Паротурбинные электростанции (ТПЭС)

Современные паротурбинные электростанции, которые работают на угле, природном газе и других видах ископаемого топлива, останутся востребованными в ближайшие десятилетия несмотря на рост возобновляемых источников энергии.

Являясь своеобразным мостом в будущее, такие энергетические объекты продолжают обеспечивать население и промышленных потребителей дешевой энергией по всему миру.

В наши дни энергетические компании вынуждены решать многочисленные технические, финансовые и экологические проблемы, удовлетворяя растущий спрос на электроэнергию и гибко реагируя на колебания нагрузки, вызванные внедрением ВИЭ.

Строительство паротурбинных электростанций с высоким КПД и минимальными выбросами может улучшить ситуацию благодаря инновационным технологиям.

По данным EIA, средний возраст тепловых электростанций в США сегодня достигает 40 лет.

В некоторых странах этот показатель еще больше.

Между тем, к 2050 году доля ископаемого топлива в мировом энергетическом балансе составит около 50%, и эффективность ТПЭС будет критически важна для устойчивого будущего. Очевидно, что многочисленные паротурбинные электростанции сегодня требуют глубокой модернизации.

Международная компания ESFC (Испания) предлагает всесторонние профессиональные услуги в сфере энергетики:

• Прединвестиционные исследования.
• Финансирование крупных энергетических проектов.
• Инженерное проектирование тепловых электростанций всех типов.
• Строительство паротурбинных электростанций по ЕРС-контракту.
• Модернизация энергетических объектов.
• Эксплуатация и ремонт.

Мы с международными партнерами присутствуем в Европе, Латинской Америке, Северной Африке и на Ближнем Востоке.

За нами безупречная репутация и долгие годы работы.

Наши специалисты готовы предоставить вам любые услуги, связанные с финансированием и строительством проектов ТПЭС. Обратитесь к консультантам компании, чтобы узнать больше о наших возможностях.

Современная классификация тепловых электростанций

В настоящее время существуют разные способы получения электрической энергии из тепловой энергии сгорания топлива, которые различаются в зависимости от типа топлива и конкретной технологии сжигания.

Основными видами топлива являются уголь, нефть, газ, нефтяной кокс и биомасса.

Горение каждого из этих видов топлива отличается, поэтому при инженерном проектировании тепловой электростанции (ТЭС) применяются различные подходы к подготовке топлива (сушка, измельчение), выбору генераторов и турбинного оборудования.

Тепловые электростанции подразделяются на несколько групп:

• Конвенционные паротурбинные ТЭС. Выработка электроэнергии основана на использовании высокотемпературного пара для вращения паровой турбины.

• Газотурбинные тепловые электростанции. Современные и очень эффективные объекты, которые используют одну или несколько газовых турбин. В основном используют горючие нефтепродукты или природный газ.

• ТЭС комбинированного цикла. Данная технология позволяет комбинировать два типа турбин, первая из которых приводится в действие теплом, возникающим в результате прямого сжигания газа; а другая за счет повторного использования тепла. Такие электростанции отличаются высочайшим коэффициентом полезного действия и меньшим негативным воздействием на окружающую среду.

• Тепловые электростанции с поршневыми двигателями. Этот тип ТЭС сегодня используется крайне редко и в основном ограничен небольшими проектами.

• Двухтопливные ТЭС. Особенность инженерного проектирование энергетических объектов этого типа заключается в том, что их нужно адаптировать к нескольким доступным видам топлива (обычно это нефтепродукты и газ). Процессы сгорания могут варьировать между классическим либо комбинированным циклом, в зависимости от используемого топлива. Существует технология совместного сжигания, которая предполагает одновременное сжигание, например, высокоподготовленной биомассы и угля.

В настоящее время тепловая энергетика в мире быстро меняется, при этом для плановой модернизации конвенционных паротурбинных ТЭС часто используется комбинированный цикл.

Что касается топлива, природный газ продолжает набирать популярность.

Тем не менее строительство новых паротурбинных электростанций имеет большое значение для местных экономик, особенно в плане совместного сжигания отходов и угля. Эти проекты развиваются в районах мира с интенсивным сельским хозяйством и лесозаготовкой из-за высокого энергетического потенциала отходов, выделяемых в каждом из этих производственных процессов.

Паротурбинная электростанция: оборудование и принцип работы

Классические паротурбинные электростанции используют в качестве источника энергии тепло, получаемое от ископаемых видов топлива, таких как уголь, газ и нефтепродукты.

В последнее время перспективным видом топлива становится также биомасса.



В целом, принцип работы паротурбинных установок считается предельно простым.

Топливо сжигается в котле, генерирующем тепловую энергию, которая используется для производства пара из воды, циркулирующей по системе трубопроводов. Этот водяной пар приводит в движение паровую турбину и преобразует тепловую энергию в механическую, которая обеспечивает выработку электроэнергии в генераторе переменного тока.

Строительство ТЭС представляет собой сложным многоэтапный процесс, требующий трудоемких и дорогостоящих исследований, согласования и получения разрешений.

Эти объекты отличаются внушительной площадью, требуют развития обширной инфраструктуры, а также оставляют глубокий экологический след.

Тепловые электростанции обычно располагаются недалеко от морей, озеро или рек, чтобы упростить получение больших объемов воды, необходимой для охлаждения оборудования. Эти установки могут работать как на угле, так и на мазуте и природном газе. Обычно мазут поступает на ТЭС по трубопроводам и хранится в резервуарах.

Природный газ, в свою очередь, поступает по газопроводу, подключенному к магистральной сети.

На этапе инженерного проектирования паротурбинных электростанций важно правильно выбрать оборудование и компоновку ТПЭС, включая планирование таких компонентов, как пруд-охладитель, трубопроводы, железная дорога и станция для разгрузки топлива, шламохранилище и так далее.

Таблица: основные элементы тепловой паротурбинной электростанции.

Элемент	Краткое описание
Конденсатор	Контур водяного охлаждения используется для конденсации пара. Вода берется из водоема и фильтруется для удаления различных примесей. В некоторых схемах мощные насосы направляют пар в конденсатор. После использования вода возвращается в море или реку через дренажный канал.
Водоподготовительная установка (ВПУ)	Водоподготовительная установка предназначена для заполнения пароводяного контура деионизированной водой, полученной путем химической обработки воды из городской сети или природных источников. Во время обработки удаляются растворенные соли (сульфаты, хлориды, силикаты кальция, магния и натрия, а также бикарбонаты), в результате чего получается химически чистая вода.
Котел и парогенератор	Топливо подается к горелкам, где происходит сгорание с использованием кислорода. Компрессоры нагнетают в котел предварительно нагретый кислород, так что горение протекает более интенсивно с выделением значительного количества тепла. Полученное тепло преобразует воду в высокотемпературный пар, приводящий в действие паровые турбины.
Паровая турбина	Высокотемпературный пар под давлением расширяется в турбине, поэтому большая часть его энергии преобразуется в механическую энергию вращения вала. Паровая турбина обычно одновальная и вращается со скоростью около 3000 оборотов в минуту.
Генератор переменного тока	Генератор преобразует механическую энергию вращающегося вала турбины в электрическую энергию, которая затем передается в сеть. Генератор охлаждается воздухом или многоструйными системами водородного охлаждения, которые, в свою очередь, должны охлаждаться морской или речной водой.
Комната управления	Система контроля и управления каждого блока паротурбинной электростанции представляет собой интегрированную систему, в которой все параметры котла, турбины и генератора переменного тока связаны друг с другом и контролируются из единой точки. В дополнение к средствам управления производством электроэнергии в диспетчерской также имеются приборы для измерения и мониторинга параметров окружающей среды.

Эффективность паротурбинных электростанций считается более низкой по сравнению с тепловыми электростанциями комбинированного цикла, которые одновременно используют паровые и газовые турбины.

Для большинства объектов старого типа чистый КПД достигает 40%, однако некоторые современные сверхкритические паротурбинные электростанции обеспечивают достижение чистого КПД около 50%.

Правильный выбор оборудования плюс профессиональное инженерное проектирование в сочетании с привлечением достаточного финансирования являются ключевыми условиями для достижения высоких экономических показателей объектов данного типа.

Этапы инженерного проектирования тепловых паротурбинных электростанций

Реализация проекта строительства ТЭС включает несколько стадий, требующих определенного времени и ресурсов.

Проведение исследований, сбор точных технических и климатических данных, согласование проекта — все это играет критически важную роль в финальном успехе любого крупного энергетического проекта.

Этапы инженерного проектирования паротурбинных ТЭС:

• Проведение исследований. Наша команда обеспечивает проведение полного комплекса финансовых, правовых, маркетинговых, технических, геологических и климатических исследований для вашего проекта.

• Составление требований к проекту. Наши специалисты анализируют возможные технологии генерации энергии, выбирают оптимальные варианты электростанции, планируют будущую работу с учетом различных факторов.

• Подготовка технической документации. Результаты многочисленных исследований, обоснование выбора площадки и другие данные становятся основой для технических документов, содержащих полное описание объекта от А до Я.

• Закупка и установка оборудования. Мы сотрудничаем с ведущими поставщиками электрического и турбинного оборудования, делая ваши проекты лучше.



Современный инжиниринг не ограничивается технической стороной проекта.

Наша компания прилагает все усилия для реализации вашего инвестиционного замысла.

Поскольку тепловые электростанции, несмотря на последние достижения в технологиях очистки выхлопных газов и сточных вод, представляют определенную угрозу для экологии, грамотное планирование требует предварительного согласования проекта с местной общественностью и регулирующими органами конкретного региона.

Наша команда берет на себя обязанности по проведению переговоров с различными заинтересованными сторонами, обеспечивая гладкое и беспрепятственное завершение проекта в интересах заказчика.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше.

Стоимость строительства паротурбинной электростанции

Многие компании в первую очередь интересуются стоимостью инженерного проектирования и строительства тепловых паротурбинных электростанций.

Общая стоимость проекта всегда определяется комбинацией факторов, которые мы обсудим ниже. Любые цифры без анализа конкретного проекта могут быть исключительно оценочными и приблизительными.

Вообще, паротурбинная ТЭС мощностью 500-700 МВт сегодня может стоить примерно 500000 евро за МВт установленной мощности.

Если строительство выполняется в рамках ЕРС-контракта (единый генеральный подрядчик), эта цифра увеличивается.

Основные инвестиционные затраты включают:

• Гражданское строительство.
• Установка котла и парогенератора.
• Строительство водного охладительного контура.
• Закупка и установка турбинной группы (паровая турбина и генератор).
• Вспомогательное оборудование и системы контроля.
• Строительство электрической подстанции.
• Прокладка линий электропередач.

Значительные инвестиции также связаны с проведением исследований, инженерным проектированием, получением разрешений, обустройством пруда-охладителя и др.

При оценке стоимости строительства паротурбинных электростанций следует учитывать факторы интернационализации (реализация проекта в другой стране). Кроме того, любое строительство по ЕРС-контракту будет несколько дороже за счет обычной маржи генерального подрядчика, которая обычно составляет порядка 10%.

Важно принимать во внимание факторы местного персонала в принимающей стране, стоимость получения официальных разрешений и лицензий, фактор импорта оборудования и строительных материалов (налоги на импорт, транспортные расходы и таможенные сборы).

Профессиональные консультанты ESFC помогут вам рассчитать стоимость проекта, основываясь на всех вышеперечисленных факторах.

Имея богатый опыт финансирования и строительства электростанций по всему миру, мы с партнерами реализуем ваш проект в оптимальные сроки с минимальными затратами.

Наша команда активно занимается финансовым моделированием, консультируя зарубежных заказчиков по вопросу проектного финансирования.

Благодаря сотрудничеству с ведущими банками мы также помогаем своим клиентам в получении гарантированных кредитов на строительство ТЭС и других крупных энергетических объектов.