Инженерное оборудование энергетики будущего

Н. Н. Евтихиев, префект Восточного административного округа Москвы

Московский регион уже в 2004 году стал в значительной степени энергодефицитен, о чем свидетельствуют трудности при присоединении объектов нового строительства по причине отсутствия мощностей и значительной перегрузки транс-форматорных подстанций и электрических сетей.

Для решения этой непростой задачи в округе разработана Программа по поддержке предприятий, производящих и выпускающих инженерное оборудование, включающая в себя:

– системы инженерного обеспечения объектов;

– создание заданного микроклимата;

– ведение технологического процесса в производственных зданиях.

Покрытие дефицита электрической мощности возможно за счет дополнения централизованного электроснабжения генерацией электрической и тепловой энергии на местных мини-ТЭЦ, которые при небольших капиталовложениях имеют высокие технико-экономические показатели, обеспечивая требующуюся надежность и безопасность энергопроизводства. Опыт разработки и реализации таких проектов имеет ОАО «Электрозавод», который готов осуществлять проектирование и строительство «под ключ» газовых электростанций малой и средней мощности на базе газопоршневых агрегатов. В настоящее время ОАО «Электрозавод» осуществляет поставку оборудования на строящиеся ТЭС с экономичными газотурбинными энергоблоками, возводимыми по программе Правительства Москвы о внедрении генерирующих мощностей. В качестве генерального поставщика с Московским правительством заключены договора на комплексную поставку оборудования для ГТУ-ТЭС «Курьяново», «Пенягино» – работы с ними уже осуществлены в установленные сроки.

В этот же период также производятся поставки оборудования для ГЭС-1; ТЭЦ-12, ТЭЦ-16, ТЭЦ-21, ТЭЦ-22; электроподстанций «Академическая», «Бутырки», «Барвиха», «Тушино», «Юбилейная», «Красногорская», «Выхино», «Маяковская», «Коньково», «Ивановская», «Теплый Стан».

Себестоимость энергии на таких мини-ТЭЦ составляет ориентировочно для жилищно-коммунального сектора 70 коп./кВт•ч и 400 руб./Гкал и для промышленных предприятий – 60 коп./кВт•ч и 350 руб./Гкал (в ценах 2006 года).

Сроки окупаемости при существующих тарифах – 7 и 5 лет соответственно с даты пуска в промышленную эксплуатацию.

Кроме того, ежегодно осуществляется большой объем поставок оборудования и работ, связанных с энергообеспечением столичного региона, предприятий и жилищно-коммунального комплекса, развивающейся инфраструктуры Москвы.

Только в последние годы компанией изготовлены силовые, распределительные и измерительные трансформаторы и реакторы для нового строительства, реконструкции и технического перевооружения объектов ОАО «Мосэнерго», ГУП «Мосводоканал», ГУП «Мостеплоэнерго», МКАД и 3-го автокольца, Октябрьской железной дороги и др., в том числе: для ТЭЦ-11,ТЭЦ-16, ТЭЦ-22, ТЭЦ-26, ТЭЦ-27, ГРЭС-3 и Загорской ГАЭС; электроподстанций 110 кВ: «Ново-Мазилово», «Битца», «Гавриково», «Таганская», «Зубовская»; 220 кВ: «Ново-Центральная», «Академическая», «Иловайская»; 500 кВ: «Бескудниково» и др.

Осуществлены комплексные поставки для сооружения электроподстанций «Куркино», «Яковлево» (для аэропорта Домодедово), Московского международного делового центра «Москва-Сити», насосно-перекачивающих станций филиала «Тепловые сети» ОАО «Мосэнерго»: Южно-Измайловская, Хапиловская, Ховрино.

Были изготовлены также трансформаторы для электроснабжения новых станций Московского метрополитена: «Воробьевы Горы», «Аннино», «Бульвар Дмитрия Донского», «Парк Победы», первой монорельсовой железной дороги, для реконструкции предприятий ЗИЛ и «Серп и молот», стадионов «Локомотив» и «Лужники» и т. п.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Салют» является родоначальником новых высокоэффективных газотурбинных установок сложного цикла – с впрыском пара в камеру сгорания двигателя. Такой установкой, в частности, является энергетическая установка ПГУ-60с, электрической мощностью 60 МВт и тепловой 42,5 Гкал/ч, строительство которой в настоящее время завершается на ТЭЦ-28 ОАО «Мосэнерго». Эффективность установки:

– электрический КПД 52 %;

– коэффициент использования топлива >95 %;

– экономически безопасен;

– низкая себестоимость, срок окупаемости <3,5 лет, что гораздо меньше, чем у станций с традиционными бинарными парогазовыми установками.

Создание такой установки повлекло за собой разработку ряда новых высокотехнологичных агрегатов:

– паровой турбины;

– ролико-лопасного дожимного компрессора природного газа;

– осевого компрессора дымовых газов;

– парокомпрессионных тепловых насосов, каждый из которых по своим техническим характеристикам имеет большую перспективу применения в технике помимо ПГУ.

Так, создаваемые экологически безопасные тепловые насосы с коэффициентом преобразования на уровне 10 не имеют ограничений по температуре. Созданные для таких насосов и холодильников качающие узлы не имеют мировых аналогов.

Не имеют аналогов в отечественной и мировой практике и разрабатываемые источники гарантированного электропитания в диапазоне мощностей от 100 кВт до 20 МВт. Уже реализован проект мощностью 18 МВт газотурбинного агрегата бесперебойного электроснабжения, который обеспечил не только наличие тока без нагрузки синусоиды напряжения, но и защиту нагрузки потребителя от импульсных перенапряжений во внешней энергосистеме и повышение коэффициента мощности электроустановок потребителя на уровне напряжений 6 или 10 кВ.

ОАО «Московский завод тепловой автоматики» разрабатывает и внедряет одну из наиболее перспективных технологий по эффективному использованию тепловой энергии – теплонаносные установки, область применения которых определяется наличием потребителя вырабатываемой тепловым насосом энергии. Прежде всего, это жилищно-коммунальное хозяйство, в котором на отопление и горячее водоснабжение требуется тепло среднего потенциала (60–120 °С).

Главным преимуществом использования тепловых насосов в жилищно-коммунальном секторе по сравнению с распространенными сейчас радиаторными технологиями и воздушными методами отопления, вентиляции, кондиционирования на основе сплит-систем является их повышенная надежность.

Внедрение тепловых насосов в системе теплоснабжения позволяет оптимально сократить (или полностью исключить) хозяйство тепловых сетей и значительно повысить эффективность за счет использования принудительной конвекции воздуха, что позволяет использовать теплоноситель с температурой 45–55 °С. При этом система отопления обладает малой инерционностью, что суммарно значительно снижает тепловые потери здания и может объединять в себе функции отопления, вентиляции и кондиционирования.

Кроме того, необходимость использования тепловых насосов вызвана и тем, что Россия ратифицировала Киотский протокол, который жестко регламентирует применение азоноразрушающих веществ. В тепловых насосах применяются не фреоны, а «природные теплоносители», что удовлетворяет требованиям Киотского протокола.

Следующим направлением работы по энергосбережению в округе является модернизация теплоснабжения жилых зданий с внедрением автоматизированных узлов регулирования и учета.

Модернизация включает в себя установку на вводе в здания индивидуальных тепловых пунктов с установкой на стояках системы отопления – балансировочных клапанов, а в квартирах – термостатических регуляторов и радиаторных счетчиков распределителей на каждой батарее. С учетом перспективы дальнейшего роста тарифов на тепло и дефицит энергомощностей, данное решение о модернизации для существующих систем отопления является оптимальным.

В промышленно развитых странах около 2/3 всего объема потребляемой электроэнергии используется для механической работы, выполняемой энергоприводом. Наиболее широко в отраслях промышленности и коммунального хозяйства используются электроприводы на базе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором (55–60 % потребляемой энергии). При этом режим работы большинства электродвигателей не равномерен во времени, что приводит к полезному использованию всего 40–70 % потребляемой электроэнергии.

Разрабатываемые и выпускаемые в ОАО «Оптрон» преобразователи частоты переменного тока различной мощности, наиболее эффективно применяемые в насосных агрегатах систем холодного и горячего водоснабжения, обеспечивают экономию электроэнергии воды на ЦТП до 30–50 % и 10–12 % соответственно.

Этим же объединением выпускается целая серия светильников, световых информационных знаков, информационных табло на светоизлучающих диодах. Приборы отличаются высокой надежностью, малым электропотреблением, повышенной механической прочностью, доступной системой перепрограммирования, возможностью работы в автономном режиме от аккумулятора и др.

В целях скорейшего внедрения новейших разработок предприятий округа в области энергоресурсообеспечения по согласованию с Департаментом градостроительной политики, развития и реконструкции г. Москвы, подготовлены материалы для их включения в Реестр новой техники, Реестр технических условий на строительные материалы, изделия и конструкции и Московский территориальный строительный каталог, а также Москомархитектуру для включения в проекты.

В заключение необходимо остановиться на некоторых аспектах правового характера, не стимулирующих создание энергоэффективных зданий:

– отсутствие эффективного экономического и правового механизма, стимулирующего энергоресурсосбережение как потребителями, так и производителями тепловой энергии;

– необходимы утвержденные удельные тепловые характеристики на отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха в зависимости от их назначения, объема и т. п.;

– отсутствие обоснованных тарифов на электричество, тепловую энергию, холодную и горячую воду, газ.

В условиях непрерывного повышения стоимости коммунальных услуг этот вопрос приобретает серьезный характер.