Проектирование энергоцентров для теплиц

Обратная связь

Для связи с нами заполните следующую форму:

• Главная
• Статьи
• Новый энергоцентр 25 МВт для тепличного комплекса «Зеленая линия»

Новый энергоцентр 25 МВт для тепличного комплекса «Зеленая линия»

Новая электростанция когенерационного цикла, построенная в «чистом поле», имеет много оригинальных и уникальных технических решений. В первую очередь, это глобальная АСУ ТП, автоматический режим работы отдельных систем и уникальная возможность параллельной работы двух энергоцентров, удаленных на расстояние 1,5 км друг от друга, с взаимным делением мощности и регулированием перетока электрической энергии в 8 МВт (пропускная возможность кабельной линии).

Другая задача, стоявшая перед инженерами компании «Энгул–Пауртех», – необходимо было скомпоновать все основное и вспомогательное оборудование и административно-бытовой корпус (АБК) на небольшой площади в связи с ограниченной территорией строительства. Результат полностью удовлетворил заказчика: в здании ТЭС на площади всего 60х30 м были размещены: машинный зал (на 7 газопоршневых установок), система утилизации тепла, тепловой пункт, помещения для РУ 10 кВ и ГРЩ 0,4 кВ, трансформаторная подстанция, реакторная, компрессорная станция, помещения маслохозяйства и антифриза, АБК. Сухие градирни смонтированы на кровле здания, дымоходы объединены попарно на трех башнях.

Еще одной важной особенностью проекта были чрезвычайно сжатые сроки строительства: от подписания контракта 15 ноября 2016 г. до сдачи объекта приемочной комиссии 12 сентября 2017 г.– всего десять месяцев. Такие сжатые сроки удалось выдержать благодаря современной модульной системе изготовления оборудования, когда завод-изготовитель (Engul s.r.o.) изготавливает комплектное обо- рудование полной заводской готовности (включая многие испытания и настройки) и крупноузловым способом доставляет его на площадку строительства. Монтаж и инженерная обвязка готового оборудования занимает значительно меньше времени, а качество гарантировано заводским изготовлением.

Оборудование мини-ТЭС компактно размещается в едином зданиии

Сухие градирни на крыше здания

Основными источниками электро- и теплоснабжения являются шесть энергоблоков 5300 GG (GH) производства Engul s.r.o. (Словакия), созданных на базе двигателей TCG 2032 V16 (MWM), в шумозащитных кожухах. Электрическая мощность каждой ГПУ составляет 4,13 МВт, тепловая – 4,165 МВт. Суммарная установленная электрическая и тепловая мощность станции – 25 МВт и 25,1 МВт соответственно. Система теплоснабжения – двухтрубная, закрытая. Температура подающей сетевой воды 95 °С, давление 0,5 МПа; параметры обратной сетевой воды – 70 °С и 0,15 МПа. Категория надежности теплоснабжения – II. Технические характеристики ГПУ приведены в таблице.

Режим работы энергоцентра – круглосуточный, круглогодичный. В соответствии с реаль- ным графиком нагрузки энергосистемы тепличного комплекса в работе будет находиться необходимое количество ГПУ.

Энергоблоки на станции размещаются в звукоизолирующих кожухах	Табл. Технические характеристики ГПУ 5300 GG (GH)

Циркуляция теплоносителя в системах ути- лизации ГПУ осуществляется индивидуальны- ми насосами для каждой установки. Автоматическое регулирование постоянной температуры на входе в систему утилизации, равной 70°С, осуществляется трехходовым клапаном с электроприводом. При повышении температуры воды автоматически открывается байпасная линия на котле-утилизаторе, а затем автоматически включается система аварийного охлаждения агрегатов.

Газопоршневые электроустановки укомплектованы щитами управления, которые обеспечивают автоматический режим работы электростанции по выработке электрической и тепловой энергии в соответствии с реальным графиком нагрузки энергосистемы. Контроль и управление ГПУ и вспомогательным оборудованием осуществляется от контрольных и вспо- могательных панелей, поставленных фирмой Engul s.r.o. и ООО «Энгул–Пауэртех».

Контур утилизации от шести установок TCG 2032(B) V16 с параметрами теплоносителя 95 /70 °С подключен к коллекторам сетевой воды контура теплоснабжения. Из коллектора сетевой воды подающий теплоноситель с помощью насосов подается в сеть. На вводе/выводе контура теплоснабжения установлены фильтры и узлы учета сетевой воды.

Энергоблоки оборудованы системой автоматического пополнения расходных емкостей с моторным маслом для двигателей. В отдельном помещении склада установлены два бака объе- мом по 5 м3 для чистого и отработанного масла. Расход масла на один двигатель составляет 0,3 г/кВт.ч. Подача масла к агрегатам осуществляется насосами Gespasa EA-88 220-0,74, откачка отработанного масла из системы в емкость – насосом Calpeda IR 25/4. Свежее масло поступает на станцию в бочках, затем перекачивается в расходный бак насосом запол- нения системы. Запас чистого масла обеспечит работу газопоршневых установок в течение трех месяцев при максимальной нагрузке.

Запуск ГПУ производится сжатым воздухом при помощи стартера через зубчатый венец на маховике. Компрессоры снабжены соответствующим оборудованием для безнапорного пуска. Двухступенчатая система сжатия оснащена промежуточным охладителем (создаваемое давление 3 МПа). Резервуары сжатого воздуха имеют вертикальную конструкцию, осушение их осуществляется через головку клапана. В наполняющем трубопроводе между компрессором и резервуаром сжатого воздуха установлены масляный и водяной сепараторы.

Дизель-генераторная установка Engul 1250 мощностью 1250 кВА (0,4 кВ) в полной заводской комплектации находится в отдельном помещении. ДГУ применяется в качестве аварийного источника электроэнергии СН, с возможностью синхронизации на шинах ЗРУ 10 кВ с генераторами энергоцентра.

Модульная конструкция позволяет максимально плотно использовать площади и объем помещения энергоцентра

Вид панели оператора ЗРУ 10 кВ

Панель управления АДН ЗРУ 10 кВ

На станции применяются системы автома-тического управления технологическими про-цессами. Все генерирующее оборудование и системы централизованного управления ЭЦ-1 и ЭЦ-2 тепличного комплекса объединены посредством CAN-шины. Программное обеспечение контроллеров технологического оборудования сопряжено с программным обеспечением контроллеров шкафов ГПУ для согласованной работы на всех режимах эксплуатации. Выполнено автоматическое управление энергоцентром №2: 6 ГПУ, 28 ячеек КА (коммутационный аппарат), ЗРУ 10,5 кВ, ДГУ.

Обеспечивается синхронизация, деление мощности и параллельная работа ГПУ, ДГУ и генерирующего оборудования ЭЦ-1. Деление мощности между энергоцентрами осуществ- ляется согласно параллельному резервирующему режиму их работы. Энергоцентр №1 мощностью 26,3 МВт был введен в эксплуатацию ранее. Деление мощности между работающими ГПУ и ДГУ осуществляется в автоматическом режиме, с приоритетом на ГПУ. Реализован регулируемый в заданных параметрах переток электроэнергии между ЭЦ-1 и ЭЦ- 2. Также возможен обмен мощности между ними при достижении максимальной загруженности находящихся в работе агрегатов в рамках одного энергоцентра.

Выполнен переток не более 8 МВт электри- ческой энергии по линии 10,5 кВ между ЭЦ-1 и ЭЦ-2 в зависимости от работы энергоблоков. При работе в изолированном режиме и восста- новлении электроснабжения на ЭЦ-1 предусматривается «обратная» синхронизация и переход в параллельный резервирующий режим без останова энергоблока. Данный переход осуществляется автоматически, а также по команде оператора. Потребляемая от ЭЦ-1 мощность автоматически регулируется согласно уставке оператора.

При дефиците/профиците генерируемой мощности ЭЦ-2 выполняется автоматический запуск/останов генераторов (ГПУ, ДГУ). Приоритет работы генераторов задается с панели оператора и из системы диспетчеризации, при его изменении (а также после запуска ЭЦ-2) обеспечивается плавный переход на работу от наиболее приоритетных генераторов. Переход осуществляется запуском и плавным набором мощности установок, плавной разгрузкой с последующим отключением неприоритетных генераторов.

Между центральным шкафом управления (ZAS) и программно-техническим комплексом (ПТК) осуществляется обмен информацией о текущей мощности, вырабатываемой ЭЦ-2; передаваемой мощности от ЭЦ-1 на ЭЦ-2 и от ЭЦ-2 на ЭЦ-1; о наличии аварийно отключенных потребителей, их установленной мощности и мощности на момент отключения; о разрешении на включение отключенных потребителей.

Шкафы управления	Панель управления

АСУ ТП выполняет мониторинг, обработку и передачу данных в систему диспетчеризации следующих параметров:

• генерируемая мощность (полная, активная и реактивная);
• мощность, передаваемая от ЭЦ-1 на ЭЦ-2 и передаваемая от ЭЦ-2 на ЭЦ-1 (полная, активная и реактивная);
• напряжение и ток по всем фазам;
• частота, сдвиг фаз, положение КА.

Также АСУ ТП отслеживает состояние раз- личных систем: температурные режимы ДВС, ГПУ и котлов-утилизаторов; режим работы (по всем параметрам) систем вентиляции, включая технологические и общеобменную; пожарной сигнализации, автоматического пожаротушения и системы СКУД; системы пополнения моторным маслом и антифризом (запас и текущее потребление). Система имеет обратную связь через АРМ оператора.

АСУ ТП выдает предупредительные и аварийные сигналы об отклонении параметров сети ЭЦ-2; передает данные от шкафа ZAS в систему диспетчеризации, а также получает команды оператора из нее. На панели оператора отображаются все измеряемые параметры в режиме онлайн. Система обеспечивает возможность дистанционного управления ЭЦ-2. Возможна отправка запроса на предоставление мощности (запуск/останов ГПУ) при ком- плексном управлении досветкой блоков теплиц от АСУ ТП PRIVA (центральный контроллер управления теплиц) с отображением стандартных параметров и аварийной ситуации ЭЦ-2 на соответствующем информационном экране.

При обработке запроса от АСУ ТП PRIVA ТК действуют два режима:

• автоматический: через промежуточную систему управления – программно технический комплекс, расположенный на ЭЦ-2 (с учетом нагрузочных характеристик гене- рирующего оборудования);
• полуавтоматический: вручную по команде оператора ЭЦ-2 с АРМ оператора (подача команды на запуск/останов ГПУ).

Автоматический диспетчер нагрузки (АДН) предотвращает аварийные ситуации на ЭЦ-1 и ЭЦ-2 тепличного комплекса. При работе энергоцентров в параллельном и резервирующем режиме (наличие взаимного перетока электрической мощности) предусматривается объединение АДН энергоцентров в единую систему для управления нагрузкой всего тепличного комплекса.

При работе энергоцентров в изолированном режиме (отсутствие взаимного перетока электрической мощности) обеспечивается раздельное управление нагрузкой ЭЦ-1 и ЭЦ-2. При данном режиме работы АДН ЭЦ-2 отключает неприоритетную часть нагрузки энергоцентра в случае аварийного останова одной или нескольких установок, при превышении максимально допустимой мощности, вырабатываемой ГПУ (определяется заданными уставками).

АДН представляет собой программно-технический комплекс (ПТК), включающий шкаф АСУ ТП; шкаф управления ЗРУ 10 кВ; кабельные линии связи между щитом АДН и системами автоматизации ГПУ и ДГУ, программное обеспечение. В ПТК применяются свободно программируемые контроллеры компании Bernecker & Rainer.

ПТК выполняет непрерывный мониторинг мощности, вырабатываемой ГПУ. Предусмотрена возможность ручного управления включением /отключением контролируемых потребителей с АРМ оператора, расположенного в операторной.

Для мониторинга потребляемой мощности установлены измерители мощности для каждой отходящей линии питания ЗРУ 10,5 кВ. Потребление мощности регулируется АДН в автоматическом и ручном режиме, с выдачей дискретных сигналов включения/отключения КА на линиях питания потребителей отходящих линий ЗРУ 10,5 кВ.

Отключение потребителей по сигналу от АДН осуществляется синхронно, с отключением (аварийным отключением) одной или нескольких нагрузок, а также в случае превышения номинального режима работы ЭЦ-2.

На всех режимах работы АДН управляет нагрузкой в зависимости от текущей мощности, вырабатываемой газопоршневыми установками. Максимальная мощность включения/отключения нагрузки не должна превышать единичной ступени нагрузки энергоблока.

Важнейшей особенностью АСУ ТП является дублирование верхнего уровня системы управления, т.е. программно и физически компьютеры верхнего уровня имеют полное резервирование, и в случае неполадок (или выхода из строя) одного из них система продолжает функционировать в штатном режиме. АРМ оборудованы пятью мониторами и обратной связью через каналы внутренней сети. Имеется выход на центральный сервер и в сеть интернет.

На сегодня энергокомплекс теплиц «Зеленая линия» суммарной мощностью более 50 МВт является одним из самых мощных и современных в сельскохозяйственной отрасли России.

Источник статьи: http://www.pw-tech.ru/publications/green_line/

Проектирование энергоцентров

В 2011 году ООО «ТМ МАШ» было получено Свидетельство о допуске к работам по подготовке проектной документации, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства (СРО). С этого момента нашими специалистами был успешно выполнен ряд проектных работ, связанных как с отдельными тепломеханическими системами энергоцентра, так и с полным проектированием Мини-ТЭЦ.

Имея довольно большой опыт в создании энергетических объектов, мы определили следующий, наиболее удобный подход к строительству теплоэлектростанций (ТЭС):

1. В первую очередь необходимо выполнить предпроектные работы;
2. Далее следует получить необходимые технические условия (ТУ);
3. Следующим пунктом выполняются инженерные изыскания на площадке строительства;
4. После получения ТУ и результатов инженерных изысканий осуществляется разработка проектной документации (ПД);
5. По завершении разработки ПД, производится защита проекта в органах государственной или негосударственной экспертизы;
6. После получения положительного заключения экспертизы разрабатывается рабочая документация, а также получают разрешение на строительство объекта Обычно на этом этапе закупается все основное генерирующее оборудование (если оно еще не было закуплено после получения технических условий — п. 2)
7. Производятся строительно-монтажные и пуско-наладочные работы;
8. Получается разрешение на допуск ГПТЭС в эксплуатацию.

«ТМ МАШ» имеет в своем штате квалифицированных специалистов, которые осуществляют практически все указанные выше работы, за исключением инженерных изысканий и строительно-монтажных работ. При этом «ТМ МАШ» оформляет все необходимые документы и составляет технические задания (ТЗ) на проведение инженерных изысканий, а также может осуществлять авторский надзор за строительно-монтажными работами, проводить шефмонтаж.

Предпроектные работы

На стадии предпроектных работ определяется электрическая и тепловая мощность объекта энергоснабжения, характер нагрузок, выбирается площадка размещения, формируется состав и итоговая мощность ТЭС, закладываются принципиальные технические решения.

При необходимости, на данной стадии разрабатывается технико-экономическое обоснование (ТЭО) проекта с оценкой затрат на создание и эксплуатацию ТЭС в течение нескольких лет (как правило 10 лет). ТЭО позволяет оценить срок окупаемости и экономический эффект проекта и может использоваться в качестве обосновывающего документа для привлечения инвестиций или заёмных средств.

Мы рекомендуем уделить предпроектным работам особое внимание, т.к. от тщательности и объективности проработки данного этапа сильно зависит качество реализации и технико-экономическая эффективность проекта в целом.

Средний срок выполнения этапа предпроектных работ силами «ТМ МАШ» составляет 1-2 месяца.

Получение технических условий

По результатам выполнения предпроектных работ формируется состав ТЭС, её мощность и объем потребления топлива, формат работы станции (автономный, параллельно с сетью без выдачи мощности/с выдачей мощности в сеть). На следующем этапе необходимо получить Технические условия (ТУ) на газоснабжение и ТУ на подключение к электросетям (если на объекте присутствуют внешние сети электропитания). Особое внимание следует уделить получению ТУ на подключение к электросетям при параллельной работе с сетью.

Также могут понадобится (в зависимости от места расположения объекта) ТУ на подключение к сетям теплоснабжения и водоотведения.

Средний срок получения технических условий составляет 2-3 месяца.

Специалисты «ТМ МАШ» оформляют необходимые технические документы и помогают собственнику энергоцентра взаимодействовать с соответствующими инстанциями.

Инженерные изыскания

Для разработки технически обоснованных проектных решений необходимо выполнение инженерных изысканий: геодезических, геологических и экологических.

Инженерные изыскания выполняются специализированными организациями, имеющими допуск СРО на выполнение данного вида работ, и являются неотъемлемой частью проекта. Инженерный отдел «ТМ МАШ» составляет технические задания (ТЗ) на выполнение данных работ.

Срок выполнения инженерных изысканий: 1-2 месяца.

Разработка проектной и рабочей документации

На основе концепции, разработанной в ходе предпроектных работ, в соответствии с полученными техническими условиями и результатами инженерных изысканий, разрабатывается проектная документация, содержащая в себе описание основных технических, технологических и иных решений по созданию ТЭС.

Проектная документация, совместно с результатами инженерных изысканий, проходит экспертизу, по завершении которой (и получении положительного заключения) Заказчик получает Разрешение на строительство ТЭС. На этапе защиты документации специалисты «ТМ МАШ» взаимодействуют с экспертизой по решению всех технических вопросов. После получения положительного заключения экспертизы проектной документации, разрабатывается рабочая документация для производства строительно-монтажных работ (СМР).

Для сокращения срока реализации данного этапа работ, разработка рабочей документации (РД) может осуществляться параллельно с прохождением экспертизы проектной документации, т.к. после получения замечаний экспертизы, можно разрабатывать РД тех разделов, к которым у экспертов не возникло принципиальных замечаний. Средний срок разработки проектной документации (ПД) — 3-4 месяца, прохождения экспертизы — 2 месяца.

Источник статьи: http://tmmash.ru/injiniring/193-proektirovanie-energocentrov.html