Компания MAN Diesel & Turbo является мировым лидером в области разработки и производства мощных низкооборотных и среднеоборотных
поршневых двигателей для электростанций.
Широкий модельный ряд газовых и дизельных агрегатов для электростанций предоставляет отличные возможности для сотрудничества
с компанией MAN Diesel & Turbo, независимо от того, производится ли электроэнергия для выдачи в общую электросеть или для собственных нужд.
Клиентам, обратившим своё внимание на столь высококачественное немецкое оборудование для производства электроэнергии,
предлагаются комплексные энергетические решения — строительство электростанций «под ключ».
Интересно, что деятельность компании MAN по производству и поставке генераторных установок для производства электроэнергии
начинается с 1904 года, когда была изготовлена первая в мире дизельная электростанция для трамвайного депо города Киева.
Электростанция MAN успешно отработала свыше 50 лет(!) и была впоследствии законсервирована.
И до настоящего времени, спустя более 100 лет после первого успешного опыта, MAN Diesel & Turbo сохраняет свое научно-техническое
превосходство в области разработки мощных силовых агрегатов для электростанций, которые в настоящее время сохраняют статус одних из самых
энергоэффективных установок.
Зная до тонкостей технологию производства мощных двигателей для электростанций, специалисты MAN Diesel & Turbo стремятся создавать
оборудование еще более мощное, более экономичное и экологичное.
Первостепенная задача компании MAN Diesel & Turbo – экологичность проектов с одновременным повышением топливной эффективности и
удельной мощности силовых агрегатов. Активное сотрудничество в области законодательства по регулированию уровня выбросов загрязняющих
веществ — это вклад MAN Diesel & Turbo в глобальную программу сокращения вредных выбросов.
Одним из решений вопроса сокращения выбросов является применение в качестве топлива для электростанций природного газа.
В экономическом аспекте, для России, газ является на сегодня непревзойденным видом топлива для автономных электростанций.
Благодаря своей доступности и хорошим экологическим показателям, природный газ будет играть важную роль в системе энергоснабжения будущего.
Применение двигателей MAN для выработки электроэнергии позволяет российским предприятиям снизить энергоемкость производства и
улучшить экологическую обстановку.
Выпускаемое компанией MAN Diesel & Turbo оборудование включает решения для эффективного производства электроэнергии, тепла и холода,
а также предоставления оперативного резерва, который может быть введен в эксплуатацию в кратчайшие сроки. Все решения, как правило,
адаптированы под требования заказчика, что гарантирует максимальную окупаемость инвестиций в автономные электростанции — системы
распределенной генерации.
Электростанции MAN Diesel & Turbo на базе газопоршневых установок
При выборе типа электростанции окончательное решение обычно принимается исходя из следующих факторов:
- область применения: производство электроэнергии, когенерация или другие цели, например, кратковременный оперативный резерв
- снижение капитальных и эксплуатационных затрат на энергоснабжение предприятия
- прочие экономические факторы (например, величина экологических штрафов)
Топливо является главным ценовым фактором при работе автономных электростанций, работающих на ископаемых видах топлива –
на него приходится около 80% эксплуатационных затрат.
Поэтому стремление получить максимальную эффективность исходит уже только из экономических соображений.
Электростанции на базе газопоршневых установок служат эталоном в этом отношении: их высокий электрический коэффициент
48,4%,
коэффициент использования топлива (КИТ) и, как следствие, низкий уровень эмиссии сокращают общую стоимость владения (ТСО).
Применение газопоршневой установки MAN для электростанции на примере модели 20V35/44G
Рассмотрим следующие варианты применения:
- производство электроэнергии в открытом цикле
- комбинированный парогазовый цикл
- когенерационные и тригенерационные установки
- оперативный резерв мощности
MAN - производство электроэнергии
Благодаря экологически чистой технологии использования топлива, высокому КПД и низкой цене на природный газ,
газопоршневые установки в настоящее время являются самыми востребованными на российском рынке производства электроэнергии.
В дополнение к потенциальному сокращению эксплуатационных и топливных затрат, основное преимущество газопоршневых установок
заключается в чрезвычайно низком уровне выбросов вредных веществ в атмосферу в сочетании с высоким КПД.
Надежное автономное энергоснабжение имеет большое значение для глобального экономического роста. Необходимость в бесперебойных
поставках энергии и экологически чистом использовании ресурсов приводит к изменению подхода к структуре энергоснабжения.
В настоящее время на первое место выходят такие критерии, как гибкость в выработке энергии и эффективное автономное производство энергии.
Высокоэффективные газовые силовые агрегаты MAN для автономных электростанций модели 20V35/44G соответствуют всем вышеперечисленным требованиям.
Силовой агрегат MAN 20V35/44G – это новый класс газовых поршневых установок большой мощности с одноступенчатым турбонаддувом,
работающих по циклу Миллера.
Силовой агрегат MAN 35/44G выпускается в V-образном 20-цилиндровом исполнении с выходной мощностью 10600 кВт мех.
Механический КПД силового агрегата достигает 48,4%, а удельная цилиндровая мощность составляет 530 кВт при выработке электроэнергии
с частотой тока 50 Гц. В конструкции двигателя MAN реализовано множество инновационных технологических решений, кроме того,
он соответствует стандарту по уровню выбросов вредных веществ TA-Luft.
Все это в целом позволяет позиционировать силовой агрегат MAN 35/44G как мирового лидера на рынке газовых двигателей для
электростанций по удельной мощности.
Процесс горения в силовой установке MAN 20V35/44G характеризуется высокой степенью геометрического сжатия, работой по циклу Миллера
и эффективным турбонаддувом высокой степени повышения давления.
Технология сжигания основана на искровoм зажигании, c обедненной газовоздушной смесью и применением форкамеры.
Система зажигания силового агрегата MAN 20V35/44G имеет запальное устройство и мощную катушку зажигания, которая вырабатывает
запальную искру высокого напряжения. Топливный газ направляется непосредственно в форкамеру через отдельный газодозирующий клапан.
Вместе с обедненной смесью из главной камеры сгорания, которая подается в форкамеру при такте сжатия, обеспечивается почти
стехиометрический состав, который воспламеняется с помощью свечи зажигания. Поток пламени из форкамеры используется
как усилитель для воспламенения смеси в основной камере сгорания.
Cиловой агрегат MAN модельного ряда 35/44G оснащен системой безопасности и управления SaCoSone, гарантирующей надежную работу
двигателя в оптимальном рабочем диапазоне между детонацией и пропуском зажигания. Двигатель имеет индивидуальную регулировку цилиндров.
Новейшая разработка MAN Diesel & Turbo позволяет использовать преимущества газовых двигателей в электростанциях, работающих
в открытом цикле, парогазовом комбинированном цикле, а также в составе когенерационных установок электрической мощностью до 100 МВт и выше,
где ранее доминировали газовые турбины.
Опираясь на свой богатейший опыт строительства электростанций под ключ, MAN Diesel & Turbo может предложить оптимальные решения,
соответствующие требованиям заказчика.
Для достижения максимальной эффективности и рентабельности, компания внедрила интегрированную стратегию использования газового топлива,
включающую в себя поставку двигателей и турбин собственного производства.
MAN Diesel & Turbo — комбинированный (парогазовый) цикл
Чтобы соответствовать требованиям высокой эффективности и экологичности при производстве энергии,
компания MAN разработала технологические процессы для стационарных электростанций, использующих тепловую энергию выхлопных
газов газопоршневого двигателя для производства перегретого пара.
Как устроены электростанции MAN Diesel & Turbo комбинированного цикла на базе газопоршневых двигателей?
В машинном зале расположены газопоршневые установки и паровая турбина с генераторoм.
Горячие отработавшие газы, прежде чем выйти через дымовые трубы, проходят через котлы-утилизаторы, в которых производится перегретый пар.
В процессе расширения перегретого пара в паровой турбине вырабатывается электроэнергия по циклу Ренкина.
Одним из главных условий высокой эффективности цикла Ренкина является высокая температура отработавших газов.
Далее пар охлаждается в конденсаторе, который является неотъемлемой частью комбинированного цикла.
Эта дополнительная электрическая энергия вырабатывается без дополнительного расхода топлива,
что существенно повышает электрический КПД электростанции и является главным преимуществом комбинированного цикла.
Выработанная электрическая мощность, производимая двигателями и паровой турбиной, может выдаваться в сеть через подстанцию или
использоваться для собственныx нужд различных технологических предприятий.
Применение комбинированого цикла позволяет повысить электрический КПД станции до 51%.
Учитывая, что МАN производит не только высокоэффективные газопоршневые двигатели, но и паровые турбины и редукторы,
заказчик извлекает максимальную пользу, используя эффект синергии, а также получает комплексное конечное решение и полную
ответственность «из одних рук».
Технология комбинированного цикла в особенности рекомендуется для электростанций, предназначенных для непрерывного
производства электроэнергии. Таким образом, затраты на приобретение дополнительного оборудования для комбинированного
цикла окупаются в кратчайшие сроки.
MAN Diesel & Turbo — когенерация
Автономное производство электроэнергии, тепла, пара и холода является одной из наиболее надежных форм энергоснабжения.
В зависимости от используемой системы охлаждения и параметров теплоносителя, коэффициент использования топлива когенерационной
установки может достигать до 90%.
Следует отметить, что газопоршневые когенерационные установки предназначены для покрытия общих нужд в тепловой энергии
различных конечных потребителей, включая промышленных потребителей, ЖКХ и т.д.
В процессе производства электроэнергии газопоршневыми двигателями образуется отходящее тепло различной температуры.
Как правило, источниками такого тепла являются контур охлаждения смазочного масла, двухконтурная закрытая система охлаждения
наддувочного воздуха и рубашки двигателя и отработавшие газы.
Компания MAN предлагает различные технологии утилизации тепла от газовых двигателей для получения нескольких форм полезной энергии.
Вот один из таких примеров. На основе газопоршневого двигателя 20V35/44G осуществляется выработка электроэнергии и горячей воды
с параметрами теплоносителя 60°C в обратном трубопроводе и 125°C в подающем трубопроводе.
При таких параметрах теплоносителя коэффициент утилизатии топлива когенерационной установки достигает 83,2%,
а электрический КПД при этом составляет 47,2% (ISO 3046-1, TA-Luft, метановое число 80, cosj 0,8).
MAN Diesel & Turbo — оперативный резерв мощности
Во всем мире для производства энергии все чаще используются возобновляемые источники энергии, нестабильно работающие с
переменной производительностью. В то же время для электростанций на возобновляемых источниках (ветроэнергетические установки и
солнечные батареи) требуются гибкие технологические решения, способные оперативно предоставить высокоэффективную резервную
электрическую мощность для поддержания стабильности выработки электроэнергии в локальную сеть.
Кроме быстрого запуска установок, необходимы эффективные технологии, обеспечивающие работу в условиях частичных нагрузок,
а также способность воспринимать большие колебания нагрузки.
Решение таких проблем привлекает независимых производителей электроэнергии, а также локальных потребителей.
К конечном счете, увеличение поставок энергии, получаемой за счет нестабильных возобновляемых источников, приведет
к изменению энергетического рынка – появятся новые рынки мощности, где цены на доступный краткосрочный оперативный
резерв будут расти в соответствии со спросом.
Электростанции на базе газопоршневых двигателей являются идеальным решением для применения в оперативном резерве мощности.
По сравнению с крупными электростанциями парогазового цикла или угольными, газопоршневые электростанции обладают рядом преимуществ:
- эффективная работа в любом диапазоне нагрузок от 50% до 100% от номинальной мощности
- время загрузки до полной номинальной мощности составляет 5–8 минут, в зависимости от динамики нагрузки установки
- устойчивость работы в условиях частичных нагрузок и одновременном их увеличении
MAN Diesel & Turbo — экологическая безопасность
Природный газ – это самый экологически чистый из ископаемых видов топлива. Возможность наращивания мощности для потребителей
тепла является важным фактором при выборе типа электростанции. Электростанции на базе газовых двигателей очень перспективны в
этом отношении благодаря высокому КПД и использованию в качестве топлива природного газа.
В последнее время выбросы СО
2 находятся в центре особого внимания, что обусловлено их серьезным влиянием на глобальное изменение климата.
С 2013 года в странах ЕС большинство разрешений на выброс СО
2 будут продаваться через аукционы, что приведет к пересмотру факторов
стоимости, в результате чего только самые эффективные технологии будут оставаться конкурентоспособными.
MAN Diesel & Turbo — высокий уровень сервиса
Благодаря наличию всемирной партнерской сети по обслуживанию — PrimeServ, включающей более 150 сервисных центров организации
послепродажного обслуживания в мире, МAN Diesel & Turbo SE стала известна как самая эффективная и доступная среди других компаний отрасли.
В 2010 году в Санкт-Петербурге открыт cервисный центр PrimeServ компании MAN Diesel & Turbo, осуществляющий полный цикл
работ по обслуживанию и эксплуатации поставляемого на территорию России и стран СНГ оборудования. Основные задачи PrimeServ:
- осуществлять быстрое обслуживание в течение всего срока эксплуатации установленного оборудования
- проводить подготовку и повышение квалификации обслуживающего персонала в центрах PrimeServ с целью обеспечения бесперебойности и эффективности работы оборудования
- организовать быструю доставку оригинальных запчастей MAN со 100% гарантией качества по всему миру с помощью круглосуточной горячей линии
Услуга PowerManagement — это дополнение к концепции послепродажного обслуживания PrimeServ компании MAN.
Решения Power-Management предоставляют комплексную поддержку по всем аспектам, связанным с эксплуатацией электростанций,
где установлено оборудование MAN Diesel & Turbo. Каждый договор обсуждается индивидуально с заказчиком и может заключаться
на полное обслуживание или предоставление полномочий по эксплуатации механической, электрической или тепловой части установленного оборудования.
Оператор электростанции получает комплексный доступ к технологии, опыту, передовой практике и профессиональным ресурсам компании MAN.
Пакет услуг Power-Management позволяет пользоваться профессиональным опытом компании при эксплуатации электростанций,
а владелец станции при этом может полностью сосредоточиться на своей основной деятельности.
Таким образом, компания не только разрабатывает и производит самое современное энергетическое оборудование, предлагает широкий спектр
сервисных решений, но и сопровождает заказчика на всем протяжении жизненного цикла электростанции. Это гарантирует высокий уровень
надежности эксплуатируемых энергоблоков и рентабельности проектов.
MAN Diesel & Turbo - заключение
В заключение еще раз отметим преимущества газопоршневой установки модели 35/44G:
- надежный источник энергии — номинальная мощность 10 600 кВтмех
- низкие затраты на топливо — электрический КПД 47,2%
- низкие затраты на обслуживание;утилизация тепла — общий КИТ до 90%
- быстрый выход на рабочий режим — 100% нагрузка в течение 5–8 минут
- простота обслуживания/высокая эксплуатационная готовность
- высокий стандарт безопасности эксплуатации;отличная реакция на сброс/наброс нагрузки
Специалисты компании MAN Diesel & Turbo смогут подобрать лучшую технологическую концепцию, которая наиболее полно отвечает
требованиям и специфике конкретного проекта. В конечном итоге применение электростанций на базе газопоршневых двигателей 20V35/44G
приведет к снижению затрат, а владелец энергоблока получит конкурентное преимущество для своего предприятия.