ГПУ для карьера и горного предприятия

Краткий ответ

ГПУ для карьера или горного предприятия подбирают по фактическому графику электрической нагрузки, доступному объёму газа и требованиям к резервированию. Для предварительной оценки можно использовать данные таблицы мощности: например, ГПУ 250 имеет непрерывную мощность 210 кВт и расход газа 0,27 м³/кВт·ч. При такой мощности расчётный расход составляет 56,7 м³/ч.

Это не означает, что агрегат с маркировкой «250» является установкой на 250 кВт: в исходных данных номинальная маркировка и непрерывная мощность различаются. Окончательный выбор количества агрегатов, режима работы и схемы подключения требует почасового графика нагрузки, подтверждённых параметров газа и расчёта ТЭО.

Для объекта необходимо проверить:

• требуемую рабочую и резервную мощность;
• состав критических потребителей;
• параметры и пропускную способность газопровода;
• автономную или параллельную работу с сетью;
• возможность планового обслуживания без остановки критичной нагрузки;
• наличие полезной тепловой нагрузки;
• капитальные и эксплуатационные затраты.

Как определить требуемую мощность

Для карьера или горного предприятия одной установленной мощности недостаточно. На подбор влияют:

• максимальная, средняя и минимальная электрическая нагрузка;
• режим работы дробильного, насосного, вентиляционного и другого оборудования;
• пусковые режимы крупных электродвигателей;
• сезонность и сменность работы;
• допустимость ограничения нагрузки;
• наличие внешней сети;
• требования к резерву и непрерывности электроснабжения.

В исходных данных отсутствуют универсальные значения пусковых токов, допустимых перегрузок и требований к резервированию. Их необходимо подтвердить для конкретных потребителей и выбранной модели ГПУ.

Ориентиры по мощности и расходу газа

Расход в таблице рассчитан как произведение непрерывной мощности на удельный расход газа. Это ориентиры по данным таблице мощности, а не универсальные паспортные значения для всех модификаций.

Газоснабжение и проверка газопровода

До подбора оборудования нужно получить:

• источник газа;
• доступное давление;
• подтверждённый объём подачи;
• технические условия;
• длину и диаметр газопровода;
• количество поворотов, арматуры и других местных сопротивлений;
• требования поставщика газа к узлу учёта и подключению.

В расчётной таблице таблице газопроводов рассматриваются стальные и полиэтиленовые трубы. В ней приведены диапазоны давления:

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

Расчётные условия таблице газопроводов включают плотность газа 0,68 кг/м³, температуру 20 °C / 293 K и метод учёта сжимаемости GERG-91.

Пример из таблицы таблице газопроводов: для стальной трубы 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа указана пропускная способность около 50 м³/ч. Это значение нельзя переносить на любой объект: фактическая пропускная способность зависит от длины трубопровода, фитингов, потерь давления, параметров газа и требований газоснабжающей организации.

При сравнении с расчётным расходом ГПУ 250 — 56,7 м³/ч — пример таблице газопроводов показывает необходимость отдельной проверки газопровода. Он не является основанием для вывода о возможности или невозможности подключения конкретной установки.

Схемы электроснабжения

Для карьера возможны разные варианты применения ГПУ:

• автономное электроснабжение;
• параллельная работа с внешней сетью;
• покрытие базовой нагрузки;
• питание отдельных технологических потребителей;
• резервирование части нагрузки.

Выбор схемы зависит от требований предприятия и параметров сети. В проекте необходимо определить:

• какие потребители относятся к критическим;
• допускается ли кратковременный перерыв;
• требуется ли резервный агрегат;
• как выполняется синхронизация;
• какие ограничения выдачи мощности действуют;
• как обеспечивается питание при остановке ГПУ на обслуживание.

Универсальную конфигурацию по количеству агрегатов для всех карьеров и горных предприятий определить нельзя.

Использование тепла

Тепловая утилизация может рассматриваться только при наличии потребителя тепла с подходящим графиком нагрузки. Для оценки нужно определить:

• вид теплового потребителя;
• требуемую тепловую мощность;
• продолжительность и сезонность потребления;
• совпадение теплового графика с режимом работы ГПУ;
• возможность включения утилизационного оборудования в технологическую схему.

Если постоянного потребителя тепла нет, его потенциальную стоимость нельзя автоматически включать в экономический эффект проекта.

Расчётный пример

Ниже приведён отдельный сценарий из проектного ТЭО из проектного ТЭО. Он не является типовым расчётом для любого карьера или горного предприятия.

Исходные условия

Расчётный расход газа для сценария из проектного ТЭО:

`1 840 кВт × 0,26 м³/кВт·ч = 478,4 м³/ч`.

Сценарий проектного ТЭО включает собственные допущения по часам работы, обслуживанию и финансированию. Поэтому приведённые тарифы, стоимость, экономия и срок окупаемости применимы только к этой модели и не могут использоваться как универсальные показатели для карьера.

Ограничения расчёта

В исходных данных проектного ТЭО не приведены параметры конкретного карьера, его почасовой график нагрузки, газовые технические условия, схема резервирования и фактические условия подключения. Поэтому пример не определяет:

• окончательное количество агрегатов;
• необходимый резерв;
• диаметр и пропускную способность газопровода;
• стоимость строительства и подключения для другого объекта;
• фактическую себестоимость электроэнергии;
• гарантированный срок окупаемости.

Что нужно передать для ТЭО

Для инженерной проработки подготовьте:

1. Регион и адрес объекта.

2. Описание технологического процесса.

3. Перечень электроприёмников.

4. Установленную и фактическую мощность.

5. Почасовой и сезонный график нагрузки.

6. Требуемую рабочую мощность ГПУ.

7. Перечень критических потребителей.

8. Требования к резерву и допустимому перерыву.

9. Сведения об источнике газа.

10. Давление, доступный расход и технические условия.

11. Данные о газопроводе: материал, диаметр, длина и арматура.

12. Предпочтительный режим: автономный или параллельный с сетью.

13. Требования к синхронизации, защите и автоматике.

14. Сведения о тепловой нагрузке.

15. Возможности размещения и обслуживания оборудования.

16. Планируемое изменение нагрузки.

Если параметры газа или нагрузки не подтверждены, расчёт будет предварительным.

Ограничения и инженерные риски

Без обследования объекта нельзя достоверно определить:

• окончательную мощность и количество ГПУ;
• необходимость резервного агрегата;
• возможность работы выбранной модели при имеющемся давлении газа;
• фактический расход газа;
• пропускную способность существующего газопровода;
• стоимость монтажа, подключения и инженерной инфраструктуры;
• экономический эффект и срок окупаемости.

Данные таблице мощности относятся к указанным модельным маркировкам и непрерывной мощности. Данные таблице газопроводов являются примером расчётной пропускной способности, а не техническими условиями или окончательным согласованием. Данные проектного ТЭО относятся к отдельному проектному сценарию с 8 установками по 230 кВт.

Следующий шаг

Передайте исходные данные объекта, график нагрузки и параметры газоснабжения для подготовки ТЭО применения ГПУ. В расчёте можно проверить конфигурацию, газовую инфраструктуру, резервирование, режим работы с сетью и экономику конкретного проекта.