Россия: инвестиционный проект тепловой электростанции с поршневым паровым двигателем

Инвестиционный проект тепловой электростанции с поршневым паровым двигателем

Предлагается к практической реализации экономичная энергетическая установка: малая тепловая электростанция (МТЭС).
Возможная единичная электрическая мощность от 100 до 4000 кВт.

В состав МТЭС входят паровой котел и поршневой паровой двигатель, соединённый с электрогенератором. Для наращивания мощности возможна параллельная работа нескольких МТЭС.

Срок службы МТЭС составляет ~ 25- 30 лет.
Капремонт проводится по достижению 35.000 часов (более 4 лет) наработки.
Интервал между техническими обслуживаниями — 1000 — 1500 часов.
КПД до 65%.

Агрегаты, состоящие из поршневых паровых двигателей и генераторов, с высокой эффективностью могут использоваться для полного или частичного покрытия потребностей различных объектов в электрической и тепловой энергии при потребляемой электрической мощности до 4000 кВт.

Такие установки имеют возможность:
 совместно с паровым котлом вырабатывать электроэнергию, сжигая в топке котла местное недорогое топливо, такое как уголь, древесина, органические отходы, отходы сельского хозяйства, а также попутный газ нефтяных месторождений, и сбрасывая отработанный пар в конденсатор или в теплообменники для теплоснабжения;
 использоваться при отоплении и электроснабжении объектов ЖКХ, особенно небольших посёлков, включая объекты министерства обороны, перебои в электроснабжении которых часто приводят к остановкам котельных;
 совместно с котлом — утилизатором вырабатывать электроэнергию, используя тепло, выделяемое при различных технологических процессах и сбрасывая отработанный пар в конденсатор или в теплообменники для теплоснабжения;
 совместно с котлом — утилизатором вырабатывать электроэнергию, используя тепло, выделяемое различными тепловыми двигателями, в том числе и ГТУ, например на газоперекачивающих станциях, и сбрасывая отработанный пар в конденсатор или в теплообменники для теплоснабжения;
 при работе с противодавлением заменить неэффективные редукционные клапаны, утилизируя безвозвратно теряющуюся энергию, вырабатывая механическую или электрическую энергию;
 вырабатывать электроэнергию, используя пар геотермальных источников.

Такие МТЭС будут пользоваться широким спросом, так как позволят существенно улучшить экономические показатели многих отраслей промышленности, коммунального хозяйства, строительства и т.д.
Особенностью таких установок, является способность работать автономно, с использованием практически любого местного топлива (уголь, торф, древесные отходы).

Ресурсное обеспечение

При изготовлении поршневых паровых двигателей используются узлы и детали, выпускаемые как в России, так и в зарубежных странах. Сборку можно производить на предприятии со средней технической оснащённостью.
Коллектив разработчиков мобилен, готов к работе и в состоянии обеспечить полный комплекс работ под заказ — проектирование, согласование, поставка оборудования, монтаж, пусконаладка, сдача в эксплуатацию, гарантийное и послегарантийное обслуживание, обучение персонала.

Уникальность и конкурентоспособность продукции

В России отсутствуют предприятия, выпускающие поршневые паровые машины и МТЭС с их использованием.

Важные конкурентные преимущества предлагаемых МТЭС по сравнению с электростанциями, в которых для привода генератора используются паровые турбины или двигатели внутреннего сгорания:
— высокая надежности энергоснабжения;
— меньшая стоимость произведённых тепловой и электрической энергии, что позволяет получать энергию по ценам более низким, чем сложившиеся на рынке;
— невысокие требования к квалификации обслуживающего персонала;
— возможность ненормированного количества выключений;
— быстрая окупаемость МТЭС;
— низкие удельные затраты в стоимости электроэнергии от стоимости топлива;
— длительный ресурс эксплуатации оборудования;
— снижение финансовой зависимости от роста тарифов на электроэнергию и тепло;
— исключение платы за подключение;
— быстрый возврат инвестиций;
— возможность установки МТЭС в существующих котельных и на ЦТП;
— отсутствие необходимости строительства дорогостоящей ЛЭП, ТП, протяженной электросети;
— возможность быстрого увеличения электрической мощности путем установки дополнительных энергетических модулей.

Вес МТЭС на единицу мощности не превышает аналогичный показатель паровых турбин, использующих пар одинаковых с паровыми двигателями параметров.

МТЭС может состоять из нескольких силовых модулей, часть из которых можно периодически отключать. Для паровой турбины количество отключений с охлаждением не превышает 60 между капитальными ремонтами, причём отключение занимает более 12 часов.

С учетом тенденции ежегодного роста стоимости электрической энергии применение МТЭС дает значительный экономический эффект – снижение затрат на тепло- и электроэнергию до 2,8 раза. Использование МТЭС обеспечит более эффективное использование топлива за счет комбинированного производства энергии.

Обладая такими важными преимуществами, МТЭС может стать важнейшим элементом энергетики будущего.
Возможно изготовление МТЭС, встраиваемых в здание в виде блоков заводской готовности.
По согласованию с заказчиком паровой двигатель МТЭС может выполняться в шумоизолироющем корпусе.
Клиент получает МТЭС, созданные на высокоточном оборудовании, максимально подходящем под индивидуальные требования заказчика, без дополнительной переплаты, с полной заводской гарантией.

Собственник МТЭС не оплачивает потери и не выплачивает прибыль в карманы владельцев:
а) генерирующих компаний;
б) сетевых компаний;
в) оптового рынка электроэнергии;
г) сбытовых компаний.
Очевидно, что в рыночной экономике никто не работает себе в убыток. Поэтому владелец МТЭС оставляет у себя не только прибыль вышеуказанных компаний, но и инвестиционную составляющую, заложенную в их тарифах.

Механизм реализации

Возможны два варианта реализации данного проекта:
По первому варианту изготавливается одна или несколько МТЭС по заданию заказчика. Эти МТЭС устанавливаются на предприятии заказчика, например шахте, карьере или нефтепромысле. Предназначаются они для сокращения расходов на производство.
По второму варианту организуется предприятие по серийному производству МТЭС. На таком производстве производится сборка агрегатов в основном из покупных комплектующих узлов и деталей и изготовление некоторых оригинальных деталей. Для проведения НИОКР на таком производстве желательна установка парового котла, что позволит не только испытывать паровые двигатели, но и проводить хорошую рекламную компанию, показывая МТЭС в действии.

Объем требуемого внешнего финансирования

По первому варианту стоимость каждой МТЭС составит около 15 000 рублей за 1кВт установленной мощности.

По второму варианту желательна кооперация с предприятием, выпускающим основное количество узлов и деталей, которые будут использоваться при производстве паровых двигателей.

Прогноз объема продаж

Всего по России на уровне 2020 г. предполагаемый ввод различных типов МТЭС составит минимум 10 ГВт.

При стоимости 1000 $/кВт ожидаемый размер рынка – 10 млрд. долл.
Предлагаемая МТЭС может занять до 30% этого рынка.