2.2 Топливная составляющая

Рост популярности МТУ в России и мире в первую очередь обусловлен техническими характеристиками оборудования. Так, энергоцентры на базе микротурбин могут работать не только на традиционных видах топлива — природном и сжиженном газе, дизельном топливе и керосине, — но и на низкокалорийных и высокосернистых газах: ПНГ, шахтном газе и биогазе. В настоящее время на Восточно-Сотчемью-Талыйюском нефтяном месторождении (оператор — «Печоранефтегаз») ведется опытно-промышленная эксплуатация двух микротурбин Capstone серии С1000, способных утилизировать более 2,8 млн. м3 ПНГ в год. Стоит при этом отметить, что современные элек тростанции на основе микротурбин Capstone способны работать с попутными газами без специальной подготовки после грубой механической очистки. Применение ГПУ для сжигания неподготовленного попутного газа, как правило, приводит к выходу из строя

газопоршневого двигателя (ГПД) из-за забивки топливной системы, прогара клапанов и деформации клапанной головки. Помимо этого, МТУ могут работать на низкокалорийных, жирных газах и газах переменного компонентного состава, в том числе с низкой теплотворной способностью (от 2500 ккал/м3) и высоким (до 7%) содержанием сероводорода. В свою очередь в газопоршневых установках может использоваться газ с содержанием серы до 0,1% и только при условии замены масла каждые 90 дней. Как известно, допустимое содержание метана в топливе ГПУ равняется 80%. Если метановое число снижается до 50%, происходит снижение КПД газопоршневого двигателя, тогда как эффективность работы микротурбин не зависит от этого показателя. Они стабильно работают при содержании метана до 35%». Также в отличие от газопоршневых установок, микротурбины могут работать на пропан-бутане без риска повреждения двигателя и каких-либо ограничений по мощности. В настоящее время стабильность работы всех эксплуатируемых в России установок Capstone обеспечивается без использования специальной системы подготовки топлива. Микротурбины Capstone также используются для решения проблемы утилизации биологических отходов. Объединенные с модулями анаэробной или пиролизной газификации биологических отходов, они позволяют практически полностью перерабатывать биогаз, полученный из различных бытовых и производственных отходов, и одновременно закрывать потребности в электроэнергии и тепле.

В течение всего срока эксплуатации микротурбина может выдерживать сотни и тысячи пусков и остановок, особенно в условиях нестабильного суточного

потребления. Малое количество сопрягаемых частей МТУ Capstone за счет использования воздушного подшипника в конструкции двигателя снижает риск повреждения деталей турбогенератора до минимума.

Это обусловлено тем, что при изготовлении движущихся деталей микротурбины используются специальные высокопрочные антифрикционные материалы, которые позволяют свести на нет возможные последствия сухого трения в момент запуска двигателя. Ресурс воздушного подшипника рассчитан на 3000 пусков до капремонта, что эквивалентно ежедневному запуску МТУ.

Время выхода микротурбины на нагрузку после старта составляет около двух минут. Для запуска МТУ используется блок аккумуляторных батарей (АКБ), который компенсирует ток нагрузки, в то время как двигатель набирает обороты. За счет этого микротурбина способна выдерживать 80-процентный наброс нагрузки. При единовременном сбросе нагрузки до 80% часть тока берет на себя блок АКБ, а скорость вращения вала замедляется за счет тормозных резисторов. Ко всему прочему турбина мощностью, скажем, 200 кВт может работать с нагрузкой в 1 кВт сколь угодно долго, в то время как ни промышленные турбины с механическими редукторами, ни газопоршневые, ни дизельные агрегаты не могут работать с нагрузкой ниже 40–60% от номинала мощности.

Средняя стоимость строительства микротурбинной электростанции «под ключ», по данным специалистов, составляет порядка $1500-2500 за 1 кВт установленной мощности. «Это несколько выше, чем альтернативные решения, например, на основе газопоршневых двигателей (ГПД). Однако в отличие от газопоршневых и дизельных станций МТУ не требуют больших финансовых и трудовых затрат на проектные, строительные и монтажные работы», — поясняют эксперты — Так, за счет высокой экологичности (уровень выбросов СO и NOx не превышает 10-15 мг/м3 против 200-500 мг/м3 у ГПД) и отсутствия вибрации в процессе работы применение МТУ позволяет отказаться от строительства высоких дымовых труб и специального фундамента». Кроме того, МТУ не нуждаются в специальной шумоизоляции помещения, так как при их работе возникают только высокочастотные шумы, которые идут в основном от зоны забора (всасывания) воздуха в микротурбину и не превышают 60 дБ. От таких шумов избавляются путем установки обычных шумозащитных экранов, в то время как для защиты от низкочастотных шумов газопоршневых двигателей необходимо выстраивать капитальную систему шумоизоляции помещения с использованием шумозащитных материалов.

«В итоге, совокупные затраты на строительство газопоршневых электростанций в два-три раза превышают стоимость самих агрегатов и в сумме сравнимы, а в ряде случаев и превышают затраты на сооружение микротурбинной электростанции».

Пока что все поставляемые на российский рынок микротурбины — это 100-процентный импорт. Впрочем, уже в ближайшем будущем производство МТУ начнется и на территории России. Так, в прошлом году компания «БПЦ Энергетические Системы» построила в городе Тутаеве (Ярославская область) собственный завод и теперь планирует собирать здесь микротурбины по лицензиям компании Capstone и адаптировать их к российским условиям. В настоящее время на заводе осуществляется сборка готовых блочно-контейнерных электростанций и отдельных комплектующих к ним, таких, как, например, дожимные компрессорные станции. «Первая партия продукции завода была отгружена заказчику уже в марте 2010 г.