Мини-ТЭЦ на местных видах топлива

С.В. Леоновец, главный инженер, РУП «Брестэнерго»,
г. Брест, Республика Беларусь

Введение

К 2020 г. в топливно-энергетический баланс Республики Беларусь предполагается вовлечь не менее 6.7 млн т у.т. местных топливно-энергетических ресурсов. В соответствии с этими планами в г. Пружаны Брестской области реализован один из наиболее перспективных для тиражирования проектов в этой области - Пружанская мини-ТЭЦ (рис. 1) с полной автоматизацией производственного цикла и современной технологией сжигания биомассы (древесное топливо, торф) электрической мощностью

3.7 МВт и теплопроизводительностью 58 Гкал/ч.

Для строительства электростанции была выбрана на конкурсной основе технология сжигания биомассы на конической колосниковой решетке. Такая технология позволяет сжигать топливо (кору, опилки, древесную щепу и др.) с влажностью до 55% без снижения мощности.

В соответствии с заданием на проектирование и архитектурным проектом объекта строительство мини-ТЭЦ было предусмотрено на отдельной площадке вблизи существующей районной котельной в г. Пружаны.

Технические параметры оборудования мини-ТЭЦ

Основное оборудование мини-ТЭЦ на местных видах топлива (производительность по электроэнергии - 3,7 МВт, по теплу - 11,85 Гкал/ч) размещается в главном корпусе.

Проектом реализована установка технологического основного и вспомогательного оборудования зарубежного производства, а именно:

■ парового котлоагрегата (табл. 1) в составе: паровой котел (Польша); топочная колосниковая решетка (Финляндия);

■ паротурбинной установки (табл. 2) в составе: паровая турбина с противодавлением (Япония), турбогенератор синхронный переменного тока (Германия);

■ оборудования топливоподачи (Финляндия) (рис. 2);

■ электрофильтра (Германия).

Колосниковая решетка котельной установки (рис. 3) состоит из расположенных по диагонали колец и одного плоского колосникового кольца. Диаметр рассчитан для обеспечения полного сгорания топлива. Благодаря движению колец круглой решетки топливо перемещается от центра колосниковой решетки к ее краям и сгорает полностью.

В качестве топлива для сжигания на мини- ТЭЦ используется топливная смесь: древесное топливо (60%) и торф фрезерный (40%).

Расход местных видов топлива составляет 26,6 тыс. т/год щепы (7,794 тыс. т у.т.) и 18,7 тыс. т/год торфа (5,196 тыс. т у.т.).

Таблица 1. Основные технические характеристики парового котла.

Наименование параметра Значение Номинальная производительность, т/ч 21,7 Температура перегретого пара, °С 485 Давление перегретого пара, МПа 6,4 КПД, % 88 Диапазон

изменения паропроизводительности, %

40-100 Температура

уходящих газов после котла, °С

160

Таблица 2. Основные технические характеристики паротурбинной установки.

Наименование параметра Значение Максимальная выходная мощность генератора, кВт 3850 Давление пара перед стопорным краном, бар 62-64 Температура пара перед стопорным краном, °С 408-505 Расход пара (номинальный), т/ч 21,7 Давление пара в отборе на деаэратор, бар 2 Температура пара в отборе на деаэратор, °С 166 Давление пара на выхлопе турбины, бар 0,8-2 Температура пара на выхлопе турбины, °С 93,5-200

Строительство мини-ТЭЦ

Строительство электростанции было начато в декабре 2008 г. с закладки фундамента котла. Строительно-монтажные работы по основному оборудованию выполнены в кратчайшие сроки - с января по октябрь 2009 г.

Поставка оборудования и монтаж проводились параллельно по согласованному между заказчиком и поставщиком оборудования графику. Поскольку оборудование изготавливалось по европейским стандартам и с минимальным техническим описанием на английском языке, приходилось прикладывать много усилий для изучения в кратчайшие сроки всей технологии монтажа и сборки оборудования на площадке. Благодаря тому, что монтажные работы тепломеханического оборудования выполнялись собственными силами, были получены экономия денежных средств и неоценимый опыт и знания, которые позволили в дальнейшем грамотно эксплуатировать оборудование электростанции.

Если в прежние времена для реализации таких проектов создавалась дирекция строительства электростанции и к работе привлекались специалисты и организации Минэнерго СССР, то в данном случае приказами РУП «Брестэнерго» были созданы рабочие группы по строительно-монтажным и пусконаладочным работам, которые возглавили руководители Брестской энергосистемы. Благодаря такой организации работ механизм стройки сработал без сбоев и сроки ввода объекта не были сорваны.

В процессе строительства электростанции РУП «Брестэнерго» приходилось оперативно решать вопросы приемки на баланс от Пружанского ЖКХ районной котельной и магистральных тепловых сетей, подготовки принятого оборудования к отопительному сезону и подготовки персонала для эксплуатации электростанции.

Обучение персонала проводилось с сентября по декабрь 2009 г как в учебном центре РУП «Брестэнерго», так и на площадке электростанции шеф-инженерами поставщика оборудования.

Самая сложная задача, которая была поставлена перед рабочей группой, - проведение комплексного опробования оборудования и пуск электростанции.

Пусконаладочные работы были начаты 15 октября 2009 г в условиях продолжающегося монтажа вспомогательного оборудования, строительных конструкций, систем управления и проводились в соответствии с предъявляемыми техническими требованиями поставщика оборудования. Длились они не менее 12 ч в сутки. Необходимо было выполнить поузловую приемку и наладку всех модулей и систем станции, учитывая при этом требования шеф-инженеров, и подписать с ними соответствующие акты приемки. Малейшее невыполнение требований поставщика грозило снятием гарантии на поставленное оборудование и могло привести к срыву сроков ввода объекта. Большая проблема заключалась в том, что вся техническая документация поставщика, как уже упоминалось выше, была на английском языке и общаться с шеф-инженерами приходилось через переводчиков. Для того чтобы найти с ними взаимопонимание в вопросах наладки оборудования, приходилось иногда проводить переговоры по два раза в день.

Пусконаладочные работы состояли из трех этапов: подготовительные работы; холодная пусконаладка; горячая пусконаладка и комплексное опробование. Последний этап - самый сложный. Он включал в себя технически сложные и требующие времени непрерывные технологические операции. Все они были проведены в намеченные сроки: кислотная промывка и пассивация котла, деаэратора питательной воды, бойлера-конденсатора, паропроводов и питательного трубопровода - в течение 7 дней; сушка обмуровки котла - в течение 5 дней; продувка котла и паропроводов по чистоте медной пластины - в течение 14 дней; наладка котла и паровой турбины - в течение 10 дней; испытание защит и наладка АСУ ТП - в течение 30 дней.

После подписания (в соответствии с требованиями контракта) сертификата готовности приемосдаточных испытаний была произведена первая синхронизация электростанции с энергосистемой, осуществлено комплексное опробование оборудования электростанции, и 22 декабря 2009 г. подписан Государственный акт ввода электростанции в эксплуатацию. Таким образом, в г. Пружаны появился новый энергоисточник - Пружанская мини-ТЭЦ, состоящая из энергоблока, работающего на местных видах топлива, и пиковой водогрейной котельной, работающей на газомазутном топливе. Суммарная тепловая мощность - 58 Гкал/ч.

Основные технико-экономические показатели Пружанской мини-ТЭЦ представлены в табл. 3.

В отопительный период паровая часть работает в базовом режиме по последовательной схеме совместно с водогрейными котлами. В межотопительный период на местных видах топлива вырабатывается 100% тепла, а в отопительный - до 80%.

Летний максимум потребляемой электрической мощности Пружанского района составляет 9 МВт, зимний - 12,2 МВт; г. Пружаны - соответственно 3,5 и 5 МВт. Расчетная тепловая нагрузка зоны теплоснабжения мини-ТЭЦ составляет 31,578 Гкал/ч, в том числе ГВС - 6,039 Гкал/ч. Ввод в эксплуатацию данного объекта позволил обеспечить до 60% потребности г. Пружаны в электроэнергии и 95% - в тепловой энергии.

С момента ввода объекта в эксплуатацию оборудование показало себя с наилучшей стороны, практически полная автоматизация процессов позволяет оперативно решать производственные задачи. Отсутствие аварийных ситуаций и отказов оборудования за истекший период полностью подтверждает высокие стандарты производства и надежность оборудования.

Возможность сжигания топлива с повышенной влажностью, а также в различных соотношениях топливной смеси торфа и древесной щепы в купе с долгосрочными соглашениями с поставщиками топлива в полной мере позволяет избежать проблем с поставкой топлива.

В целях обеспечения надежной работы оборудования станции, качественного и полноценного проведения ремонтных и регламентных работ заключен договор на сервисное обслуживание с финской компанией, осуществлявшей комплексную поставку оборудования.

Наибольший прирост потребления местных видов топлива в Республике Беларусь может быть достигнут за счет использования древесного топлива и торфа. Для достижения объема потребления местных топливно-энергетических ресурсов, обеспечивающего выполнение поставленной задачи, необходимы:

■ реконструкция и дополнительное развитие существующих топливодобывающих организаций;

■ создание инфраструктуры заготовки и транспортировки древесного топливного сырья, производства топлива и подготовки его к сжиганию;

■ перевод значительной части существующего топливоиспользущего оборудования на сжигание местных видов топлива или его замена с учетом требований по охране окружающей среды.

Введение Пружанской мини-ТЭЦ в эксплуатацию - это весомый вклад в решение важнейшей из задач по обеспечению энергетической безопасности республики - увеличение использования собственных топливно-энергетических ресурсов. Реализация этого проекта обеспечивает замещение импортируемого топлива местными его видами до 14,51 тыс. т у.т./год. А самый существенный результат возведения мини-ТЭЦ - это приобретение бесценного опыта всеми, кто принимал участие в строительстве, монтаже и наладке объекта.