А. Д. Кривобок, А. В. Тоток – OOO «Электросистемы»

Современным сетям централизованного электроснабжения всё сложнее выполнять свою главную задачу – надёжно обеспечивать потребителя электричеством. Большинство аналитиков единодушно во мнении, что проблема в будущем будет только усугубляться. Это связано со многими причинами, одна из которых – амортизация и износ оборудования.

В соответствии с основным положением «Теории надёжности» стоимость эксплуатации исчерпавшего свой ресурс оборудования со временем возрастает в геометрической прогрессии.
По этой причине государству, которое является собственником сетей, всё труднее поддерживать сети и генерирующие мощности в исправном состоянии.
Решение этой проблемы многие специалисты видят в создании новых локальных, автономных и распределенных систем генерации электричества и тепла.
Ключевыми элементами в таких системах всё чаще становятся микротурбины, которые обеспечивают надежное, экономичное и экологически чистое снабжение конечного потребителя электричеством и теплом.
Одним из мировых лидеров в разработке и производстве микротурбин является компания Elliott Energy Systems (г. Стюарт, штат Флорида, США). Компания является дочерним предприятием японской корпорации Ebara Group со штаб-квартирой в Токио. Основной продукцией Elliott являются микротурбинные установки мощностью 100 кВт в различных вариантах исполнения.
В России эксклюзивным представителем компании Elliott является Технический холдинг (ТХ) ООО «Электросистемы» с основными офисами в г. С.-Петербурге и г. Москве.
ТХ «Электросистемы» одна из профессиональных компаний в области разработки и реализации проектов энергетических комплексов (ЭК) с использованием микротурбинных и газопоршневых установок, систем бесперебойного и автономного электро- и теплоснабжения.
В области микротурбинных технологий компания осуществляет:
•    поставку микротурбин и запасных частей к ним;
•    проектирование и поставку ЭК на основе микротурбин под ключ;
•    гарантийное и техническое обслуживание поставленного оборудования;
•    ремонт и техническую поддержку;
•    обучение персонала.
Микротурбинные энергоустановки компания Elliott производит с 1995 г. В настоящее время это модели:
•    электростанция ТА-100 R с выработкой только электроэнергии, мощностью 100 кВт.
•    когенерационная установка ТА-100 RCHP электрической мощностью 100 кВт и тепловой 172 кВт;
•    электростанция ТА-100 R в кожухе из нержавеющей стали для эксплуатации на морских газодобывающих платформах.
В зависимости от условий эксплуатации микротурбины изготавливаются для установки как внутри, так и снаружи помещения.
Появление микротурбинных установок связано с отсутствием на рынке надёжных, высокоресурсных, с низким уровнем эмиссии, небольшими затратами на обслуживание и эксплуатацию автономных источников электро- и теплоснабжения малой и средней мощности. Основное применение микротурбин – ЖКХ, офисы, развлекательные и торговые центры, бани, бассейны, складские помещения, предприятия быстрого питания, малого и среднего бизнеса, больницы, прачечные и др.
ТА-100 RCHP – это агрегат полной заводской готовности. Все его узлы и системы смонтированы на единой пространственной раме, которая закрывается отдельными быстросъёмными панелями со звукоизолирующим покрытием. По желанию заказчика панели могут быть изготовлены из нержавеющей стали. Технологически ввод в эксплуатацию заключается в подключении к тепловым и электрическим сетям, а также к системе газоснабжения низкого или среднего давления (дожимной компрессор встроен в установку).
Микротурбина ТА-100 RCHP в целом работает в автономном (островном) режиме или параллельно с сетью, как по электрической, так и по тепловой (холоду) энергии. В параллель может работать до 10 агрегатов.
В конструкции турбины отсутствует редуктор, поэтому частота вращения ротора изменяется от 33000 до 69000 об/мин в зависимости от величины нагрузки. В связи с этим, вырабатываемое высокочастотное напряжение подвергается двойному преобразованию: из высокочастотного переменного в постоянное, а затем в переменное 380, 400 или 480 В с частотой 50 или 60 Гц.
Принципиальная схема преобразования аналогична применяемой в источниках бесперебойного питания. Это обеспечивает выходное трёхфазное напряжение с правильной формой синусоиды. Микротурбина допускает 100-процентные сбросы-набросы нагрузки, а также неограниченное время работы при крайне малых нагрузках, включая режим холостого хода.
В установке используется цифровая система автоматического управления. Для ручного режима предусмотрена панель оператора с жидкокристаллическим или люминесцентным дисплеем на лицевой стороне установки.
В состав системы управления входят контроллер управления газовой турбиной, контроллер системы утилизации тепла, контроллеры силовой электроники, системы подзарядки аккумуляторов и блока кон-троля загазованности.
Контроллер турбины обеспечивает работу во время запуска, останова, приёма и сброса нагрузки, в ава-рийных ситуациях, а также непрерывный контроль всех параметров, диагностику состояния, требуемые защиты и блокировки.
Контроллер системы утилизации обеспечивает заданные параметры теплоносителя на выходе из котла-утилизатора, защиты и блокировки.
Управление работой установки не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Контроль может осуществляться с помощью удалённого доступа через телефонную, модемную или спутниковую связь в зависимости от требований заказчика.
В конструкции ТА-100 RCHP отсутствуют несбалансированные части, которые совершают вращательное и поступательное движения (поршни, шатуны, распределительные и коленчатые валы, клапаны и др.). Следовательно, его конструкция отличается высокой надёжностью, простотой, минимальным количеством вспомогательных систем и агрегатов. Поэтому работа установки отличается практически полным отсутствием вибраций и низким уровнем акустического шума.
Единственной движущейся частью микротурбины является высокооборотный ротор, на котором консольно расположены 2 рабочих колеса – компрессора и турбины, а также втулка генератора с четырьмя постоянными магнитами.
Опоры ротора, керамический подшипник качения и упорный гидродинамический подшипник вынесены из горячих зон. Благодаря этому, температура масла в ходе эксплуатации не превышает 40...60 °С, а его расход настолько мал, что запаса в баке емкостью 19 л хватает на 24000 часов непрерывной работы.
Низкий уровень вибраций не требует выполнять дорогостоящую вибрационную развязку относительно фундамента: уровень шума на расстоянии 1м от корпуса – 75 дБ, уровень эмиссии NOx не более 25 ppm.
Обслуживание всех систем установки заключается в замене фильтров через 8000 ч (в зависимости от их состояния). Срок службы энергоблока – не менее 70000 часов. Эксплуатация энергоблока возможна при температурах окружающего воздуха от –30 до +50 °С.
Для запуска при низких температурах в конструкции предусмотрены специальные устройства, которые обеспечивают быструю подготовку систем установки к работе.
В качестве топлива используется природный газ, может применяться биогаз и низкокалорийные газообразные топлива с концентрацией метана не ниже 30%. Микротурбины Elliott имеют следующие сертификаты и разрешения:
1.    Сертификат соответствия № POCCUS.AE63.H00165.
2.    Сертификат соответствия № POCCRU.ME05.B03508.
3.    Разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору № РРС 00-17483 от 22.08.2005 г.
4.    Заключение экспертизы промышленной безопасности ЗАО «СТЭК» № 290-Э/05 от 22.06.2005 г.