Επιλογή αεριοστροβίλου για έργα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας

Η επιλογή της κατάλληλης αεριοστροβίλου είναι κρίσιμη απόφαση για κάθε έργο συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (CHP). Η βέλτιστη επιλογή εξισορροπεί την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τη ζήτηση για αξιοποιήσιμη θερμότητα.

Πέρα από την ηλεκτρική ισχύ, οι υπεύθυνοι έργου πρέπει να αξιολογήσουν τη ζήτηση θερμότητας, την ευελιξία καυσίμου, την απόδοση, τις συνθήκες λειτουργίας και το κόστος κύκλου ζωής, ώστε να βρουν μια λύση που εξυπηρετεί τόσο τους τεχνικούς όσο και τους εμπορικούς στόχους.

Μια δομημένη διαδικασία επιλογής μπορεί να μειώσει τους κινδύνους του έργου, να βελτιώσει την αξιοποίηση της ενέργειας και να προσφέρει ισχυρότερη βάση για αξιόπιστη μακροχρόνια λειτουργία.

Ξεκινήστε από τη ζήτηση του χώρου για ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα

Ξεκινήστε με ωριαία δεδομένα για τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας, ιδανικά για τουλάχιστον ένα πλήρες έτος. Οι μηνιαίοι μέσοι όροι μπορεί να αποκρύπτουν εποχικές αιχμές, διακοπές λειτουργίας και περιόδους χαμηλής κατανάλωσης θερμότητας.

Προσδιορίστε το απαιτούμενο μέσο μεταφοράς θερμότητας, τη θερμοκρασία, την πίεση και την ποιότητά του. Μια μονάδα που χρειάζεται ατμό διεργασιών υψηλής πίεσης έχει διαφορετικές απαιτήσεις από μια εγκατάσταση που χρησιμοποιεί ζεστό νερό για θέρμανση χώρων.

Συγκρίνετε τον χρονισμό των δύο ειδών ζήτησης. Ένας αεριοστρόβιλος μπορεί να παράγει ελκυστικές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά η πλεονάζουσα θερμότητα έχει περιορισμένη αξία όταν η εγκατάσταση δεν μπορεί να την αξιοποιήσει ή να την εξάγει οικονομικά.

Για κάθε σενάριο λειτουργίας, καθορίστε τα ελάχιστα, συνήθη και μέγιστα φορτία. Συμπεριλάβετε τις αναμενόμενες μεταβολές στην παραγωγή, τις περιόδους συντήρησης και τη μελλοντική επέκταση, ώστε ο επιλεγμένος εξοπλισμός να παραμείνει χρήσιμος και μετά την έναρξη λειτουργίας.

Διαστασιολογήστε τον αεριοστρόβιλο με βάση την αξιοποιήσιμη θερμότητα και τις ώρες λειτουργίας

Σε πολλά βιομηχανικά έργα CHP, η θερμική ζήτηση αποτελεί αφετηρία για τη διαστασιολόγηση, επειδή η ανακτηθείσα θερμότητα είναι δύσκολο να αποθηκευτεί ή να εξαχθεί χωρίς πρόσθετες υποδομές.

Συγκρίνετε την παροχή και τη θερμοκρασία των καυσαερίων του στροβίλου με τις απαιτήσεις του συστήματος ανάκτησης θερμότητας. Ο λέβητας ανάκτησης θερμότητας, ή HRSG, πρέπει να παρέχει ατμό στις απαιτούμενες συνθήκες σε ρεαλιστικά φορτία λειτουργίας.

Στη συνέχεια, ελέγξτε την ηλεκτρική ισχύ σε σχέση με τη ζήτηση της εγκατάστασης, τις ρυθμίσεις εισαγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο και τυχόν περιορισμούς εξαγωγής. Μια λύση με προτεραιότητα στη θερμότητα μπορεί και πάλι να απαιτεί αγορά ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις αιχμές της ηλεκτρικής ζήτησης.

Ένας σχεδιασμός με προτεραιότητα στην ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να είναι κατάλληλος όταν η ηλεκτρική ισχύς έχει ιδιαίτερα υψηλή αξία ή επιτρέπεται η εξαγωγή της. Ωστόσο, ποσοτικοποιήστε τις περιόδους κατά τις οποίες η θερμότητα δεν αξιοποιείται και την επίδρασή τους στα οικονομικά του έργου.

Αξιολογήστε πολλαπλά μεγέθη και διαμορφώσεις εξοπλισμού χρησιμοποιώντας το ίδιο ωριαίο προφίλ ζήτησης. Μια μικρότερη μονάδα που λειτουργεί σταθερά μπορεί να αποδώσει καλύτερα από μια μεγαλύτερη μονάδα που λειτουργεί συχνά με μερικό φορτίο.

Οι πολλαπλές μονάδες μπορεί να βελτιώσουν την ευελιξία λειτουργίας και την ανθεκτικότητα, αλλά συνεπάγονται επίσης πρόσθετο εξοπλισμό, συστήματα ελέγχου, διεπαφές συντήρησης και κεφαλαιουχικό κόστος. Συγκρίνετε αυτούς τους συμβιβασμούς με τις πραγματικές απαιτήσεις αξιοπιστίας της εγκατάστασης.

Συγκρίνετε την απόδοση σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας

Μην επιλέγετε έναν στρόβιλο αποκλειστικά με βάση τη δημοσιευμένη ηλεκτρική απόδοση ή τη συνολική απόδοσή του. Επιβεβαιώστε τη βάση υπολογισμού του καυσίμου, τις συνθήκες αναφοράς, το σημείο φορτίου και τον ορισμό της αξιοποιήσιμης θερμότητας.

Η συνολική απόδοση συνδέει γενικά την καθαρή ηλεκτρική ενέργεια και την αξιοποιήσιμη ανακτηθείσα θερμότητα με την εισερχόμενη ενέργεια καυσίμου. Η θερμότητα που παράγεται αλλά δεν μπορεί να αξιοποιηθεί δεν πρέπει να υπολογίζεται ως όφελος του έργου.

Χρησιμοποιήστε συνεπείς παραδοχές κατώτερης ή ανώτερης θερμογόνου δύναμης σε όλες τις προσφορές. Η ανάμειξη αυτών των βάσεων μπορεί να κάνει τα συγκρίσιμα στοιχεία απόδοσης να φαίνονται διαφορετικά, ενώ δεν είναι.

Ζητήστε στοιχεία απόδοσης σε πλήρες και μερικό φορτίο, συμπεριλαμβανομένων των χαρακτηριστικών των καυσαερίων. Μοντελοποιήστε τις αναμενόμενες εκκινήσεις, διακοπές λειτουργίας, περιόδους αναμονής και τη φθορά με την πάροδο του χρόνου, αντί να υποθέτετε συνεχή λειτουργία στο σημείο σχεδιασμού.

Λάβετε υπόψη τις συνθήκες της εγκατάστασης, όπως τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, το υψόμετρο, την υγρασία, τις απώλειες στην είσοδο και την αντίθλιψη στην έξοδο. Οι υψηλές θερμοκρασίες και το μεγάλο υψόμετρο μπορούν να μειώσουν τη διαθέσιμη ισχύ και να επηρεάσουν τις αποδόσεις του έργου.

Ζητήστε από τους προμηθευτές να διαχωρίσουν την ακαθάριστη ισχύ του στροβίλου από την καθαρή ισχύ της μονάδας μετά την κατανάλωση των βοηθητικών συστημάτων. Συγκρίνετε τις εγγυημένες τιμές υπό καθορισμένες συνθήκες εγκατάστασης και όχι μόνο τις ονομαστικές τιμές των καταλόγων.

Ελέγξτε από κοινού την τροφοδοσία καυσίμου, τις εκπομπές και την ανάκτηση θερμότητας

Επιβεβαιώστε εγκαίρως τη σύσταση, την πίεση, τη θερμοκρασία και τη διαθεσιμότητα του καυσίμου, καθώς και τους συμβατικούς περιορισμούς. Οι διακυμάνσεις στην ποιότητα του αερίου μπορούν να επηρεάσουν την καύση, την ισχύ, τις εκπομπές και την ανάγκη επεξεργασίας ή συμπίεσης του καυσίμου.

Όταν η διακοπή της τροφοδοσίας αποτελεί σημαντικό κίνδυνο, διερευνήστε τη δυνατότητα χρήσης δύο καυσίμων ή μια εναλλακτική διάταξη λειτουργίας. Συμπεριλάβετε τις απαιτήσεις εναλλαγής, την αποθήκευση, τις άδειες και το κόστος διατήρησης εφεδρικού καυσίμου.

Εάν εξετάζεται η ανάμειξη υδρογόνου, ζητήστε από τον προμηθευτή ειδική επιβεβαίωση για την προτεινόμενη σύσταση καυσίμου και το εύρος λειτουργίας. Η μελλοντική δυνατότητα δεν πρέπει να θεωρείται εγγυημένο χαρακτηριστικό.

Καθορίστε τα ισχύοντα όρια εκπομπών και τις απαιτήσεις αδειοδότησης πριν οριστικοποιήσετε τη διαμόρφωση. Η τεχνολογία καύσης, η επεξεργασία καυσαερίων και ο εξοπλισμός παρακολούθησης μπορούν να επηρεάσουν το κόστος, τη διάταξη και την ευελιξία λειτουργίας.

Η συμπληρωματική καύση μπορεί να αυξήσει την παραγωγή ατμού όταν η ζήτηση υπερβαίνει τη διαθέσιμη θερμότητα από τα καυσαέρια του στροβίλου. Αξιολογήστε ξεχωριστά την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές της κατά τη σύγκριση της συνολικής απόδοσης του έργου.

Εξετάστε επίσης τις διατάξεις παράκαμψης του HRSG, τις απαιτήσεις εκκίνησης, την επεξεργασία νερού, την επιστροφή συμπυκνώματος και την ενσωμάτωση του ατμού. Αυτές οι διεπαφές καθορίζουν εάν η ανακτηθείσα θερμότητα μπορεί να παρέχεται αξιόπιστα και με ασφάλεια.

Καταρτίστε σύγκριση κόστους κύκλου ζωής

Αξιολογήστε κάθε επιλογή που έχει επιλεγεί για περαιτέρω εξέταση με βάση τον ίδιο χρονικό ορίζοντα έργου, το ίδιο προφίλ λειτουργίας, τις ίδιες παραδοχές τιμών καυσίμου, τα ίδια τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας και τις ίδιες οικονομικές παραμέτρους. Καταγράψτε τις παραδοχές, ώστε οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων να μπορούν να τις επανεξετάσουν.

Συμπεριλάβετε το κόστος του στροβίλου και της γεννήτριας μαζί με το HRSG, την εγκατάσταση, τα πολιτικά έργα, τη σύνδεση στο δίκτυο, τα συστήματα καυσίμου, τους ελέγχους εκπομπών, τη μηχανική μελέτη, τη θέση σε λειτουργία και το κόστος του ιδιοκτήτη.

Το λειτουργικό κόστος πρέπει να περιλαμβάνει καύσιμο, νερό, αναλώσιμα, τακτική συντήρηση, προγραμματισμένες γενικές επισκευές, ανταλλακτικά και εργασία. Μοντελοποιήστε τον χρονισμό των σημαντικών εργασιών συντήρησης αντί να χρησιμοποιείτε μόνο έναν ετήσιο μέσο όρο.

Υπολογίστε την αξία της ηλεκτρικής ενέργειας και της αξιοποιήσιμης θερμότητας με βάση τις πραγματικές εναλλακτικές λύσεις της εγκατάστασης. Λάβετε υπόψη τις χρεώσεις ζήτησης, τα τιμολόγια εφεδρικής τροφοδοσίας, τα όρια εξαγωγής και το κόστος των εφεδρικών λεβήτων, όπου εφαρμόζεται.

Ελέγξτε την ευαισθησία στις τιμές καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας, στις ώρες λειτουργίας και στην αξιοποίηση θερμότητας. Ένα έργο που είναι βιώσιμο μόνο με αισιόδοξες παραδοχές χρειάζεται περαιτέρω εξέταση πριν από την παραγγελία του εξοπλισμού.

Χρησιμοποιήστε δείκτες όπως η καθαρή παρούσα αξία και η περίοδος αποπληρωμής, παράλληλα με τη διαθεσιμότητα και τον λειτουργικό κίνδυνο. Η χαμηλότερη τιμή αγοράς δεν συνεπάγεται απαραίτητα και το χαμηλότερο κόστος κατά τη διάρκεια ζωής του έργου.

Αξιολογήστε την αξιοπιστία, τους κινδύνους παράδοσης και την υποστήριξη προμηθευτή

Καθορίστε τις συνέπειες μιας μη προγραμματισμένης διακοπής τόσο για την παραγωγή όσο και για την παροχή θερμότητας. Προσδιορίστε εάν η ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο, οι εφεδρικοί λέβητες, ο εφεδρικός εξοπλισμός ή η συμβατική ανταπόκριση service μπορούν να καλύψουν τις διακοπές.

Εξετάστε τα διαστήματα συντήρησης, το εύρος των γενικών επισκευών, τους χρόνους παράδοσης ανταλλακτικών και τις τοπικές δυνατότητες εξυπηρέτησης. Ζητήστε αποδεικτικά στοιχεία σχετικής λειτουργικής εμπειρίας με συγκρίσιμα καύσιμα, κύκλους λειτουργίας και εφαρμογές.

Επιβεβαιώστε το χρονοδιάγραμμα παράδοσης του κύριου εξοπλισμού και εντοπίστε εξαρτήσεις, όπως άδειες, συνδέσεις κοινής ωφέλειας και εξαρτήματα με μεγάλο χρόνο παράδοσης. Προβλέψτε ρεαλιστικό χρόνο για την εγκατάσταση, τις δοκιμές και τη θέση σε λειτουργία.

Σε έργα με πολλούς εργολάβους, αναθέστε με σαφήνεια την ευθύνη για την απόδοση στις διεπαφές του εξοπλισμού. Ειδικότερα, ευθυγραμμίστε τις εγγυήσεις για τα καυσαέρια του στροβίλου με τις παραδοχές σχεδιασμού του HRSG και τις δοκιμές αποδοχής της μονάδας.

Οι υπηρεσίες EPC της SINO-QNP καλύπτουν έργα σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έως 400 MW, με επιλογές εύρους εργασιών από τη μελέτη σκοπιμότητας, τον σχεδιασμό και την κατασκευή έως τη θέση σε λειτουργία και την εκπαίδευση χειριστών.

Για ένα συγκεκριμένο έργο CHP, επιβεβαιώστε το προτεινόμενο συμβατικό αντικείμενο, τις εξαιρέσεις, τις εγγυήσεις και τις ρυθμίσεις εξυπηρέτησης. Μια ολοκληρωμένη προσέγγιση υλοποίησης μπορεί να μειώσει τα κενά συντονισμού, όταν οι αρμοδιότητες είναι σαφώς τεκμηριωμένες.

Χρησιμοποιήστε έναν συνεπή κατάλογο ελέγχου για την επιλογή

Πριν ζητήσετε τις τελικές προσφορές, δώστε στους προμηθευτές τα ίδια προφίλ φορτίου, τις ίδιες συνθήκες εγκατάστασης, τις ίδιες προδιαγραφές καυσίμου, τις ίδιες απαιτήσεις εκπομπών, τους ίδιους περιορισμούς δικτύου και την ίδια αναμενόμενη φιλοσοφία λειτουργίας.

Ζητήστε οι προσφορές να αναφέρουν την καθαρή ισχύ, την παροχή αξιοποιήσιμης θερμότητας, την κατανάλωση καυσίμου, την απόδοση σε μερικό φορτίο, τις παραδοχές συντήρησης, τις ημερομηνίες παράδοσης και τους όρους εγγύησης υπό καθορισμένες συνθήκες εγκατάστασης.

Συγκρίνετε πρώτα τη συμμόρφωση με τις τεχνικές απαιτήσεις και στη συνέχεια αξιολογήστε τα οικονομικά του κύκλου ζωής και τους κινδύνους παράδοσης. Καταγράψτε τις αποκλίσεις και διευκρινίστε εάν οι προτεινόμενες εγγυήσεις απόδοσης ισχύουν για μεμονωμένο εξοπλισμό ή για την ολοκληρωμένη μονάδα.

Ο κατάλληλος αεριοστρόβιλος είναι αυτός που καλύπτει αξιόπιστα τις ανάγκες της εγκατάστασης σε ηλεκτρική ενέργεια και αξιοποιήσιμη θερμότητα, με αποδεκτό κόστος κύκλου ζωής. Επαληθεύστε αυτήν την καταλληλότητα σε ρεαλιστικά σενάρια λειτουργίας πριν δεσμευτείτε.