Подбор мини-ТЭЦ

Выбор генерирующего оборудования и мини-ТЭЦ в частности определяется в основном необходимой мощностью для покрытия суммарных нагрузок потребителей объекта, на котором планируется установка турбин.

При наличии на объекте электрических сетей возможна организация работы мини-тэц в параллель с сетью. Такой режим реализуется, как правило, на тех объектах, где исторически существует электроснабжение от сетей, однако есть возможность получения необходимых лимитов на газ, либо существующие лимиты позволяют использовать газ для установки генерирующего оборудования.  Режим работы в параллель с сетью без экспорта электроэнергии в сеть является самым благоприятным, т.к. в таком режиме генерирующее оборудование может длительно работать с постоянной нагрузкой. 

В режиме в параллель с сетью без экспорта электроэнергии целесообразно выбирать мощность таким образом, чтобы основная (базовая) нагрузка покрывалась работой блока мини-тэц, а пиковые нагрузки покрывались бы сетью. Следует отметить, что газопоршневые установки в длительном режиме должны быть загружены не менее чем на 40% от номинальной мощности.

Данное требование связано с тем, что при более низких длительных нагрузках сгорание топлива не будет полным, возможно появление отложений в горячей части, локальный перегрев элементов и снижение межремонтного интервала.  При длительной работе с низкой нагрузкой в цилиндрах газопоршневых двигателей возможно возникновение детонации.

Работа генерирующего оборудования в островном (изолированном) режиме является наиболее сложным с точки зрения надежности электроснабжения потребителей.   Как правило, он имеет место на удаленных объектах, например, таких, как месторождения при отсутствии внешних электрических сетей.

Островной режим работы мини-тэц требует тщательного анализа существующих или планируемых к установке потребителей, т.к. любое включение нагрузки на таких объектах должно быть гарантировано покрыто генераторами газопоршневых двигателей. Особое внимание следует уделять включению в работу наиболее крупных приводных электродвигателей, поскольку даже наличие у таких потребителей системы плавного пуска не приводит к существенному снижению пусковой мощности, несмотря на некоторое снижение пусковых токов.

В случае изолированного режима номинальную мощность нужно выбирать таким образом, чтобы мощность наиболее крупного потребителя составляла не более 10-15% от номинальной мощности генераторной установки при отсутствии на таком потребителе частотно-регулируемого привода. В изолированном режиме работа при 100% нагрузке генераторной установки невозможна, т.к. в этом режиме всегда необходимо иметь некоторый запас на момент включения мощных потребителей. При пуске больших электродвигателей с прямым пуском пусковая мощность будет примерно втрое превышать номинальную мощность.

Такой наброс нагрузки может привести к временной перегрузке генератора и турбины/двигателя и, как следствие, к аварийному отключению генераторной установки с необходимостью повторного включения установки.     В случае газопоршневой мини-тэц повторный пуск возможен без выдержки времени перед повторным пуском.

Особое внимание при работе потребителей и генераторных установок необходимо обращать на тот факт, что в изолированных системах генератор-потребители частота сети не равна 50 Гц. Качество электроэнергии в таких системах определяется не стандартами работы, применимыми для объединенной энергосистемы, а характером нагрузки, типом привода и качеством настройки системы карбюрации турбины или двигателя под нагрузкой во время выполнения пуско-наладочных работ. Реальное колебание частоты сети в островном режиме может составлять 2-3 Гц. Например, для газопоршневых установок, имеющих значительные неуравновешенные массы, применяется стандарт ISO 8528 для определения возможной величины отклонений частоты генератора.

Поскольку многие современные потребители электрической энергии предъявляют повышенные требования к возможным колебаниям частоты питающей сети, во избежание аварийного отключения таких ответственных потребителей в островном режиме их питание должно осуществляться от источников бесперебойного питания, либо частотно-регулируемых приводов.

Работа турбинного оборудования на энергосистему в режиме экспорта электроэнергии в сеть будет определяться главным образом диспетчером энергосистемы и графиком работы, заданным энергосистемой. Данный режим может быть базовым, полупиковым и пиковым, в зависимости от требуемого времени работы турбины.

Как правило, газотурбинные установки покрывают пиковую и полупиковую часть графика электрической нагрузки. Лишь наиболее крупные газотурбинные и парогазовые установки работают в базовой части графика. С точки зрения колебаний нагрузки этот режим является более благоприятным по сравнению с островным режимом.

В этой связи нужно учитывать, что при расчете инвестиционной составляющей проекта и срока его окупаемости необходимо учитывать возможный график нагрузки и реальную нагрузку генераторной установки.