![](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/full_svKh6w24.jpg)
МетеоЭнергетик
Частный консультант по мини-ТЭЦ
- +7 (903) 747-77-71
- meteoenergetic@yandex.ru
- Валерий Мартынов
ГТУ OPRA в составе мини-ТЭЦ на Красной Поляне
Газотурбинные установки OPRA в Сочи
Образцовая электростанция мощностью 6 х 1,8 МВт
Опыт реальной эксплуатации - более 10 лет
Высота над уровнем моря - 460 м
Мини-ТЭЦ для энергоснабжения газпромовского курорта
Расположенный на Красной Поляне в посёлке Эсто-Садок энергоцентр предназначен для энергоснабжения объектов Горно-туристического центра «Газпром», который часто называют "Лаура" - по названию красивой горной реки, на берегу которой он находится. Электростанция была введена в эксплуатацию 2007 году, то есть решение о её строительстве принималось задолго до того, как город Сочи был объявлен столицей зимних Олимпийских игр 2014 года.
Строительство мини-ТЭЦ велось одновременно с другими объектами туристического кластера. Заказчиком выступала дочерняя компания Газпрома - питерское ООО «Газпроминвестарена» (сейчас это ООО «Газпром социнвест»). Генпроектировщик - газпромовский же научно-исследовательский и проектный институт ОАО "Промгаз" (с 2008 г. - ОАО «Газпром Промгаз»). А вот в качестве генподрядчика тогда привлекли турецкую компанию «Хазинедароглу Озкан Иншаат». Но это было связано не с какими-то особыми компетенциями турок в сфере энергетики, а с тем, что они выступали генподрядчиком по строительству всего газпромовского горного курорта.
![](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/fd92afbdef3deca1ddee146074627747.jpg)
![](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/ab9b1079937c1ff3e3eb5efc7406a91b.jpg)
Самый красивый вид на энергоцентр, конечно же, открывается из кабинки канатной дорги, ведущей на плато Псехако (1430 м над уровнем моря).
Но в тот день, когда я делал эти снимки, стояла дождливая погода. Поэтому на окнах кабинки видны капли воды.
Однако и такие фотографии позволяют оценить маштаб данной мини-ТЭЦ, включая очень высокие дымовые трубы ГТУ OPRA и пиковых водогрейных котлов Viessmann.
Выбор электроагрегатов
Обоснование использования ГТУ OPRA
Поставкой газотурбинных установок OPRA для энергоцентра горнолыжного комплекса "Лаура" занималась компания "БПЦ Инжиниринг". В качестве обоснования выбора данной модели ГТУ обычно приводится три основных аргумента:
- низкий уровень вредных выбросов (менее 20 ppm по Nox);
- сейсмостойкость до 9 баллов по шкале MSK-64;
- низкий уровень акустического шума.
Честно говоря, все три аргумента откровенно слабые:
- При такой высоте дымовых труб, как на этом объекте (не меньше 30 м), небольшой уровень выбросов у ГТУ OPRA уже не имеет никакого значения.
- Сейсмостойкость у ГПУ никак не меньше, чем у ГТУ.
- При необходимости звукоизоляцию газопоршневых установок можно сделать такой, что стоят в метре от стены здания мини-ТЭЦ вы никогда не догадаетесь, что внтури вообще что-то работает.
![](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/ff3fc7bdeb2262f137d2834654ad6e05.jpg)
Реальные плюсы турбогенераторов OPRA проявляются только в нефтянке
Я считаю, что в действительности преимущества газотурбинные электроагрегатов OPRA с двигателями OP-16 проявляются только на нефтяных месторождениях, так как эти установки очень хорошо работают попутном газе с "плохим" составом:
- можно использовать газ с большим содержанием высших углеводородов и низким метановым числом;
- допускается использование газа с высоким содержанием серы - до 5 г/куб.м;
Кроме того, на при работе на попутном газе не столь кртитичен высокий расход топлива у ГТУ OPRA, поскольку непосредственно на нефтяных месторождениях себестоимость попутного газа очень низкая. Более того, в ряде случаев высокий расход топлива у любых ГТУ является большим плюсом для нефтянников, так как перед ними стоит задача утилизации попутного газа. Поэтому, чем больше газовая турбина этого газа "сожрёт", тем лучше для всех.
Мой вывод о целесообразности использования ГТУ OPRA только в нефтянке подтверждается ещё и тем, что большинство проектов с этими турбинами в нашей стране реализовано как раз на нефтяных месторождениях. А обоснованность использования турбогенераторов OPRA на любых других объектах вызывает у меня очень большие сомнения.
Газопоршневые установки на Красной Поляне были бы предпочтительнее
Однако логика применения ГТУ OPRA в нефтянке совершенно не работает на любых других объектах, к этой самой нефтянке не относящихся. Поэтому для энергоснабжения горно-туристического центра "Газпром" на Красной Поляне в Сочи газотурбинные электрогенераторы были нужны, как "в русской бане лыжи". Я считаю, что здесь надо было использовать обычные газопоршневые установки MWM (в те годы это был ещё Deutz), Caterpillar или Jenbacher. Для такого вывода есть чисто экономические основания.
Расход топлива у ГПУ значительно меньше, чем у ГТУ
У газотурбинных электростанций OPRA, как и у большинства других моделей ГТУ, есть очень серьёзный недостаток, а именно - высокий расход топлива и небольшой электрический КПД (26%). Причём это значения расхода топлива и КПД указаны для так называемых "нормальных" условий.
Согласно ГОСТ Р 52200-2004 нормальными условиями эксплуатации газовых турбин являются:
- полное давление 101,3 кПА (это значение атмосферного давления на уровне моря);
- полная температура +15 градусов Цельсия;
- относительная влажность 60%.
Как только реальные условия эксплуатации отклоняются от нормальных в сторону снижения давления (что равносильно увеличению высоты над уровнем моря), а так же роста температуры и влажности, так сразу же происходит ухудшение основных технических показателей газотурбинных электростанций, а именно: уменьшается электрическая мощность, снижается электрический КПД и растёт расход топлива.
Хотя, на самом деле, на работу любых ГТУ, конечно же, влияют не сами по себе эти три показателя (давление, температура и влажность), а плотность воздуха, поступающего в компрессор газотурбинного двигателя. И чем больше плотность воздуха, тем лучше условия для работы ГТД, а значит тем выше его мощность и ниже расход топлива. А плотность воздуха как раз и зависит от значений давления, температуры и влажности.
Мини-ТЭЦ в пос. Эсто-Садок располагается на высоте 460 м над уровнем моря. Это, конечно же, не Эверест, но, всё же достаточно высоко. Например, Москва находится на высоте всего 156 м над уровнем моря. Соотвественно, реальная электрическая мощность этой газовой электростанции всегда ниже номинальной, а расход топлива - выше номинального только из-за того, что атмосферное давление на такой высоте всегда существенно ниже 101,3 кПа.
Кроме того в летнее время средняя температура на Красной Поляне составляет +17 - 20 градусов. Но это именно средняя температура. Днём может быть и +25 - 30 градусов. Соответственно, из-за высокой температуры воздуха в этот период так же происходит уменьшение плотности воздуха, а значит и снижение мощности ГПУ и увеличение расхода топлива.
Что касается влажности, то в полне очевидно, что с октября по апрель в горах очень "мокро": иногда относительная влажность становится равной даже 100% и Красную Поляну окутывают облака. А чем выше влажность воздуха, тем ниже его плотность. Соотвественно, высокая влажность является ещё одним фактором, снижающим мощность ГТУ OPRA и увеличивающим расход топлива.
ВЫВОД:
Фактические технические характеристики ГПУ OPRA, работающих в составе мини-ТЭЦ на Красной Поляне, существенно хуже номинальных именно из-за того, что данный объект расположен в горах. Реальная мощность этих газовых турбин OPRA практически всегда меньше номинальных 1800 кВт, электрический КПД менее 26%, а расход топлива - выше 870 куб.м/ч.
И если снижение мощности работающих на Красной Поляне ГТУ можно компенсировать за счёт включения в работу ещё одной установки (шесть электроагрегатов было использовано как раз для того, чтобы был существенный резерв по мощности), то постоянно повышенный расход газа существенно увеличивает себестоимость вырабатываемой электроэнергии.
Дело в том, что до того, как Газпром решил построить в пос. Эсто-Садок свой горнолыжный курорт, этот населённый пункт не был газифицирован. И для того, чтобы обеспечить объект природном газом, был построен газопровод диаметром от 159 до 325 мм и протяжённостью 57 км. Причём не на равнине, а в горах. Таким образом, каждый кубометр газа, поступающий на Красную Поляну, является если не золотым, то уж серебряным совершенно точно.
Поэтому совершенно очевидно, что для энергоснабжения объектов горно-туристического центра необходимо было использовать электрогенерирующее оборудование с как можно меньшим потреблением газа, то есть с высоким электрическим КПД.
При этом необходимо понимать, что у газопоршневых установок мощностью 2 МВт (Caterpillar G3520, MWM TCG2020V20 и Jenbacher JMS612) электрический КПД составляет 40 - 41%, то есть он примерно на 15% выше, чем у ГТУ OPRA (26%). Соотвественно, расход топлива у ГПУ мощностью 2 МВт не превышает 500-550 куб.м/ч, что существенно ниже, чему у OPRA.
Конечно, при увеличении высоты над уровнем моря, температуры и влажности снижаются технические параметры и всех газопоршневых установок. То есть растёт расход топлива и снижется электрический КПД. Но эти ухудшения параметров у ГПУ намного меньше, чем у газотурбинных электростанций.
ВЫВОД:
С точки зрения оптимизации затрат на топливо в горах следует использовать газопоршневые электроагрегаты, а не газотурбинные установки.
Турбины OPRA значительно дороже, чем ГПУ аналогичной мощности
Стоимость газотурбинных электростанций OPRA значительно выше, чем газопоршневых установок мощностью 2 МВт. На момент строительства мини-ТЭЦ на Красной Поляне одна ГТУ OPRA в комплекте с дожимным компрессором и теплоутилизатором УТ-52 стоила, я думаю, от 1,7 до 1,9 млн. EUR. Американскую или европейскую газопоршневую установку мощностью 2 МВт в контейнере тогда можно было купить примерно за 800 тыс. - 1 млн. EUR, а в открытом исполнении - ещё дешевле.
ВЫВОД:
Затраты на приобретение электрогенерирующего оборудования для мини-ТЭЦ на Красной Поляне были бы примерно в два раза меньше, если бы для этого объекта купили не шесть турбогенераторов OPRA, а обычные ГПУ такой же мощности. Только за счёт этого можно было бы сэкономить 5 - 6 млн. EUR. Если такая экономия там была хоть кому-нибудь нужна.
Двухтопливность не имеет значения
Одним из аргументов в пользу ГТУ OPRA является их двухтопливность. Модель OPRA DTG-1,8/2GL может работать не только на газе, но и на дизтопливе. При этом газ (неважно, природный или попутный) выступает в качестве основного топлива, а солярка - в качестве аварийного. Поэтому если случается какое-либо ЧП, и прекращается подача газа в энергоцентр, то можно быстро переключиться на аврийное топливо и продолжать обеспечивать потребителей электроэнергией.
Насколько я понимаю, исходя именно из этой логики в состав энергоцентра была включена одна двхтопливная ГТУ OPRA. Вроде бы правильное техническое решение.
Но это только если не принимать во внимание, что расход дизтоплива у турбогенератора OPRA гораздо выше, чем у электростанции на базе обычного поршневого дизеля. Поэтому при одном и том же объёме аварийного топливного хозяйства период автономной работы у OPRA будет раза в полтора меньше, чем у обычной ДГУ.
Кроме того, одна ГТУ OPRA DTG-1,8/2GL стоит столько, что за эти деньги можно купить не только ГПУ Caterpillar G3520 мощностью 2 МВт, но ещё и три - четыре дизельные электростанции этой фирмы по 1 МВт каждая.
ВЫВОД:
Из-за высокой стоимости турбин OPRA двухтопливность этих ГТУ не имеет практического значения, поскольку дешевле приобрести обычную ГПУ и резервную ДЭС мощностью по 2 МВт.
На самом деле эксплуатирующая организация в конце концов поставила на территории энергоцентра обычный дизель в контейнерном исполнении и запускает его в аварийных ситуациях, когда турбины в силу каких-то причин не работают.
Переразмеренное здание энергоцентра
При первом же знакомстве с мини-ТЭЦ на Красной Поляне обращают на себя внимание очень большие размеры данного сооружения. Всем, кто давно работает в сфере малой энергетики совершенно очевидно, что имеющееся оборудование (6 ГТУ OPRA по 2 МВт и два пиковых котла Viessmann по 5 МВт) можно было разместить более компактно. В строительстве столь серьёзной конструкции не было никакой необходимости.
При желании весь энергоцентр можно было запроектировать в один уровень. С точки зрения сеёсмостойкости такое решение было бы даже лучше. Если бы вместо газовых турбин были использованы газопоршневые установки, то здание мини-ТЭЦ было бы не только в один уровень, но и заняло бы гораздо меньшую площадь.
![В такой сложной конструкции навеса над ГТУ не было никакого смысла](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/57e7a314c91147fae149f8058810347d.jpg)
В такой сложной конструкции навеса над ГТУ не было никакого смысла
![В строительстве двухэтажного здания энергоцентра не было практической необходимости](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/1a630f2c1873d001407196ee75d451be.jpg)
В строительстве двухэтажного здания энергоцентра не было практической необходимости
ВЫВОД:
Вполне очевидно, что любую технику надо применять только там, где она эффективна. Использование газотурбинных установок OPRA в составе электростанции на Красной Поляне не имело никакого смысла и привело к значительному увеличению капитальных затрат на строительство данного объекта, а так же к высоким эксплуатационным затратам из-за повышенного расхода газа. Оптимальным вариантом в этом случае было бы применение газопоршневых электроагрегатов мощностью по 2 МВт и обычных аварийных ДЭС.
Описание энергоцентра на Красной поляне
Данный объект заслуживает особого внимания
Не смотря на то, что целесообразность применения турбин OPRA для энергоснабжения газпромовского горнолыжного курорта вызывает у меня очень большие сомнения, я совершенно уверен, что это очень интересный объект, который необходимо обязательно посетить, если у вас появится такая возможность.
- Очень качественная реализация проекта. Всё сделано "по уму" - аккуратно и красиво. Это просто образцово-показательный энергоцентр, на который необходимо равняться.
- Эксплуатация мини-ТЭЦ так же организована надлежащим образом.
- Энергоцентр находится в очень красивом месте. И необходимо отметить, что он очень удачно вписался в окружающую "курортную" среду. Даже высокие дымовые трубы не смотрятся инородным телом.
Поэтому я уверен, что эта электростанция заслуживает внимания со стороны всех специалистов, работающих в малой энергетике, а так же тех заказчиков, которые собираются строить свои мини-ТЭЦ, даже если они не собираются применять у себя ГТУ OPRA.
![Эта газотурбинная электростанция расположена в оченть живописном месте.](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/a3a3ba5aa38d52d3ea6759d181fc3855.jpg)
Эта газотурбинная электростанция расположена в оченть живописном месте.
Кабина операторов мини-ТЭЦ
Дежурная смена энергоцентра располагается в отдельном помещении довольно большого размера. Это ещё раз подтверждает факт переразмеренности данного объекта. В приниципе, при желании трёх-четырёх операторов можно было бы разместить на в два раза меньшей площади без всякого ущерба для удобства их работы.
![У оператора нет возможности непосредственно наблюдать за работой ГПУ, так как окно выходит на улицу, а не в машзал](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/4b2884e9df018f8ffabf579a32029400.jpg)
У оператора нет возможности непосредственно наблюдать за работой ГПУ, так как окно выходит на улицу, а не в машзал
![Шкаф с документацией и газоанализатор](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/739f8057ad2ee4a7e72b650aa5f581ab.jpg)
Шкаф с документацией и газоанализатор
![Вся информация о работе газотурбинных установок выводится на дисплей компьютера](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/ba3a8523670e78b5401c935bd6f6738a.jpg)
Вся информация о работе газотурбинных установок выводится на дисплей компьютера
![Очень интересно реализован пульт аварийного останова всего оборудования мини-ТЭЦ](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/633d534daed66866bb19d562d0d62009.jpg)
Очень интересно реализован пульт аварийного останова всего оборудования мини-ТЭЦ
Электрощитовая
Газотурбинные электрогенераторы OPRA на Красной Поляне оснащены высоковольтными генераторами на 10,5 кВ. Соответственно и распредустройство АВВ тоже было запроектировано на 10 кВ.
![Низковольтное распределительное устройство SIVACON от компании Siemens](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/9aab1bb38a5e368a16d56183c90c6a18.jpg)
Низковольтное распределительное устройство SIVACON от компании Siemens
![Комплектное высоковольтное распределительное устройство UniGear от компании ABB](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/478adbf905d5a66dd05d5a82dc9bf7da.jpg)
Комплектное высоковольтное распределительное устройство UniGear от компании ABB
![Электрощитовая энергоцентра производит очень хорошее впечатление](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/11756ffd35f0c081a76b96f005731f4b.jpg)
Электрощитовая энергоцентра производит очень хорошее впечатление
![Шкафы управления газотурбинными установками OPRA](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/5f2c87e8c4be4e21ade2157c615cab43.jpg)
Шкафы управления газотурбинными установками OPRA
Площадка с газотурбинными электроагрегатами
Как такового закрытого машинного зала в энергоцентре на Красной Поляне нет. Скорее можно говорить об огромном навесе из железобетонных конструкций, который защищает ГТУ и теплоутилизаторы от осадков. Это не закрытое помещение, а именно навес, поскольку с двух сторон стены отсутсвуют.
![Модули ГТУ OPRA установлены с довольно большими интервалами между ними](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/a5b8997d7cd7392cd7a624c1bf313231.jpg)
Модули ГТУ OPRA установлены с довольно большими интервалами между ними
![Каждая ГПУ OPRA комплектуется индивидуальным теплоутилизатором УТ-52 (за лестницей)](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/eca5d8b7f1eff5d59aac557bbf7a8e63.jpg)
Каждая ГПУ OPRA комплектуется индивидуальным теплоутилизатором УТ-52 (за лестницей)
![В верхней части модуля находится система подачи воздуха к турбине](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/116866338367d35448b68aa81d5cf108.jpg)
В верхней части модуля находится система подачи воздуха к турбине
![Выхлопные газы из модуля ГТУ (слева) подаются в теплоутилизатор (справа) по газоходу](/uploads/s/1/9/l/19luzee7aqi1/img/autocrop/cff71dfe0817ccd6bfd7852bf7fb2e6c.jpg)
Выхлопные газы из модуля ГТУ (слева) подаются в теплоутилизатор (справа) по газоходу