ГПУ MWM TCG 2032 V16 в ТК "Зелёная линия"

Лучший энергоцентр компании "Тандер"

Энергоснабжение тепличного комплекса  в ст. Пластуновская

Электрическая мощность 6 х 4,3 МВт

Новый объект

Мини-ТЭЦ Зелёная линия.pdf

Размер файла: 1.42 мб

Подробная статья об энергоцентре в Пластуновской

Скачать

Мини-ТЭЦ для тепличного комплекса "Зелёная линия" компании "Тандер" (сеть магазинов "Магнит") в станице Пластуновская  Краснодарского края.
В составе электростанции - шесть газопоршневых установок MWM TCG 2032B V16 по 4,5 МВт каждая. Однако номинальная электрическая мощность каждого электроагрегата была искусственно ограничена значением 4,13 МВт. Это было сделано с тем, чтобы установленная мощность энергоцентра (24,78 МВт) не привысила 25 МВт.
В результате, если в будущем будет обеспечена параллельная работа этого энергоцентра с внешней сетью с целью продажи излишков электроэнергии сторонним потребителям (например, в летнее время, когда овощам досветка не нужна), то данная электростанция не попадёт под существующие или какие-то новые ограничения, требущие работать только через оптовый рынок.
Новый энергоцентр ­компании "Тандер" отлично вписался в окружающий пейзаж:
Новый энергоцентр ­компании "Тандер" отлично вписался в окружающий пейзаж:
Обратите внимание на то, какой живописный вид открывается с крыши новой мини-ТЭЦ
Обратите внимание на то, какой живописный вид открывается с крыши новой мини-ТЭЦ

Овощи для сети магазинов "Магнит"

Строительство теплиц в станице Пластуновской было начато краснодарской компанией Тандер ещё в 2011 году с целью поставки овощей в собственную сеть магазинов "Магнит". А это ни много, ни мало, а на конец 2017 года почти 16 тысяч торговых точек различных форматов в 2664 населённых пунктах практически по всей России (кроме Дальнего Востока).

Тепличный комплекс "Зелёная линия" является одним из крупнейших в Европе. Площадь закрытого грунта на начало 2018 г. составляет 85 га. Это очень много. Но планы основателя компании Сергея Галицкого ещё больше: всего он собирается построить 24 тепличных блока по 5 га каждый, то есть 120 га теплиц, и выйти на проектную мощность 37 тысяч тонн томатов и 30 тысяч тонн огурцов в год. Поэтому можно предположить, что в Пластуновской двумя существующими энергоцентрами дело не ограничится.

Сеть Магнит.pdf

Размер файла: 5.09 мб

Скачать

С крыши энергоцентра хорошо видно, какую огромную площадь занимают теплицы ­
С крыши энергоцентра хорошо видно, какую огромную площадь занимают теплицы ­
На начало 2018 года у Тандера было уже 85 гектар под стеклом - это очень и очень много ­
На начало 2018 года у Тандера было уже 85 гектар под стеклом - это очень и очень много ­
Мини-ТЭЦ в Пластуновской окрашена в фирменные красно-белые цвета магазинов Магнит
Мини-ТЭЦ в Пластуновской окрашена в фирменные красно-белые цвета магазинов Магнит

В 2017 году в Пластуновской было выращено 48 тыс. тонн огурцов и томатов (крупноплодные и черри), а так же салата. Такой серьёзный результат был достигнут за счёт использования самых передовых тепличных технологий, в том числе гидропоники и досветки.

И хотя, конечно же, по вкусовым качествам эта продукция не может сравниться с выращенной своими руками на собственной грядке, но всё равно она  очень важна с точки зрения продовольственной безопасности страны, так как собственный тепличный комплекс позволяет Тандеру круглогодично обеспечивать свежими овощами под брендом «Сельская ярмарка» население более 50 российских регионов - вплоть до Архангельской области и Ямало-Ненецкого автономного округа.

Обращает на себя внимание тот факт, что даже дизайн здания энергоцентра в Пластуновской решён в фирменном стиле магазинов "Магнит": в соответствии с техзаданием Энгул использовал исключительно сэндвич-панели красного и белого цвета.

Досветка в тепличных комплексах

Искусственное освещение строго обязательно

В условиях Краснодарского края естественного освещения для выращивания овощей в закрытом грунте достаточно только пять месяцев в году - с мая по сентябрь. Для того, чтобы в остальное время получать максимальные урожаи, растениям обязательно требуется искусственное освещение. Ежесуточный период досветки зависит от продолжительности светового дня, уровня естественной освещённости и выращиваемых культур. Например, в декабре в пасмурную погоду некторые овощи приходится досвечивать вплоть до 20 часов в сутки (4 часа им всё равно необходимо "отдыхать").

Поэтому искусственное освещение присутствует практически во всех российских тепличных комплексах, построенных за последние 10 лет с использованием интенсивных технологий выращивания растений. При этом необходимая электрическая мощность в зависимости от региона, сортов растений и вида электрических ламп состаляет от 600 до 1100 кВт на гектар закрытого грунта.

К сожалению, не везде, где реализуются серьёзные тепличные проекты площадью хотя бы от 10 га, есть возможность "за просто так" получить от электросетей требуемую мощность. Часто при реализации таких проектов от тепличников требуют профинансировать весьма недешевые линии электропередач и трансформаторные подстанции.

Досветка в теплицах.pdf

Размер файла: 962.09 кб

Какая досветка нужна в тепличном комплексе

Скачать

Интенсивное выращивание овощей в закрытом грунте требует обязательной досветки ­
Интенсивное выращивание овощей в закрытом грунте требует обязательной досветки ­
Чтобы получить "миллион алых роз" к 8 марта,­ надо потратить 2-3 млн. руб. на их досветку­
Чтобы получить "миллион алых роз" к 8 марта,­ надо потратить 2-3 млн. руб. на их досветку­

Проблема высоких тарифов на электроэнергию

Розы в "ТК Мокшанский" оказались нерентабельны в том числе из-за высоких тарифов ­
Розы в "ТК Мокшанский" оказались нерентабельны в том числе из-за высоких тарифов ­

Кроме того, даже подключившись к электросетям "почти бесплатно" (например, за счёт регионального бюджета, предоставляющего льготы новым инвесторам), любой тепличный комплекс вынужден покупать электроэнергию у энергосбытовых компаний, причём чаще всего - по второму среднему напряжению (СН2, от 20 до 1 кВ). А это весьма недешёвый тариф, дороже которого - только низкое напряжение для мелких потребителей (НН, то есть 0,4 кВ) .

На самом деле высокие тарифы на электроэнергию - одна из самых больших проблем тепличного бизнеса в России, убивающая его "на корню". В этом легко убедиться, потратив 5 минут на поиск в Интернете информации о том, сколько тепличных комплексов на сегодняшний закрыто, обанкрочено и выставлено на продажу.

Например ТК "Мокшанский" (Пензенская область) , являвшийся одним из крупнейших производителей роз в России, прекратил их выращивание и был фактически закрыт в период с января по октябрь 2017 года. Основная причина - недовольство собственника низкой рентабельностью бизнеса и отсутсвием перспектив возврата инвестиций. Я уверен, что не последнюю роль в этой ситуации сыграли и весьма недешевые тарифы на электроэнергию.

Собственная электрогенерация снижает расходы на электроэнергию в 1,5 - 2 раза

На самом деле большинство тепличных проектов в России имеют очень небольшую рентабельность (5 - 7%) и длительный срок окупаемости (как правило, не менее 6 - 8 лет). Основная причина - не только дорогая электроэнергия, но и высокая конкуренция как с российской, так и с иностранной продукцией. Прежде всего - с турецкиими томатами, для производства которых досветка в зимнее время не нужна просто в силу того, что их выращивают гораздо южнее (а значит зимой там продолжительность светового дня больше).

Кроме того, серьёзно сдерживает развитие отрасли и очень высокая стоимость денег, а так же скакнувший после 2014 года курс евро. Поэтому все новые проекты в этом бизнесе затеваются только при условии государственной поддержки (прежде всего - при наличии льготного финансирования). Однако такая поддержка касается только строительства теплиц для выращивания овощей, но никак не цветов.

В результате проблему высоких издержек на электроэнергию руководство некоторых тепличных предприятий решает просто ограничивая период досветки. Безусловно, это снижает затраты, но отрицательно сказывается на урожайности выращиваемых культур, что так же не способствует повышению рентабельности бизнеса.

Поэтому более продуктивным представляется другой подход: собственная электрогенерация на базе газопоршневых установок. Своя мини-ТЭЦ позволяет снизить расходы тепличного комплекса на электроэнергию и тепло в 1,5 - 2 раза. Данная практика является повсеместной в Европе. Например, в той же Голландии использование ГПУ для досветки в теплицах является практически национальным стандартом.

Своя мини-ТЭЦ позволяет экономить на электроэнергии­
Своя мини-ТЭЦ позволяет экономить на электроэнергии­

Первый российский опыт

В России первым тепличным комплексом, построившим мини-ТЭЦ для достветки цветов, стало ЗАО "Розовый сад" в Малоярославецком районе Калужской области (площадь закрытого грунта 25 га). Это был уже далёкий теперь 2005 год. В составе энергоцентра применялись ГПУ Caterpillar. Постепенно их количество было доведено до 11 единиц, а суммарная мощность составила 23 МВт. Это очень прилично: почти по 1 МВт электрической мощности на гектар.

По моему, в нашей стране Катерпиллары после этого случая для энергоснабжения теплиц  больше никем не применялись. Как правило, наши тепличники любят использовать Йенбахеры и MWM. Хотя есть отдельные случаи применения ГПУ с двигателями Perkins, а в 2017 году "Ролт" поставил свой контейнеры с MTU на новые теплицы под Кисловодском, но там не обошлось без серьёзных проблем.

Использование ГПУ Caterpillar для энергоснабжения тепличного хозяйства само по себе не является проблемой. Это очень достойная техника, которая хорошо зарекомендовала себя в гораздо более жёстких условиях эксплуатации, чем Малоярославец.

ГПУ Caterpillar в ТК "Розовый сад" ­(Калужская область, 2005 г.)­
ГПУ Caterpillar в ТК "Розовый сад" ­(Калужская область, 2005 г.)­
Первая в России мини-ТЭЦ, построенная специально для энергоснабжения теплиц
Первая в России мини-ТЭЦ, построенная специально для энергоснабжения теплиц

Например, такие машины широко используются российскими нефтянниками "на северах" для выработки электроэнергии непосредственно на месторождениях. Причём работают ГПУ там на попутном нефтяном газе, который гораздо хуже по составу, чем "ГОСТовский" магистральный газ.

Стоит обратить внимание, что при строительстве первого энергоцентра в Розовом саду было применено очень неоднозначное техническое решение: ГПУ Caterpillar размещены внутри бокса, который, в свою очередь, находится внутри застеклённого объёма теплицы.

Зачем это было делать, не совсем понятно. Вряд ли в результате удалось сэкономить много места снаружи: всё равно радиаторы принудительного охлаждения и трансформатор вынесены за пределы периметра остекления. При этом отапливаемая площадь  внутри теплицы занята не основной продукцией (кустами роз), а железом, которое в этом отоплении совсем не нуждается.

Представляется, что такое размещение ГПУ является далеко не оптимальным как с технической, так и с экономической точек зрения.

С другой стороны, насколько я знаю, в 2005 г. эту мини-ТЭЦ строили люди, не имевшие на тот момент вообще никакого опыта работы с газопоршневыми электроагрегатами, тем более применительно к теплицам. И это их оправлывает.

Хотя для самого ЗАО "Розовый сад" всё закончилось печально: в конце 2015 года оно было обанкрочено, а уже в сентябре 2016 года его имущество было выставлено на торги. Но это уже совсем другая история, никак не связанная с энергоцентром. Все одиннадцать ГПУ Caterpillar совершенно точно не были причиной этого банкроства.

Своя мини-ТЭЦ нужна каждой приличной теплице

После 2005 года в нашей стране были построены десятки тепличных комплексов. Причём наиболее крупные из них, как правило, всегда обзаводятся своей электрогенерацией.

Это оправдано в том числе и с точки зрения "эффекта масштаба": чем больше площадь закрытого грунта, тем большая электрическая мощность нужна для досветки растений.

А чем больше электрическая мощность энергоцентра, тем дешевле обходится его строительство в расчёте на 1 кВт: в составе серьёзных энергоцентров (10 МВт и более) применяют ГПУ с единичной мощностью 3 - 4 МВт, удельная стоимость которых существенно ниже, чем  электроагрегатов мощностью 1 - 2 МВт (используют для небольших мини-ТЭЦ мощностью до 10 МВт).

Однако даже с учётом "эффекта масштаба" затраты на энергоцентр составляют от 40 до 60 % от всех расходов на реализацию нового тепличного проекта. Это очень много. Такие высокие издержки обусловлены, в первую очередбь, применением исключительно импортных ГПУ (российских аналогов нет вообще). Но без собственной электрогенерации такие проекты чаще всего оказываются вообще нерентабельными.

Энергоцентр для большого тепличного комплекса должны строить ­серьёзные люди­
Энергоцентр для большого тепличного комплекса должны строить ­серьёзные люди­

ВЫВОД:

Строительство мини-ТЭЦ для тепличного комплекса - это очень затратное мероприятие, но оно повышает рентабельность данного бизнеса в целом. Поэтому привлекать к реализации таких проектов необходимо  только серьёзных людей, имеющих успешный опыт. Причём ориентироваться надо именно на репутацию конкретных специалистов. Ведь строить энергоцентр вам будут не абстрактные юрлица, а реальные "человеки".

Выбор оборудования для мини-ТЭЦ в Пластуновской

Почему ГПУ, а не ГТУ

Газотурбинные установки OPRA с единичной мощностью 1,8 МВт (Сочи, Красная Поляна) ­
Газотурбинные установки OPRA с единичной мощностью 1,8 МВт (Сочи, Красная Поляна) ­

На российском рынке предлагаются различные модели газотурбинных установок небольшой мощности (от 1 до 6 МВт), как отечественного, так и импортного производства. Например, российские ГТЭС «Урал-2500» мощностью 2,5 МВт на базе авиационных двигателей Д-30 стоят гораздо дешевле, чем любые импортные ГПУ такой же мощности.

Однако никакие газотурбинные электростанции НИКОГДА не применяются для досветки в тепличных комплексах. И для этого есть очень серьёзные технические причины:

  • досветка включается и выключается хотя бы один раз в сутки, и каждый такой пуск приводил бы к существенному снижению ресурса турбины, а он и так в два раза меньше, чем у ГПУ (например, для ГТУ-2,5П  - всего 30 тысяч часов до капремонта);
  • электрический КПД у турбин (25 - 30 %) гораздо ниже, чем у серьёзных газопоршневых установок (41 - 45 %);
  • для каждой ГТУ требуется дожимной компрессор, так как давление газа на входе в турбину должно быть 1,2 - 1,8 МПа.

Единичная мощность ГПУ

Если вы планируете строительство большого тепличного комплекса, и для досветки вам необходима собственная электрогенерация мощностью более 10 - 12 МВт, то выбор газопоршневых установок у вас очень небольшой:

  1. Jenbacher JMS 620 (единичная мощность от 3 до 3,3 МВт);
  2. Jenbacher JMS 624 (единичная мощность от 4 до 4,4 МВт);
  3. MWM TCG 2032 V16 (единичная мощность 4,3 или 4,5 МВт).

Объяснение очень простое: это самые большие ГПУ, имеющиеся на российском и европейском рынках, а значит у них и самая низкая удельная стоимость (EUR/кВт).

Конечно, на рынке есть ещё машины с единичной мощностью 10 МВт (Wartsila и MAN Diesel & Turbo), но использовать их для энергоснабжения теплиц пока ещё никому не пришло в голову (вот для цементных заводов - совсем другое дело).

Конечно, мощность 25 МВт для теплиц в  ст. Пластуновской  можно закрыть и по другому. Например, с помощью 13 ГПУ по 2 МВт. Но такой вариант обошёлся бы Тандеру примерно на 30% дороже, чем 6 х 4,3 МВт:

  • удельная стоимость MWM TCG 2020 V20 мощностью 2 МВт выше, чем у MWM TCG 2032 V16 мощностью 4,5 МВт;
  • для тринадцати ГПУ по 2 МВт необходимо больше вспомогательного оборудования и материалов, чем для шести ГПУ по 4,5 МВт.

16-цилиндровая газопоршневая установка TCG 2032 V16 является старшей моделью в продуктовой линейке немецкой компании MWM. Интересная особенность: у TCG 2032 V16 есть точно такая же по конструкции 12-цилиндровая "младшая сестра" - TCG 2032 V12 мощностью 3,3 МВт. Однако по стоимости она приближается к 16-цилиндровой "старшенькой". Поэтому "маленькую" машину в России никто не покупает. ВООБЩЕ НИКТО. Зато старшая модель пользуется у нас бешенной популярностью, в том числе и у тепличников.

ГПУ MWM TCG 2032B V16 в новом энергоцентре компании "Тандер" ­
ГПУ MWM TCG 2032B V16 в новом энергоцентре компании "Тандер" ­

ВЫВОД:

Большие мощности (в диапазоне от 10-12 МВт до 30-40 МВт) экономически целесообразно закрывать газопоршневыми установками MWM или Jenbacher с единичнной мощностью от 3 до 4,5 МВт.

Почему MWM, а не Jenbacher

Техническая политика компании Тандер предполагает использование только ГПУ MWM­
Техническая политика компании Тандер предполагает использование только ГПУ MWM­

Выбор в пользу газопоршневых установок MWM для новой мини-ТЭЦ в ст. Пластуновской обусловлен технической политикой компании Тандер. Во всех своих новых проектах эта компания применяет исключительно оборудование MWM.

Раньше использовались ещё и двигатели Perkins (в ГПУ словацкой компании Elteco), но сейчас от этой практики в Тандере уже отказались. Да и вообще, газовые Перкинсы в нашей стране применяются всё реже и реже, так как они зарекомендовали себя не очень хорошо (за исключением рядных 6- и 8-цилиндровых двигателей 4006 и  4008).

Почему краснодарская компания предпочла MWM, а не Jenbacher или Caterpillar, мне достоверно неизвестно. Все три производителя выпускают очень достойное оборудование примерно одинакового технического уровня. Вполне возможно, при принятии данного решения сыграл свою роль какой-то личностный фактор.

Хотя, вполне возможно, этому есть и вполне рациональное объяснение: в нашей стране покупать и обслуживать ГПУ Jenbacher можно только при участии официальных российских дистрибуторов, так как "левых" поставщиков оборудования и запчастей практически нет (на самом деле пару-тройку таких компаний я знаю). Поэтому сильно сэкономить на Йенбахере не получится при всём желании.

С газопоршневыми установками MWM ситуация противоположная: эти машины в России продают не только официальные дилеры, но и сторонние фирмы (та же компания Энгул-Пауэртех). Запчасти почти всегда дешевле купить у неофициальных поставщиков, чем у питерского Моторверка или у Ной-Хауса, а ремонтом этих газовых двигателей занимаются вообще все, кому не лень. Поэтому, вполне вероятно, что сделав ставку на MWM, а не на Jenbacher, Тандер с самого начала планировал добиться серьёзной экономии при эксплуатации своих ГПУ. Но это только мои предположения

Чем интересна ГПУ MWM TCG 2032B V16

Пять поколений больших ГПУ Deutz / MWM

Поколение Марка Модель Мощность
1 Deutz TBG 632 V16 3 544 кВт
2 Deutz TBG 632 V16 3 916 кВт
3 MWM TCG 2032 V16 4 000 кВт
4 MWM TCG 2032 V16 4 300 кВт
5 MWM TCG 2032B V16 4 500 кВт

Компания MWM (до 2008 г. - Deutz) постоянно работает над совершенствованием своих среднеоборотистых газопоршневых установок. Конечной целью является повышение номинальной электрической мощности и электрического КПД.

Условно можно выделить пять поколений этих ГПУ, имеющих непринципиальные конструктивные отличия и разную мощность.

В 90-х годах прошлого века под маркой Deutz начала выпускаться модель TBG 632 V16, которая имела два варианта - мощностью 3,5 и 3,9 МВт. Такие модели в Россию официально не поставлялись.

После того, как новый собственник изменил бренд на MWM, поменяли и название всех моделей ГПУ. Самую большую машину стали называть TCG 2032 V16. Вначале её мощность была 4 МВт. Затем номинал довели до 4,3 МВт. Именно в таком варианте в период с 2010 по 2016 годы в нашу страну были поставлено несколько десятков ГПУ данной модели.

В это вреия основным конкурентом  MWM TCG 2032 V16 была газопоршневая установка GE Jenbacher JMS624H01, на которую австрийцы поставили стальные поршни, в результате чего довели её номинальную мощность до 4,4 МВт, а электрический КПД до 46,6%.

Если сравнивать обе машины (TCG 2032 V16 и JMS624H01) то становится очевидно, что конструктивно они очень серьёзно различаются. У каждой есть свои плюсы и минусы, разбору которых можно посвятить целый день. Однако никто не в состоянии убедительно доказать, что MWM лучше Jenbacher, или наоборот. Причём это касается не только самых мощных ГПУ (4,3 и 4,4 МВт), но и всего модельного ряда ГПУ. Машины обоих марок по своему хороши, но имеют и отрицательные стороны, которые, как известно, являются продолжением их же достоинств.

Поэтому специалисты понимают, что разница в мощности между TCG 2032 V16 и JMS624H01, котрая составляет всего 100 кВт - это "ни о чём". На самом деле такие ГПУ почти никогда не работают "на номинале" даже параллельно с внешней сетью. На практике эту разницу в мощности никто не и заметит. Но это очевидно именно специалистам по газопоршневым установкам.

Основной конкурент: Jenbacher JMS624 H01 - ­ по двенадцать "горшков" с каждой стороны­
Основной конкурент: Jenbacher JMS624 H01 - ­ по двенадцать "горшков" с каждой стороны­
С начала 2016 года TCG 2032B ­V16 - топовая модель в линейки ГПУ компании MWM­
С начала 2016 года TCG 2032B ­V16 - топовая модель в линейки ГПУ компании MWM­

Однако я вполне допускаю, что разница в 100 кВт мощности может производить магическое впечатление на "эффективных менеджеров", которые чаще всего не имеют технического образования, но принимают "обоснованные" решения о выборе тех или иных моделей ГПУ для своих предприятий.

С учётом того, что уровень цен на ГПУ MWM и Jenbacher примерно одинаковый (конечно есть небольшой разброс, но это всегда вопрос торга), то даже такая небольшая разница в мощности между TCG 2032 V16 и JMS624H01 для некоторых людей могла стать той причиной, по которой они выбирали йенбахеровское оборудование.

Можно предположить, что маркетологов из MWM "вконец заело" мизерное преимущество JMS624H01 в 100 кВт мощности и они, в конце концов, заставили конструкторов внести изменения в и так неплохую машину TCG 2032 V16 с тем, чтобы "обогнать" йенбахкровцев на те же 100 кВт.

В результате в январе 2016 года на европейском рынке была представлена обновлённая модель TCG 2032B V16 мощностью 4,5 МВт. Таким образом, примерно за двадцать лет номинальная мощность самой большой ГПУ Deutz / MWM за счёт не слишком принципиальных технических изменений была увеличена почти на 1000 кВт. А кроме того, "эмвээмщики" наконец-то переплюнули "йенбахеровцев". Интересно, чем теперь им ответят австрийцы?

Именно газопоршневая установка MWM TCG 2032B V16 самого последнего поколения была использована ООО "Энгул-Пауэртех" в составе нового энергоцентра компании "Тандер" в станице Пластуновской.

Технические характеристики TCG 2032 V16 различных поколений

Характеристики Единица измерений­ TCG 2032 V16­ TCG 2032 V16 TCG 2032B V16
Электрическая мощность кВт 4 000­ 4 300 4 500
Тепловая мощность кВт -
4 166 4 259
Среднее эффективное давление бар - ­ 19.4 20.3
Электрический КПД % - 44,1 44,6
Тепловой КПД % - 42,7 42,2
Общий КПД % - 86,8 86,8
© МетеоЭнергетик, 2022
Валерий Мартынов. Частный консультант по ГПУ, микротурбинам и мини-ТЭЦ.
Моб.: +7 (903) 747-77-71 E-mail: meteoenergetic@yandex.ru