ГПУ для складского и логистического комплекса

Краткий ответ

Для складского или логистического комплекса ГПУ подбирают по фактическому профилю электрической нагрузки, доступному объёму газа и требуемой схеме электроснабжения. На предварительном этапе необходимо проверить:

1. максимальную, среднюю и минимальную нагрузку объекта;

2. режим работы складского комплекса по часам и сезонам;

3. возможность автономной или параллельной работы с сетью;

4. доступный расход и давление газа;

5. необходимость резервирования;

6. наличие потребителей полезного тепла.

Например, ГПУ 250 из исходной таблицы имеет не 250, а 210 кВт непрерывной мощности и при расходе 0,27 м³/кВт·ч требует около 56,7 м³/ч газа. При этом для стальной трубы 57×3,5 мм в одном справочном режиме указана пропускная способность около 50 м³/ч. Это не является готовым решением: фактическая пропускная способность зависит от длины трубопровода, арматуры, потерь давления и условий газоснабжающей организации.

Какие задачи может решать ГПУ на складе

Газопоршневая установка может рассматриваться для следующих схем:

• покрытие части постоянной электрической нагрузки;
• автономное электроснабжение объекта;
• параллельная работа с внешней сетью;
• резервирование отдельных технологических потребителей;
• поэтапное увеличение генерирующей мощности;
• совместная выработка электрической и тепловой энергии, если на объекте есть подходящая тепловая нагрузка.

ГПУ не следует выбирать только по максимальной мощности вводно-распределительного устройства. Если установка будет постоянно работать с низкой нагрузкой, расчётный режим, расход газа и экономический результат могут отличаться от предварительной оценки.

Исходные условия

Для расчёта ГПУ на конкретном объекте нужны:

Электрическая нагрузка

• почасовой график потребления;
• максимальная, средняя и минимальная нагрузка;
• сезонные изменения;
• режим работы холодильного, вентиляционного, насосного и складского оборудования;
• пусковые режимы крупных электроприёмников;
• планы расширения комплекса.

Схема электроснабжения

• доступная мощность внешней сети;
• однолинейная схема;
• требуемая доля покрытия нагрузки;
• необходимость автономного режима;
• допустимый перерыв электроснабжения;
• требования к резервированию и разделению потребителей.

Газоснабжение

• наличие газопровода рядом с объектом;
• технические условия на подключение;
• доступный расход газа;
• давление в точке подключения;
• параметры газа;
• длина и диаметр предполагаемого газопровода;
• ограничения газоснабжающей организации.

В справочных материалах приведены диапазоны давления: низкое — до 0,005 МПа, среднее — до 0,3 МПа, высокое — до 1,2 МПа. Эти значения не заменяют технические условия на конкретный объект.

Тепловая нагрузка

Если рассматривается когенерационная схема, нужно подтвердить:

• наличие постоянных потребителей тепла;
• требуемый температурный график;
• сезонность тепловой нагрузки;
• возможность размещения теплообменного оборудования;
• режим утилизации тепла при снижении теплового потребления.

Само наличие отопления или горячего водоснабжения не подтверждает экономическую целесообразность утилизации тепла. Нужен отдельный баланс тепловой нагрузки.

Модели и предварительный расход газа

Ниже приведены значения из таблицы мощности. Расход рассчитан для работы с указанной непрерывной электрической мощностью:

Модельные ярлыки не всегда совпадают с непрерывной мощностью. Например, для ГПУ 250 в исходной таблице указано 210 кВт. Поэтому обозначение модели нельзя использовать как подтверждение фактической мощности без паспорта конкретной установки.

Расчёт выполняется по формуле:

где:

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

Фактический расход при неполной нагрузке должен подтверждаться характеристиками выбранной установки и режимом её эксплуатации.

Проверка газопровода

Газопровод необходимо проверять не только по его условному диаметру. На пропускную способность влияют:

• давление в точке подключения;
• длина трубопровода;
• внутренний диаметр;
• количество отводов, кранов и других местных сопротивлений;
• потери давления;
• параметры и плотность газа;
• требования газоснабжающей организации.

В таблице газопроводов приведён справочный пример: стальная труба 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа имеет пропускную способность около 50 м³/ч. Если сопоставить это значение с расчётными 56,7 м³/ч для ГПУ 250, видно, что такого справочного режима недостаточно даже для работы установки на указанной непрерывной мощности.

Это только предварительное сравнение. По нему нельзя утверждать, что труба обязательно непригодна: итог зависит от длины участка, фактического давления, арматуры, параметров газа и допустимого перепада давления. Окончательная проверка выполняется по техническим условиям и расчёту газоснабжения.

Расчётный пример

Пример для установки мощностью 210 кВт

Исходные данные:

• объект работает в режиме, при котором требуется 210 кВт электрической мощности;
• рассматривается ГПУ 250 из таблицы таблице мощности;
• удельный расход газа — 0,27 м³/кВт·ч;
• установка работает на непрерывной мощности;
• газопровод предварительно сопоставляется со справочным примером таблице газопроводов.

Вывод: при указанных исходных значениях газопровод требует дополнительной проверки или изменения решения по газоснабжению. Это не является проектным заключением и не учитывает фактическую длину трассы, фитинги, давление на входе и допустимые потери.

Отдельный сценарий ТЭО на 1,84 МВт

В проектного ТЭО приведён расчётный проектный сценарий, который можно использовать только как пример структуры ТЭО:

Показатели проектного ТЭО относятся только к конкретному сценарию с восемью установками по 230 кВт и его исходными допущениями по часам работы, обслуживанию и финансированию. Их нельзя переносить на любой склад, логистический комплекс или установку другой мощности.

Как оценивать схему электроснабжения

Покрытие базовой нагрузки

Если ГПУ покрывает постоянную часть нагрузки, необходимо проверить:

• совпадает ли график работы установки с графиком потребления;
• не превышает ли нагрузка допустимую мощность оборудования;
• что происходит при снижении нагрузки;
• какие потребители остаются подключёнными к внешней сети;
• требуется ли резерв при остановке ГПУ.

Параллельная работа с сетью

Для параллельной схемы требуется отдельная проверка:

• точки подключения;
• распределительного оборудования;
• защит и автоматики;
• режимов синхронизации;
• допустимого перетока мощности;
• требований сетевой организации.

В исходных материалах нет паспортных данных по конкретному оборудованию, параметров защит или готовой схемы подключения. Их нельзя добавлять в проект без документации на выбранную ГПУ и инженерного расчёта.

Резервирование

Для склада критичность потребителей может различаться. Отдельно следует определить требования к:

• холодильным установкам;
• системам пожарной безопасности;
• вентиляции и дымоудалению;
• насосному оборудованию;
• автоматизации;
• погрузочной и сортировочной технике;
• серверному и телекоммуникационному оборудованию.

Состав резерва, количество агрегатов и допустимое время перерыва определяются проектом. Универсальный процент резервирования по исходным данным установить нельзя.

Экономическая оценка

В ТЭО нужно учитывать:

• фактическую выработку электроэнергии;
• тариф или стоимость замещаемой электроэнергии;
• цену газа;
• удельный расход выбранной модели;
• часы работы;
• стоимость оборудования и подключения;
• сервисные затраты;
• резервирование;
• расходы на газовую и электрическую инфраструктуру;
• возможность использования тепла;
• налоги и другие допущения финансовой модели.

Себестоимость и срок окупаемости нельзя определять только по мощности ГПУ. Например, значения 3,615 ₽/кВт·ч и 13,486 месяца относятся к сценарию из проектного ТЭО, а не к складским и логистическим объектам вообще.

Ограничения расчёта

Предварительный расчёт по материалам таблице мощности–проектного ТЭО имеет следующие ограничения:

• значения таблице мощности относятся к указанным модельным ярлыкам и непрерывной мощности;
• паспортные характеристики конкретного производителя и модификации не предоставлены;
• расход газа рассчитан для указанной мощности и не описывает всю кривую частичных нагрузок;
• справочное значение пропускной способности трубы из таблицы газопроводов не является техническими условиями или согласованием;
• в таблице газопроводов не заданы длина конкретного газопровода, состав арматуры и фактические потери давления;
• сценарий проектного ТЭО содержит собственные допущения по часам работы, обслуживанию и финансированию;
• показатели проектного ТЭО нельзя переносить на другой объект или другую конфигурацию;
• данные о полезном тепле, холодоснабжении и тепловом балансе объекта не приведены;
• схема подключения к электрической сети и требования к резервированию не определены;
• финансовый результат без данных конкретного объекта не рассчитывается;
• окончательный выбор оборудования требует проверки паспортов, технических условий и проектных решений.

Чек-лист для расчёта ТЭО

Перед передачей проекта на расчёт подготовьте:

1. Регион и адрес объекта.

2. Режим работы склада или логистического комплекса.

3. Почасовой и сезонный график электрической нагрузки.

4. Максимальную и базовую нагрузку.

5. Состав критичных потребителей.

6. Требования к резервированию и допустимому перерыву.

7. Однолинейную схему электроснабжения.

8. Данные о доступной мощности внешней сети.

9. Технические условия на газоснабжение.

10. Давление, расход и параметры газа.

11. Длину и предполагаемый диаметр газопровода.

12. Данные о потребителях тепла или холода.

13. Ограничения по размещению оборудования.

14. Требуемый режим: автономный, параллельный или резервный.

15. Допущения для финансовой модели.

Следующий шаг

Передайте исходные данные объекта для расчёта ТЭО: график нагрузки, требуемую мощность, параметры электросети, сведения о газоснабжении и требования к резервированию. По этим данным можно проверить применимость ГПУ, определить предварительную конфигурацию, рассчитать потребление газа и оценить экономику именно вашего складского или логистического комплекса.