Газопоршневая установка 4 МВт

Краткий ответ

В переданных инженерных материалах нет подтверждённой модели ГПУ с непрерывной электрической мощностью 4 МВт. Максимальное значение в таблице мощности — 1100 кВт для ГПУ 1000, а отдельный проект из проектного ТЭО предусматривает восемь установок по 230 кВт, суммарно 1,84 МВт. Поэтому запрос «ГПУ 4 МВт» нужно переводить в проектную задачу: определить требуемую мощность, состав агрегатов, расход газа, схему подключения, резервирование и экономику объекта.

Для предварительной оценки потребуется график электрической нагрузки, параметры газоснабжения и тарифные условия. Расчёт ниже показывает порядок определения расхода газа, но не подтверждает возможность реализации энергоцентра 4 МВт без отдельного ТЭО и проверки технических условий.

Что означает мощность 4 МВт

Показатель 4 МВт может относиться к:

• суммарной мощности нескольких агрегатов;
• требуемой мощности энергоцентра;
• установленной, а не непрерывной мощности;
• мощности при определённых параметрах газа и режиме работы;
• мощности, необходимой для покрытия части нагрузки объекта.

В таблице мощности указаны следующие значения непрерывной мощности:

Названия моделей и их непрерывная мощность не всегда совпадают. Например, ГПУ 250 в таблице имеет непрерывную мощность 210 кВт, а не 250 кВт. Поэтому обозначение «4 МВт» нельзя использовать как паспортную характеристику конкретной установки без подтверждающей документации.

Какие данные нужны для подбора

Электрическая нагрузка

Нужно определить:

• максимальную и минимальную нагрузку;
• суточный и сезонный график потребления;
• долю постоянной и переменной нагрузки;
• наличие электродвигателей и других нагрузок с высокими пусковыми токами;
• требуемый резерв;
• возможность параллельной работы с внешней сетью;
• допустимые перерывы в электроснабжении.

Четыре мегаватта установленной мощности не означают, что объект будет постоянно потреблять 4 МВт. При недогрузке изменятся режим работы, фактическая выработка и расход газа на единицу электроэнергии.

Газоснабжение

До выбора состава оборудования необходимо проверить:

• наличие газа на площадке;
• доступное давление;
• допустимый расход;
• параметры и плотность газа;
• протяжённость газопровода;
• диаметр и материал труб;
• количество арматуры и местных сопротивлений;
• ограничения газоснабжающей организации.

В таблице газопроводов приведены справочные диапазоны давления:

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

Эти значения относятся к таблице пропускной способности и не заменяют технические условия или итоговый гидравлический расчёт. Например, для стальной трубы 57×3,5 мм в таблице газопроводов указана ориентировочная пропускная способность около 50 м³/ч при давлении 0,005 МПа. Фактическая пропускная способность зависит от длины участка, фитингов, потерь давления и параметров газа.

Тепловая нагрузка

Для проекта нужно установить, будет ли использоваться тепло от ГПУ:

• для отопления;
• горячего водоснабжения;
• технологических процессов;
• других потребителей.

В переданных источниках нет подтверждённой тепловой мощности установки 4 МВт. Поэтому эффект от утилизации тепла нельзя включать в экономическую модель без отдельных исходных данных.

Электрическая схема и резервирование

Нужно заранее определить:

• будет ли ГПУ работать автономно или параллельно с сетью;
• какую часть нагрузки покрывает собственная генерация;
• требуется ли резервный агрегат;
• как выполняется переключение при остановке установки;
• какие потребители относятся к критическим;
• допускается ли остановка для обслуживания.

Количество агрегатов и конфигурация энергоцентра определяются после анализа нагрузки и требований к надёжности. В fact pack нет данных, позволяющих подтвердить состав оборудования для 4 МВт.

Расчётный пример

Ниже приведены расчёты для сценариев из таблицы мощности и проектного ТЭО. Они не являются расчётом проекта на 4 МВт.

Формула предварительной оценки часового расхода газа:

где:

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

Для сценария из проектного ТЭО:

Значение 0,26 м³/кВт·ч относится именно к сценарию из проектного ТЭО и не может переноситься на все модели или объекты. Аналогично, расход 56,7 м³/ч относится к мощности 210 кВт и удельному расходу 0,27 м³/кВт·ч из таблицы мощности.

Сопоставлять рассчитанный расход с пропускной способностью газопровода нужно по отдельному гидравлическому расчёту. Пример трубы 57×3,5 мм из таблицы газопроводов нельзя использовать как универсальное решение для проекта проектного ТЭО или для энергоцентра 4 МВт.

Экономика проекта

В модели проектного ТЭО указаны следующие условия:

• восемь установок;
• непрерывная мощность каждой установки — 230 кВт;
• суммарная мощность — 1,84 МВт;
• цена проекта — 114 000 000 ₽ с НДС согласно примечанию в таблице;
• тариф электроэнергии — 9,30 ₽/кВт·ч;
• цена газа — 12,75 ₽/м³;
• расход газа — 0,26 м³/кВт·ч;
• сервис — 0,30 ₽/кВт·ч;
• прямые затраты на генерацию — 3,615 ₽/кВт·ч;
• разница с тарифом сети — 5,685 ₽/кВт·ч;
• расчётная годовая экономия — 101 436 955 ₽;
• простой расчётный срок окупаемости — 13,486 месяца.

Эти показатели относятся к проектному сценарию из проектного ТЭО. В модели использованы допущения по продолжительности работы, обслуживанию и финансированию. Их нельзя переносить на объект с мощностью 4 МВт, другим тарифом, ценой газа, графиком нагрузки или составом оборудования.

Для нового ТЭО необходимо отдельно рассчитать:

• фактическую выработку;
• расход газа в рабочих режимах;
• стоимость оборудования и инфраструктуры;
• сервисные затраты;
• стоимость резервирования;
• затраты на подключение;
• эффект от использования тепла;
• налоги и финансирование;
• результат при работе с внешней сетью.

Исходные условия

Для предварительного ТЭО нужно предоставить:

Данные объекта

• регион размещения;
• назначение и режим работы объекта;
• существующую схему электроснабжения;
• требуемую категорию надёжности;
• ограничения по размещению оборудования.

Электрическая нагрузка

• максимальную мощность;
• минимальную мощность;
• почасовой график нагрузки;
• сезонные изменения;
• перечень критических потребителей;
• требования к резерву;
• параметры предполагаемой параллельной работы с сетью.

Газоснабжение

• точку подключения;
• доступное давление;
• параметры газа;
• допустимый расход;
• длину и диаметр газопровода;
• данные о существующей газовой инфраструктуре;
• технические условия или сведения о возможности их получения.

Тепловая нагрузка

• наличие потребителей тепла;
• требуемые температуры и графики;
• сезонный и суточный режим;
• возможность использования тепла в технологическом процессе.

Эксплуатация

• допустимые остановки;
• требования к сервису;
• режимы запуска и остановки;
• необходимость резервного оборудования;
• требования к автоматике и диспетчеризации.

Ограничения расчёта

Представленные данные имеют следующие ограничения:

1. В fact pack нет подтверждённой модели с непрерывной электрической мощностью 4 МВт.

2. Значения мощности и расхода газа из таблицы мощности относятся к конкретным модельным обозначениям.

3. Номинальная маркировка модели может отличаться от её непрерывной мощности.

4. Показатель 0,26 м³/кВт·ч взят из сценария из проектного ТЭО и не является универсальным.

5. Расчётный расход газа не учитывает конкретную схему газопровода, потери давления и требования поставщика газа.

6. Таблица газопроводов не является техническими условиями или финальным согласованием газоснабжения.

7. Экономические показатели проектного ТЭО относятся к проекту мощностью 1,84 МВт, а не к установке или энергоцентру 4 МВт.

8. Срок окупаемости и годовая экономия из проектного ТЭО рассчитаны при условиях конкретной модели.

9. В fact pack нет данных для подтверждения стоимости, сроков поставки, тепловой мощности, ресурса, гарантии или сервисных условий для проекта 4 МВт.

10. Данные расчётном сценарии майнинга относятся к специальному майнинговому сценарию и не переносятся на промышленные, коммерческие или сельскохозяйственные объекты.

В источнике расчётном сценарии майнинга также есть расхождение по межсервисному интервалу: в одном листе указано 750 часов, в листе M50 — 500 часов. До инженерной проверки это значение нельзя считать единым паспортным параметром.

Порядок подготовки проекта 4 МВт

1. Собрать фактический график электрической нагрузки.

2. Уточнить, что означает требование 4 МВт: непрерывная мощность, пиковая мощность или суммарная мощность энергоцентра.

3. Определить резерв и схему взаимодействия с сетью.

4. Проверить доступный расход и давление газа.

5. Выполнить гидравлический расчёт газопровода.

6. Оценить возможность полезного использования тепла.

7. Подобрать состав агрегатов по подтверждённым характеристикам.

8. Рассчитать капитальные и эксплуатационные затраты.

9. Сопоставить результат с закупкой электроэнергии по условиям конкретного объекта.

10. Подготовить ТЭО с указанием всех допущений и ограничений.

Следующий шаг

Чтобы проверить применимость газопоршневой генерации для объекта с потребностью около 4 МВт, передайте данные по нагрузке, газоснабжению, режиму работы, резервированию и тепловым потребителям.