Газопоршневая установка 1 МВт

Газопоршневая установка «1 МВт» не всегда вырабатывает ровно 1 000 кВт. В источнике таблице мощности модель ГПУ 1000 имеет непрерывную мощность 1 100 кВт и расход газа 0,25 м³/кВт·ч. При работе на этой мощности расчётный расход составляет 275 м³/ч. Поэтому до выбора оборудования нужно сопоставить фактическую нагрузку объекта, режим работы и пропускную способность газопровода. Для объекта с нагрузкой около 1 МВт может потребоваться одна установка, несколько агрегатов или модель с другой фактической непрерывной мощностью. Окончательный вариант определяется по графику нагрузки, условиям газоснабжения, схеме работы с сетью и требованиям к резервированию.

Короткий ответ

Перед заказом ГПУ для объекта около 1 МВт необходимо проверить:

• фактическую электрическую нагрузку и её почасовой профиль;
• непрерывную мощность выбранной модели, а не только её название;
• расход газа в рабочем режиме;
• давление, диаметр, длину и пропускную способность газопровода;
• возможность автономной или параллельной работы с сетью;
• необходимость резервирования;
• возможность использования тепла;
• капитальные и эксплуатационные затраты в ТЭО.

В таблице мощности обозначение ГПУ 1000 соответствует 1 100 кВт непрерывной мощности, а не 1 000 кВт. Показатели других моделей также отличаются от номинального обозначения.

Мощность: почему «1 МВт» недостаточно для подбора

Подбор следует выполнять по непрерывной мощности и графику нагрузки объекта. В таблице таблице мощности приведены следующие значения:

Название модели не следует использовать как подтверждение фактической мощности. Например, ГПУ 250 в таблице мощности имеет непрерывную мощность 210 кВт, а ГПУ 1000 — 1 100 кВт.

Для объекта с максимальной нагрузкой около 1 МВт необходимо дополнительно определить:

• минимальную и среднюю нагрузку;
• длительность работы на каждой мощности;
• пусковые и кратковременные нагрузки;
• сезонные изменения;
• допустимую загрузку установки;
• требования к резерву при остановке агрегата.

Если нагрузка существенно меняется в течение суток, одна установка, подобранная только по максимальному значению, может работать с неполной загрузкой. Это влияет на расход газа, режим эксплуатации и экономический расчёт. Фактический результат проверяется в ТЭО по графику потребления.

Расход газа

Расход газа рассчитывается по фактической электрической мощности и удельному расходу конкретной модели:

где:

• Qгаз — расход газа, м³/ч;
• Pэл — электрическая мощность, кВт;
• qгаз — расход газа, м³/кВт·ч.

Для модели ГПУ 1000 из таблицы мощности:

Это расчёт для непрерывной мощности 1 100 кВт и удельного расхода 0,25 м³/кВт·ч. Его нельзя автоматически переносить на установку с другой мощностью, иной моделью или другим режимом загрузки.

В таблице мощности отдельно приведён расчёт для мощности 210 кВт: при расходе 0,27 м³/кВт·ч получается 56,7 м³/ч. Это значение относится к сценарию 210 кВт и не является универсальным расходом для ГПУ.

Проверка газопровода

Газопровод проверяют не только по условному диаметру. На фактическую пропускную способность влияют:

• рабочее давление;
• длина трубопровода;
• материал и геометрия трубы;
• количество поворотов, арматуры и других местных сопротивлений;
• параметры газа;
• допустимые потери давления;
• требования газоснабжающей организации.

В таблице газопроводов приведены диапазоны давления:

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

Расчётные параметры источника: плотность газа 0,68 кг/м³, температура 20 °C / 293 K; для сжимаемости указан метод GERG-91.

Пример из таблицы таблице газопроводов: стальная труба 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа имеет ориентировочную пропускную способность около 50 м³/ч. Для сценария ГПУ 1000 из таблицы мощности расчётный расход при 1 100 кВт составляет 275 м³/ч. Следовательно, приведённого примера трубы недостаточно для такого режима. Это не является окончательным проектным выводом: требуемая схема газоснабжения определяется расчётом по длине трассы, потерям давления, арматуре и исходным условиям подключения.

Таблица газопроводов не является техническими условиями и не заменяет согласование с поставщиком газа.

Схема работы установки

Для объекта необходимо заранее определить назначение ГПУ:

• основной источник электроэнергии;
• автономный источник;
• источник в параллельной работе с внешней сетью;
• резервный источник;
• элемент комбинированной схемы.

Для параллельной работы потребуется проверить существующую систему электроснабжения, автоматику, защиту и ограничения объекта. Конкретный состав оборудования нельзя определить только по требуемой мощности 1 МВт.

Резервирование

В ТЭО следует зафиксировать:

• допустимый перерыв в электроснабжении;
• требуемую резервную мощность;
• необходимость второго агрегата;
• режим работы во время технического обслуживания;
• допустимое снижение мощности при отказе одного оборудования.

Состав резервной схемы зависит от категории нагрузки и требований конкретного объекта. Универсальный вариант резервирования по данным fact pack не установлен.

Использование тепла

Газопоршневая установка может рассматриваться в составе системы с утилизацией тепла, если на объекте есть соответствующий потребитель. До расчёта нужно определить:

• требуемую тепловую мощность;
• график потребления тепла;
• сезонность нагрузки;
• температуру теплоносителя;
• возможность подключения к существующей системе;
• необходимость дополнительного оборудования.

Экономический эффект от утилизации тепла не следует учитывать автоматически. Он появляется только при подтверждённой потребности и технической возможности интеграции.

Расчётный пример

Ниже приведён отдельный проектный сценарий из проектного ТЭО. Он не описывает универсальную ГПУ 1 МВт: в модели используются восемь установок по 230 кВт, то есть суммарно 1,84 МВт.

В модели проектного ТЭО заложены собственные предположения по часам работы, обслуживанию и финансированию. Поэтому её показатели нельзя переносить на объект с мощностью 1 МВт, другую цену газа, другой тариф, иной график нагрузки или другой состав оборудования.

Исходные условия

Для расчёта проекта ГПУ около 1 МВт необходимо предоставить:

Электрическая нагрузка

• максимальную, минимальную и среднюю мощность;
• почасовой график потребления;
• сезонные изменения нагрузки;
• состав потребителей с пусковыми токами;
• допустимый уровень резервирования;
• текущую схему электроснабжения.

Газоснабжение

• точку подключения;
• доступное давление;
• диаметр, материал и длину существующего газопровода;
• сведения о запорной арматуре и фасонных элементах;
• параметры газа;
• ограничения газоснабжающей организации;
• допустимые потери давления.

Режим эксплуатации

• количество часов работы;
• автономный или сетевой режим;
• требуемую непрерывность электроснабжения;
• порядок проведения обслуживания;
• наличие резервного источника.

Тепловая нагрузка

• наличие потребителей тепла;
• тепловой график;
• сезонность;
• существующую тепловую схему;
• возможность утилизации тепла на объекте.

Данные для экономики

• действующий тариф на электроэнергию;
• цена газа;
• капитальные затраты;
• расходы на обслуживание;
• стоимость подключения и инфраструктуры;
• режим загрузки оборудования;
• условия финансирования, если они учитываются в модели.

Ограничения расчёта

Представленные значения имеют следующие ограничения:

1. Данные таблице мощности относятся к указанным обозначениям моделей. Нельзя считать, что любая ГПУ с обозначением «1 МВт» имеет непрерывную мощность 1 000 кВт.

2. Расход 275 м³/ч относится к модели ГПУ 1000 из таблицы мощности при непрерывной мощности 1 100 кВт.

3. Пример 50 м³/ч относится к стальной трубе 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа из таблицы газопроводов и не является универсальной пропускной способностью трубы такого диаметра.

4. Расчёт проектного ТЭО относится к проекту из восьми установок по 230 кВт и суммарной мощности 1,84 МВт.

5. Показатели тарифа, цены газа, себестоимости, экономии и окупаемости из проектного ТЭО являются параметрами конкретной модели.

6. Итоговая пропускная способность газопровода требует расчёта по трассе и подтверждения газоснабжающей организацией.

7. В fact pack отсутствуют паспортные данные по габаритам, шуму, тепловой мощности, требованиям к охлаждению и составу автоматики конкретной установки.

8. Данные расчётном сценарии майнинга относятся к специальному майнинговому сценарию на 210 кВт и не применяются к промышленным, коммерческим или сельскохозяйственным объектам.

9. В расчётном сценарии майнинга есть конфликт по межсервисному интервалу: в одном листе указано 750 часов, в листе M50 — 500 часов. Универсальный интервал по этому источнику устанавливать нельзя.

10. Экономика майнинга зависит от даты, курса BTC, сложности сети, прошивки, охлаждения, тарифов, налогов и комиссий; эти параметры не используются в расчёте ГПУ для обычного объекта.

Что должно войти в ТЭО

Для объекта около 1 МВт ТЭО должно подтвердить:

• требуемую непрерывную мощность;
• количество и состав агрегатов;
• расчётный расход газа;
• соответствие газопровода требуемому расходу;
• схему работы с внешней сетью;
• резервирование;
• состав электрической и газовой инфраструктуры;
• возможность утилизации тепла;
• капитальные и эксплуатационные затраты;
• экономический результат при заданном графике работы.

Без подтверждённых исходных данных расчёт остаётся предварительным.

Следующий шаг

Передайте данные по объекту, нагрузке, газоснабжению и действующему тарифу. На их основании можно подготовить расчёт ТЭО для конкретной схемы ГПУ, а не переносить показатели другой модели или проекта.