Пакетирование ГПЭС без иллюзиЙ

Особенности пакетирования газопоршневых установок для эксплуатации в российских условиях

Что выбрать: контейнер в стандартных габаритах или широкий блок-модуль?

Стандартный контейнер: преимущества и недостатки

Размеры ISO-контейнеров

Обычно блок-модули для газопоршневых установок мощностью до 2 МВт делают в стандартных размерах.
Например, "маленькие" ГПУ мощностью до 500 кВт (в частности, на двигателях MAN) прекрасно размещаются 20-футовом контейнере. А электроагрегат мощностью 1 МВт (независимо от модели) вместе с системой теплоутилизации очень неплохо встаёт в 40-футовый контейнер, который часто называют "морским".
Однако здесь речь идёт не об использовании для размещения ГПУ настоящего морского контейнера (хотя возможен и такой вариант), а о том, что специальный модуль для ГПЭС изготавливается в типовых размерах.
Необходимо отметить, что на блок-модулях под ГПУ, соответствующих этим самым типовым габаритам, по специальным нормативам делают и угловые крепления (фитинги), облегчающие погрузку-разгрузку, а так же фиксацию с помощью особых замков на транспортных средствах, например, на полуприцепах грузовиков.
Перевозка контейнерной ГПУ Jenbacher J420 на трейлере
ГПУ Jenbacher J420 в стандартном 40-футовом габарите
20-футовый 40-футовый 40-футовый High-Cube 45-футовый High-Cube 40-футовый HC Pallet wide
Длина, м 6,058 12,192 12,192 13,716 12,192
Ширина, м 2,438 2,438 2,438 2,438 2,484
Высота, м 2,591 2,591 2,896 2,896 2,591

Плюсы типовых габаритов

Причина стандартизации размеров контейнерных газопоршневых электростанций вполне понятна. Точная привязка каждого модуля ГПЭС к эталонным габаритам снижает проблемы при транспортировке. В этом случае с каждым модулем газопоршневой электростанции можно обращаться как с обычным контейнером.
Например, погрузка и разгрузка не вызывают никаких вопросов: можно использовать обычные подъёмные краны. Тоже самое и с автомобильными полуприцепами: блочно-модульную ГПЭС, выполненную в типовых размерах, можно перевозить на обычных трейлерах.
В общем, никаких особых заморочек. Ты только плати, а твою ГПУ люди сами отвезут куда угодно за вполне разумные деньги.
Погрузка контейнерной ГПУ на обычный трейлер

Минусы типовых габаритов

С "маленькими" ГПУ мощностью до 500 - 550 кВт (например, на двигателях MAN) внутри даже 20-футовых контейнеров нет никаких проблем. Потому они и "маленькие", что занимают немного места. В результате между самим электроагрегатом и внутренней стенкой контейнера остаётся достаточный проход для проведения обслуживания двигателя.
Но вот при размещении газопоршневой установки мощностью от 1000 кВт и выше в контейнере со стандартной шириной 2,4 м внутри совершенно не остаётся места для прохода механиков и проведения техобслуживания. Даже очень худой человек не сможет протиснуться между оборудованием и стеной контейнера.
Поэтому в боковых и торцевых стенках таких контейнерных электростанций делают распашные двери (ворота), открывающие свободный доступ к механизмам и узлам как самого электроагрегата, так и к вспомогательному оборудованию. В некоторых случаях индивидуально изготовленный контейнер для ГПУ может на 2/3 состоять из распашных дверей, и лишь на 1/3 - из неподвижных стенок. При этом надо учитывать, что пакетировщики в ряде случаев эти самые распашные двери сами не изготавливают, а заказывают у сторонних поставщиков. Причём стоят эти двери очень немало. Поэтому в калькуляции себестоимости контейнера они учитываются отдельной строкой. Чем больше дверей - тем дороже готовый контейнер для ГПЭС.
ГПУ с двигателем Perkins 4016E61-TRS в стандартном "узком" контейнере шириной 2,4 м ­
ГПУ с двигателем Perkins 4016E61-TRS в стандартном "узком" контейнере шириной 2,4 м ­
Внутри стандартного контейнера шириной 2,4 м совсем нет ­проходов для механиков
Внутри стандартного контейнера шириной 2,4 м совсем нет ­проходов для механиков
Таким образом, для проведения даже самого простого техобслуживания газопоршневого электроагрегата, такого как замена масла или свечей зажигания, в стандартном контейнере шириной 2,4 м необходимо открывать одну или несколько распашных дверей.
Причём при проведении работ механик иногда просовывает в контейнер лишь верхнюю половину своего корпуса. Нижняя часть туловища остаётся снаружи.
Ремонт ГПУ в "узком" контейнере возможен лишь при открытых дверях ­
Ремонт ГПУ в "узком" контейнере возможен лишь при открытых дверях ­
При этом ремонтник постоянно находится снаружи ­
При этом ремонтник постоянно находится снаружи ­
Само собой, в хорошую летнюю погоду обслуживание двигателя через двери контейнера не является проблемой. Однако в нашей стране довольно холодно: отопительный сезон в большинстве регионов составляет от 5 до 8 месяцев в году. Вполне очевидно, что снимать головки цилиндров или менять гильзы поршней в метель или на морозе при минус 20 градусах очень невесело. И вредно для здоровья. Кроме того, через открытые двери внутрь контейнера могут попадать снег или дождь. А при сильных осадках работать снаружи контейнера вообще практически невозможно.
ВЫВОД:
Газопоршневая электростанция в стандартном контейнере шириной 2,4 м - не самое удобное решение с точки зрения удобства эксплуатации и проведения всех видов сервиса.

Широкий блок-модуль для ГПУ: преимущества и недостатки

Преимущества широкого модуля

Некоторые фирмы-пакетировщики для размещения ГПЭС используют специальные блок-модули, габариты которых значительно выходят за размеры типовых ISO-контейнеров. Например, ширина таких модулей может доходить до 3 - 3,5 м и даже до 4 м.
Увеличенная ширина блок-модуля ГПУ позволяет организовать внутренние проходы вдоль электроагрегата, достаточные для того, чтобы обеспечить свободный доступ ко всем узлам и механизмам двигателя. В результате есть возможность проводить практически все виды техобслуживания и ремонта оборудования находясь внутри такого контейнера. Полностью извлекать двигатель придётся только для замены коленвала при проведении капремонта. Но это приходится делать нечасто.
Широкий блок-модуль для газопоршневой установки с двигателем Perkins 4016 (1000 кВт)­
Широкий блок-модуль для газопоршневой установки с двигателем Perkins 4016 (1000 кВт)­
Внутри модуля имеются достаточно широкие проходы­  ­вдоль двигателя и генератора­
Внутри модуля имеются достаточно широкие проходы­ ­вдоль двигателя и генератора­
Таким образом, широкий блок-модуль позволяет обслуживать оборудование круглый год в относительно комфортных условиях. Даже лютый мороз не является помехой: внутри такого контейнера можно поставить тепловую пушку и быстро довести температуру до +20 градусов. Сильный ветер, дождь и снег - тоже не проблема. В общем, одно здоровье!
Кроме того, если ГПУ установлена в модуль с внутренними проходами достаточной ширины, то нет необходимости в использовании распашных дверей для доступа к электроагрегату. Достаточно одной-двух входных дверей. Например, в боковой и торцевой стенках.

Пример: оригинальные контейнеры производства MWM шириной 3 м

В качестве образцового решения можно привести фирменные блок-модули германской компании MWM для газопоршневых электроагрегатов двух серий - TCG 2016 (400 - 800 кВт) и TCG 2020 (1000 - 2000 кВт).
Независимо от мощности ГПУ эти контейнеры имеют одинаковые ширину и высоту = 3 х 3 м. А вот длина напрямую зависит мощности двигателя и генератора. Например, для ГПЭС TCG 2020 V20 мощностью 2000 кВт длина модуля является максимальной и составляет 12 192 мм, что точно соответствует габариту 40-футового "морского" контейнера.
При ширине блок-модуля равной 3 м между электроагрегатом и внутренними стенками образуются проходы, вполне достаточные для проведения всех видов технического обслуживания и ремонта оборудования. Внутри устанавливаются обогреватели, которые позволяют поддерживать комфортную рабочую температуру даже в сильные морозы. Никаких распашных дверей. Очень удобно.

MWM-Container.pdf

Размер файла: 1.93 мб

Фирменные блок-модули компании MWM

Скачать

Фирменный блок-модуль компании MWM шириной 3 м
Широкие внутренние проходы обеспечивают доступ к оборудованию
ВЫВОД:
Газопоршневую установку удобнее в эксплуатировать в широком блок-модуле, а не в стандартном "узком" контейнере шириной 2,4 м. Особенно комфортно в этом случае проводить все виды технического обслуживания и ремонта.

Недостатки широкого модуля

Основным недостатком блок-модулей с нестандартными размерами являются проблемы при их транспортировке на место эксплуатации. Поскольку груз в этом случае является негабаритным, то обычные полуприцепы, разработанные под типовые контейнеры шириной 2,4 м, для его перевозки не подходят. Приходится заказывать специальные платформы - низкорамные тралы (низкорамники). Естественно, стоимость таких транспортных услуг заметно дороже, чем при использовании обычных трейлеров под стандартные контейнеры.
Кроме того, при перевозке любых грузов следует руководствоваться "Правилами перевозок грузов автомобильным транспортом", утверждёнными Постановлением правительства РФ № 2200 от 21.12.2020. Согласно этим правилам крупногабаритными являются все грузы шириной более 2,55 м. Перевозить такие грузы можно только по специальному разрешению, которое получают заранее.
В общем, с доставкой на объект нестандартных блок-модулей ГПЭС связано очень много нюансов. Поэтому самому этими проблемами заморачиваться не следует. Лучше обратиться в специализированную организацию. Там всё сделают как надо. Вот только эти услуги будут стоить вам дополнительных денег. Очень дополнительных по сравнению с перевозкой стандартного контейнера.

Постановление №2200.pdf

Размер файла: 1.08 мб

Правила перевозки грузов

Скачать

И не надо забывать, что широкий блок-модуль для ГПУ в общем случае сам по себе стоит дороже, чем такой же, но выполненный в типовых габаритах. Просто за счёт того, что металла и работы на него уходит значительно больше. Конечно, это справедливо только при сопоставимом качестве исполнения и аналогичной "начинке". Хотя тут тоже не всё столь однозначно. Всё надо считать индивидуально в каждом конкретном случае.
ВЫВОД:
Блок-модуль ГПЭС шириной 3 м - вещь, конечно, очень удобная в эксплуатации. Но, скорее всего, в конечном итоге он обойдётся вам заметно дороже, чем аналогичный по качеству стандартный контейнер шириной 2,4 м.

Пример пакетирования "маленькой" ГПУ Caterpillar

В данном случае пакетировался газопоршневой электроагрегат, имеющий "дизельную" компоновку: двигатель, генератор и вертикальный радиатор смонтированы на общей раме. То есть выносной радиатор отсутствует. В такой ситуации конструкция контейнера так же выполняется по "дизельному" принципу: электроагрегат размещается таким образом, чтобы вертикальный радиатор находился почти вплотную к торцевой стенке контейнера. В этой стенке находятся жалюзи, через которые производится выброс тёплого воздуха из контейнера.
Такая "дизельная" конструкция контейнера является самой дешёвой из всех вариантов пакетирования ГПУ. Однако данная концепция применима исключительно для электроагрегатов небольшой мощности (обычно до 1 МВт): если мощность будет выше, то возможны проблемы с отводом тепла из контейнера. Да и крупногабаритный вертикальный радиатор может просто не вписаться в размеры торца контейнера.
В отличие от резервных дизелей, которые могут включаться всего на несколько часов в году, газопоршневые установки предназначены для постоянной работы. Поэтому при "дизельной" конструкции контейнера естественной вентиляции через обычные жалюзи в боковых стенках может оказаться недостаточно для эффективного отвода тепла из контейнера наружу. Желательно поставить принудительную приточно-вытяжную вентиляцию.
Что же касается регионов с жарким климатом, то независимо от мощности газопоршневой электростанции для предотвращения проблем с перегревом двигателя рекомендуется использовать только выносные радиаторы.
Необходимо так же учитывать, что при "дизельной" компоновке газопоршневого электроагрегата с встроенным вертикальным радиатором, как правило, не предусматривается утилизация тепла. Отсутствует даже пластинчатый теплообменник. Поэтому, как и в обычном автомобильном двигателе, охлаждающая жидкость из рубашки двигателя и второй ступени интеркуллера идёт напрямую в радиатор. Такое конструктивное решение является очень характерным при использовании ГПУ для энергоснабжения нефтегазовых месторождений, поскольку там нет потребности в утилизированном тепле.
В любом случае, компоновка контейнера изначально задаётся "хотелками" заказчика, а не пакетировщиком. Газопоршневые установки с вертикальными встроенными радиаторами обычно существенно дешевле, чем с выносными. Заказчики выбирают их именно из желания сэкономить. Но такая конструкция электроагрегата сразу же ведёт к необходимости отвода тепла через торец контейнера, что не всегда эффективно. Какая не была бы экономия при таком решении, но оптимальным вариантом с инженерной точки зрения является контейнерная ГПУ с выносным радиатором и мощной приточно-вытяжной вентиляцией. Только в этом случае гарантировано не будет чрезмерно высокой температуры воздуха внутри контейнера, что приводит к остановке газопоршневой электростанции по перегреву.

Пример комплектации контейнера для ГПУ Caterpillar мощностью 1 - 2 МВт

Газопоршневой электроагрегат монтируется в специально изготовленный контейнер в габаритах High Cube (12192 мм х 2438 мм х 2896 мм). Контейнер разделён на три отсека:.
  • машинный отсек;
  • электротехнический отсек;
  • отсек маслохозяйства и ЗИП.
Оборудование контейнера:
  1. Две системы автоматического пожаротушения (для машинного и электротехнического отсеков).
  2. Самосрабатывающие противопожарные патроны в отсеке маслохозяйства.
  3. По одному ручному огнетушителю в каждом отсеке.
  4. Газовая рампа с фильтром и клапанами безопасности.
  5. Система автоматического контроля загазованности.
  6. Система автоматического контроля температуры в отсеках.
  7. Вентиляторы 4 шт. по 500 мм для принудительной вентиляции машинного отсека.
  8. Клапаны подачи воздуха 700х1700 мм.
  9. Система рабочего и аварийного освещения
  10. Направляющие рельсы над каждым рядом цилиндров и таль грузоподъёмностью 500 кг.
  11. Масляный насос.
  12. Электрический обогрев всех отсеков.
  13. Распашные двери 1000 х 2000 мм - 7 штук (пять для машинного зала и по одной для электротехнического отсека и маслохозяйства)
  14. Утепление стен - 50 мм, потолка - 100 мм, пол - 160 мм.
  15. Электрический подогреватель рубашки двигателя с циркуляционным насосом.
  16. Насос WILO для системы охлаждения двигателя (высокотемпературный контур).
  17. Насос WILO для системы охлаждения второй ступени интеркуллера (низкотемпературный контур).
  18. Два расширительных бака (60 и 100 л) для каждого контура.
  19. Сдвоенный шкаф управления ГПЭС (1600 х 2100 мм) - система управления ГПЭС на базе DSE /COMAP/DATACOM и контроллер собственных нужд ОВЕН с ЖК дисплеем 10".
  20. Рабочее место (системный блок и монитор 17") для отображения рабочих параметров ГПЭС со SCADA для удалённого доступа, просмотра и возможностью управления частью настроек.
  21. Кондиционер электротехнического отсека.
  22. Стол откидной в электротехническом отсеке, 2 раскладных стула, полка для документации.
  23. Два отверстия 300 х300 мм в потолке над двигателем для подъёма двигателя и отделения маслоподдона при проведении следующего капремонта.
  24. Электрический насос для закачки охлаждающей жидкости в систему двигателя.
  25. Аккумуляторные батареи с зарядным устройством.

Заказ на пакетирование газопоршневых электростанций

Если вам требуется запакетировать газопоршневой электроагрегат в контейнер, то вы можете направить мне соответствующий запрос, заполнив форму прямой связи. Или можете обратиться ко мне по указанным ниже контактам.
КОНТАКТЫ:
© МетеоЭнергетик, 2022
Валерий Мартынов. Частный консультант по ГПУ, микротурбинам и мини-ТЭЦ.
Моб.: +7 (903) 747-77-71 E-mail: meteoenergetic@yandex.ru