АБХМ и производство холода от ГПУ

Краткий ответ

Связку ГПУ и АБХМ нельзя подобрать только по требуемой электрической мощности. В исходных материалах есть данные по электрической мощности и расходу газа отдельных ГПУ, пример пропускной способности газопровода и отдельный расчётный сценарий ТЭО. Данных о конкретной АБХМ — холодопроизводительности, потреблении тепла, температурных режимах и требованиях к контуру — в fact pack нет.

Поэтому на первом этапе нужно:

1. определить электрическую нагрузку объекта;

2. подтвердить доступность и параметры газа;

3. получить тепловые характеристики выбранной ГПУ;

4. определить холодовую нагрузку;

5. сопоставить режимы ГПУ и АБХМ;

6. отдельно рассчитать ТЭО по конкретному объекту.

Показатели из проекта на 8 установок нельзя переносить на другие объекты или считать универсальными для связки ГПУ и АБХМ.

Что можно определить по исходным данным

Fact pack позволяет предварительно оценить:

• непрерывную электрическую мощность отдельных моделей ГПУ;
• удельный расход газа;
• расчётный часовой расход газа;
• ориентир из таблицы пропускной способности газопровода;
• параметры одного проектного сценария ТЭО.

Fact pack не позволяет определить:

• тепловую мощность ГПУ;
• холодопроизводительность АБХМ;
• коэффициент преобразования тепла в холод;
• температуры и расходы теплоносителя;
• необходимую мощность насосного, градиренного или другого вспомогательного оборудования;
• совместимость конкретных моделей ГПУ и АБХМ.

Исходные условия

Для предварительного расчёта связки ГПУ и АБХМ необходимо зафиксировать:

Электрическая нагрузка

• требуемую непрерывную и максимальную электрическую мощность;
• почасовой график нагрузки;
• продолжительность работы;
• необходимость параллельной работы с сетью;
• требования к резервированию.

По таблице мощности название модели не всегда совпадает с её непрерывной мощностью. Например, для модели ГПУ 250 указана непрерывная мощность 210 кВт, а не 250 кВт. Аналогично для ГПУ 150 указано 145 кВт.

Газоснабжение

Нужно подтвердить:

• наличие газопровода;
• давление газа;
• допустимый расход;
• параметры газа;
• длину трубопровода;
• диаметры и материал труб;
• количество фитингов и местных сопротивлений;
• требования газоснабжающей организации.

В таблице газопроводов приведены диапазоны давления:

• низкое — до 0,005 МПа;
• среднее — до 0,3 МПа;
• высокое — до 1,2 МПа.

Расчётная таблица газопроводов использует плотность газа 0,68 кг/м³, температуру 20 °C / 293 K и ссылается на методику сжимаемости GERG-91. Эти параметры относятся к расчётным условиям исходной таблицы и не заменяют технические условия конкретного объекта.

Тепловой контур

Для выбора АБХМ нужны подтверждённые данные о тепле, которое может быть передано от ГПУ:

• доступная тепловая мощность;
• температурный график;
• расходы теплоносителя;
• режимы работы;
• допустимый диапазон нагрузки;
• возможность отвода избыточного тепла.

В таблице мощности тепловые характеристики не приведены. Поэтому по этим данным нельзя рассчитать, какую АБХМ можно подключить к выбранной ГПУ.

Холодовая нагрузка

Нужно определить:

• требуемую холодопроизводительность;
• минимальную, среднюю и максимальную нагрузку;
• почасовой и сезонный график;
• допустимые перерывы в холодоснабжении;
• необходимость резервной АБХМ или другого источника холода;
• точки подключения к существующей системе.

Без данных по тепловой нагрузке и характеристикам АБХМ невозможно определить объём холода, который может быть произведён за счёт ГПУ.

Расчётный пример

Расход газа для отдельных ГПУ

Часовой расход рассчитан как:

`непрерывная мощность × удельный расход газа`

Значение 56,7 м³/ч для ГПУ 250 при непрерывной мощности 210 кВт и расходе 0,27 м³/кВт·ч прямо приведено в таблице мощности.

Эти значения относятся к указанным моделям и не являются универсальным расходом для всех ГПУ.

Проверка газопровода

В таблице таблице газопроводов для стальной трубы 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа приведена пропускная способность около 50 м³/ч.

Если рассматривать только этот пример из таблицы газопроводов, расчётный расход ГПУ 250 составляет 56,7 м³/ч, то есть выше указанного ориентировочного значения 50 м³/ч. Это не является итоговым выводом о возможности подключения: фактическая пропускная способность зависит от длины трубопровода, фитингов, потерь давления, параметров газа и требований поставщика газа.

Отдельный сценарий ТЭО

В проектного ТЭО рассмотрен проект, который не следует считать расчётом для любой связки ГПУ и АБХМ:

Сценарий проектного ТЭО включает допущения по часам работы, обслуживанию и финансированию. В нём не приведены характеристики АБХМ и расчёт производства холода. Поэтому его показатели нельзя использовать как универсальные для проектов с АБХМ или для других объектов.

Как проверить применимость связки ГПУ и АБХМ

1. Сопоставить электрический и тепловой режимы

Сначала определяется, в какие часы ГПУ должна работать для покрытия электрической нагрузки. Затем проверяется, есть ли в эти же периоды потребность в тепле для АБХМ.

Если электрическая нагрузка есть, а потребность в холоде отсутствует, использование теплового ресурса и режим отвода избыточного тепла требуют отдельного решения.

2. Проверить характеристики оборудования

Для ГПУ и АБХМ необходимо получить официальные данные выбранных моделей:

• электрическую мощность;
• расход газа;
• тепловую мощность;
• температурные и расходные параметры;
• диапазон рабочих нагрузок;
• холодопроизводительность АБХМ;
• требования к теплоносителю;
• ограничения по режимам работы.

В предоставленных таблице мощности–расчётном сценарии майнинга отсутствуют паспортные данные АБХМ и тепловой баланс ГПУ. Подбор по одной электрической мощности будет неполным.

3. Проверить газовую инфраструктуру

Расход газа выбранной ГПУ нужно сопоставить не только с диаметром трубы, но и с:

• давлением на входе;
• длиной трассы;
• потерями давления;
• арматурой и фитингами;
• параметрами газа;
• требованиями газоснабжающей организации.

Таблица газопроводов является справочным расчётным материалом. Она не является техническими условиями и не заменяет финальное согласование подключения.

4. Рассчитать режимы холодоснабжения

Нужно проверить работу системы при:

• максимальной холодовой нагрузке;
• частичной нагрузке;
• сезонном снижении спроса;
• отсутствии потребления холода;
• работе ГПУ в резервном режиме;
• ограничении подачи газа;
• остановке одной из установок.

Без графика холодовой нагрузки нельзя определить, будет ли тепловой ресурс ГПУ востребован в течение расчётного периода.

Экономика проекта

Экономика связки ГПУ и АБХМ рассчитывается по данным конкретного объекта. В неё могут входить:

• стоимость электроэнергии из сети;
• цена газа;
• расход газа выбранной ГПУ;
• стоимость сервиса;
• капитальные затраты;
• режим работы оборудования;
• стоимость резервирования;
• фактическое использование тепла;
• график производства и потребления холода.

Показатели из проектного ТЭО относятся только к сценарию на 8 установок по 230 кВт с параметрами, указанными в таблице выше. Их нельзя переносить на ГПУ 250, ГПУ 500, ГПУ 1000 или на другой объект без отдельного расчёта.

ТЭО для проекта с АБХМ должно отдельно показать:

1. электрическую выработку;

2. расход газа;

3. доступный тепловой ресурс;

4. производство холода;

5. долю полезно использованного тепла;

6. работу резервного оборудования;

7. капитальные и эксплуатационные затраты;

8. чувствительность результата к тарифам, цене газа и режиму нагрузки.

Ограничения расчёта

По данным таблице мощности–расчётном сценарии майнинга невозможно достоверно определить:

• модель и тип АБХМ;
• холодопроизводительность;
• тепловую мощность ГПУ;
• температуру и расход теплоносителя;
• количество АБХМ;
• состав вспомогательного оборудования;
• итоговую стоимость проекта;
• сроки реализации;
• универсальный срок окупаемости;
• экономию для конкретного объекта;
• соответствие газопровода техническим условиям.

Отдельные ограничения источников:

• значения мощности и расхода газа относятся только к моделям, указанным в таблице мощности;
• названия моделей в таблице мощности не всегда соответствуют непрерывной мощности;
• пример пропускной способности трубы из таблицы газопроводов нельзя распространять на все диаметры, давления и трассы;
• сценарий проектного ТЭО содержит собственные допущения по часам, сервису и финансированию;
• в проектного ТЭО нет расчёта холодопроизводительности АБХМ;
• данные расчётном сценарии майнинга относятся к специальному майнинговому сценарию и не применяются к промышленным или сельскохозяйственным объектам;
• в расчётном сценарии майнинга указаны разные интервалы обслуживания: 750 часов на одном листе и 500 часов на листе M50. Универсальный интервал по этим данным устанавливать нельзя.

Какие данные нужны для ТЭО

Для расчёта по объекту подготовьте:

Данные по электрической нагрузке

• требуемую мощность;
• почасовой график;
• сезонность;
• режим работы с внешней сетью;
• требования к резервированию.

Данные по газу

• технические условия;
• давление;
• параметры газа;
• допустимый расход;
• схему и длину газопровода;
• диаметры труб;
• перечень арматуры и фитингов.

Данные по теплу и холоду

• тепловую мощность выбранной ГПУ по официальной документации;
• температурный график;
• расход теплоносителя;
• требуемую холодопроизводительность;
• почасовой и сезонный график холодовой нагрузки;
• требования к резерву;
• данные существующей системы холодоснабжения.

Данные для экономики

• действующие тарифы;
• цену газа;
• режим работы;
• капитальные затраты;
• затраты на сервис;
• требования к резервному оборудованию;
• ограничения по остановам и обслуживанию.

Следующий шаг — расчёт ТЭО

Передайте исходные данные по электрической, газовой, тепловой и холодовой нагрузке. По ним можно проверить расход газа, предварительную конфигурацию энергоцентра и необходимость отдельного расчёта теплового контура.