предыдущий материал

ПРОИЗВОДСТВО
Юрий Решетников,
генеральный директор ОАО "Пермский моторный завод
Даниил Сулимов,
главный конструктор ОАО "Авиадвигатель"

Газотурбинные двигатели и теплоэнергетика

В 2000 г. дефицит природного газа в России составил 11 млрд нм3, в ближайшие два года, даже при закупке газа в среднеазиатских государствах, он обещает увеличиться: в 2001 г. - до 36,6 и в 2002 г. - до 67 млрд нм3.

Основными потребителями газа в России являются ГРЭС, ТЭЦ и котельные (муниципальные и промышленные). Моральное и физическое старение этих объектов (при дефиците финансовых ресурсов) усугубит ситуацию и может привести к неуправляемому выбытию энергомощностей.

В себестоимости электроэнергии и тепла доля затрат на топливо составляет более 65 %. Поэтому магистральным направлением энергосбережения следует считать повышение топливной эффективности установок.

К системам, дающим максимальную экономию природного газа и приносящим максимальную прибыль, относятся муниципальные и промышленные системы совместного производства тепла и электроэнергии, создаваемые на основе газовых турбин (ГТУ-ТЭЦ и ПГУ-ТЭЦ). Эффективный коэффициент использования топлива в таких системах достигает 90 % и не имеет себе равных среди других технологий. Реконструкция муниципальных и промышленных котельных позволит снизить удельные расходы топлива, уменьшить потери в сетях.

Свидетельством перспективности газотурбинных технологий в энергетике является принятый в США ещё в 1978 г. закон, в соответствии с которым на территории страны запрещалось использование природного газа на вновь вводимых и реконструируемых ТЭЦ и крупных котельных, если они не оснащались газовыми турбинами. Аналогичные меры были предприняты и в странах ЕЭС. Подобное следует ожидать и в России.

Для демонстрации преимуществ газотурбинных теплоэлектростанций по сравнению с существующими паротурбинными установками, используемыми для производства электроэнергии, на рис. 1 представлены графики удельного расхода условного топлива, потребного для выработки электроэнергии и тепла, в зависимости от к.п.д. использования топлива.

Из рисунка видно, что разница в средних удельных расходах условного топлива на лучших ГРЭС России (Костромская ГРЭС) и наиболее эффективных предлагаемых ГТУ-ТЭЦ составляет 170,8 г у.т./кВт·ч.

Заметим также, что разница между средней величиной удельного расхода топлива по ТЭЦ РАО "ЕЭС России" и удельным расходом топлива на предлагаемых ГТУ-ТЭЦ при одном и том же удельном расходе топлива на выработку единицы тепловой энергии, равном 144,6 кг/Гкал, составляет 163,6 г у.т./кВт·ч. На сегодняшний день в мире нет более эффективных технологий, позволяющих экономить энергоресурсы.

На рис. 2 приведены зависимости стоимости топлива в себестоимости производства электроэнергии и тепла при росте цен на газ в период до 2010 г. (прогноз). При повышении цен на газ снижение себестоимости 1 кВт·ч электроэнергии, произведенной на ГТУ-ТЭЦ, благодаря снижению потребления топлива возрастет с 0,064 до 0,205 руб/кВт·ч. Чем выше стоимость топлива, тем более выгодно применять ГТУ-ТЭЦ и ПГУ.

Проанализировав сложившуюся в регионе ситуацию, администрация Пермской области приняла решение о разработке проекта Региональной программы "Пермские газотурбинные технологии для систем тепло- и электроснабжения".

Внедрение газотурбинных технологий в электроэнергетике Прикамья началось в декабре 1997 г. после ввода в эксплуатацию на территории ОАО "Пермские Моторы" первой промышленной газотурбинной электростанции "Янус" мощностью 4 МВт. Блочно-модульная теплоэлектростанция ГТЭС-4 разработки ОАО "НПО "Искра" введена в эксплуатацию "под ключ" на ОАО "Пермский газоперерабатывающий завод" предприятием ЗАО "Искра-Энергетика" - совместным предприятием ОАО "НПО "Искра" и компании Turbo Power & Marine Systems, Inc (США).

Тесное и плодотворное сотрудничество промышленных предприятий Прикамья по созданию и вводу "под ключ" газотурбинных теплоэлектростанций послужило основой для создания в Пермской области демонстрационной зоны энергоэффективных проектов "Западный Урал".

Пермскими предприятиями за семь лет разработано и введено в эксплуатацию 85 ГТУ мощностью от 2,5 до 16 МВт, которые к марту 2001 г. наработали более 614 тыс. ч. Лидерные образцы имеют наработку более 35 тыс. ч.

Параллельно с энергосбережением возросли экологические показатели (NOx, CO и CO2). Происходит это благодаря экономии топлива и по причине существенно лучших экологических показателей газотурбинных установок (Пермские ГТУ мощностью 2,5 и 4,0 МВт имеют экологические сертификаты) по сравнению с топками котельных.

Рис.1. Зависимость удельного расхода условного топлива от КПД установки
Рис.2. Зависимость удельной стоимости топлива от КПД установки

предыдущий материал
оглавление
следующий материал