Газовые электростанции: классика и новинки

Дешево и мощно
Преимущества, вытекающие из особенностей конструкции не только контейнерных (КГЭС), но и всех остальных газовых электростанций давно известны:
- относительно недорогое топливо – даже сжиженный (СПГ, пропан-бутан), газ примерно в два раза дешевле бензина или дизельного топлива, а магистральный – в 15-20 раз дешевле, что означает экономичность и низкие эксплуатационные расходы;
- при подключении к магистральному газу или газгольдеру топливо может подаваться непрерывно, без организации превентивных закупок и его промежуточного хранения;
- выбор газа (сжиженный или магистральный) осуществляется автоматической стистемой управления;
- система электронного управления двигателем регулирует впрыск и «готовит» идеальную для сжигания смесь воздуха и топлива, что понижает его расход и количество соединений азота и угарного газа в выхлопе;
- пониженная плотность топлива для газового двигателя приводят к малому давлению на элементы конструкции – отсюда незначительная вибрация и малошумность работы;
- моторесурс газового двигателя выше, чем у бензинового и дизельного, особенно с учетом российской «чистоты» жидких топлив и наличия фильтра очистки газа;
- высокая степень автоматизации процесса эксплуатации КГЭС позволяет отказаться от постоянного обслуживающего персонала.
Усилия производителей направлены на углубление указанных преимуществ, на повышение долговечности, экономичности, качества вырабатываемого электричества, ускорение приема нагрузки - что повышает и без того высокую конкурентоспособность КГЭС на рынке автономных источников электроснабжения.
КГЭС промышленного применения условно можно разделить по выдаваемой электрической мощности на три группы: малые (5-45 кВт), средние (до 100 кВт) и индустриальные (от 100 кВт). «Мощность КГЭС колеблется от нескольких киловатт до нескольких МВт (турбины Solar, Dresser-Rang), - говорит Мария Прокофьева, начальник отдела маркетинга и рекламы ТХ «Электросистемы» (С.-Петербург). - Для сравнения: Yanmar (газопоршневая установка) – 5, 10, 25 кВт, микротурбины – до 200 кВт, (в этот ряд можно добавить и газопоршневые модели марки Guascor 142-1250 кВт, - прим. EnergyLand.info) Cummins – 315-1750 кВт, Waukesha - 220-2100 кВт, Rolls-Royce – 1,1-3,6 МВт, Dresser-Rang (турбина) – 1,5-2,2 МВт. Эти электростанций могут быть размещены в контейнере. У производителя могут иметься и более мощные машины, которые по своим габаритам или массе не предназначены для размещения в контейнере».
Например, в контейнер не помещается ни одна из восьми моделей промышленных газовых турбин Siemens мощностью 4-47 МВт.
Нередко станции могут работать также на попутном нефтяном (ПНГ), шахтном (из угольных пластов), пиролизном, коксовом, древесном и биогазе, газе мусорных свалок и сточных вод. «В последние годы в нашей стране все чаще стали появляться автономные КГЭС, работающих на пропан-бутане (сжиженный газ), - продолжает Мария Прокофьева. - Связано это с тем, что далеко не все могут получить свободный доступ к «трубе». Наиболее распространенные сферы применения таких КГЭС - загородное строительство, мощность таких установок от 10 до 100 кВт».

Электростанция Bearford 24 кВт (фото компании «gaZEcos»)

«Одним из важнейших моментов при выборе типа КГЭС является изучение состава топлива, - полагает Олег Краевой, гл. инженер ООО «Авангард-Центр»  (Москва). - Производители газовых двигателей предъявляют свои требования к качеству и составу топлива для каждой модели. Основными характеристиками служат метановое число газа (процентное содержание метана в объеме газа), теплота сгорания низшая и высшая, степень детонации и серосодержание. В настоящее время многие производители проводят адаптацию своих двигателей под соответствующее топливо, что в большинстве случаев не занимает много времени и не требует больших финансовых затрат. Применение в качестве топлива перечисленных выше специфических газов вносит важный вклад в сохранение окружающей среды и позволяет использовать регенеративные источники энергии».
«Как правило, КГЭС используются в качестве основного источника энергии, - считает коммерческий директор компании «Энерготех» (Москва) Константин Камышный. - Исключение - лишь когда на объекте по каким-либо причинам проводят модернизацию генерирующих мощностей, предполагающую повышение мощности. В этом случае иногда существующий парк агрегатов выводят в резерв. Вообще же с резервной и аварийной функцией успешно справляются дизель-генераторные электростанции, которые имеют значительно более короткий промежуток времени, необходимый для запуска».
Индустриальные КГЭС могут объединяться в кластеры, работая параллельно – это дает равномерную нагрузку для оборудования, уменьшает стоимость резервной мощности, облегчает обслуживание станции.
«Наиболее оправданно с точки зрения экономики использование КГЭС на базе микротурбин, ГТУ и ГПУ в качестве основного источника энергии - например, в нефтегазовой промышленности для обеспечения собственных нужд месторождений и газотранспортной инфраструктуры, - полагает Ольга Парфенова, директор по маркетингу «БПЦ Энергетические Системы» (Москва). - Для энергообеспечения линейных частей газопроводов, где крайне важна надежность энергоснабжения, блочно-контейнерные электростанции работают одновременно и основным, резервным источником.
КГЭС имеют высокую степень заводской готовности и устанавливаются на открытых площадках, в том числе активно применяются в условиях Севера. «Ростелеком», к примеру, применяет микротурбинные КГЭС в качестве основного и резервного источника (в зависимости от потребностей объекта) энергоснабжения радиорелейных станций в Ханты-Мансийске и на Дальнем Востоке. Или КГЭС на базе ГТУ OPRA 1.8/2 МВт, установленная на территории Вологодского оптико-механического завода - она является не только основным источником электро- и теплоснабжения производства, но и отдает избыток электрической и тепловой энергии в городскую сеть.
Наибольшей эффективности основное генерирующее оборудование КГЭС достигает при эксплуатации в режиме когенерации, то есть совместном производстве электрической и тепловой энергии. Коэффициент использования топлива в таком режиме составляет более 90%, поскольку при этом используется тепло, которое обычно просто выбрасывается в воздух. В этом случае КГЭС включает в себя дополнительное теплоутилизационное оборудование».
«Любая КГЭС может быть оборудована системой утилизации тепла, - уверен Константин Камышный. - Более того, если предполагается использование тепловой энергии только контура охлаждения двигателя (это около 60% тепловой мощности), то теплообменное оборудование можно разместить даже внутри модуля КГЭС. Для полной системы утилизации тепла требуется интеграция в систему котла-утилизатора. Он может быть размещен даже на крыше блок-модуля. Но при этом для корпуса котла необходимо использовать сталь только специальных марок (например, 09Г2С), рассчитанных на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха до -60°С».
В отдельной, «бытовой» группе находятся сверхмалые агрегаты с воздушным охлаждением, мало интересные для промышленного применения, поскольку их нельзя использовать в качестве основного источника электроэнергии. Их мощность варьируется от 0,8 до 5 кВт.

Блочно-контейнерная станция на Вологодском оптико-механическом заводе (фото БПЦ «Энергетические системы»)

Контейнер и фундамент
Все агрегаты газовой электростанции размещаются на стальной несущей раме с точками крепления и противовибрационными подушками. Малые станции и газотурбинные агрегаты, как правило, поставляются в собственном защитном кожухе, блок-контейнер для крупных газопоршневых агрегатов также может выполняться в шумо- и теплозащитном варианте – существенная разница между ними состоит только в размерах и в способе доступа к «содержимому» станции.
«Если электростанция построена на базе газотурбинных двигателей, то контейнером случае выступает всепогодный шумозащитный кожух газовой турбины, - считает Константин Камышный. - В случае с ГПЭС контейнерного исполнения блок-модуль выполняет функции мобильного здания с выделенными отдельными функциональными отсеками – машинным залом, электротехническим отсеком. И если обслуживание газопоршневого агрегата может проводиться персоналом внутри модуля, то для обслуживания ГТУ (за исключением микротурбин) необходимо открывать створки кожуха.
Контейнерная электростанция - решение для ситуаций, когда нет возможности или необходимости вводить капитальное или легковозводимое стационарное здание. Такое происходит, например, при освоении нового небольшого нефтепромысла. Модульное исполнение позволяет достаточно оперативно перенести КГЭС на другой объект. Стационарная электростанция такой мобильности не имеет».
«КГЭС, как правило, выполняются на базе контейнеров, созданных по индивидуальным чертежам (в зависимости от типа оборудования, условий эксплуатации и т.д.), - полагает Мария Прокофьева. - Возможно размещение и в стандартном морском контейнере, но тогда не останется места для технического обслуживания и эксплуатации. Также индивидуальный контейнер имеет ряд преимуществ перед шумопоглощающим кожухом. Габаритные размеры такого контейнера полностью соответствуют международному транспортному стандарту CSC, что упрощает его транспортировку как ж/д, так и автомобильным транспортом. При транспортировки контейнера нет необходимости в его дополнительной упаковке.
В основном, контейнеры для КГЭС изготавливаются стандартных размеров (6, 9, 12 м), их масса - от 300 кг (небольшие когенерационные установки в кожухе мощностью 10-15 кВт) до 50 т (мощные газопоршневые установки)».
«КГЭС на базе микротурбин отличаются компактными размерами и весом за счет не больших габаритов и массы основного технологического оборудования, - говорит Ольга Парфенова. - Микротурбинные системы удобны для доставки грузовым автомобильным и ж/д-транспортом. К примеру, вес электростанций серии Capstone С1000 на (0,6-1 МВт) составляет 8-18 т, габариты (Длина*Ширина*Высота) – 9,14*2,4*2,8 м. Специальные мобильные электростанции на базе ГТУ могут быть выполнены в виде прицепа к грузовым тягачам и шасси».

КГЭС Мусюршорского месторождения (НК «Северное сияние») на базе Waukesha VHP5904GSI на этапе проведения ПНР (фото компании «Энерготех»)

«Отдельно стоит рассмотреть вопрос фундамента, - считает Константин Камышный. - В этом отношении контейнерные электростанции неприхотливы. У нас есть примеры, когда блок-модуль размещали на бревенчатом настиле. Конечно, это не типовое решение, но когда необходимо срочно организовать энергоснабжение объекта на непродолжительный промежуток времени - вполне годится!
Проводя параллель между стационарным зданием и КГЭС, можно сказать, что стоимость затрат на возведение капитального здания значительно выше. Насколько - в сильной степени зависит от климатических условий территории строительства и, соответственно, особенностей фундамента. Так, на Тайлаковском месторождении для главного здания электростанции применялся ленточный фундамент, индивидуально под каждый газопоршневой агрегат, на Хасырейском месторождении - свайный, при котором сваи забивались в грунт на глубину около 18 м. Сваи имеют металлические оголовки, а вся станция стоит на высоте 1,5 м от земли. Такие требования налагает вечная мерзлота.
Блок-модуль КГЭС не является обычным железнодорожным контейнером. При его проектировании выполняется полный расчет нагрузок исходя из того оборудования, которое там будет установлено. Под каждую серию генерирующего оборудования изготавливаются отдельные блок-модули. Фундамент КГЭС тоже должен удовлетворять требованиям по нагрузке и вибрациям. Блок-модуль является несущей конструкцией, а его рама служит для равномерного распределения нагрузки и вибраций на фундамент. Применение виброизоляторов позволяет снизить остаточную вибрацию до 3%. Грамотно проведенный расчет нагрузок позволяет в качестве фундамента КГЭС применять серийные дорожные плиты.
Контейнерное исполнение КГЭС имеет еще одну отличительную особенность - возможность создавать из отдельных модулей многоагрегатный комплекс. Техническое решение предполагает исключение общих стен модулей, установленных вплотную друг к другу. Помимо очевидного удобства для обслуживающего персонала, комплекс позволяет уменьшить общий бюджет проекта за счет использования общих для комплекса инженерных систем. Если моноагрегатная КГЭС представляет собой обособленное, самодостаточное инженерное изделие высокой заводской готовности, то многоагрегатный комплекс контейнерного исполнения, состоящий из 3-5 машин, позволяет использовать единую для всего комплекса систему освещения, отопления, вентиляции. В ряде проектов эффективнее поставить одну приточно-вытяжную установку на весь комплекс, чем 3-5 отдельных. При этом и заказчик получает определенную экономию как с финансовой точки зрения, так и с точки зрения эксплуатации. Но при этом стоит отметить, что надежность комплекса значительно снижается. Выход из строя одной единой системы вентиляции требует останова всего комплекса. В этом есть риск, поэтому в ГПЭС стационарного исполнения, как правило, применяется резервирование. Например, в стационарной ГПЭС мы обычно устанавливаем две приточно-вытяжных установки. В пусковой системе тоже устанавливаются два пусковых компрессора – основной и резервный, два ресивера. В КГЭС резервирование осуществляется не дублированием внутренних инженерных систем, а включением в энергоцентр другого типа оборудования - как правило, дизельного генератора. И это довольно распространенное решение».



Эксплуатационные расходы различных электростанций (предоставлено ООО «Авангард-Центр»)

Взгляд изнутри
Блок-модуль (контейнер) промышленной КГЭС, помимо двигателя и генератора, может содержать следующие инженерные системы (в зависимости от типа двигателя, системы охлаждения и исполнения контейнера):
- освещения;
- обогрева;
- сигнализации (газовой, пожарной, охранной);
- пожаротушения;
- масляную (обеспечивает долив масла на угар в двигатель);
- вентиляции (подача воздуха через отдельный фильтр на горение и охлаждение);
- топливоподачи (газопроводы и защитно-регулирующая аппаратура);
- газо- и водоподготовки, счетчики газа и воды;
- отвода продуктов горения / теплоутилизации;
- электрооборудование собственных нужд;
- блок аккумуляторных батарей;
- распределеительный щит;
- система удаленного мониторинга и управления.
В качестве газового двигателя электростанции могут использоваться разные по конструкции агрегаты, что приводит к появлению различий в комплектации КГЭС и параметрах выходного тока. Изделия малой и средней мощности обычно оснащаются газопоршневыми двигателями (средне- или высокооборотными) либо микротурбинами. Чем больше мощность КГЭС, тем шире применяются газотурбинные агрегаты, наиболее же крупные электростанции (единичные модули) оснащаются практически только ими.
Более подробно о газотурбинных агрегатах рассказывается в нашей публикации «Модульные ГТУ: двигаться дальше».. О микротурбинах можно прочитать в статьях «Микротурбины в борьбе за потребителя» , «Микротурбинные или газопоршневые: выбираем энергоустановку»  и «Микротурбины Capstone Turbine Corporation». Газопоршневые агрегаты с акцентом на когенерацию детально рассматриваются статье «Своя энергия ближе к делу».
«В отдельном отсеке блок-модуля располагают шкаф управления и генераторный выключатель, - говорит Константин Камышный. - Если генераторная установка оснащена высоковольтным выключателем, то применяется высоковольтная ячейка, если низковольтным, то шкаф 0,4 кВ. Блок-модуль состоит из двух отсеков – электротехнического отсека и машинного зала. Электротехнический отсек оборудован теми же системами, что и машинный зал (вентиляция, отопление, освещение, «пожарка», охранная сигнализация). Если генерирующим оборудованием КГЭС выступает агрегат с электрическим стартом, то дополнительно устанавливается шкаф оперативного тока, который служит для зарядки аккумуляторов и питает инженерные системы. КГЭС на базе ГПГУ с пневматическим пуском требуют пускового компрессора и ресивера сжатого воздуха, который располагается в непосредственной близости от модуля».
Из российских изделий можно отметить газопоршневый двигатель-генератор ГДГ 90. «Электростанция изготовлена на базе рядного двигателя, имеющего шесть цилиндров диаметром 210 мм, ходом поршня 210 мм и 1000 об/мин вращения коленчатого вала, - рассказывает Алексей Мельников, зам. генерального директора ОАО «Волжский дизель им. Маминых» (г. Балаково, Саратовская обл.). - Низкие обороты коленчатого вала двигателя увеличивают его ресурс работы до 60000 моточасов (семь лет круглосуточной работы) до капитального ремонта. Все импортные газопоршневые двигатели, аналогичные по мощности с ГДГ 90, имеют средние обороты коленчатого вала (1500 об/мин), что снижает их ресурс почти в два раза (не более 35-38000 часов). ГДГ 90 может устанавливаться в блок-контейнере с общей массой 18 т».
«Сомневаюсь, что у всех импортных электростанций ресурс до 38000 моточасов, - замечает Василий Беляков, коммерческий директор компании «Автономный ЭнергоСервис» (Москва). - Ни один производитель не согласится с таким уменьшением ресурса его техники».

Электростанция Guascor (фото компании «Автономный ЭнергоСервис»)

«Газопоршневый агрегат большой мощности (от 500 кВт) снабжается выносным радиатором и компонентами системы охлаждения (насосы, термостаты, задвижки и т.д.), в остальных случаях применяется штатный радиатор, расположенный на раме двигателя, - уверен Константин Камышный. - Внешняя система охлаждения может быть расположена в непосредственной близости от КГЭС или на крыше модуля. В этом случае должны выполняться требования по ограждению кровли, возможного пролива антифриза и требуется перерасчет несущих конструкций блок-модуля.
Компенсация тепловыделения двигателя обеспечивается системой вентиляции. Мы на основании термодинамических расчетов, замеров, проведенных в ходе пробной эксплуатации опытных образцов КГЭС, а также накопленного опыта эксплуатации определили оптимальное расположение воздушных заслонок, которые обеспечивают два режима работы - «лето» и «зима». Управление ламелями воздушных заслонок с электроприводом и возвратными пружинами осуществляется в автоматическом режиме по показанием термодатчиков, установленных в определенных точках блок-модуля. Для предотвращения повреждений металла корпуса воздушные потоки в блок модуле распределяются таким образом, чтобы исключить прямое попадание потока холодного воздуха на корпус газопоршневого двигателя».
«Все промышленные газопоршневые агрегаты требуют жидкостного охлаждения, - считает Александр Гусаров, коммерческий директор компании «gaZEcos» (Москва). – Это, собственно, наряду с количеством оборотов двигателя – до 1500 об./мин (а не 3000 об./мин, как у бытовых), и отличает профессиональную электростанцию от бытового генератора. Эти два параметра позволяют станциям работать в режиме постоянной генерации, а не только аварийной или резервной».
«Применяемые нами микротурбины Capstone и газотурбинные установки OPRA имеют воздушную систему охлаждения генератора, - уточняет Ольга Парфенова. - Технология воздушных подшипников позволяет отказаться от использования масла и увеличить срок службы оборудования до капитального ремонта (до 60000 часов) и межсервисные интервалы (до 8000 часов) за счет малого количества сопрягаемых частей.
При работе на газе низкого давления КГЭС комплектуются дожимным компрессором. Кроме того, непременной составляющей автономных электростанций является блок автоматизации, распределительные устройства, система пожаротушения. На линейных газопроводах в КГЭС нередко дополнительно устанавливается источник бесперебойного питания, обеспечивая возможность перехода на автономный режим работы при авариях или перебоях в электропитании.
При  использовании в основе КГЭС микротурбин не требуется дополнительно устанавливать дизель-генератор для запуска энергоблока – эту функцию берет на себя блок аккумуляторных батарей, входящий в состав микротурбинной установки».

Газовый двигатель-генератор ГДГ 90 (фото ОАО «Волжский дизель им. Маминых»)

Наиболее широко при комплектовании агрегатов на базе всех газовых двигателей применяются генераторы марок Leroy Somer, Cummins, Caterpillar и Kato Engineering.
«Если требуется повысить напряжение низковольтного генератора, то электростанция комплектуется повышающим трансформатором, - продолжает Константин Камышный. - Трансформатор дополнительно выполняет функцию защиты генератора, обеспечивая гальваническую развязку нагрузки и генератора. Для коммутации силовой цепи низковольтных агрегатов используется генераторный шкаф и выключатель. Как правило, мы используем автоматические выключатели производства ABB с электроприводом. Коммутация может осуществляться как вручную, так по команде с панели управления или АРМ оператора станции.
Для агрегатов, оборудованных генератором 6,3 кВ, используется целый комплект оборудования (как мы его называем, «3,5 ячейки») - трансформатор измерительный, вакуумный выключатель и ячейка собственных нужд (включает в себя трансформатор собственных нужд на 40 кВА и цепи релейно-защитной автоматики). Схема обеспечивает получение и выдачу мощности, защиту генератора и электрооборудования КГЭС, а также энергоснабжение оборудования собственных нужд станции.
Как правило, заказчики не требуют оснащения КГЭС первоначальным источником электроэнергии, который необходим для работы автоматики панели управления и освещения. Однако размеры блок-модуля позволяют разместить в нем и дизельный (или бензиновый) электрогенератор для запуска КГЭС «с нуля». Но с такого рода запросами мы пока еще не встречались - практика показывает, что на объекте всегда есть источник энергии, необходимой для запуска КГЭС, и нет необходимости усложнять проект, ведущий к необоснованному его удорожанию».
Если станция предназначенная для аварийного электроснабжения, то в ее комплект входит система статической зарядки аккумуляторной батареи от магистральной электрической сети 220 В - это обеспечивает постоянную зарядку электростартерной системы агрегата.

Generac Elite, 3 фазы с обвязкой (фото ООО «ГазРегионИнвест»)

Автоматика в помощь
Блок контроля и автоматики с программируемой системой автозапуска, которым снабжаются промышленные КГЭС резервного питания, предназначен для контроля состояния сети, защиты потребителей энергии от скачков напряжения и для автоматического запуска станции, если напряжение сети находится за допустимыми пределами. В АСУ станций, на практике работающих непрерывно, заложены те же функции.
«Для оперативного управления и мониторинга компонентов электростанции «Энерготех» использует АСУ ТП собственной разработки, - говорит Константин Камышный. - Система мониторинга позволяет получать и обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы до 15000 контролируемых параметров оборудования разных производителей и имеющих различные протоколы обмена данными (ГПГУ, ДГУ, КРУ, НКУ, система охлаждения и топливоснабжения ГПГУ, система пожаробезопасности, контроля загазованности и др.). Это удобно при эксплуатации агрегата на месторождениях, где обычно имеется большое количество разнотипного оборудования».
«При необходимости БПЦ комплектует блочно-контейнерные электростанции системой удаленного управления и мониторинга, позволяющей контролировать и изменять параметры работы станции удаленно, из любой точки мира, - рассказывает Ольга Парфенова. - Такая система позволяет снизить количество обслуживающего персонала на объекте, что приводит к дополнительному снижению расходов на содержание электростанции».
Зарубежные газогенераторы на базе любых двигателей стандартно комплектуются интеллектуальными цифровыми панелями управления с возможностью расширения для параллельной работы нескольких электростанций. Панели управления имеют надежную виброизоляцию, дисплей с индикацией всех основных характеристик работы: силы тока, давления масла, уровня охлаждающей жидкости, температуры двигателя, числа оборотов и др.

ГТУ Siemens SGT-100 – уже за пределами размеров контейнера (фото Siemens)

Хорошие новости для потребителей
Как и рынок генерирующего оборудования в целом, рынок газовых электростанций плотно оккупирован зарубежными моделями, чему способствуют в том числе нулевые таможенные пошлины на часть оборудования. А на газовые электрогенераторные и силовые установки мощностью более 750 кВА распространяется даже нулевой НДС.
По словам Ольги Парфеновой, «отдельные комплектующие, входящие в состав различных КГЭС, облагаются пошлинами, составляющими в среднем до 10% от стоимости оборудования. Но применяемые нами турбогенераторы Capstone и OPRA, на основе которых изготавливаются блочно-контейнерные электростанции, не облагаются пошлинами на импорт. Ряд комплектующих для КГЭС мы закупаем у отлично зарекомендовавших себя отечественных производителей».
«Ведущими производителями газовых электростанций на основе поршневых двигателей и турбин на сегодняшний день являются: GE Jenbacher, Caterpillar, MWM (бывший Deutz  AG), Waukesha, Cummins, Solar Turbines, Calnetix, Capstone, FG Wilson, Tedom, Dresser-Rang, - считает Мария Прокофьева. - В России также есть достойные образцы газовых генераторов - например, продукция Коломенского завода, «Волжского дизеля им. Маминых», ОАО «РУМО». Причем российские производители электростанций (особенно контейнерных), на сегодняшний день стараются использовать все больше отечественных комплектующих».
«Говоря об основном генерирующем оборудовании, замечу, что в России еще пока нет налаженного производства ГПГУ, которые могли бы тягаться по технико-эксплуатационным характеристикам с зарубежными агрегатами, - возражает Константин Камышный. - Поэтому - только зарубежного производства. По всем остальным системам КГЭС в целом (без учета ГПГУ) соотношение импортное / российское находится в пропорции 70/30».
«Основное преимущество импортных газопоршневых электростанций – в высоком электрическом КПД, - считает Василий Беляков. - Например, электрический КПД электростанций Guascor (142-1250 кВт) достигает значения 43,3%. Такое качество выработки электроэнергии на сегодняшний момент недоступно ни большинству отечественных производителей, ни, тем более, производителям микротурбинных установок».
Несмотря на мощное давление импорта, российские заводы успешно работают над повышением конкурентоспособности своей продукции. «ГДГ 90 способен вырабатывать до 500 кВт электроэнергии и 450 кВт – тепловой, - рассказывает Алексей Мельников. - Основная масса аналогичных ГДГ импортного производства вырабатывают в полтора-два раза меньшую удельную мощность по причине опасности возникновения детонации и высоких температур выхлопных газов (см. таб.).
Масло меняется через 1500 моточасов, удалось также достигнуть его расхода на угар до 3 л/сут. Стабильную работу двигателя обеспечивает процесс сгорания с обратной связью по пределу горения топливной смеси. В обратной связи нет никаких сложных систем управления качеством смеси - двигатель сам подбирает себе оптимальную смесь на любом составе топливного газа. А в импортных двигателях из-за работы на обогащенных смесях применяется сложная и дорогостоящая система λ-контроля смеси, настраивать которую способен только специально обученный наладчик».
Производитель приводит и другие аргументы в пользу своего изделия, доказывающие его простоту, ремонтопригодность и дешевизну эксплуатации –традиционные для российской продуции преимущества.
Но обеспечить весь спектр потребностей отечественные агрегаты, конечно, пока не могут, поэтому в Россию активно поставляются зарубежные электростанции, способные удовлетворить самого требовательного заказчика.




«В 2009 году на рынке России впервые начали появляться газовые электростанции Bearford 16-40 кВт (400В, 50 Гц; двигатели – Ricardo и Lester, генераторы Stamford и TFW, регуляторы Woodward) для постоянной электрогенерации, - рассказывает Александр Гусаров. - Газовых электростанций среднего уровня (16-100 кВт) очень мало на рынке России. Лучшая по цене/качеству, пожалуй, модель на 24 кВт: расход газа порядка 0,34 м³/кВт•ч, габариты 1780х750х1150 мм, вес 700-800 кг. Пока на все модели есть дифицит, но мы работаем над тем, чтобы любой мог получить живьем такую станцию в любое время. Важная проблема низкого давления газа в российских системах решена нашими специалистами - специальная доработка топливной системы позволяет подключать наши станции к бытовому давлению газа даже плохого качества».
«В прошлом году мы начали поставки в Россию микротурбинных систем Capstone серии С1000 на основе двигателя С200, - говорит Ольга Парфенова. - Они могут комплектоваться энергоблоками в количестве от 3 до 5. Выходную электрическую мощность любой из установок семейства С1000 можно оперативно увеличить до максимального значения в 1 МВт при сохранении исходных габаритных размеров. Блочно-модульная конструкция позволяет устанавливать энергосистемы С1000 друг на друга.
Как и любой другой рынок, подверженный кризисным влияниям, рынок КГЭС в прошлом году ощутил замедление темпов роста, но, в отличие от других отраслей, влияние кризиса было не так критично. Производителей и поставщиков автономных электростанций он все-таки коснулся в меньшей степени. Спрос хоть и медленнее, но продолжал расти. Рыночные механизмы и кризисные явления подтолкнули потребителей к более разумному инвестированию. Современные технологии должны отвечать требованиям экономичности, надежности и быстрого возврата инвестиций. Потребители стали обращать внимание на эксплуатационные расходы, и затраты на содержание электростанций в долгосрочном, 10-летнем периоде. Это привело к увеличению спроса на микротурбинные электростанции, т.к. совокупные затраты на внедрение микротурбин оказались сравнимы, а в ряде случаев даже ниже традиционных решений на основе газопоршневых, газотурбинных двигателей и даже дизельных генераторов.
На сегодняшний день, незавершенность реформ централизованной энергетики, моральный и физический износ существующих энергетических мощностей, а также 15-30%-й рост тарифов на электроэнергию и тепло в 2009 году обеспечивает большой потенциал для роста распределенной (автономной) энергетики в России. Активный призыв руководства страны и государственных структур к энергосбережению также стимулирует потребителей к выбору в пользу энергоэффективного оборудования и перехода к современным способам генерации».



Биогазовая установка

«Рынок строительства объектов малой энергетики, и КГЭС в частности, в 2009 году находился в условиях стагнации, - считает Константин Камышный. - Реализовывались лишь те проекты, которые являлись частью масштабных инвестиционным программ, и было экономически более эффективно их завершить, чем заморозить. Сейчас рынок понемногу оживает, и за счет КГЭС тоже.
Рассматривая нефтегазовый сектор, можно сделать вывод о том, что КГЭС, как правило, находят применение на небольших промыслах, где не требуется большой мощности. Кроме того, контейнерное исполнение электростанции позволяет переместить станцию на другой объект промысла в дальнейшем. А разработка именно небольших месторождений в условиях кризиса шла более медленными темпами».
Итак, вы решили установить на своем предприятии контейнерную газовую электростанцию. Остались мелочи: перед этим надо получить все необходимые разрешения и согласования с газовой службой и Ростехнадзором, провести энергетический аудит территории (или помещения) и составить схему энергоснабжения. Электростанции, работающие на газе, при соблюдении условий эксплуатации, своевременном техническом обслуживании и квалифицированном ремонте способны прослужить десятилетия.

Олег Никитин, EnergyLand.info
На первой фотографии: газопоршневая электростанция контейнерного исполнения мощностью 1,2 МВт, г. Салехард (фото ТХ «Электросистемы»)

См. также:
Вечных двигателей не бывает. Запчасти для Cummins (двигатели Камминз): доступное качество.
Экспериментальный самолет на солнечных батареях пересек Америку