ХАБАРОВСКИЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ЗАВОД Проект строительства машиностроительного предприятия «Хабаровский газотурбинный завод» в г. Хабаровске, как производственной части «Программы модернизации территориальных систем коммунального энергоснабжения субъектов Федерации Дальневосточного Федерального Округа с использованием когенерации»
Основной показатель, характеризующий энергоснабжение с точки зрения потребителя – это его надёжность и бесперебойность. Состояние «малой энергетики» в Дальневосточном федеральном округе (ДФО) в настоящее время характеризуется высоким и постоянно нарастающим износом технологического и вспомогательного оборудования, высоким удельным расходом топлива и, как следствие, высокими энергетическими тарифами. Учитывая тяжелые природноклиматические условия Дальнего Востока, которые в свою очередь накладываются на большое количество удалённых, труднодоступных и изолированных населённых пунктов, оторванных от централизованного тепло- и электроснабжения, необходима коренная модернизация «малой энергетики» округа. Приоритет комбинированной выработки электроэнергии и тепла, а также развития распределенной генерации закреплен законодательно. Повышение экономической и энергетической эффективности электроэнергетики, её надёжности невозможно без оптимального сочетания развития крупных базисных электростанций с масштабным развитием распределенной генерации.
ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА Реализация разрабатываемой ЦСИ ТЭК ДВ «Программы модернизации территориальных систем коммунального энергоснабжения субъектов Федерации Дальневосточного Федерального Округа с использованием когенерации» должна обеспечить: - модернизацию территориальные системы коммунального энергоснабжения Субъектов Федерации РФ Дальневосточного федерального округа на основе современных методов совместного производства тепловой и электрической энергии (когенерации), на базе газотурбинных технологий являющихся максимально эффективными. Внедрение когенерации в коммунальных системах регионов ДФО внесет выраженный технологический, экономический и социальный положительный эффект. - реализацию производственной части Программы – Проекта строительства завода по производству когенерационных газотурбинных установок в городе Хабаровске (Хабаровский газотурбинный завод).
Энергетика Дальневосточного региона включает в себя объединенную энергосистему (ОЭС) Востока и пять изолированных энергосистем. При этом фактически ОЭС Востока изолирована как от ОЭС Сибири, так и от ОЭС Урала и Европейской части России. В настоящее время потребление электроэнергии в ОЭС Востока составляет 70% (27, 3 млрд к. Вт/ч) от общего электропотребления ДФО.
В 9 субъектах ДФО в настоящее время функционирует 3236 отопительных котельных, на которых установлен 9581 котел. Из них: -2128 котельных (6288 котлов) используют в качестве топлива уголь; -282 котельных (1098 котлов) используют мазут; -228 котельных (646 котлов) работают на природном газе; -185 котельных (422 котла) работают на дизельном топливе. -183 котельных (401 котел) работают на дровах. Остальные 227 котельных (676 котлов) используют электричество, сырую нефть, газовый конденсат, керосин, щепу, опилки и сочетание различных видов топлива. В Сахалинской области есть одна геотермальная котельная. Всего в ДФО имеется 4915 отопительных котельных. Общая установленная мощность 9581 котла 3236 отопительных котельных составляет 21174, 56 Гкал/час. Доля котельных (котлов) с износом более 50% составляет 60, 22%. В округе в настоящее время работают 379 ДЭС. На них установлено 1043 дизельных генератора. Средний возраст ДЭС по составляет более 10 лет, средний износ – около 70%, а доля оборудования с износом более 50% достигает более 70%. Территориальные системы энергоснабжения ДФО, нуждаются в неотложной модернизации.
В рамках Восточной газовой программы планируется создание в ДФО Якутского, Камчатского и Сахалинского центров газодобычи. Создание единой газотранспортной системы позволит полностью обеспечить потребности в газовом топливе. Параллельно со строительством магистральных газопроводов предусмотрена широкая газификация экономики и жилищно-коммунального хозяйства ДФО. Значительная часть отопительных котельных в Якутии, Амурской и Сахалинской областях, ЕАО, Хабаровском и Приморском краях расположено вблизи трасс проектируемых, строящихся и уже введенных в эксплуатацию межрегиональных магистральных газопроводов, а в Якутии еще и вблизи внутриреспубликанских газопроводов и разрабатываемых газовых месторождений, и может быть газифицировано.
Согласно энергетической стратегии развития региона построение и совершенствование систем распределения газа предполагается осуществлять на основе генеральных схем газоснабжения и газификации регионов Дальнего Востока. Генеральная схема является исходным основанием для определения наиболее перспективных объемов поставки газа в регион (и его отдельные территории), Газификация Дальнего Востока в рамках Восточной программы ОАО "Газпром" не даст запланированного эффекта в виде резкого сокращения расходов на энергообеспечение жилищно-коммунального хозяйства, если не будет сопровождаться глубокой модернизацией "малой энергетики".
Существенной экономии топлива, снижения себестоимости электрической и тепловой энергии можно добиться лишь при техническом перевооружении энергетики на основейших технологий комбинированной (когенерационной) выработки электрической и тепловой энергии. В условиях Дальнего Востока КГТУ способны эффективно решить как проблемы муниципального теплоснабжения, так и проблемы локальной электроэнергетики. В результате только модернизации 4710 дальневосточных котельных с заменой изношенного и устаревшего оборудования на КГТУ с КПД около 80% экономия топлива составит, по оценке, не менее 4, 6 млн. тонн условного топлива в год.
Сложился комплекс факторов, которые делают неизбежной глубокую модернизацию "малой энергетики" ДФО в ближайшем будущем: • существует техническая и экономическая потребность в частичной, а в перспективе и полной замене оборудования отопительных котельных и децентрализованных источников электроснабжения; • масштабная газификация Приморского, Хабаровского и Камчатского краев, Сахалинской и Еврейской автономной областей, продолжится газификация Республики Саха (Якутия); к 2017 году в процесс газификации будет включена Амурская область и новые районы Якутии; • повышение энергетической эффективности экономики и ресурсосбережение в настоящее время стали одним из национальных приоритетов России; • широкое внедрение в сферу теплоснабжения децентрализованной "малой энергетики" на базе когенерации становится государственным приоритетом; • как заинтересованные министерства, так и руководители субъектов РФ и муниципальных образований поставлены перед необходимостью в первостепенном порядке решать задачи по повышению энергоэффективности экономики.
Использование локальных систем производства электрической и тепловой энергии с использованием газотурбинных энергетических установок, работающих на природном газе или пропане является одним из возможных решений задачи модернизации «малой энергетики» . Когенерационная установка состоит из силового агрегата, например, газовой турбины, электрического генератора, теплообменника и системы управления. При использовании когенерации на 1 МВт электрической мощности потребитель получает от 1 до 2 МВт тепловой мощности в виде пара и горячей воды для промышленных нужд, отопления и водоснабжения. При необходимости могут быть установлены несколько параллельно работающих когенераторов. Применение когенерационных установок (когенераторов) позволяет эффективно дополнять рынок энергоснабжения без реконструкции старых перегруженных сетей. Окупаемость капитальных вложений в когенераторную установку происходит быстрее окупаемости средств, затраченных на подключение к тепловым сетям, обеспечивая тем самым, устойчивый возврат инвестиций.
Газовый генератор состоит из стальной рамы основания, на которой монтируется газовая турбина, генератор и вспомогательное оборудование. Эта рама основания устанавливается упруго. Турбогенератор закрывается кожухом для тепловой и акустической защиты окружающей среды, а также для механической защиты самого турбогенератора. Корпус фильтра с входными воздушными фильтрами располагается над звукоизолирующим кожухом. Остаточное тепло выхлопных газов турбины используется либо в котле, либо в системе регенерации тепла парового котла, который устанавливается отдельно и размещается в соответствии с местными условиями и техническими требованиями. Газовая турбина, выбранная для газотурбинного генератора, предназначена для непрерывной промышленной эксплуатации. Газовая турбина предназначена для работы на газообразном топливе.
Мини-ТЭЦ можно достаточно быстро построить и запустить в эксплуатацию. Сроки строительства мини-ТЭЦ зависят от наличия газопровода на объекте, мощности силовых агрегатов и конечной комплектации станции. Основными преимуществами мини-ТЭЦ являются, прежде всего: • низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии, тепла и соответственно, быстрый возврат инвестиций; • потребляя в среднем 0, 3 куб. м газа, на мини–ТЭЦ у потребителя есть возможность получать 1 к. Вт электроэнергии и ~ 2 к. Вт тепла в час, при этом экономится значительная сумма на подключение к традиционной электросети.
Газотурбинная электростанция (ГТЭС) — современная, высокотехнологичная установка, генерирующая электричество, тепловую энергию, холод. Основу газотурбинной электростанции составляют один или несколько газотурбинных двигателей - силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс. Газотурбинная электростанция может иметь электрическую мощность от нескольких киловатт до сотен мегаватт. Эффективность использования ГТЭС обеспечивается в широком диапазоне электрических нагрузок от 3 до 100%. ГТЭС отличаются высокой надежностью. Преимуществом газотурбинных электростанций - ГТЭС является длительный ресурс (полный до 150 000 часов, до капитального ремонта 30 000 -60 000 часов) и незначительный расход моторного масла. Газотурбинные установки пригодны для эксплуатации в различных климатических условиях.
Обоснования строительства мини–ТЭЦ или ГТЭС: • высокие тарифы и потери 8– 10% при дальней передаче электроэнергии и тепла; • высокие затраты за подключение к внешним электросетям, сопоставимые со стоимостью строительства локальной мини–ТЭЦ; • ограниченные возможности существующих источников электроэнергии и тепла при расширении мощностей предприятия потребителя; • низкое качество и количество получаемой электроэнергии и тепла от устаревшего источника генерации; • снижение финансовой зависимости от роста тарифов на электроэнергию и тепло; • низкая надежность работы местных энергосбытовых компаний. В качестве когенераторов ЦСИ ТЭК ДВ предлагает использовать газотурбинные мини-ТЭЦ или, другими словами когенерационные газотурбинные установки (КГТУ) на основе технологий "Kawasaki Heavy Industries, Ltd. ", которые отличаются оптимальностью характеристик в соотношении цена/качество, компактностью конструкции, простотой эксплуатации, очень низкой вибрацией, низкими монтажными расходами.
"Kawasaki Heavy Industries, Ltd. " занимает лидирующее положение на мировом рынке среди производителей газотурбинных генераторов электрической мощностью от 1 м. Вт до 10 м. Вт по количеству установленных ГТГ. Газовые турбины Kawasaki GPB 15 X – это мощные промышленные газовые турбогенераторы, в которых реализована «зеленая» технология с низким уровнем выбросов. В основу данной газотурбинной установки лег разработанный двигатель с одной камерой сгорания. В турбине применена экологически чистая технология каталитического сгорания KLean. Kawasaki GPB 15 D является промышленным генератором с газотурбинным приводом с электрической мощностью 1, 45 МВт. Генератор с газотурбинным приводом состоит из газовой турбинны, зубчатого редуктора, муфт, пусковой системы и системы смазки. Генератор с газотурбинным приводом спроектирован для выработки электроэнергии в непрерывном режиме.
Комбинированное производство электроэнергии и тепла когенерация Темпера воздух а Электрическ ая мощность 0 C к. Вт 0 Потребление топлива Производство пара* Электрический КПД к. Дж x 1000/час кг/час к. ДЖ x 1000/час 1, 580 23. 58 5, 045 12. 32 24. 4 49. 6 73. 7 15 1, 390 21. 47 4, 955 12. 11 23. 3 53. 4 76. 7 30 1, 190 19. 58 4, 773 11. 05 21. 9 56. 5 78. 4 40 1, 060 8. 0 4, 727 4. 95 20. 6 59. 1 79. 7 Температура Воздуха на впуске Производительность газовой турбины Расход газа Поток выхлопных газов Расход воздуха Тепловой КПД Общий КПД Температура выхлопных газов Выработка электроэнергии 0 C кв. м/час кг/сек 0 C к. Вт 0 831 8. 47 8. 52 520 1, 580 15 756. 6 7. 85 7. 9 528 1, 390 30 689. 9 7. 26 7. 295 540 1, 190 40 652. 8 6. 86 6. 9 551 1, 060
Расчет себестоимости электрической и тепловой энергии Тип генератора газовой турбины Кавасаки GPB 06 GPB 15 D GPB 70 D 4 -5 4 -5 24 000 32 000 30 000 650 1455 6500 8 000 1500/1. 29 3400/2. 92 11 000/9. 54 1 2 Число эксплуатационного персонала после установки (чел. ) 3 Время между главной перестройкой газовой турбины для газового топлива (час) 4 Установленная электрическая мощность на клеммах генератора (КВт) 5 Ежегодное рабочее время (час) 6 Тепловая мощность генератора (КВт/Гкал/ч) 7 Электрическая эффективность (КПД) % 18, 5 23, 8 29, 8 8 Расход газа (м 3/ч) 312 541 1936 9 Теплотворность газа (Ккал/м 3) 9 700 10 Потребление газа на производство электроэнергии (м 3/к. Вт) 0, 48 0, 37 0, 30 11 Потребление газа на производство тепловой энергии(м 3/Гкал) 242 185 205 12 Потребление нефти (масла) для смазывания газовой турбины (литр/час) 0, 08 0, 04 0, 05 13 Эмиссия NOх (при 100 % нагрузке)(мг/м 3 02: 15%) 75 75 75 14 Эмиссия СО (при 100 % нагрузке)(мг/м 3 02: 15%) 100 100
При цене на газ в 4000 руб. за 1000 куб. м, т. е. 4 руб. за 1 куб. м себестоимость 1 квт*час электроэнергии на установке GPB 70 D 0, 74 рубля. Себестоимость 1 гигакалории 988, 77 рублей. При переводе электороэнергии в тепло электрокотлом с КПД 95% суммарная тепловая мощность установки составит 14, 85 Гкал/час, при себестоимости тепловой энергии 959, 19 руб/Гкал. Себестоимость 1 квтчас электроэнергии на установке GPB 15 D составит 0, 81 рубля. Себестоимость 1 гигакалории составит 937 рублей. При переводе электороэнергии в тепло электрокотлом с КПД 95% суммарная тепловая мощность установки составит 4, 17 Гкал/час, при себестоимости тепловой энергии 937, 65 руб/Гкал. Себестоимость 1 квтчас электроэнергии на установке GPB 06 составит 1, 03 рубля. Себестоимость 1 гигакалории составит 1204, 03 рублей. При переводе электороэнергии в тепло электрокотлом с КПД 95% суммарная тепловая мощность установки составит 1, 82 Гкал/час, при себестоимости тепловой энергии 1221, 4 руб/Гкал.
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА Настоящий проект предусматривает строительство «под ключ» в городе Хабаровске машиностроительного предприятия - Хабаровского газотурбинного завода, сокращенно (ХГТЗ) в целях организации на нем «с нуля» серийного производства малых когенерационных газотурбинных электростанций (малых ТЭЦ) для комбинированной выработки электроэнергии и тепла. Проект охватывает как энергетическое машиностроение, так и энергетику, и энергетическое строительство, и жилищнокоммунальное хозяйство.
Для реализации данного проекта в качестве его оператора 31. 03. 2009 года было создано Открытое акционерное общество "Дирекция строящегося Хабаровского газотурбинного завода" Совместно с заинтересованными министерствами, ведомствами и организациями Хабаровского края разработан план мероприятий по реализации проекта строительства научно-производственного комплекса "Хабаровский газотурбинный завод", который утвержден Правительством Хабаровского края. Проект включен: • в Протокол российско-японской Межправительственной комиссии утвержденную Распоряжением Правительства № 466 -р от 29. 03. 2013 г. ; • в «Государственную программу социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона до 2025 года» и для него предусмотрено выделение государственных бюджетных средств в объеме 1, 550 млрд рублей, начиная с 2014 года.
Правительство Хабаровского края в апреле 2009 года выделило ОАО "ХГТЗ" под строительство завода земельный участок площадью 31, 6 га в Северном промышленном узле г. Хабаровска. Объекты расположенные в границах участка: – ПНС (повысительная насосная станция); – наземная теплотрасса, диаметр трубы 820 мм; – ТП 110/10 к. В. К ней подходит высоковольтная линия (ВЛ), отходят кабельные линии; - водопровод (диаметр 530 мм), канализация. Существующая железнодорожная ветка (на завод металлоконструкций) проходит рядом с правой границей участка. Прямо по границе участка проходит ВЛ. Левая граница участка проходит вдоль дороги с асфальтовым покрытием. Расстояние до речного грузового порта 11 км. Расстояние до аэропорта 14 км.
СОГЛАСОВАНИЯ ПРОЕКТА Экспертное управление Президента РФ Аппарат полномочного представителя Президента РФ Правительство Хабаровского Края
ОСНОВНЫЕ УЧАСТНИКИ ПРОЕКТА СОПРОВОЖДЕНИЕ ИНИЦИАТОР "The Center for Promotion of Natural Gas" ТЕХНОЛОГИИ, ЛИЦЕНЗИИ ПРОЕТИРОВАНИЕ, СТРОИТЕЛЬСТВО ОБОРУДОВАНИЕ ОПЕРАТОР НИОКР, ПРОИЗВОДСТВО КРЕДИТОР ГАРАНТ
Основные компоненты технологической линии: 1. линия механической обработки для компрессора 2. /токарный станок с ЧПУ – Homma Machinery; обрабатывающий центр с 5 координатными осями – Makino Milling Machine; термическая обработка – Oriental Furnaces; токарный станок с ЧПУ (для финишной обработки); круглошлифовальный станок с ЧПУ – J-tekt; зуборезный станок – Greeson (США); балансировочный станок – Nagahama; кординатно-измерительная машина (трехкоординатная контрольно-измерительная машина) – Mitsutoyo. / 2. линия механической обработки для дисков 3. /токарный станок с ЧПУ – Homma Machinery; круглошлифовальный станок– J-tekt; протяжной станок с ЧПУ – Mitsubishi Heavy Industries; зуборезный станок; кординатно-измерительная машина/. 3. линия механической обработки для лопаток турбины /шлифовальный станок с ЧПУ – Makino Milling Machine и Sodick ; плоскошлифовальный станок с ЧПУ – Nippei Toyama Machinery; круглошлифовальный станок с ЧПУ – J-tekt/. 4. линия механической обработки для вала /токарный станок с ЧПУ – Yamazaki Mazak; сверлильный станок – Miroku Machinery; круглошлифовальный станок с ЧПУ – J-tekt; зуборезный станок – Mitsubishi H. I. ; зубофрезеровочный станок с цифровым компьютерным контролем – Nachi/. 5. линия механической обработки для кожуха /многоцелевой токарный станок с цифровым компьютерным контролем – Homma Machinery; центр механизированной обработки – Makino Milling Machine/. 6. линия механической обработки для сегмента сопла /токарный станок с ЧПУ – Yamazaki Mazak; дискошлифовальный станок – Ichikawa Machinery; электроразрядный станок с ЧПУ – Sodick; центр механизированной обработки – Makino Milling Machine/. 7. линия механической обработки для диффузора /токарный станок с ЧПУ – Homma Machinery; центр механизированной обработки – Makino Milling Machine/. Данная схема технологической линии составлена на основе реально существующей линии на заводе "Niigata Tekko".
Производство КГТЭС будет осуществляться на основе поэтапного освоения технологии мирового лидера в производстве газотурбинных электростанций (ГТЭС) в классе до 10 МВт японской фирмы "Kawasaki Heavy Industries", включая технологии проектирования и строительства когенерационной обвязки. Когенерационной обвязкой в данном проекте будет заниматься германо-сингапурская фирма “Евроазиатик Машинэри (С) ПТИ. ЛТД» . Процесс передачи технологии будет осуществляться через японскую универсальную торговую компанию «Содзиц корпорейшн» . Суммарный объем производства КГТЭС на этапе сборки до 50 ед. в год; после выхода завода на плановую мощность составит 200 единиц в год, в том числе 160 единиц КГТЭС мощностью 1, 5 м. Вт и по 10 единиц КГТЭС остальных разновидностей. Продукция завода предназначена для модернизации отопительных котельных ДФО и в других федеральных округах, а также для продажи предприятиям, организациям и гражданам, а в перспективе и экспорта.
Типы планируемых к выпуску на ХГТЗ когенерационных установок и их основные характеристики Электрическая мощность 0. 375 м. Вт 1. 0 м. Вт 1. 5 м. Вт 3. 0 м. Вт 7 м. Вт Тепловая мощность, Гкал/ч 0. 7 2. 0 2. 5 5. 0 9. 0 4. 34 x 1. 57 x 2. 5 5. 3 x 1. 65 x 2. 35 6 x 2. 4 x 2. 8 11. 5 x 2. 8 x 3. 6 8600 4800 11000 22000 65000 78 78 78 77 80. 2 Габариты, м Вес, кг Полный КПД% Всего на заводе планируется производить пять разновидностей КГТЭС с установленной электрической мощностью 0, 6 м. Вт, 1, 5 м. Вт, 3, 0 м. Вт, 6, 7 м. Вт и 7 м. Вт.
Проект находится на завершающем этапе предъинвестиционной стадии. В настоящее время имеется необходимость в начале финансирования двух пилотных проектов, с которых начнется процесс освоения японской технологии. Параллельно необходимо финансирование детального проектирования. Передача технологии производства КГТЭС Хабаровскому газотурбинному заводу будет осуществляться в несколько этапов, на каждом из которых специалистами будет осваиваться производство определенной части мини-ТЭЦ. Планируется, что с 2017 года на уже построенном заводе будет осуществляться сборка ГТЭС и когенерационной обвязки с использованием комплектующих изделий, произведенных на месте (до 20% деталей ГТЭС и до 60% деталей когенерационной обвязки). К 2023 году на ХГТЗ будет производиться вся когенерационная обвязка и не менее 40% ГТЭС.
Стадия пилотных проектов, или «нулевая» предусматривает строительство двух пилотных КГТЭС в Хабаровском крае на базе закупки ГТЭС производства фирмы «Кавасаки Хэви Индастриз» и когенерационной обвязки (проектирование, поставка оборудования, шеф-монтаж) у фирмы «Евроазиатик Машинэри (С) ПТИ. ЛТД» . Расчет стоимости установок Модель Цена турбины с генератором /USD/ Цена утилизационного котла и обвязки /USD/ Общая стоимость установки /USD/ GPB-15 2 319 146 1 704 106 4 023 252 GPB-80 5 302 570 2 870 730 8 173 300 * Курс на 11. 08. 2010 г. 100 JPY=1, 1654 USD
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА Период расчета обоснования для проекта: 2013 ― 2023 гг. Сумма необходимого финансирования: 1 млрд. 350 млн. долларов США Риски: учтены посредством дисконтирования; ставка дисконтирования выбрана в размере 17, 13%. Основные показатели эффективности реализации проекта: - чистый денежный поток (NCF) – 546, 4 млн. долларов США; - чистый дисконтированный доход (NPV) — 112, 5 млн. долларов США - простая норма прибыли — 1, 21; - внутренняя норма рентабельности проекта (IRR) — 1175%; - период окупаемости проекта — около 9 лет. В целом, учитывая результаты расчетов, предлагаемый проект является высокоэффективным, финансово реализуемым, экономически целесообразным и малорискованным.
Основные прогнозируемые результаты от реализация Проекта строительства машиностроительного предприятия «Хабаровский газотурбинный завод» в г. Хабаровске: • создание новейшего высокотехнологичного производства энергоэффективных генераторных установок на Дальнем Востоке России; • модернизация систем ТЭК и ЖКХ современным когенрационным оборудованием; • создание 1300 высококвалифицированных рабочих мест (дополнительно ~5000 сопутствующих рабочих мест); • доля ХГТЗ на рынке ГТЭС к 2023 году может составить от 1, 6 до 2, 9%. Проект способствует реализации Стратегии социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2025 года, в части развития локальной когенерации. Вложение денежных средств в настоящий проект целесообразно и эффективно, рискованность невелика, неблагоприятные изменения внешних факторов мало влияют на проект.
Скачать презентацию ХАБАРОВСКИЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ЗАВОД Проект строительства машиностроительного предприятия Хабаровский
ed7a149fd2c19e2b79e9acced73ef216.ppt