На Светлогорской ТЭЦ, а затем и других электростанциях РУП «Гомельэнерго» планируется внедрение абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов (АБТН), что должно повысить эффективность генерирующих источников. В рамках этой работы ведущим белорусским энергетическим институтом «БелТЭИ» уже начато проектирование.
АБТН на ТЭЦ энергосистемы республики будут внедряться впервые (на промышленных предприятиях они уже работают). В связи с этим для более глубокого изучения особенностей применения и эксплуатации АБТН на ТЭЦ в Южную Корею и Китай была направлена группа специалистов РУП «Гомельэнерго», в которую вошли главный инженер В. А. Соболь, заместитель генерального директора С. Ю. Иванов и главный инженер Светлогорской ТЭЦ К. И. Башаркевич. Для научной и организационной поддержки в состав делегации были включены профессор кафедры ПТЭиТ БНТУ В. Н. Романюк и директор ЗАО «Сервис тепло и хладооборудования» С. В. Мальков.
Упрощённо маршрут делегации выглядел следующим образом: Минск - Абу-Даби - Сеул - Шанхай - Чанша - Пекин - Абу-Даби - Минск. Это о перелётах (в общей сложности около 24 тысяч километров). Нас же интересуют остановки. Итак, по порядку.
Республика Корея, или Южная Корея
ТЭЦ в городах-спутниках Сеула: Аньян и Айшань
Обе станции принадлежат частной энергетической компании GS Power (Grow with uS).
Гостей приветствовал президент GS Power. Его заместители показали станцию и рассказали о компании.
GS Power — подразделение корпорации GS, в сферу деятельности которой, помимо производства тепловой и электрической энергии, входят нефтепереработка, производство товаров народного потребления, спортивная индустрия. Также компания занимается проектированием и строительством станций за границей (Армения, Бразилия, Оман, Танзания, Австралия).
Электроэнергия, выработанная на станциях GS Power, продаётся государственной компании КЕРСО, которая затем её распределяет.
Тепловую энергию станции могут продавать напрямую населению для отопления.
ТЭЦ в Аньяне введена в эксплуатацию в 1992 г., а в 2000 г. приобретена корпорацией С5. Установленная электрическая мощность — 415 МВт, тепловая — 450 Гкал. Последнюю образуют:
- сама ТЭЦ — 102 Гкал;
- пиковая водогрейная котельная (находится в резерве, включается в работу только в аварийной ситуации) — 140 Гкал;
- мусоросжигающий завод (в обязательном порядке устанавливается на ТЭЦ по требованию государственных властей) — 54 Гкал;
- два тепловых аккумулятора объёмом 20 тыс. м3 каждый (температура зарядки — 99 °С, разрядки — 55 °С).
На ТЭЦ установлен парокомпрессионный тепловой насос, который законсервирован, поскольку экономически оказался невыгоден из-за высокой стоимости электроэнергии.
В состав ТЭЦ входят солнечные батареи и топливные элементы, однако ни те ни другие экономически себя не оправдывают. Они установлены, поскольку производителю в обязательном порядке по требованию государственных властей требуется 5 % электроэнергии генерировать по «зелёной» технологии.
В котлах-утилизаторах происходит глубокое охлаждение уходящих газов — до 145 °С, а затем установлена дополнительно низкотемпературная ступень охлаждения (газовый сетевой бойлер), в которой уходящие газы охлаждаются до 75 °С.
На балансе ТЭЦ тепловые сети протяжённостью 407 км. Прокладка подземная, ПИ-трубы диаметром 900-1000 мм. В зимний период температура прямой сетевой воды — 115 °С, обратной — 55 °С. Давление прямой сетевой воды 1,2 МПа — зимой, 0,8 МПа — летом, расход сетевой воды — 3 тыс. м3/ч. Температура прямой сетевой воды летом не ниже 95 °С, обратной — 85 °С. Такой температурный график сетевой воды обеспечивает более высокие показатели работы установленных у потребителей абсорбционных холодильных машин (АБХМ используются в локальных хладоцентрах зданий либо централизованно — на район), для обеспечения работы которых покупается тепловая энергия в межотопительный период. Работают по электрическому графику.
Для ТЭЦ чисто формально более выгоден температурный график сетевой воды 86/70 °С, при котором также возможна работа АБХМ, но с худшими показателями. Однако делается всё для привлечения потребителей тепловой энергии и загрузки ТЭЦ в межотопительный период, что в конечном итоге перекрывает потери от менее выгодного, на первый взгляд, температурного графика.
Выгода применения тепловых аккумуляторов на ТЭЦ подтверждается тем, что в настоящее время на ней дополнительно к имеющимся возводятся ещё два бака такой же единичной ёмкости — 20 тыс. м3. И это при расположении ТЭЦ непосредственно в жилом массиве, где стоимость земли чрезвычайно высока.
На ТЭЦ в Аньяне АБТН не установлены. Работает небольшая АБХМ корпорации BROAD для кондиционирования воздуха в административно-бытовом корпусе.
Республика Корея
Население: 48955203; площадь: 99392 км2 (480 чел/км2); ВВП: всего —1457 млрд. USD на душу населения — 29140 USD
Мощность генерации энергосистемы Южной Кореи достигает 76 ГВт, потребление электроэнергии — более 455 млрд. кВт ч (2011 г.). В её составе находятся 20 атомных (АЭС) и более 200 разнотопливных тепловых (ТЭС) электростанций. Из них 10 % — ТЭЦ, 90 % — КЭС. В выработке электроэнергии конденсационными источниками на АЭС приходится 20 %, на обычные тепловые КЭС — 80 %. Относительно небольшие единичные мощности гене¬рирующих источников снижают затраты на поддержание горячего резерва и облегчают регулирование генерации при покрытии графика нагрузок. Основное топливо — уголь или природный газ, который поступает в страну морским путём в сжиженном виде. Цена природ¬ного газа — 1000 USD за 1000 м3, теплота сгорания составляет 8,6 Мкал/м3.
По прогнозам, к 2024 г. внутренний спрос может превысить 550 млрд. кВт ч, поэтому планом развития энергетики до 2024 г. (принят в конце 2010 г.) предусмотрено масштабное строительство электростанций. Значительные инвестиции планируются в строительство АЭС и ТЭС (угольных и газовых).
В 2012 г. вступила в действие национальная программа Renewable Portfolio Standard (RPS), устанавливающая квоту возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для всех производителей с установленной мощностью более 500 МВт. Планируется, что доля ВИЭ в суммарном производстве электроэнергии после 2022 г. должна составить 10 % (в 2012 г. — около 2 %).
Тарифы на тепловую и электрическую энергию независимо от типа генерирующего источника устанавливает государство. Цена электроэнергии в часы пиковых нагрузок — 0,2 за КВт ч, в часы ночных провалов — 0,08 1150 за КВт ч. Тарифы на тепловую энергию (USD/Гкал): для населения — 60; для госбюджетных учреждений — 80; офисы и промышленность —100. Потребители, использующие сетевую воду в летнее время для обеспе¬чения работы абсорбционных холодильных машин, получают тепловую энергию со скидкой 30 % и дополнительно в отопительный период — 10 %, уже на нужды отопления, что призвано стимулировать потребление тепловой энергии и увеличить загрузку ТЭЦ в межотопительный период.
Когеа Electric Power Corporation (КЕРСО) — крупнейшая энергетическая компания в Южной Корее. Сфера деятельности включает производство, передачу и распределение электроэнергии, а также развитие проектов в сфере электроэнергетики, ветроэнергетики, ядерной энергетики, добычи угля. 51 % акций КЕРСО принадлежит корейскому правительству. Установленная мощность генерирующих источников (совместно с филиалами и дочерними компаниями) — более 65 ГВт. На КЕРСО приходится порядка 90 % выработки всей электроэнергии в Корее.
ТЭЦ в Айшане.
Здесь установлены четыре абсорбционных тепловых насоса (АБТН) в отдельном помещении из сендвич-панелей. Там же расположены дополнительные установки для более эффективного использования АБТН и установки инженерного обеспечения всей системы: охладитель конденсата, паровой бойлер (для догрева сетевой воды), сетевой насос с гидромуфтой, насос перекачки утилизируемого потока и пр. Постоянного обслуживающего персонала в помещении нет. Управление всем комплексом осуществляется с центрального щита управления. С помощью АБТН утилизируется низкотемпературный тепловой поток (30/35 °С) расположенного рядом с ТЭЦ промышленного предприятия. Тепловая мощность потока утилизации — 18 Гкал/ч при том, что мощность потока теплоты, отпускаемой от упомянутых АБТН, с сетевой водой составляет 48 Гкал/ч. Нетрудно определить экономию затрат тепловой энергии, величина которой превышает 40 %. 60 % тепловой энергии, необходимые для работы АБТН, потребляется с паровым теплоносителем давлением 0,3 МПа, который поступает от близлежащей угольной КЭС, не принадлежащей корпорации GS.
Персонал обоих ТЭЦ составляет 240 человек. Ремонты, наладка, испытания оборудования выполняются силами сервисной компании Energy Service Company.
Корпорация GS помогает населению переходить на энергосберегающее освещение — обеспечивает его энергосберегающими лампами. Свои затраты окупает в течение 5-6 лет за счёт взимания платы с населения в указанный период за старое потребление и продажи разницы электропотребления другим покупателям.
В обозримой перспективе GS Power планирует перейти к централизованному получению холодной воды (7/12 °С) и продаже её потребителям, что ещё больше загрузит ТЭЦ в межотопительный период.
Китайская Народная Республика
Энергетический центр Моопbау в Шанхае
Энергетический центр представляет собой мини-ТЭЦ, а точнее тригенерационный комплекс. Он состоит из 4 газопоршневых агрегатов (ГПА) общей электрической мощностью 4,8 МВт и 4 АБТН мощностью, соответствующей потоку тепловой энергии от двигателей внутреннего сгорания ГПА. Комплекс снабжает электроэнергией, тепловой энергией для горячего водоснабжения и холодной водой для кондиционирования потребителей офисно-промышленного квартала.
Интерес представляет компоновка станции. На нулевой отметке расположены испарительные градирни. На втором уровне, ниже нулевой отметки, — генерирующие установки: 4 ГПА американского производства и 4 АБТН производства корпорации ВRОАD. На третьем уровне (под вторым) — резервные холодильные установки с электроприводом.
Павильон ВRОАD на территории выставочного комплекса Шанхай Экспо-2010
Как спонсору Всемирной выставки Экспо-2010, проходившей с 1 мая по 31 октября 2010 г. в Шанхае, корпорации BROAD было разрешено в числе стран-участниц построить свой павильон. 6-этажное здание было возведено готовым к эксплуатации всего за 24 часа! Кроме того, системы кондиционирования павильонов многих экспонентов выставки были оснащены оборудованием компании.
Павильон ВRОАD на территории выставочного комплекса Шанхай Экспо-2010
Как спонсору Всемирной выставки Экспо-2010, проходившей с 1 мая по 31 октября 2010 г. в Шанхае, корпорации BROAD было разрешено в числе стран-участниц построить свой павильон. 6-этажное здание было возведено готовым к эксплуатации всего за 24 часа! Кроме того, системы кондиционирования павильонов многих экспонентов выставки были оснащены оборудованием компании.
Корпорация BROAD. Чанша
Главный предмет изучения в Китае — производитель АБТН, корпорация BROAD: производственный потенциал, проекты и, конечно же, оборудование, опыт его применения и эксплуатации, обслуживания.
Корпорация BROAD была основана в 1988 г.
Основное производство и штаб-квартира расположены в г. Чанша (административный центр провинции Хунань). BROAD входит в число 20 наиболее успешных предприятий Китая. Корпорацию образуют следующие подразделения:
- BROAD Air Conditioning Co. — производство АБТН и АБХМ;
- BROAD Energy Service Co. — работы «под ключ» по установке АБТН и АБХМ, сопровождение и техническая поддержка в период эксплуатации;
- BROAD Air Quality Co. — производство рекуператоров и воздухоочистителей;
- BROAD Sustainable Building Co. (BSB) — строительство зданий.
Оборудование поставляется более чем в 70 стран мира, включая США, где BROAD занимает большую часть рынка АБХМ, Канаду, Россию, Беларусь, Австралию, страны Европы, Азии, Африки и Латинской Америки. Система управления и контроля качества сертифицирована по стандарту ISO 9001. Как технологии производства, так и оборудование, выпускаемое компанией, относятся к разряду энергоэффективных. Продукция непрерывно совершенствуется. Например, за 25 лет существования создано 10 модификаций АБХМ. Следует отметить, что энергосбережению в разработках корпорации BROAD уделяется особое внимание.
Поскольку вся продукция BROAD — это ответственное материалоёмкое оборудование для длительной эксплуатации, особое внимание уделяется вопросам обеспечения его надёжности. Наряду с применением комплектующих от ведущих мировых производителей выполняется тотальный входной контроль материалов и изделий, а также готовой продукции: испытания и тестирование каждого изделия в течение необходимого времени с окончательным испытанием его в присутствии заказчика с выходом на заданные параметры. На всех предприятиях царят чистота и порядок — свидетельства высокой культуры производства.
После ввода в эксплуатацию АБТН и АБХМ с помощью глобальной системы мониторинга и сервиса оборудования через сеть Интернет отслеживается их работа и осуществляется помощь в эксплуатации специалистами BROAD ENERGY SERVICE и региональных сервисных центров, один из которых действует в Минске. Непрерывно проходит обучение персонала покупателей.
Завод BROAD Air Conditioning по производству АБТН и АБХМ
Завод, как и штаб-квартира BROAD, расположен в одном из древнейших городов Китая — Чанша. Его население составляет более 7 миллионов человек. Чтобы решить для своих работников проблемы жилья и доставки к месту работы, прямо на огромной территории завода, которая мало напоминает промышленное предприятие, было построено всё необходимое для жизни. Сюда следует отнести жилые дома, гостиницу, магазины, объекты общественного питания, бытового обслуживания и т. д. Есть свои музей и дворец.
Завод BROAD Sustainable Building (BSB)
Одно из направлений деятельности корпорации BROAD — строительство зданий. Предприятие создано в марте 2009 г. Расположено в 70 км от г. Чанша.
Всего 15 дней потребовалось 200 рабочим, чтобы возвести под ключ 30-этажный отель Т30 со всей отделкой и «начинкой».
Все элементы здания (металлический каркас, межэтажные перекрытия с уже смонтированными коммуникациями, внешние стены с заранее установленными теплоизоляцией и окнами) изготавливаются на заводе ВSВ, доставляются на строительную площадку, где монтируются с помощью болтовых соединений.
Во всех крупных элементах заранее проложены электрические кабели, установлены светодиодные светильники, скрытые воздуховоды централизованной системы кондиционирования и вентиляции, тепло- и звукоизоляционные панели и т. д.
Готовые к сборке компоненты составляют 90% здания. На стройке ничего подгонять по месту не надо: детали изготовлены с точностью ±0,2мм.
Наряду с поразительной скоростью возведения и низкой стоимостью (1000 USD за м2, что на 10-30 % ниже, чем для обычных зданий) здание обладает целым рядом достоинств и преимуществ.
Здание в 5 раз эффективнее большинства обычных строений в плане расхода энергии. Потребление энергии в летний период составляет 20-30 Вт на м2, зимой — 10-20 Вт на м2.
Применены порядка 30 различных энергосберегающих технологий, включая теплоизоляцию наружных стен и крыши, 3-камерные стеклопакеты для окон, рекуперацию теплоты свежего и уходящего воздуха, утилизацию сточных вод для получения биогаза, использование энергии солнца, светодиодного освещения и др.
Экономия строительных материалов: по сравнению с традиционным зданием такого же размера потребовалось в 6 раз меньше цемента и всего в 1,2 раза больше стали.
Сейсмостойкость: ТЗО способно выдержать землетрясение с магнитудой 9 баллов.
Система вентиляции с набором фильтров делает воздух в помещениях в 20 раз чище, чем наружный.
Производится только один процент строительных от ходов. Отсутствие пыли и вредных материалов на стройке. Гладкие внутренние и наружные поверхности стен.
Исключён риск пожара во время строительства, так как не применяется сварка.
Высокий уровень автоматизации, например, управления освещением, кондиционированием.
В ТЗ0 есть стандартные номера, обычные и посольские люксы, а также президентские апартаменты. Помимо номеров в здании расположились ресторан, бар, тренажёрный зал и бассейн, подземная парковка и вертолётная площадка.
В ближайшее время ВSВ планирует построить самое высокое здание в мире и сделать это в кратчайший срок — за полгода. Небоскрёб, который будет строиться в г. Чанша, поднимется на рекордные 838 м, что на 10 м выше самого высокого на сегодня здания в мире — 163-этажной башни «Бурдж-Халифа» в Дубае.