях и дискуссиях. Поэтому ЭД могут стать реальным направлением развития распределенной энергетики России, особенно с использованием местных видов топлива.

Этапы подготовки и  строительства: