Энергоцентр

При строительстве ЦОДа высокой доступности основным источником электроэнергии должен быть независимый от энергосистемы ввод, традиционно реализуемый на базе дизельных генераторных установок («город» на уровнях выше TIER III по TIA 942 и TIER III по Uptime не может быть основным).

Решение

— Можно ли вводить мощности в эксплуатацию поэтапно?
Да, и это очень удобно, когда нужно распределить инвестиции на 1-2 года: ввод мощностей делается поэтапно по мере роста потребности в них. Но, понятно, в хороших руках, в тех руках, которые умеют организовывать процесс эксплуатации, любой энергоцентр, даже плохо спроектированный, будет работать хорошо, и затраты будут постоянно невысокими на эксплуатацию. И, наоборот, можно хорошо сделать энергоцентр, но отдать это в кривые руки, то из-за человеческого фактора затраты будут постоянно расти, и в конечном итоге могут вообще, убить весь бизнес. Это человеческий фактор, это фактор организации процесса эксплуатации. Последний полостью наш проект, (упомянутый во Владикавказе) сделан достаточно аккуратно и удобно для эксплуатации. Поддержанием нормальной работы пригодности этого комплекса и проведением штатных регламентных работ занимается минимальное количество людей. Сейчас там объекте постоянно всего один человек присутствует – диспетчер.

Когенерационные газопоршневые установки (КГУ):

Внешний узел утилизации тепла

Принципиальная схема управления выдачей электрической мощности

Учитывая, что для всех этих объектов (в особенности – для дата-центра) понадобится не только электричество, но и тепло-холод, крупные заказчики делают ставку на свои энергоцентры — а мы занимаемся их проектированием, строительством и внедрением, и используем очень интересную схему тригенерации, позволяющую получать сразу тепло, холод и электричество без лишних преобразований.

В рамках строительства 3 тепловывода на ТЭЦ-3 завершился первый этап реконструкции трубопроводов. Общая протяженность смонтированных трубопроводов по территории станции составила более 2 км. Были подготовлены каналы для подземной прокладки, осуществлен монтаж опорных конструкций, установлено оборудование для очистки сетевой воды от загрязнений.
Перед вводом в работу новое теплофикационное оборудование на территории станции проверили на выявление дефектов и провели гидравлическую опрессовку. Данное испытание является основным этапом перед вводом в эксплуатацию.

Зачем вообще нужны энергоцентры?

— Какое можно использовать топливо?
Природный газ, биогаз из отходов деревообработки и животноводческих хозяйств, биогаз очистных сооружений и мусороперерабатывающих заводов, уголь, топливные пеллеты. В моей практике 98% энергоцентров работает на природном газе.

Сухой охладитель (драйкулер) КГУ:

— А что с выхлопными газами?
Они образуются так же, как при работе обычного ДВС в автомобиле. Мы используем оборудование американского или европейского производства.Природный газ – относительно чистое топливо. Содержание вредных примесей в выхлопе соответствует половине или даже одной четверти немецкого стандарта TA-luft, который в свою очередь гораздо жёстче российских норм. Часто в городской среде существующий высокий фон не позволяет сделать замеры нашего выхлопа.

Так, один из параметров — шаг наброса и сброса электрической мощности – вопрос проектного решения в зависимости от потребностей заказчика. Для одних потребителей, например, для питания электричеством дата-центров, очень важен резкий наброс мощностей, для других, например, для промышленных предприятий, приемлем наброс в 10%-15% от номинальной мощности установки в минуту. К примеру, для типового потребления ТЦ 2-4 МВт можно использовать ГПУ, но важно, чтобы наброс мощности был не более 20% от номинальной мощности в минуту. Для иллюстрации — в среднем стандартный шаг наброса мощности на ГПУ – 15-20%, а ГТУ – ниже. Но даже если шаг наброса мощности на установке недостаточен для потребителя, это можно исправить, например, подпоркой внешней сети (на начальном этапе мощность будет браться дополнительно еще и из сети), либо комбинацией с источниками бесперебойного электроснабжения, либо установкой системы плавного пуска на стороне потребителя, либо настройкой контроллера таким-то образом. Все эти варианты проработки переходных процессов индивидуальны под объект и могут быть учтены на этапе проектирования.

Под катом — фотографии энергоцентра, короткий рассказ об его устройстве и тригенерации в целом.

«Караганда Энергоцентр» ЖШС ЖЭО-3 және ЖЭО-1-де негізгі жабдықтың жылдық жөндеу бағдарламасы аяқталуда. Қазіргі уақыттағы жағдай бойынша жылуэлектрорталықтарының негізгі жабдығының 21 бірлігіне күрделі және ағымдағы жөндеу жұмыстары аяқталды.

Какие преимущества?

— А тригенерация?
Тригенерация – это ещё и производство холода. Когенераторные установки оснащаются системами теплообменников, утилизирующих тепло, выделяющееся при работе двигателя. Это тепло может быть использовано в технологических целях (в том числе и для производства пара), для отопления и горячего водоснабжения. Излишки тепла могут быть абсорбированы с целью получения охлажденной воды. В общем случае – захоложенной до 5 градусов Цельсия воды, идеально подходящей для систем кондиционирования тех же торговых центров, офисных и общественных зданий, ЦОДов.

— Что такое режим отбора мощности?
Турбина довольно долго «разгоняется», чтобы выйти на режим. К примеру, в Москве на ТЭЦ 21 и 24 стоят почти такие же турбины Siemens на 300 МВатт, как на Боингах (только больше и с некоторыми конструктивными отличиями). Для полноценного выхода на режим нужно от 20 до 25 минут. Если мощность прыгает постоянно, может возникнуть две ситуации: когда одна из турбин не включена (а её ресурс очень нужен) и когда турбин включено больше, чем нужно (в этом случае мы будем греть атмосферу). У газопоршневых машин время выхода на режим куда меньше — 5-7 минут. На практике объекты более 50 Мегаватт в нашем сегменте ЦОДов и торговых центров почти отсутствуют, поэтому мы используем преимущественно газопоршневые агрегаты.

ГПУ внутри — наладка:

Вся выпускаемая продукция проходит технический контроль, имеет все необходимые сертификаты и соответствует действующим нормам и ГОСТам.

— Когда делается ТО?
На стандартных агрегатах — каждые 2000 моточасов. На практике это осмотр 1-2 инженерами 4 раза в год. Иногда это делаем мы, но чаще – эксплуатационные команды заказчиков.

Энергетикалық, коммуналдық кәсіпорындар өкілдерінің қатысуымен жылумен жабдықтаудың неғұрлым өзекті мәселелері және «Жылу энергетикасы туралы» жаңа заң жобасының ережелері талқыланған кеңес өтті.

Конкретный пример

— Всегда ли используется тригенерация?
Нет, не всегда. Энергоцентр может производить несколько типов энергоресурсов: электричество, тепло, холод, пар и СО. В зависимости от задач на конкретном объекте. Иногда нужно только электропитание, иногда – всё сразу. Использование нескольких энергоресурсов повышает общую эффективность энергоцентра. Например, в Нижегородской области есть коммерческий энергоцентр в поле на берегу Волги. Он производит электричество и тепло. Электричество поставляется как прямым потребителям (по прямому договору), так и в сеть по защищенному тарифу. Тепло поставляется в ближайший поселок по собственной теплотрассе.

Внешний вид газопоршневой установки MTU

Утилизатор выхлопных газов:

Электричество в России — это такая штука, которую могут внезапно отключить, которая может подорожать или стать хуже по качеству. Если у вас дата-центр, госпиталь, торговый центр или другой важный объект, логично озаботиться своим источником питания: начиная с какого-то объёма потребляемой энергии выгодно не запитываться от города, а строить собственный энергоцентр.

— Что чаще всего спрашивают до заказа?
Примерно в 20% случаев мне звонят инженеры-технологи и задают конкретные технические вопросы. В остальных 80% случаев вопросы касаются финансовых и временных показателей: как получить внутреннюю норму рентабельность 30% (легко), сколько примерно стоит такой-то энергоцентр в таком-то районе с такой-то мощности, какая нужна площадь под застройку, сколько времени строится, сколько будет стоить по нашей практике внешняя газовая труба и так далее. Соответственно, поскольку таких звонков очень много, мы сделали специальный калькулятор. Он примерный, но зато даёт отличное представление о том, сколько что будет стоить для ЦОДа или ТЦ. Если вы разбираетесь в финансах и уже прочитали FAQ выше, то сможете легко увидеть параметры своего энергоцентра — а именно, прикинуть, стоит ли вообще строить или нет, понять порядок затрат. Дальше я могу помочь с опытом и расчётами.

ҚР Энергетика вице-министрі Сұңғат Есімханов, ҚР Парламенті Мәжілісінің депутаты Құдайберген Бексұлтановтың Қарағанды облысы әкімінің орынбасары Азамат Тайжановтың қатысуымен Қарағандыға жұмыс сапары өтті.

Резюме

— А напомните, что такое когенерация?
Когенераторная установка вырабатывает одновременно электрическую и тепловую энергию. Эффективность использования топливных ресурсов в когенераторных установках на 30—40% выше, чем при раздельном производстве электроэнергии и тепла.

Система сухих градирен ГПУ

Подключение к шинам силового щита ГПУ:

Фотографии энергоцентра в Набережных Челнах

— Какой приблизительно КПД обеспечивается поршневой установкой при работе на газе и генерации тепла и электроэнергии?
До 43% электрический, до 50% тепловой. В сумме до 93%.

На Карагандинской ТЭЦ-3, основном источнике централизованного теплоснабжения для города, активно готовят оборудование к отопительному сезону. Ремонтом охватят все 14 единиц основного оборудования. На данном этапе завершены текущие ремонты 3 котлов и 3 турбин.На данном этапе завершены текущие ремонты 3 котлов и 3 турбин.

— Есть пример объекта, где делается только часть энергоцентра?
К примеру, мы сейчас делаем для одного торгового центра просто котельную и инфраструктуру подачи газа. Это наиболее простой пример. Иногда делаем только транспортную инфраструктуру для топлива и так далее – разной работы много.

— А что бывает при скачках потребления?
У первых энергоцентров, построенных чуть ли не в момент электрификации страны, была сложная балансировка. Современные делают всё onboard, как и те же ДВС автомобиля. Когда вы включаете музыку в машине, фары моргать не начинают — так и здесь, внутренняя система регулировки генератора мгновенно реагирует на изменения потребляемого тока, регулирует мощность отбора таким образом, чтобы все потребители питались без каких-либо отклонений в качестве и частоте. На сегодняшний день эта технология отлично отработана. Обычно в энергоцентры ставят большое количество контроллеров: на самом газовом агрегате, на КГУ, грубо говоря, на двигателе с присоединенным генератором. Нагрузка все время меняется в зависимости от внешних потребителей. Контроллер управляет мощностью, частотой вращения коленвала, подачей топлива и всеми режимами двигателя таким образом, чтобы стабилизировать выходные параметры.

КГУ — дымовые трубы, драйкулер, утилизатор выхлопных газов:

Часто даже выбор площадки происходит не только исходя из удобного расположения для будущих клиентов, но и с точки зрения возможности и стоимости обеспечения нужными энергоресурсами. Сложно планировать что-то, когда запланированные тарифы на электроэнергию после ввода объекта в эксплуатацию возрастают в 1,5-2 раза с формулировкой «вновь введенный объект не вошел в баланс генерирующего поставщика».

— Вы пишете что мощности до 50 МВт удобнее закрывать описываемыми установками, в действительности существует огромное количество ГТЭС мощностью от 10 до 50 МВт. Почему удобнее? Имеется ввиду, что ГПУ удобнее, чем ГТУ.
Дешевле и стоимость оборудования, и эксплуатация.

Қазіргі кезеңде 3 қазандық пен 3 турбинаның ағымдағы жөндеу жұмыстары аяқталды.

Комбинированная выработка электроэнергии, тепла и холода позволяют добиться не только снижения затрат на энергоресурсы в 2 и более раз, но и снизить объемы потребления электроэнергии на вентиляцию и кондиционирование. Достигается это за счет полного или частичного замещения компрессоров системы охлаждения на АБХМ, которая электричество практически не потребляет. Опыт реализованных нами проектов показывает, что окупаемость собственного энергоцентра при правильном техническом решении всего 2-3 года, после чего решение начинает приносить владельцу дополнительную прибыль.

Напишите нам, и мы обязательно с Вами свяжемся!

На ТЭЦ-3 и ТЭЦ-1 ТОО «Караганда Энергоцентр» завершается годовая ремонтная программа основного оборудования. По состоянию на текущий момент закончены капитальные и текущие ремонты на 21 единице основного оборудования теплоэлектроцентралей.

Юридический адрес: 664002, г.Иркутск, ул. Сибирских партизан, стр.1
Почтовый адрес: 664020, г.Иркутск, а/я 55
Телефон/факс: 8(3952) 32-30-93
E-mail: [email protected]

Извне потребляется только природный газ низкого давления, на выходе получается электроэнергия, тепло на отопление и холод на кондиционирование. При этом надёжность превосходит стандартных поставщиков, а стоимость ресурсов заметно ниже. Себестоимость потребляемой электроэнергии составляет до 2 руб/кВт*ч и ниже, что соответствует внешним тарифам по напряжениям 110 кВ и выше.

Состоялась рабочая поездка вице-министра энергетики РК Сунгата Есимханова, депутата Мажилиса Парламента РК Кудайбергена Бексултанова в Караганду с участием заместителя акима Карагандинской области Азамата Тайжанова.

UPD: не хабражители присылают мне вопросы в почту, некоторые, думаю, будут интересны всем. Они ниже.

Организация онлайн трансляции осуществлялась посредством социальной сети Facebook https://www.facebook.com/karaganda.energocentr

Энергоцентр представляет собой самостоятельное, полностью автоматизированное инженерное сооружение, работающее в автономном режиме, в состав которого входят силовые установки на базе газового двигателя и присоединенного электрогенератора.

Появились вопросы?

ЖЭО-3-тегі 3 жылу құбырының құрылысы аясында құбырларды реконструкциялаудың бірінші кезеңі аяқталды. Станция аумағы бойынша жөнделген құбырлардың жалпы ұзындығы 2 км-ден асты. Жерасты төсеу үшін арналар дайындалып, тірек конструкцияларын монтаждау жүзеге асырылды және желілік суды ластанудан тазартуға арналған жабдық орнатылды.
Станция аумағында Жаңа жылыту жабдықтарын іске қосу алдында ақауларды анықтау үшін тексеріліп, гидравликалық престеу жүргізілді. Бұл сынақ пайдалануға беру алдындағы негізгі кезең болып табылады.

О нас

Принцип такой: при работе газопоршневой или газотурбинной установки, с 1 кВт вырабатываемой электроэнергии мы можем получить от 1 до 2 кВт тепловой энергии в качестве горячей воды. В заполненных и работающих дата-центрах электрическая нагрузка достаточно равномерная в течение года, а потребность в холоде сопоставима с активной электрической IT-мощностью. Из горячей воды с помощью АБХМ получаем холод с средним коэффициентом 0,75. Таким образом, в зависимости от типа энергоустановок, с их тепла можно получить от 50% до 100% необходимого холода. В итоге получается чрезвычайно энергоэффективная система. Недостаток тепла, а так же резерв обеспечивается обычными водогрейными котлами, КПД которых близок к 99%.

Қаланың бір бөлігін жылумен қамтамасыз ететін жергілікті маңызы бар Қарағанды ЖЭО-1 станциясында жөндеу науқаны басталғалы бері энергетикалық қазандық агрегаты мен 2 турбинаның ағымдағы жөндеу жұмыстары аяқталды.
На Карагандинской ТЭЦ-1, станции местного значения, снабжающей теплом часть города, с начала ремонтной кампании завершились текущие ремонты энергетического котлоагрегата и 2 турбин.

— Сколько персонала требуется для обслуживания и контроля установки мощностью ~25 МВт?
Необходимо разделить персонал оперативный и осуществляющий техническое обслуживание. Круглосуточно на станции обычно находится не менее 2 человек, в то же время в дневную смену могут работать до 6-7 человек. Техническое обслуживание осуществляют подрядные организации, количество персонала примерно от 1 до 3 человек в зависимости от сложности выполняемых работ

Қала үшін орталықтандырылған жылумен жабдықтаудың негізгі көзі болып табылатын Қарағанды ЖЭО-3-те жабдықты жылыту маусымына белсенді дайындалуда. Негізгі жабдықтардың барлық 14 бірлігі жөнделетін болады.

Источники:

https://www.gem.wiki/Karaganda_TPS-3_power_station&rut=80cfd8ee76356553abb71f49567c265e4fcb8fefe832c676336f8bb267b6ef0a
https://www.kec.kz/&rut=0e78cdd628d60efdb35a946949edc0ac85cf5ef88bb24cf2533f5ff2163a4b5c
https://2gis.ru/krasnoyarsk/firm/985690699491214&rut=5abb5cb42650a1609f27f14e27e924b1018138328b60fe3d6e55fb61e6c48069
https://habr.com/ru/companies/croc/articles/234463/&rut=46cef5d8d0d77a11ba0d43c8c4ce5f9b3a99a9872d496c6d56381fd334ae76bb
https://petrozavod.ru/&rut=b581acdd1b34e2603daa3819968b394fe7d177d8236954b43c8a03afcc36a06b
https://energocenter.expert/&rut=fc3b53f79ecc33eba9950108520b054a1a52f6290786703f4aa3c2ea3680543e
https://habr.com/ru/companies/croc/articles/160325/&rut=4bb7da4831ea504c777aa821506de8b65a190f047224313a7028d43e23304341
http://www.energoirkut.ru/&rut=f2ecd7b6eeafbc264001a1376a01b775bd93ad031a8d5cf95b1ea48bdc391519