Описание
Для получения электрической мощности 1000 кВт можно использовать заводское многомодульное исполнение Capstone C1000. Производитель объединяет пять микротурбинных модулей C200 по 200 кВт в установку мегаваттного класса.
ОЗЭУ также может скомпоновать комплектную ГТЭС мощностью 1000 кВт на базе пяти отдельных Capstone C200. В этом варианте специалисты ОЗЭУ определяют размещение агрегатов, проектируют общестанционные системы, АСУ ТП и электрическую схему с учётом нагрузки, газоснабжения, условий площадки и требований к резервированию.
Такое исполнение позволяет сформировать состав электростанции под конкретный объект. В проект можно включить требуемое электротехническое оборудование, газоподготовку, ИБП и аккумуляторные батареи, трансформаторы, распределительные устройства и систему утилизации тепла.
Каждая C200 работает как отдельный генерирующий модуль. В состав микротурбины входят одновальный высокоскоростной турбогенератор, воздушные подшипники, встроенный рекуператор, силовая электроника, топливная система и штатные защиты. Общестанционная автоматика координирует работу пяти агрегатов и распределяет между ними нагрузку по алгоритму, принятому для конкретного проекта.
Пять C200 формируют установленную электрическую мощность 1000 кВт. При остановке одного агрегата четыре оставшихся модуля имеют суммарную номинальную мощность до 800 кВт.
Если фактическое потребление объекта не превышает эту величину, четыре C200 могут продолжить питание нагрузки в пределах доступной мощности. При потреблении свыше 800 кВт потребуется дополнительный источник, накопитель энергии или отключение заранее выбранных потребителей.
Поэтому возможность работы по схеме N+1 определяют по графику нагрузки. Количество модулей само по себе не гарантирует сохранение питания всех потребителей при остановке одной микротурбины.
Для автономной станции дополнительно анализируют набросы и сбросы мощности, пусковые токи электродвигателей и допустимое время перерыва электроснабжения. Эти параметры влияют на алгоритмы управления C200 и состав резервных источников.
Если часть оборудования должна получать питание практически без перерыва, ОЗЭУ может предусмотреть ИБП и аккумуляторные батареи. Они принимают ответственную нагрузку на переходный период, пока микротурбины выходят на требуемый режим. Мощность ИБП и ёмкость АКБ рассчитывают по составу потребителей и требуемому времени автономии.
Каждая C200 оснащена встроенным рекуператором. После него в выхлопных газах сохраняется тепловая энергия, которую можно использовать во внешней системе теплоутилизации.
Для пяти микротурбин ОЗЭУ рассчитывает систему по тепловому графику объекта. Выхлопные тракты можно подключить к отдельным теплообменникам или объединить в общую систему. Решение зависит от компоновки станции и параметров тепловых потребителей.
Тепло можно использовать для нагрева воды и технологических процессов. При наличии потребности в холоде проект может предусматривать абсорбционную холодильную машину. Её параметры определяют по доступной тепловой мощности и требуемой холодопроизводительности.
При компоновке станции из отдельных C200 ОЗЭУ проектирует оборудование, которое связывает пять микротурбин с инфраструктурой объекта.
Газовая система подготавливает топливо и распределяет его между агрегатами. Электротехническое оборудование принимает выработанную электроэнергию и передаёт её потребителям или во внешнюю сеть. Вентиляция поддерживает расчётные условия работы оборудования. Система отвода выхлопных газов формируется с учётом размещения пяти C200. АСУ ТП собирает параметры, управляет общестанционным оборудованием и регистрирует события.
В зависимости от проекта в состав ГТЭС могут входить:
- система подготовки и распределения газа;
- вентиляция и отопление;
- системы отвода выхлопных газов;
- электроснабжение собственных нужд;
- АСУ ТП и удалённый мониторинг;
- системы безопасности;
- РУНН;
- ИБП и аккумуляторные батареи;
- КТП;
- силовой трансформатор;
- РУВН.
Конкретный состав определяют после анализа исходных данных по объекту.
Что рассчитывают при проектировании
Установленная мощность пяти C200 составляет 1000 кВт. Мощность, доступную внешним потребителям, определяют с учётом собственных нужд станции и условий эксплуатации.
Суточный и сезонный графики нагрузки влияют на режим работы отдельных микротурбин и схему резервирования. Параметры газа определяют состав оборудования подготовки и распределения топлива.
При работе с внешней электрической сетью специалисты определяют схему выдачи мощности, состав распределительных устройств, трансформаторов и защит. Для компоновки станции также учитывают площадь площадки, климатические условия, монтажные зоны и доступ к оборудованию для обслуживания.
На промышленной площадке с потреблением порядка 1 МВт ОЗЭУ может объединить пять C200 в одну комплектную ГТЭС. Общестанционная автоматика управляет модулями с учётом текущего графика нагрузки.
Если при остановке одного C200 требуется сохранить электроснабжение объекта, расчётную нагрузку сравнивают с доступными 800 кВт. При превышении этого значения проект дополняют резервным источником или предусматривают отключение части потребителей.
Для ЦОД и других объектов с ограниченным допустимым перерывом питания ГТЭС можно дополнить ИБП и аккумуляторными батареями. Они питают выделенную нагрузку в переходном режиме, после чего требуемую мощность принимают газотурбинные агрегаты.
