Теплоэнергетический комплекс «Алатырь»

 

 

 

 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Теплоэнергетический комплекс «Алатырь» (ТЭК «Алатырь»)

Теплоэнергетический комплекс «Алатырь» (далее ТЭК «Алатырь») предназначен для энергообеспечения промышленных предприятий, предприятий нефте-, угольно-, газодобывающей промышленности и предприятий сферы ЖКХ, нуждающихся в надежном источнике распределенной генерации малой мощности. Представляет собой паросиловую теплоэнергетическую установку, генерирующую электрическую и тепловую энергии, а также, при необходимости, технологический пар требуемых параметров.

Благодаря способности работать при критически низких температурах (до -60 0С), комплекс применим на специальных объектах в районах Крайнего Севера и Арктики. Также может комплектоваться с учетом применения в жарких климатических условиях.

Принцип работы

Принцип работы ТЭК «Алатырь» аналогичен принципу работы крупной ТЭЦ/ТЭС.

При сжигании в паровых котлах топлива, образуется тепловая энергия. С помощью полученной энергии происходит нагрев котловой воды, с последующим ее испарением и получением насыщенного пара, а также перегрев полученного пара. Далее пар поступает в паровой турбогенератор. В турбогенераторе пар расширяется, и преобразует работу (вращение ротора) в электрическую энергию. Электрическая энергия подается потребителям. Отработавший пар подается в конденсатор, где конденсирует, а образующийся конденсат перекачивается в деаэратор. Из деаэратора питательная вода подается в паровые котлы. Далее цикл повторяется.

 

Разновидности ТЭК «Алатырь»  

Исходя из потребности в том или ином виде энергии, возможно применение одного из трех типов построения теплоэнергетического комплекса Алатырь::

  • I тип – с применением паротурбинных установок противодавленического типа, вырабатывающий электрическую (от 0,5 МВт до 3,0 МВт) и тепловую (от 2,5 МВт до 15,0 МВт) энергию;
  • II тип – с применением паротурбинных установок конденсационного типа, вырабатывающий электрическую энергию (от 0,5 МВт до 6,5 МВт);
  • III тип – с применением паротурбинных установок конденсационного типа с промышленным отбором пара, вырабатывающий электрическую энергию (от 0,5 МВт до 5,4 МВт) и технологический пар (от 0,2 до 25,0 т.п./час) .    

Используемые виды топлива:

  • природный газ;
  • попутный нефтяной газ (неочищенный);
  • сырая нефть (в том числе высоковязкую и сверхвязкую, с содержанием серы до 5 %);
  • мазут любых марок, включая негостированный;
  • отходы нефтепереработки (по согласованию);
  • дизельное топливо;
  • метан (выделяющийся при дегазации  пластов в угледобывающей промышленности);
  • биоэтанол;
  • агрессивные горючие газы, выделяющиеся в химической промышленности, с теплотворной способностью от 4000 ккал/нм3 (по согласованию).

Примечание! 

ТЭК «Алатырь» может ОДНОВРЕМЕННО работать на газообразном и жидком видах топлива (на смеси). 

Свойство одновременного сжигания газообразного и жидкого видов топлива может быть востребовано в нефтедобывающей промышленности, где при недостатке используемого в качестве топлива ПНГ автоматика начинает подавать в котел сырую нефть ровно в том количестве, которое необходимо для выработки пара.

 

Преимущества ТЭК «Алатырь»

  1. Вариативность ТЭК «Алатырь», позволяющая подобрать соответствующее, оптимальное для потребителя, решение по выработке электрической и тепловой энергии, а также технологического пара, что позволит значительно сократить денежные затраты потребителя на их приобретение от сторонних источников.
  2. Способность ТЭК «Алатырь» работать на любых газообразных и жидких видах топлива (и их смесях), включая дешевые отходы нефтепереработки, что позволяет значительно сократить расходы на топливную составляющую.  Комплекс способен работать на сырой нефти с чрезвычайно высоким содержанием серы (до 5%), на сверхвязкой сырой нефти, и на агрессивном ПНГ.
  3. Низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии, обусловленная низкими эксплуатационными затратами, и возможностью применения дешевых видов топлива.
  4. Простота обслуживания.
  5. Низкие сроки регламентного обслуживания (3-5 дней в год).
  6. Надежность. Технологии ТЭЦ проверены годами.
  7. Высокий срок эксплуатации (25 лет и более).
  8. Предусмотрена система самоочистки котлов, что позволяет поддерживать необходимое качество и количество пара для работы турбины.
  9. Регулирование мощности от 15 % до 100 % электрической и тепловой энергии.
  10. Возможность быстрого развертывания и ввод под нагрузку - оборудование комплекса размещается в транспортабельных модулях.
  11. Соблюдение нормативных требований по выбросам.
  12. При применении в нефтедобывающей промышленности способствует выполнению постановления Правительства РФ от 8 января 2009 г. N 7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках».
  13. Малый срок окупаемости. 

 

Области применения ТЭК «Алатырь»

Проведенные исследования показали техническую и экономическую целесообразность применения ТЭК «Алатырь» в совершенно разных сферах и отраслях промышленности, среди которых :  

  1. Нефтедобывающая промышленность.

    Область применения:

  • энергообеспечение удаленных средне- и малодебитовых скважин.

   Используемое топливо: 

  • неочищенный попутный нефтяной газ;
  • сырая нефть;
  • смесь ПНГ и сырой нефти (при недостаточных количествах ПНГ).

  2. Угледобывающая промышленность.

    Область применения:

  • энергообеспечение инфраструктуры месторождений.

    Используемое топливо: 

  • метан, выделяющийся при дегазации пластов.

  3. Сельское хозяйство в удаленных районах.

     Область применения:

  •  обеспечение тепловой и электрической энергией теплиц и имеющейся инфраструктуры. 

     Используемое топливо: 

  • мазут;
  • отходы нефтепереработки;
  • биоэтанол;
  • природный газ.

  4. Химическая промышленность, где присутствует горючий газ с теплотворной способностью от 4000 ккал/нм3

     Область применения:

  •  обеспечение производства тепловой и электрической энергией, а также технологическим паром заданных параметров. 

     Используемое топливо: 

  • горючий газ с теплотворной способностью от 4000 ккал/нм3;
  • мазут;
  • отходы нефтепереработки;
  • природный газ.

  5. МЧС.

     Область применения:

  • выработка электрической  и тепловой энергии в зонах бедствий, природных катастроф и в местах временного поселения семей пострадавших.

     Используемое топливо: 

  • мазут;
  • отходы нефтепереработки;
  • природный газ;
  • дизельное топливо.

  6. ЖКХ.

     Область применения:

  • выработка электрической  и тепловой энергии в труднодоступных районах в средней полосе России, Якутии, Приморском крае, Сахалине и других административных единицах, где генерация осуществляется при помощи ненадежных и дорогих в обслуживании ДЭС.

     Используемое топливо: 

  • мазут;
  • отходы нефтепереработки.

 

Состав оборудования ТЭК «Алатырь» 1/5

1. Энергетический комплекс.

Состоит из парового котла  и вспомогательного оборудования, а именно: газовая и нефтяная топливные рампы, горелка, система верхней продувки барабана, система нижней продувки, система очистки внутренних поверхностей котла, воздухопроводы, трубопроводы воды, пара и топлива, арматура, гарнитура, автоматика, приборы и устройства контроля и защиты,  дымовая труба.

1.1. Котел.

Котел водотрубный, с горизонтальной водоохлаждаемой топочной камерой, предназначенной для сжигания топлива с высоким содержанием серы в соединениях, с паровой системой очистки от сажеобразования. Температура дымовых газов предусмотрена не ниже 175 °C, с целью предотвращения образования кислотной точки росы дымовых газов на  тепловых поверхностях.

Внешний вид

Технические характеристики РК - 6,7 - 3,6 - 7000 – 1800

Паропроизводительность 6,7 т/час;  5,74 МВт
Температура на выходе 440 0С
Температура воздуха для сгорания  25°C
Максимальное разрешенное давление в котле (максимальное заданное значение для предохранительного клапана): 36,2 бар
Расход топлива 581 кг/час (усредненный) 
Производительность, включая потери 6,2 МВт
КПД: 92 %
Объем воды 5,6 м3
Вес котла без воды и обмуровки 23 000 кг
Габариты, (Д/Ш/В)  10,8x2,65x 2,742 м  
Произодитель ООО «Вест-Тер»

 

1.2. Горелочное устройство.

Промышленное горелочное устройство для раздельного и совместного сжигания ПНГ и нефти с высоким содержанием серы в соединениях. Регулирование мощности – модулируемое. Регулирование соотношения топливо/воздух – электронное.

Внешний вид

Технические характеристики

Топочная мощность 6,4 МВт
Минимальное топочное пространство, (Д/Ш/В)  5х1,5х1,5 м
Топливо:  

Попутные газ

 
Теплота сгорания 52-86  МДж/нм3
Давление 250 мбар
Температура 20 0С
Расход 150…450 нм3
Жидкие фракции отсутствуют
Максимальное содержание сероводорода 9 % (объемное)
Сырая нефть  

Теплота сгорания

42,7 МДж/кг
Давление 0,1…1 бар (изб.)
Температура 60 0С
Расход 180…540 кг/ч
Максимальное содержание серы 5 % (массовое)
Запальное: попутный газ/пропанобутановая смесь

Распыляющая среда (сжатый воздух сухой пар)      

 

Давление 5 бар (изб.)
Расход 0…600 л/мин.
Воздух на горение  
Объём потока на горелку (3% О2)  12 000 нм3
Температура макс. 40 0С
Равномерность потока ±10%
Производитель зарубежный партнер

 

1.3. Газовая топливная рампа.

Предназначена для регулирования давления  входящего газового потока и равномерной подачи в горелочное устройство.

Внешний вид

1.4. Нефтяная топливная рампа.

Предназначена для предварительного подогрева и перекачки топлива, обеспечения необходимого давления постоянной температуры для подачи в горелочное устройство. 

Внешний вид

 

2. Турбогенератор.

Предназначен для производства электрической энергии. Гарантированная электрическая мощность 650 кВт.

  • паровая турбина с противодавлением (ПТ) является одноступенчатой с рабочим колесом, оснащенным одним рядом роторных лопаток.
  • генератор – трехфазный асинхронный.

Внешний вид

Технические характеристики 

Номинальный расход пара 6,5   т/ч     

Входное давление пара в турбину

 

3,0 до 3,5 МПа (от 30,2 до

35,1  ата)

Температура пара на входе в турбину 400 ÷ 445°С     

Выходное давление пара из турбины

от 0,25 МПа (2,53 ата) до  0,15 МПа      (1,53 ата)

Температура пара на выходе из турбины 189 °С
Скорость вращения ротора турбины  225с-1 (13500 об/мин)
Скорость вращения выходного ротора редуктора 25с-1 (1500 об/мин)
Генератор синхронный:  
Питательное напряжение генератора 3 × 6300 В, 50 Гц
Мощность на клеммах генератора 650 кВт
Номинальный ток 80,2 А

Скорость вращения

25с-1 (1500 об/мин)
Производитель Российская компания

 

3. Комплектное распределительное устройство.

В составе ТЭК «Алатырь»  1-5  предусмотрено два комплекта РУ-6,3 кВ, которые совместно с оборудованием турбогенераторов позволяют включаться в автономную сеть, синхронизироваться и передавать 1,0 МВт электроэнергии потребителю.

 

4. Комплекс программно-технических средств системы автоматического управления.

Элементная база комплекса технических средств АСУ ТП состоит из серийно выпускаемых изделий автоматизации и вычислительной техники производства компании «Valmet Automation» (Финляндия). Технические средства, входящие в комплект поставки АСУ ТП технологическим оборудованием, имеют соответствующие сертификаты на соответствие Российским стандартам.

Применяемый программно-технический комплекс обладает следующими качествами:

  • модульный принцип построения;
  • резервирование оборудования и каналов связи, горячая замена элементов;
  • высокий фактор надежности, длительный срок эксплуатации;
  • комплексная самодиагностика оборудования;
  • расширенные возможности решения инженерных и информационных задач управления;
  • удобный интерфейс пользователя;
  • возможность интеграции с другим оборудованием при помощи стандартных сетей связи и программного обеспечения.

В установке применена полномасштабная автоматизированная система управления технологическими процессами, главный щит управления которой выведен в блок управления. Блок управления имеет оборудованное для диспетчера место, где оператор через компьютерный интерфейс осуществляет управление комплексом. 

 

5.  Химводоподготовка.

В качестве основного водоподготовительного оборудования устанавливается «Установка блочно-модульная водоочистная модели ECOZ» заводского изготовления производства ООО «Невская экологическая компания».

Данное водоочистное оборудование выпускается серийно по ТУ 4859-001-80586333-2011 и гарантирует выполнение требований исходных данных.

Характеристики оборудования обеспечивают на выходе качество очищенной воды, соответствующее требованиям ГОСТ 20995-75, и требованиям производителя котла, при соблюдении условий эксплуатации и регламента обслуживания, указанных в паспорте оборудования. 
 

6. Деаэратор атмосферный.

Предназначен для удаления коррозионно – агрессивных газов (кислорода и свободной углекислоты) из питательной воды паровых котлов.

Технические характеристики ДА 10/4

Производительность  10 м3
Рабочее давление 1,2 бар (абс.)
Объем  4 м3
Температура  104,25 0С
Габариты, (Д/Ш/В) 4450 х1212x3540 мм
Производитель ООО «Теплотех-Комплект»

 

 

7. Оборудование для утилизации тепловой энергии.

Предназначено для передачи тепловой энергии потребителю и, при необходимости, если тепловая энергия не требуется, -  для утилизации через сухие градирни. Система замкнутая, в процессе эксплуатации требуется только подпитка. Состав: сухая градирня, две ступени теплообменников работающие как конденсатор, сетевые теплообменники, насосы, этиленгликолевая смесь и пр.

7.1. Сухая градирня

Осуществляет охлаждение циркулирующей жидкости-теплоносителя с помощью проходящего через пластинчатый теплообменник наружного воздуха.

Технические характеристики TF 916.6.22.GR

Мощность 2452 кВт
Количество вентиляторов 6
Рабочее давление  12 бар (абс.)
Температура воздуха вход/выход 40 (макс.)/96,8 0С
Расход воздуха: 133600 м3
Габариты, (Д/Ш/В) 5,80х2,376х2,40 м
Производитель ООО «ЗАВОД ТЕРРАФРИГО»

 

7.2. Теплообменное оборудование

От российских производителей и поставщиков: ЗАО «Гидролекс» - сильфонно-трубчатые теплообменные аппараты, малого веса, компактные и ООО «РИДАН» - пластинчатые теплообменники стандартные.

7.3. Насосное оборудование- ООО «Грундфос», Московская обл.