Как использовать тепло ГПУ

Краткий ответ

Тепло ГПУ можно учитывать в проекте только после подтверждения постоянной тепловой нагрузки на объекте. В переданных инженерных материалах есть данные о непрерывной электрической мощности и расходе газа отдельных моделей, но нет паспортных значений тепловой мощности, температурных графиков или состава оборудования утилизации тепла. Поэтому по этим данным нельзя определить объём полезного тепла и размер теплообменников.

Практический порядок такой: собрать график потребления тепла, сопоставить его с режимом работы ГПУ, подтвердить параметры газа и отдельно рассчитать электрическую и тепловую части проекта. Экономические показатели следует принимать только для конкретного сценария с указанными тарифами, ценой газа, сервисными затратами и режимом эксплуатации.

Что необходимо проверить до выбора схемы

Для оценки использования тепла ГПУ нужны:

• непрерывная и пиковая электрическая нагрузка;
• график тепловой нагрузки по часам и сезонам;
• требуемые параметры теплоносителя;
• продолжительность работы теплового потребителя;
• возможность использования тепла в периоды работы ГПУ;
• параметры и пропускная способность газопровода;
• требования к резервированию;
• режим взаимодействия с внешней электрической сетью;
• затраты на подключение и реконструкцию инженерных систем.

Если тепловая нагрузка не совпадает по времени с работой ГПУ, это должно быть отражено в расчёте. Само наличие потребителя тепла не подтверждает техническую или экономическую целесообразность схемы.

Исходные условия

Для предварительного расчёта необходимо зафиксировать:

Электрическая нагрузка

• требуемую мощность;
• минимальную, среднюю и пиковую нагрузку;
• суточный и сезонный график;
• перечень потребителей, требующих резервирования;
• допустимый режим работы с внешней сетью.

Номинальное название модели не всегда совпадает с её непрерывной мощностью. Например, в таблице мощности для модели ГПУ 250 указана непрерывная мощность 210 кВт, а для ГПУ 150 — 145 кВт. Поэтому подбор следует вести по подтверждённой непрерывной мощности, а не только по маркировке.

Тепловая нагрузка

Нужно указать:

• назначение тепловой нагрузки;
• требуемую тепловую мощность;
• температурный график;
• суточные и сезонные изменения;
• минимальную нагрузку;
• допустимые перерывы в теплоснабжении;
• возможность резервирования теплового контура.

В таблице мощности–расчётном сценарии майнинга нет данных о тепловой мощности ГПУ, температуре выхлопных газов, температуре охлаждающей жидкости или допустимой степени утилизации. Эти параметры нельзя назначать по данным о расходе газа и электрической мощности.

Газоснабжение

Для газовой части нужно подтвердить:

• давление в точке подключения;
• доступный расход газа;
• длину и диаметр трубопровода;
• материал и толщину стенки трубы;
• количество фасонных элементов;
• параметры газа;
• ограничения газоснабжающей организации.

В таблице таблице газопроводов приведены диапазоны давления: низкое — до 0,005 МПа, среднее — до 0,3 МПа, высокое — до 1,2 МПа. Эти диапазоны относятся к справочной таблице и не заменяют технические условия или итоговое согласование.

Расход газа и электрическая мощность

Для предварительной оценки расхода газа можно использовать значения таблице мощности для конкретных моделей. В таблице ниже часовой расход рассчитан как произведение непрерывной мощности на удельный расход газа.

Для ГПУ 250 значение 56,7 м³/ч также приведено в таблице мощности как рассчитанный часовой расход при мощности 210 кВт и удельном расходе 0,27 м³/кВт·ч.

Эти данные характеризуют расход газа на выработку электроэнергии. Они не показывают, сколько тепла можно полезно передать потребителю.

Проверка пропускной способности газопровода

Справочная таблица газопроводов содержит данные для стальных и полиэтиленовых труб. В качестве примера в ней указано: для стальной трубы 57×3,5 мм при давлении 0,005 МПа пропускная способность составляет примерно 50 м³/ч.

Это значение нельзя переносить на все объекты и режимы. Фактическая пропускная способность зависит от:

• длины трубопровода;
• диаметра и материала трубы;
• местных сопротивлений;
• потерь давления;
• параметров газа;
• требований газоснабжающей организации.

Для сопоставления с моделями из таблицы мощности:

• расчётный расход ГПУ 250 составляет 56,7 м³/ч, то есть он выше приведённого в таблице газопроводов примера 50 м³/ч для трубы 57×3,5 мм при 0,005 МПа;
• это не является выводом о непригодности трубопровода, поскольку пример таблице газопроводов не содержит всех исходных данных конкретного объекта;
• окончательная проверка требует расчёта газопровода по фактической трассе и параметрам подключения.

Расчётный пример

Ниже приведён отдельный проектный сценарий из проектного ТЭО. Он не является универсальным расчётом для ГПУ и не определяет тепловую мощность оборудования.

В проектного ТЭО указано, что модель включает допущения по часам работы, обслуживанию и финансированию. Поэтому приведённые значения относятся только к сценарию из проектного ТЭО. Их нельзя использовать как универсальные показатели окупаемости, себестоимости или экономии.

Кроме того, в проектного ТЭО приведена электрическая мощность центра и стоимость генерации, но не указана полезная тепловая мощность. Для расчёта когенерационной схемы потребуется отдельная тепловая модель.

Как оценить полезность тепла

Расчёт теплового использования должен ответить на три вопроса:

1. Сколько тепла требуется объекту в каждый период работы?

2. Какая часть этой нагрузки совпадает по времени с работой ГПУ?

3. Можно ли передать это тепло существующей или проектируемой системе?

Без данных о тепловой мощности самой установки нельзя определить:

• объём тепла, доступный для отбора;
• долю утилизируемого тепла;
• необходимую мощность теплообменного оборудования;
• параметры трубопроводов теплового контура;
• потребность в аккумуляции или резервном источнике;
• экономический эффект от замещения котельной или другого источника.

Эти показатели должны быть подтверждены паспортом выбранной модели и проектной документацией.

Экономическая оценка

Экономический результат тепловой схемы зависит от конкретных исходных данных:

• тарифа электроэнергии;
• цены газа;
• режима работы ГПУ;
• стоимости сервиса;
• объёма фактически используемого тепла;
• капитальных затрат на тепловой контур;
• затрат на газопровод и подключение;
• требований к резервированию;
• необходимости реконструкции объекта.

Показатели из проектного ТЭО можно использовать только как параметры указанного проектного сценария. Они не подтверждают универсальную окупаемость и не могут быть перенесены на объект с другой мощностью, тарифами, ценой газа или графиком нагрузки.

Ограничения расчёта

Предварительная оценка по переданным материалам имеет следующие ограничения:

• в таблице мощности отсутствуют данные о тепловой мощности установок;
• в таблице мощности модельные обозначения не всегда совпадают с непрерывной электрической мощностью;
• в таблице газопроводов приведена справочная пропускная способность, а не технические условия;
• в таблице газопроводов фактический расход зависит от трассы, потерь давления и параметров газа;
• проектного ТЭО описывает отдельный сценарий из восьми установок по 230 кВт;
• значения стоимости, тарифов, цены газа, сервиса и окупаемости из проектного ТЭО нельзя считать универсальными;
• в переданных материалах нет данных для расчёта температурных графиков и параметров теплообменников;
• для финального решения требуется подтверждение паспортных характеристик выбранной модели и исходных данных объекта.

Что подготовить для ТЭО

Для расчёта ТЭО передайте:

• требуемую электрическую мощность;
• профиль электрической нагрузки;
• график тепловой нагрузки;
• требуемые параметры теплоносителя;
• сведения о резервных источниках;
• давление и доступный расход газа;
• длину и диаметр газопровода;
• тариф электроэнергии;
• цену газа;
• предполагаемый режим работы;
• требования к сервису;
• данные о существующей тепловой и электрической инфраструктуре.

Отдельно необходимо указать, относится ли объект к промышленному, коммерческому или иному сценарию. Данные расчётном сценарии майнинга относятся к специальному майнинговому сценарию Weichai на 210 кВт и не должны использоваться для расчёта промышленного или сельскохозяйственного объекта. В расчётном сценарии майнинга также есть конфликт по межсервисному интервалу: в одном листе указано 750 часов, в листе M50 — 500 часов. Этот параметр требует уточнения по конкретной модели и документации.

Следующий шаг