ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Тригенерационный энергоблок для обеспечения электро и теплоснабжения гипермаркета «МЫ», а также для охлаждения воды для центрального кондиционирования воздуха в жаркий период».

Рекомендуемая область пременения

Все отрасли промышленности.

Назначение, цели и задачи проекта

Научным коллективом Центра энергосбережения НИС ЛГТУ кафедры «Промышленная теплоэнергетика» под руководством В.Я.Губарева в 2005 – 2006 г.г выполнен проект технологической части энергоблока  гипермаркета «МЫ» в г. Липецке. С помощью энергоблока снабжают электрической энергией потребителей торгового центра, обеспечивают собственные нужды в электроэнергии, а также поставляют тепловую энергию в системы теплопотребления. Реализуется технология тригенерации, она позволяет полезно использовать  85% энергии топлива,  причем электрический кпд превышает 40%.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Ранее электроэнергия закупалась у энергосбытовой компании, а тепло вырабатывалось городскими котельными, что приводило к наибольшим затратам. Предприятие не зависит от энергосбытовой компании, нет перебоев с электричеством и с подачей тепла. Производство  электроэнергии на энергоблоке обходится в 3 раза дешевле, а выработка тепла примерно в 2 раза дешевле.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Энергоблок представляет собой тригенерационную систему и обеспечивает электроснабжение и  теплоснабжение гипермаркета, а также охлаждение воды для центрального кондиционирования воздуха в жаркий период. Базовым элементом энергоблока являются 3 газопоршневых агрегата TCG 2016 V12 фирмы «Deutz» (Германия) общей электрической мощностью 1740 кВт. Тепло отходящих газов двигателей используется для нагрева теплофикационной воды в утилизационном теплообменнике для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Теплота охлаждения двигателей также передается теплофикационной воде при помощи пластинчатых теплообменников. Полная тепловая мощность составляет 1668 кВт. В летний период горячая вода после теплообменников используется в абсорбционной холодильной машине для получения холодной воды.

Режим работы энергоблока – круглогодичный. В течение отопительного периода агрегаты снабжают электрической энергией потребителей торгового центра, обеспечивают собственные нужды в электроэнергии, а также поставляют тепловую энергию в системы теплопотребления (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение, включая собственные нужды энергоблока). В летнее время помимо снабжения электрической энергией всех категорий потребителей, тепло, получаемое при работе газопоршневых агрегатов, преобразуется в холод, за счет которого происходит охлаждение воздуха в помещениях торгового центра и энергоблока. Таким образом, реализуется технология тригенерации, которая позволяет полезно использовать более 85% энергии топлива, причем электрический кпд превышает 40%.

При проектировании принят приоритет выработки электрической энергии, поэтому потребовалось согласование выработки тепла газопоршневыми двигателями и теплопотребления гипермаркета. Для выработки тепловой энергии в часы минимумов электрических нагрузок, а также покрытия пиковых тепловых нагрузок в схеме энергоблока предусмотрен водогрейный котел ViessmannVitoplexSX-1 тепловой мощностью 1120 кВт. Сброс избыточного тепла осуществляется при помощи радиаторов аварийного охлаждения.

Двигатели работают на природном газе низкого давления, имеют турбонаддув с охлаждением смеси после компрессора.

Особенностью выбранных газопоршневых двигателей является высокая чувствительность к разовому изменению электрической нагрузки (не более 8%).

Поэтому было принято решение о параллельной работе энергоблока с внешней электрической сетью пиковой мощностью до 200 кВт, обеспечивающей демпфирование колебаний нагрузки и позволяющей обеспечить работу двигателей.

Проектирование технологической схемы осуществлялось параллельно с проектированием строительной части и электрической схемы, что, безусловно, вызывало ряд сложностей и необходимость на ходу менять и согласовывать многие решения, но позволило существенно сократить сроки реализации проекта.

В состав энергоблока входят также насосная группа системы теплоснабжения, комплексонная система водоподготовки, насосная группа подачи холодной воды и градирня абсорбционной холодильной машины. Кроме того, для обеспечения работы газопоршневых двигателей пришлось разработать систему приточной вентиляции.

Проектирование в основном было завершено к марту 2006 г., к моменту поступления основного оборудования и был начат его монтаж. Учитывая уникальность и сложность проекта, монтаж происходил в тесном контакте с нашими специалистами и в ходе монтажа согласовывались некоторые изменения проекта. Пусконаладочные работы проведены специалистами фирмы «Deutz» в исключительно сжатые сроки, причем они отметили очень высокое качество проекта и признали энергоблок лучшим в России (с использованием оборудования «Deutz»). 2 октября 2006 г. энергоблок запущен в эксплуатацию. Это единственный энергоблок на газопоршневых двигателях в России, спроектированный и запущенный в эксплуатацию в столь сжатые сроки.

В настоящее время энергоблок несет среднюю электрическую нагрузку в дневное время 550 – 650 кВт, из них 20 – 50 кВт - потребление из внешней электросети и 530 – 600 кВт – электрическая мощность, вырабатываемая газопоршневыми двигателями. Удельное потребление природного газа – 0,26м³/кВтч, при нагрузке 600 кВт двигатели потребляют 155 м³/ч газа. Оборудование отличается низким уровнем эмиссии вредных примесей – менее 500 мг/м³NO_x е менее 300 мг/м³ СО и эффективной системой шумоподавления – на расстоянии свыше 10 м от энергоблока уровень шума не превышает 35 дБ.

На рисунках 1, 2 представлены фотографии основных элементов энергоблока.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Годовая экономия при эксплуатации мини-ТЭЦ -24525,190 тыс. руб.

Производство электроэнергии на энергоблоке обходится  в 3 раза дешевле, чем закупка у энергосберегающей компании, а тепла – в 2 раза дешевле.

Оборудование отличается низким уровнем эмиссии вредных примесей – менее 500 мг/м³NO_x е менее 300 мг/м³ СО и эффективной системой шумоподавления – на расстоянии свыше 10 м от энергоблока уровень шума не превышает 35 дБ.

Новые потребительские свойства продукции

- снижение трудозатрат; рост производительности;
- высокая эффективность;
-реализуется технология тригенерации, которая позволяет полезно использовать более 85% энергии топлива.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам

Стадия и уровень разработки

Это единственный энергоблок на газопоршневых двигателях в России, спроектированный и запущенный в эксплуатацию в столь сжатые сроки для автономного энергообеспечения гипераркета «МЫ».

Предлагаемые инвестиции

60 млн. руб.

Рынки сбыта

Россия, страны СНГ.

Возможность и эффективность импортозамещения

Нет

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

12

Дата поступления материала

14.08.2007