2.7. Газопаротурбинная технология «ВОДОЛЕЙ»

ПГУ “Водолей” не имеет мировых аналогов и построена на новых научных принципах и технических решениях. Ближайшим прототипом разработанной технологией является известный газопаровой цикл STIG с впрыском в газовую турбину воды и водяного пара от внешнего источника, но такие установки требуют специального комплекса водоподготовки для компенсации потерь воды с отработанными газами.

В основу технологии “Водолей” положен принцип впрыскивания пара в камеру сгорания газовой турбины, полученный из продуктов сгорания отходящих за счет утилизации их тепла. За счет этого достигаются высокий (до 45%) КПД установки, значительная экономия топливного газа, низкая – до 35 мг/нм3 эмиссия NOx и СО. При замене действующей в стране технологии производства электрической и тепловой энергии на технологию “Водолей” расходы топливных ресурсов сократятся в 1,56 – 1,6 раза. Стоимость установленного кВт электрической мощности 250-320 у.е. Окупаемость установки мощностью 25-30 МВт менее 3-х лет.

Парогазовая установка по технологии “Водолей” введена в эксплуатацию на компрессорной газоперекачивающей станции “Ставищанская”. Мощность установки – 16 МВт, экономия топливного газа 10-11 млн. М3/год. Внедрение технологии на компрессорных станциях ДК “Укртрансгаз” может дать экономию топливного газа более 1,5 млн. м3/год.

Направления использования и основные преимущества

На компрессорных станциях магистральных газопроводов для привода  газоперекачивающих агрегатов:

  • увеличение эффективного КПД компрессорных станций с 31 до 42,5%, и в дальнейшем до 45-47%;
  • снижение затрат природного газа на собственные нужды на 28%, и в дальнейшем  на 31,5 – 34%;
  • снижение затрат природного газа на собственные нужды газоперекачивающих агрегатов газотранспортной системы Украины на 2,36-2,55 млрд м3 в год.

На ТЭЦ для производства электроэнергии и тепла на комбинированном топливе:

  • затраты природного газа уменьшаются в 2,2 – 2,3 раза за счет повышения эффективности цикла и генерации части рабочего тела за сет использования твердого топлива.

На промышленных предприятиях для утилизации вторичных энергоресурсов:

  • затраты природного газа на производство электрической и тепловой энергии уменьшаются в 2,5 – 3 раза за счет повышения эффективности цикла и использования вторичных энергоресурсов.
Тепловая схема газопаротурбинной установки «Водолей» 1 – газотурбинный двигатель; 2- нагнетатель газа; 3 – котел-утилизатор; 4 – контактный конденсатор; 5 – бак-накопитель; 6 – емкость; 7 – охладитель.
Газопаротурбинная установка по технологии «Водолей» (компрессорная станция Ставищанская, 16 МВт)

Сравнительные характеристики когенерационных технологий
Параметр Газотурбинная когенерацияБинарная когенерацияКогенерация «Водолей»
Температура окружающей среды, 0СТемпература окружающей среды, 0СТемпература окружающей среды, 0С
+8-1,1-5,9+8-1,1-5,9+8-1,1-5,9
Электрическая мощностьмВт15,215,215,220,620,620,625,025,025,0
Тепловая мощностьмВт24,323,021,110,913,515,229,336,941,5
Электрический КПД%32,6232,7032,7343,642,741,9641,6941,1940,8
КПД использования теплоты топлива%85,784,082,167,6471,574,0393,8787,086,0
Количество вырабаты-ваемой электри-ческой энергии

мВт·час

15,215,215,220,620,620,625,025,025,0
Количество вырабаты-ваемой тепловой энергии

гКал/час

24,323,021,110,913,515,229,336,941,5