В. В. Ермаков, А. С. Зубрилин, И. Е. Кушнир, Н. А. Сингаевский, Р. Р. Шварц, П. В. Яцынин – ДОАО «Электрогаз»
В. Б. Лезнов – ОАО «Газпром»

Проблему надежного функционирования практически всех производственных объектов газовой отрасли невозможно решить без использования аварийных и резервных источников электрической энергии.

В настоящее время в качестве резервных источников, как правило, используются дизельные электростанции мощностью до 1000 кВт со второй или третьей степенью автоматизации. Оборудование этих электростанций обычно располагается в специализированных транспортабельных контейнерах, обеспечивающих необходимые условия его работы. К таким контейнерам относятся блок-боксы производства ДОАО «Электрогаз». На их основе по заданию Газпрома осуществлялась с 2003 года проектно-конструкторская разработка и подготовка производства блочно-комплектных автоматизированных электростанций (БКАЭ).
К сентябрю 2005 года на базе филиала «Афипэлектрогаз» компании «Электрогаз» был построен цех для производства таких электростанций, подготовлены и проведены приемочные (межведомственные) испытания двух головных образцов мощностью по 630 кВт с дизельгенераторами производства ОАО «Звезда» (БКАЭ-0,4-630-З) и фирмы Cummins (БКАЭ-0,4-630-К). Также был построен стенд заводских испытаний блочно-комплектных электростанций мощностью до 1000 кВт.
Производственные площади цеха и оснащение его современным электротехническим оборудованием и грузоподъемными механизмами позволяют выполнять монтажные и пусконаладочные работы одновременно на пяти электростанциях мощностью от 500 до 1000 кВт.
Головные образцы электростанций были изготовлены по документации, разработанной проектноконструкторским бюро ДОАО «Электрогаз» в сотрудничестве с конструкторскими подразделениями компаний «Звезда» и «ЗвездаЭнергетика».
Блочно-комплектные автоматизированные электростанции представляют собой модуль полной заводской готовности.
Конструкция электростанций обеспечивает:
•    высокую мобильность автономного источника электрической энергии;
•    высокую безопасность в эксплуатации;
•    увеличение срока службы оборудования;
•    гарантированную надежность запуска;
•    низкий уровень шума во время работы.

Особенности конструкции, состав оборудования и основные характеристики БКАЭ-0,4-500(630)-3

Электростанция (фото 1) мощностью 500 (630) кВт, напряжением 0,4 кВ создана на базе дизеля типа М-623 (М-640) производства ОАО «Звезда» и генератора HCJ634G2 Stamford (Англия). Основные параметры и характеристики БКАЭ-0,4-500(630)-З представлены в табл. 1.
Электростанция предназначена для использования в качестве аварийного или резервного источника электроснабжения (при наличии внешних источников) газодобывающих и газотранспортных комплексов и других промышленных объектов. Оборудование электростанции смонтировано в утепленном блок-боксе, который состоит из несущей рамы; стеновых (ограждающих) конструкций; съёмной крыши – для монтажа/демонтажа дизель-генератора; входных дверей.
Конструкционные материалы, используемые при изготовлении блок-бокса, обеспечивают IV, III или II степень огнестойкости БКАЭ. Внутренние и наружные поверхности имеют антикоррозийное защитное покрытие. Блок-бокс оборудован сальниковыми досками для подключения внешних кабелей, с функцией дополнительной опоры выводных шин и болтовыми зажимами для заземления электростанции.
Блок-бокс электростанции разделен на три отсека: вентиляционный, агрегатный и отсек управления (рис.1).
В состав топливной системы электростанции входят:
•    топливный бак емкостью 1000 литров с тремя датчиками уровня, устройствами для заправки и слива топлива за пределы блок-бокса, а также с возможностью заправки от передвижных топливозаправочных средств;
•    электрический насос автоматической подкачки топлива в расходный топливный бак из внешнего топливохранилища;
•    ручной (дублирующий) насос подкачки топлива в расходный топливный бак;
•    трубопроводы и трубопроводная арматура (шаровые краны, отводы и т. п.).
Выбор марки дизельного топлива (ГОСТ 305-82) зависит от графика температур для местности, где устанавливается электростанция. При необходимости возможен подогрев топлива до значения, превышающего температуру его застывания.
Система запуска дизель-генератора – пневматический цилиндровый пуск с использованием запаса сжатого воздуха из пускового баллона. В состав системы входят:
•    электрокомпрессор;
•    пусковой баллон сжатого воздуха;
•    блок автоматического управления компрессором;
•    воздушные трубопроводы и арматура.
От установленного пускового баллона (емкостью 40 л без его пополнения) при начальном давлении 14,7 МПа обеспечивается не менее шести пусков дизель-генератора. При понижении давления в пусковом баллоне менее допустимого автоматически включается компрессор.
Выхлопная система БКАЭ-0,4630-З включает в себя глушитель с системой слива конденсата за пределы электростанции, который располагается на плоской крыше блок-бокса. Соединение глушителя с дизель-генераторной установкой осуществлятся при помощи компенсатора.
В систему пожарной безопасности входит:
•    автоматическая охранно-пожарная сигнализация (ОПС);
•    автономные модули газового (СО₂) пожаротушения 2М(150100-12) – 2 шт. на раме;
•    первичные средства пожаротушения.
Аварийные сигналы ОПС выводятся на дистанционный блок индикации. Питание системы – от шкафа собственных нужд блок-бокса.
Система управления электростанции включает: микропроцессорный пульт управления и регулирования, щит управления, шкаф собственных нужд, блок управления электрокомпрессором, дистанционный пульт, локальные регуляторы, датчики и исполнительные устройства. САУ обеспечивает управление всеми системами электростанции в соответствии с третьей степенью автоматизации.
Продолжительность непрерывной работы электростанции на максимальной мощности не более 1 часа. Повторение режимов максимальной мощности не менее, чем через 5 часов. Возможна работа БКАЭ на холостом ходу при номинальной частоте вращения в течение 30 минут.
Электростанция допускает работу при малых нагрузках – от 0 до 10% от номинальной мощности. При этом необходимо периодически включать ее при нагрузках от 85 до 100% номинальной мощности (после 24 часов работы с малой нагрузкой – 1 час с нагрузкой от 85 до 100% номин.).
Обеспечивается длительная параллельная работа БКАЭ с однотипными электростанциями, а также с другими генераторными агрегатами, оборудованными различными системами, регулирующими частоту вращения и напряжение.
Назначенный срок службы электростанции до первой переборки дизеля – 10 лет, включая год хранения ее в законсервированном состоянии на открытой площадке. Средняя наработка на отказ составляет не менее 1400 часов, среднее время восстановления – не более 6 часов. Предельно допустимые значения удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизеля составляют, не более: оксидов азота (NО_x) – 12 г/кВт·ч, оксида углерода (СО) – 3 г/кВт·ч, углеводородов (CH) – 1 г/кВт·ч (в соответствии с ГОСТ Р 51249-99).

Особенности конструкции, состав оборудования и основные характеристики БКАЭ-0,4-500(630)-К

Электростанция (фото 2) мощностью 500 (630) кВт, напряжением 0,4 кВ создана на базе дизеля типа VTA28G5 (QSK23G3) производства компании Cummins и генератора HC5F (HC634H1) Stamford.
Основные параметры и характеристики БКАЭ-0,4-500(630)-К представлены в табл. 1.
Оборудование электростанции смонтировано в утепленном блокбоксе, разделенном на два отсека – агрегатный и отсек управления (рис. 2).
Отличительными особенностями блочно-комплектной электростанции БКАЭ-0,4-500(630)-К являются:
•    отсутствие вентиляционного отсека (радиатор с вентилятором установлены на раме дизельгенератора), что позволило сократить длину блок-бокса на 1500 мм и увеличить свободное пространство, необходимое для обслуживания оборудования;
•    наличие электростартерной системы запуска дизель-генератора, в которой применяются необслуживаемые аккумуляторы и автоматическое зарядное устройство;
•    применение топливного и масляного баков с обвязкой, смонтированных на единой раме и установленных в агрегатном отсеке (электроподкачивающие и ручные насосы, вентили, клапаны, трубопроводы);
•    удобная для обслуживания компоновка оборудования в отсеке управления.
В сентябре 2005 года головные образцы электростанций успешно прошли приемочные испытания на стенде заводских испытаний в соответствии с программой и методикой, утвержденной ОАО «Газпром».
Стенд, построенный для заводских испытаний блочно-комплектных электростанций, представляет собой площадку с установленными на ней блок-боксами нагрузки, управления, измерения и регистрации параметров.
Конструкция стенда обеспечивает:
•    проведение всех видов заводских испытаний БКАЭ мощностью от 30 до 1 000 кВт;
•    возможность задания различных режимов работы – как установившихся, так и переходных – при активной (до 110% от номинальной мощности электростанции) и двигательной (до 160 кВт) нагрузке;
•    проведение необходимых измерений и регистрации режимных параметров в процессе испытаний электростанции.
Основные параметры и характеристики испытательного стенда представлены в табл. 2.
По результатам приемочных испытаний электростанции БКАЭ-0,4500(630)-З и БКАЭ-0,4-500(630)-К рекомендованы для серийного производства и эксплуатации на объектах ОАО «Газпром».