Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ технических решений по созданию электростанций на базе ГПУ
1.1. Тенденции и перспективы строительства объектов малой энергетики 11
1.2. Актуальность создания ГПЭС И
1.3. Типы и мощностной ряд ГПУ 18
1.4. Выбор объекта исследования
1.4.1. Исследуемые типы ГПУ, обоснование их выбора 20
1.4.2. Исследуемые категории потребителей 26
1.5. Виды и свойства топлива ГПУ 28
1.5.1. Классификация газового топлива 28
1.5.2. Виды газового топлива исследуемых ГПУ 33
1.6. Обзор работ по методикам выбора оптимальных типов ГПУ
для энергоснабжения различных категорий потребителей 38
1.7. Постановка задачи и цели исследования 42
ГЛАВА 2. Методы принятия решений 44
2.1. Задача принятия решений 44
2.2. Принятие решений в условиях многокритериальности
2.2.1. Основные методы оптимизации47
2.2.2. Метод «линейной свертки» 49
2.2.3. Методы группы ЭЛЕКТРА 50
2.2.4. Метод Подиновского 53
2.2.5. Метод анализа иерархий Саати (МАИ)
2.3. Адаптация МАИ для выбора ГПУ для энергоснабжения потребителей 57
2.4. Выводы по второй главе з
ГЛАВА 3. Методические основы ранжирования ГПУ для различных категорий потребителей 61
3.1. Термодинамические основы циклов ГПУ 61
3.2. Конструкция и основные узлы ГПД 63
3.3. Основные схемные решения и системы ГПУ 68
3.4. Отбор критериев ранжирования 75
3.5. Методика определения тепловой экономичности ГПУ 77
3.6. Формирование иерархической структурной модели 78
3.7. Экспертные системы 79
3.8. Выводы по третьей главе 84
ГЛАВА 4. Применение разработанной методики для выбора ГПУ в зависимости от категории потребителей 86
4.1. Основные технические характеристики исследуемых ГПУ 86
4.2. Применение разработанной методики для выбора ГПУ в зависимости от категории потребителей 92
4.3. Анализ полученных результатов 105
4.4. Выводы по четвертой главе 108
ГЛАВА 5. Экономический анализ строительства ГПЭС для различных категорий потребителей 110
5.1, Расчет показателей тепловой экономичности ГПЭС для различных категорий потребителей ПО
5.2, Оценка экономической эффективности строительства ГПЭС
для различных категорий потребителей 113
5.2.1. Основные положения методики определения экономической эффективности строительства ГПЭС 113
5.2.2. Оценка стоимости строительства 115
5.2.3. Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта 118
5.4. Анализ полученных результатов 140
5.4. Выводы по пятой главе 142
Выводы по диссертации 143
Список использованной литературы 145
- Типы и мощностной ряд ГПУ
- Метод «линейной свертки»
- Основные схемные решения и системы ГПУ
- Основные положения методики определения экономической эффективности строительства ГПЭС
Введение к работе
Актуальность работы.
В условиях роста цен на топливо энергетика обращается все к более экономичным технологиям производства электроэнергии. Опыт западных стран показывает, что в рыночных условиях невозможно добиться устойчивого энергоснабжения при существовании энергосистемы с преимущественно мощными энергоустановками. Наравне с большой должна развиваться «малая энергетика». Малая энергетика позволяет повысить энергетическую безопасность, диверсифицировать топливно-энергетический баланс государства за счет увеличения использования местных видов топлива, что соответствует современным мировым тенденциям.
Постановлением Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям (протокол №2 от 1 апреля 2011 г.) утвержден перечень технологических платформ, одной из которых является «Малая распределенная энергетика». Актуальность сооружения источников энергии на базе малой распределенной энергетики в России обусловлена наличием громадных территорий, неохваченных Единой Энергетической Системой, а также достаточно суровыми климатическими условиями.
Газопоршневые технологии (ГПУ) являются одной из наиболее востребованных в энергетическом секторе технологий. КПД ГПУ существенно выше, чем у других типов основного энергетического оборудования объектов малой энергетики (микротурбины - до 33% и ГТУ - до 38%). В простом цикле КПД современных мощных искровых ГПУ достигает величины 47^-49%.
С ростом цены на газ и энергоносители значимость высокоэффективных технологий, к которым, несомненно, относится применение газопорпшевого оборудования, будет постоянно повышаться. В целях минимизации влияния субъективных факторов на современном этапе развития рыночных отношений выбор любого технического решения должен осуществляться только после проведения соответствующих технико-экономических расчётов. Таким образом, для рационального выбора ГПУ необходимы индикаторы, характеризующие состояние объекта как в целом, так и его отдельных составляющих, что определяет главную задачу настоящей работы. Такие индикаторы (суммарный бал при ранжировании) - это безразмерные величины, представляющие собой композицию изменяющихся данных, комплексно характеризующих ГПЭС - с технической, с экономической, эксплуатационной и экологической точек зрения, взятых с различными весовыми коэффициентами, изменяющимися в зависимости от категории потребителя. Очевидно, что разработка методики сравнения и выбора ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей не только вполне востребована, но также имеет значительную практическую ценность.
Цель работы - разработка независимой комплексной технико-экономической методики выбора ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
Оценить перспективы применения ГПУ в качестве энергообъектов генерации малой энергетики. Выделить наиболее востребованные для автономного распределенного энергоснабжения типы ГПУ. Рассмотреть и классифицировать возможные виды и свойства газового топлива для газопорпшевых двигателей (ГПД).
Изучить и проанализировать существующие методы принятия решений; сформулировать основные принципы метода иерархического анализа для выбора ГПУ.
Провести исследование основных технических характеристик ГПУ, их технологических схем и категорий энергопотребителей. Для последующего исследования выбрать наиболее перспективные газопорпшевые установки для энергоснабжения четырех различных категорий потребителей (жилищно-коммунальный и промышленный сектор, угле и нефтедобывающие предприятия).
Выполнить расчет годовых технико-экономических показателей работы ГПЭС, обеспечивающих нагрузки этих потребителей.
Адаптировать выбранную методику для ранжирования ГПУ при строительстве ГПЭС для различных категорий потребителей. Согласно разработанной методике провести исследования и сделать анализ целесообразности применения ГПУ для обеспечения электроэнергией потребителей каждой из рассматриваемых категорий.
Разработать методические положения, выделить основные технические критерии ранжирования и провести расчетные исследования по выбору оптимального типа ГПУ для каждой категории потребителей.
Провести финансово-экономический анализ предлагаемых технических решений и проверить точность разработанной методики.
Научная новизна работы:
Проведен комплексный анализ технических, экономических и эксплуатационных характеристик ГПУ, на основе которого отобраны основные критерии для выбора оптимального типа ГПУ для автономного энергоснабжения потребителей;
Разработана методология выбора оптимального типа ГПУ с учетом особенностей каждой из исследуемых категорий потребителей, а также приоритетов в технической и экономической эффективности энергообъекта. Согласно методике была разработана математическая модель на основе широко применяемого программного обеспечения ЭВМ;
Впервые проведены исследования по выбору оптимального типа ГПУ в зависимости от категории потребителя. Составлены рекомендации по выбору ГПУ для первоначального отбора при разработке схем автономных ГПЭС;
4. Проведена оценка экономической эффективности ГПЭС с учетом особенностей каждой из рассматриваемых категорий потребителей.
Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением широко используемых методик расчетов элементов тепловых схем ГПЭС, апробированных математических методов моделирования и программного обеспечения, а также хорошей сходимостью результатов с подробным технико-экономическим анализом строительства ГПЭС.
Практическая ценность работы.
Разработанные методики и математические модели позволяют значительно ускорить и упростить выбор оптимального типа ГПУ на стадии тендерного отбора с учетом приоритетов в технической, экономической, эксплуатационной и экологической эффективности. Полученные методики и результаты расчетных исследований могут применяться на предпроектной стадии выбора оборудования ГПЭС. Сформулированные рекомендации по выбору газопорпшевого оборудования позволяют подбирать эффективные ГПУ для автономных ГПЭС различных категорий потребителей.
Разработанная методика сравнения и выбора ГПУ для энергоснабжения различных категорий потребителей минимизирует влияние субъективных факторов при сравнении предложений разных поставщиков на подрядных (тендерных) торгах для конкретного объекта и позволяет на стадии предпроектной проработки отсечь заведомо проигрышные варианты.
Результаты работы и разработанные компьютерные модели используются в учебном процессе при подготовке специалистов-энергетиков на кафедре Тепловых электрических станций МЭИ (ТУ).
Апробация работы и публикации.
Результаты работы докладывались VH Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (2009 г., Новочеркасск), на 16-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (2010 г., Москва), 17-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (2011 г., Москва), научном семинаре кафедры ТЭС МЭИ (2011 г., Москва).
По результатам диссертации имеется 8 публикаций, в том числе две публикации в изданиях из перечня, рекомендуемого ВАК.
Структура и объем диссертации.
Работа состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 150 страницах машинописного текста. Список литературы содержит 73 наименования.
Типы и мощностной ряд ГПУ
Малая энергетика традиционно решает задачи увеличения стабильности и надежности всей энергетической системы государства за счет создания дополнительных генерирующих мощностей, повышения эффективности энергетической системы на региональном и муниципальном уровнях, снижения технологических потерь путем приближения генерирующих мощностей непосредственно к потребителю и сокращения протяженности транспортировки.
Малая энергетика позволяет повысить энергетическую безопасность, диверсифицировать топливно-энергетический баланс государства за счет увеличения использования местных видов топлива, что соответствует современным мировым тенденциям. Основу малой энергетики России составляют до 50 тыс. различных электростанций (более 98% из них - дизельные) средней единичной мощностью 340 кВт и суммарной - 17 млн кВт, вырабатывающих до 50 млрд кВт ч и потребляющих около 17 млн т у.т. в год. [3]
Промышленные предприятия во всем мире традиционно строились в комплексе с энергоисточниками. Теплота в виде горячей воды или пара зачастую является элементами технологического цикла, а сжатый воздух, попутный газ опилки и обрезки древесины - отходами производства. Все это - потенциальные источники дешевой энергии. В настоящее время программы строительства энергоблоков малой мощности активно стимулируются в США, Великобритании, других странах Евросоюза. В Испании 16% электроэнергии вырабатывается на малых станциях. Опыт промышленно развитых стран показывает, что строительство тепловых электростанций малой мощности взамен крупных энергоблоков позволяет на порядок уменьшить суммарные затраты на модернизацию энергетики.
В последнее время Российская промышленность начинает идти по амери-канскому пути. С началом экономического кризиса 90-х годов некоторые предприятия сохранили свои генерирующие мощности (в основном ТЭЦ), некоторые потеряли. В целом, на сегодняшний день эффективные источники энергии, связанные с производственным циклом, используются мало - сказывается общее технологическое отставание от мирового уровня. ВВП России растет из года в год. Но для того, чтобы он рос, должны появляться новые производственные мощности, что без увеличения потребления электроэнергии невозможно, между тем дефицит электроэнергии по России постоянно нарастает [1]. Более того, доля затрат на энергетику составляет значимую часть себестоимости продукции и услуг, производимой отечественными предприятиями, и дальнейший неоптимальный рост цен на энергоносители может привести к неконкурентоспособности наших производителей. А применение собственных установок позволит снизить затраты на энергоснабжение (рис. 1.1).
Анализ затрат на энерго снабжение потребителей При реализации проектов малой распределенной энергетики можно использовать альтернативные виды местных топливных балансов - торфа, угля, сланцев, газа, даже ветра. Кроме того, в отличие от большой энергетики, которая требует значительных инвестиций, малая энергетика способна за считанные месяцы нарастить мощности для непосред-ственных потребителей, тем самым закрыв часть проблем и позволив большой энергетике перенаправить освободившиеся мощности в другую сферу.
Развитие малой энергетики в значительной степени зависит от её конкурентоспособности на розничном рынке электрической энергии и мощности. Можно выделить следующие основные факторы, обеспечивающие эту конкурентоспособность: сокращение затрат на передачу, возможность управления профилем спроса, повышение надёжности электроснабжения и минимизация рисков при авариях в сетях энергоснабжения, более высокая, по сравнению со строительством больших объектов энергетики, оборачиваемость капитала. Основными препятствиями для развития малой энергетики являются: отсутствие работающих экономических механизмов и мер, стимулирующих ее развитие - в том числе слабая проработанность правил продажи электроэнергии и мощности малой генерации на розничном рынке; плохая приспособленность структур российской электроэнергетики и производства тепловой энергии к расширению участия в них малых энергетических установок (как на основе традиционных видов топлива, так и ВИЭ); отсутствие механизмов тарифной поддержки малой генерации в сфере ЖКХ, в итоге - отсутствие заказчика на использование объектов малой энергетики; сложности технологического присоединения генерирующих установок энергообъектов малой мощности к внешним сетям для выдачи избыточной мощности; затрудненность в получении квот на природный газ для энергообъектов малой энергетики.
В основу решения проблем малой энергетики должен быть заложен принцип системного и комплексного подхода. Он создаст условия для организационного финансового, научно-технического, учебно-методического, нормативно-правового, информационного и кадрового обеспечения деятельности малой энергетики. Возможно высвобождение и перенаправление на развитие малой энергетики дополнительных финансовых ресурсов при пересмотре принятых инвестиционных программ генерирующих компаний.
Метод «линейной свертки»
Классификация - процесс группировки объектов исследования соответствии с их общими признаками.
Слева изображено неструктурированное множество альтернатив. Справа показано разбиение исходного множества на 4 класса. Можно считать, что каждый класс есть подмножество исходного множества альтернатив. Классы неупорядочены друг относительно друга, т.е. нельзя сказать, что какой-то класс "важнее (лучше, старше, дороже и п.т.)" другого.
Стратификация - это разбиение множества на ряд уровней или слоев. В отличие от классов, страты упорядочены.
Серая и зеленая альтернативы помещены на верхнюю страту. Это означает, что они одинаковы по значимости (для ЛПР) и, одновременно, важнее (лучше) остальных альтернатив. Удобно считать, что страты выражают некоторые уровни "качества". Примером стратификации является оценка уровня знаний ("отлично", "хорошо" и т.д.).
Ранжирование - это расстановка элементов системы по рангу, по признакам значимости, масштабности; установление порядка расположения, места лиц, проблем, целей и задач в зависимости от их важности, весомости. В отличие от стратификации уровни не выражают "качества", а трактуются просто как "номер в списке". Места в ранжировке называются "рангами". Ранг 1 принято присваивать наилучшему объекту. В отличие от стратификации, здесь играет роль только номер "полочки", на которую кладут альтернативы. Если один и тот же ранг присвоен нескольким объектам, то ранжировка называется нестрогой. В строгой ранжировке каждому объекту присваивается уникальный номер ранга. 2.2. Принятие решений в условиях многокритериальное
Любая задача принятия решения в условиях рыночной экономики является многокритериальной [19].
Известно, что на протяжении длительного периода социалистической экономики конструирование так называемых оценочных показателей (примеры: удельный вес продукции ВКК, «нормттивно-чистая,, «товарная», «реализованная» и другие виды продукции и т.п.) относилось к главным прикладным задачам экономической науки. Сегодня ситуация иная -становление рыночных отношений. В условиях рынка показатель эффективности один - прибыль, и таким образом, как бы исчерпывается возможный набор критериев принятия решений его свободным участником. Возникает вопрос: а нужны ли в условиях рынка все эти методы многокритериальной оптимизации, и если да, то зачем? На первую половину вопроса можно легко ответить, обратившись к опыту развитых стран с рыночной экономикой. Есть ли там такие методы? Ответ: да, есть. Попробуем понять, почему. Действительно генеральная цель фирмы на рынке -максимизация прибыли. Но достигается она не непосредственно, а путем преследования частных целей более низкого уровня.
Т.е. цель «максимизации прибыли» сводится к установлению значений большего числа качественных и количественных параметров - частных целей. Эти цели могут конкурировать между собой. Связь значений этих примеров с прибылью во многих случаях чрезвычайно сильно опосредована, неформальна и достаточно не изучена, т.е. пересчитывать всё в деньги достаточно надёжно и просто не удаётся.
Вторая причина многокритериальности ПР в энергетике- влияние фактора времени - пространства. И результаты экономической деятельности энергообъекта, и затраты распределены, поэтому приходится соизмерять «ценность» прибыли сегодня, завтра и через год, перспективы развития отделений фирмы в разных регионах и т.д. Постановка задач принятия решений при многих критериях принципиально связана с двумя обстоятельствами. С одной стороны, эти задачи близки к задачам принятия решений в условиях неопределенности, так как различные варианты решений должны оцениваться также и в отношении вероятности их успеха и связанного с этим риска. С другой стороны, в многокритериальных задачах принятия решений в условиях определенности учет большого числа критериев основан на отказе от традиционного допущения того, что выбор одной из альтернатив всегда осуществляется на основе лишь одного критерия. В таких ситуациях скалярная задача оптимизации заменяется задачей векторной оптимизации [20-25].
Стремление учета этих двух обстоятельств вело по пути разработки математической модели, которая отображала бы многомерную систему целевых функций в скалярный критерий оптимальности. Такой подход неявно требует допущения о наличии у лица, принимающего решение, специальных функций предпочтения. Методы многокритериальной оптимизации используются для решения следующих задач выбора [26, 27]: Отбор допустимых объектов Упорядочение всех объектов относительно общей цели Упорядочение объектов относительно индивидуальных целей Упорядочение объектов по образцу Нахождение наилучшего (среднего, наихудшего) объекта. Для представления модели выбора из множества альтернатив часто используется «критериальная таблица» (рис. 2.4). Имена строк представляют названия критериев, а имена столбцов - имена альтернатив. На пересечении 1-й строки и ]-ro столбца записывается оценкаХу альтернативы at по критерию kj.
Основные схемные решения и системы ГПУ
Система питания двигателя воздухом предназначена для забора воздуха из атмосферы, очистки его от пыли и подачи в газосмеситель ГПД для приготовления топливной смеси. Как правило, в современных ГПУ забор воздуха осуществляется через двухступенчатый воздушный фильтр сухого типа. Первая ступень - предварительный инерционный фильтр с эжекторным отсосом пыли обеспечивает степень очистки воздуха до 92%, вторая ступень - основной стандартный фильтр сухими фильтрующими элементами окончательно очищает воздух от пыли до 98- 99%.
Топливная система Топливная система ГПД предназначена для подачи газового топлива соответствующего качества в цилиндры двигателя. Газ из подающего газопровода высокого/среднего давления поступает на вход газовой линейки (блока регулирования давления газа), где давление газового топлива снижается до требуемой для работы ГПД величины (в зависимости от типа и конструкции -от 0,0035 до 0,4 МПа). Серийно поставляемая с ГПУ газовая линейка (рампа) включает в себя предохранительный отсечной клапан, газовый фильтр, газовый редуктор и предохранительный клапан сброса избыточного давления. С выхода рампы газовое топливо стабилизированного давления поступает в газосмеситель (смесительную камеру карбюратора), где в необходимой пропорции смешивается с очищенным в фильтре воздухом. После газасмесителя рабочая смесь газового топлива с воздухом направляется в турбонагнетатель. Сжатая в турбонагнетателе смесь охлаждается в воздушно-жидкостном теплообменнике (или в теплообменниках при двух ступенчатом наддуве), где еще более уплотняется. После последней ступени охладителя турбонаддува рабочая смесь проходит через регулятор расхода, где регулируется количество поступающей в ГПД топливной смеси, и распределяется по цилиндрам двигателя.
Турбонагнетатель обеспечивает сжатие топливной смеси до давления выше атмосферного. Сжатая смесь занимает меньший объем, чем несжатая. поэтому в одном и том же объеме цилиндра ГПД, помещается большее по весу количество рабочей смеси газового топлива. Таким образом, можно сжечь больше топлива (подвести в цикл больше тепловой энергии) и, как следствие, получить большую мощность двигателя. Наддув ГПД с 1 до 2 кгс/см2 (0,098 до 0,196 МПа) позволяет увеличить мощность двигателя без изменения его габарита практически в 2 раза. В настоящее время в современных ГПД применяются двухступенчатый турбонаддув, с давление нагнетания после второй ступени до 3 кгс/см (0,294 МПа). Привод этих турбонагнетателей осуществляется потоком высокотемпературных выхлопных газов ГПД, последовательно проходящих через приводные газовые турбины 2-ой и 1-ой ступеней турбонагнетателя.
Как правило, в современных ГПД для достижения максимально высокого значения габаритной мощности двигателя, применяется 2-х ступенчатая схема турбонаддува с двухконтурной системой жидкостного охлаждения газовоздушной смеси. Такая схема позволяет снизить температуру топливной смеси после высоконапорного турбокомпрессора (2-ой ступени наддува) с 230 до 75-80С. В зависимости от конструкции ГПД (рядный или У-образный двигатель) устанавливается один или два турбонагнетателя.
Система смазки Система смазки предназначена для подачи масла к движущимся узлам двигателя и турбонагнетателя, а также для частичного отвода тепловыделений от ГПД. В систему смазки газопоршневого двигателя под давлением входит: циркуляционный масляный насос (МП) шестеренчатого типа с приводом от коленчатого вала двигателя через шестеренчатую передачу; предпусковой шестерёнчатый масляный насос (Предпусковой МП) с приводом от электродвигателя; электрический предпусковой подогреватель масла (ПМ); фильтры грубой и тонкой очистки масла (один - центробежного типа), сетчатый приемный фильтр в поддоне-маслобаке; маслоохладитель (МО) водомасляный кожухотрубного или пластинчатого типа, трубопроводы и клапаны. Циркуляционный масляный насос засасывает масло из поддона-маслобака через приемный фильтр и нагнетает его через фильтр основной очистки в маслоохладитель и далее после фильтра тонкой очистки смазочное масло подается масляную магистраль ГПД. Давление в системе смазки 2-3,5кг/см , требуемая для нормальной работы двигателя температура смазочного масла 90 С поддерживается терморегулятором.
Предпусковой масляный насос предназначен для заполнения маслосистемы ГПД и прокачки смазочного масла через маслоподогреватель перед пуском двигателя. Система охлаждения двигателя Система охлаждения предназначена для отвода тепловыдеделений от нагретых частей и узлов ГПД и охлаждения смазочного масла. Отвод теплоты от ГПД осуществляется конвекцией воздуха и циркуляцией охлаждающей жид кости (ОЖ), которая обеспечивается циркуляционными насосами двигателя Как правило, в качестве охлаждающей жидкости используется соответствующий нормам А8TM и 8AE антифриз для стационарных силовых установок - смесь этиленгликоля с водой (концентрация; стандартно - 25%, опционально - 50% для эксплуатации в условиях низких температур).
В современных ГПД с двухступенчатым тербонаддувом применяется система охлаждения, состоящая из 2-х контуров. Так называемый высокотемпературный контур (ВТ контур) обеспечивает отвод теплоты охлаждающей жидкостью рубашки двигателя и выхлопного патрубка, головки цилиндров и газо-жидкостного теплообменника-охладителя газовоздушной смеси 1-ой ступени (ОВ 1ст) турбонагнетателя. Низкотемпературный контур (ПТ контур) охлаждает масло двигателя в жидкостно-масляном теплообменнике и рабочую топливную смесь последней П-ой ступени турбонаддува в газо-жидкостном теплообменнике-охладителе (ОВ Пет) .
Основные положения методики определения экономической эффективности строительства ГПЭС
В процессе исследования установлено, что для потребителей категории 1,2, работающих на природном газе, наиболее важными характеристиками явля ются КПД, удельная стоимость ГПУ, затраты на техническое обслуживание, а также минимальное негативное воздействие на окружающую Различное влияние оказывает скорость изменения нагрузки [60,61]. Поскольку единичная мощность потребителей ЖКХ (категория I) невысокая и нагрузка меняется плавно без скачков, то скорость набора/сброса нагрузки не будет оказывать значительного влияния на выбор типа ГПУ. Для категории 2 эта составляющая имеет более высокий вес, чем для категории 1. Использование ГПУ с высоким КПД позволяет снизить топливную составляющую себестоимости электроэнергии ГПЭС и тем самым избежать повышения тарифа.
Установлено, что для энергоснабжения потребителей категории 1 целесообразно использование высокооборотных машин, из которых можно выделить следующие: Waukesha серии APG и Jenbachei серии 320 и 620 [62]. Данные установки имеют сравнительно высокие КПД, больщую скорость нагружения/разгружения при сравнительно невысокой удельной стоимости. Ранжирование ГПУ по местам представлено на рис.4.2. 0,70 Waub Vftuitah» Gneiplllar ОнсфіІЬг СігсгріІІаг СаісфіІІііг Jcntacfcr Jenbackr Cummuis Oimmtis APOIOOO VHPWOOW. АРС-ВДІ K.V-AT2-01, GSSIOLt (W20C CW12I.E G56IM.E BJO0S K2UGS IIMGQKA I7WGQNB Puc.4.2. Ранжировании ГПУ для категории 106 На основании проведенного исследования можно сделать вывод, что для энергоснабжения промышленных потребителей (категория 2) оптимально использование ГПУ производства Waukesha и Jenbacher. Данные установки имеют сравнительно высокие КПД, быструю скорость нагружения/разгружения при сравнительно невысокой удельной стоимости. Ранжирование ГПУ по местам представлено на рис.4.3.
Анализ представленных материалов позволил выделить наиболее важные критерии при выборе ГПУ для энергоснабжения потребителей в категории 3: У скорость набора/сброса нагрузки нефтедобывающее нефтеперекачивающее оборудование обладает высокой единичной мощностью (буровое - до I МВт, магистральные нефтеперекачивающие насосы - 2-6 МВт, максимально - до 14 МВт), что приводит к значительным скачкам мощности при пусках/остановах; У ресурсные характеристики; весо-габаритные показатели - сложности с логистикой как оборудования, так и ЗИЛа. Из исследованных вариантов ГПУ наиболее полно отмеченным критериям отвечают высокооборотные ГПУ и установки повышенной оборотности фирмы Waukesha серии ATGL, APG и фирмы Cummins серии 1750 (рис.4.4). IS Лидером является ГПУ повышенной оборотности (1000 об/мин) типа Waukesha 16 V - AT27GL , ее преимуществами при на ПНГ являются: 1. Устойчивая работа ГПУ с частотой вращения 1000 об/мин на попутном нефтяном газе, даже с учетом его ухудшения. 2. Надежная работа ГПГУ, за счет большего объема камеры сгорания. 3. Работа двигателя происходит в менее напряженном режиме, за счет низкого среднеэффективного давления. 4. Низкие эксплутационных затраты, за счет расширенных интервалов обслуживания (замена масла через 4000 часов, свечей - через 1500).
5. Высокий ресурс установок - 80 000 часов первый капитальный ремонт, назначенный ресурс 360 000 - 400 000 часов.
На основании проведенного анализа можно выделить наиболее важные критерии при выборе ГПУ для энергоснабжения потребителей в категории 4: / скорость набора/сброса нагрузки - достаточна высокая единичная мощность шахтного угледобывающего и обслуживающего оборудования (конвейеры, проходческие комбайны - до 0,2 МВт, главнее шахтные вентиляторы - до 2 МВт), что приводит к скачкам мощности при пусках/остановах несколько меньшим, чем у нефтяников; 108 S надежность - обеспечивется за счет ресурсных характеристик (полный ресурс и до капитального ремонта) - перерыв в энергоснабжении может привести к катастрофическим последствиям; / экологичность - расположение угледобывающих предприятий вблизи жилых зон делает важной экологическую составляющую. Из исследованных вариантов ГПУ при работе на шахтном газе, так же как и ПНГ лучшие показатели по совокупности факторов имеют высокооборотные ГПУ и установки повышенной оборотности фирмы Waukesha серии ATGL, APG и фирмы Cummins (рис.4.5). и Для подтверждения правильности разработанной методики формирования заключения автором был проведен финансово-экономический анализ, представленный в Главе 5.
