Правильная электростанция Jenbacher.

Выходные принесли непростой выбор темы: вторая серия съёмок "Доброго утра" для ОРТ, подмосковные посиделки с ДР маленького сына большого друга и съёмкой на глиссаде Шереметьево (редкий CRJ-900 попался) и экскурсия на работающую газопоршневую электростанцию Jenbacher. Шашлыки с самолётами подождут до завтра, ОРТ тем более, а вот про Енбахер боюсь забыть какие-нибудь любопытные подробности. Поэтому сегодня о ней, красавице.

Дальше будет много фото и умных слов про начинку современной локальной газопоршневой электростанции, так что кого длинные слова об энергетике только расстраивают - лучше под кат не лезть:)

В отличие от проблем глобальных энергосистем, перепрофилирование которых подразумевает наличие серьёзнейшей воли со стороны государства, локальные задачи можно решать относительно несложно, при наличии желания и определённых денег. Эффективность современных технологичных электростанций не идёт ни в какое сравнение с показателями пыхтящих старичков, обычных московских ТЭЦ, некоторые из которых считают свой уже (вдумайтесь!) 12-й десяток. Я не хочу сказать, что на отмечающей в этом году 115-летие ГРЭС-1 на Раушской набережной ни разу не менялось оборудование, не настолько уж всё запущено. Но, в целом, текущее состояние хозяйства МосЭнерго вызывает, мягко говоря, ощутимые опасения. Впрочем, хватит уже об этом неудачнике мистере Флойде пора ближе к делу.

Гигантский современный складской комплекс в посёлке Чёрная Грязь невдалеке от Шереметьево в 2008-м году озаботился поиском надёжного и эффективного поставщика тепла и электричества на свои 200 000 квадратных метров полезной площади. Фотографии внутри комплекса, но снаружи стен электростанции, меня просили не публиковать, поэтому вид самих складов могу предложить только с официального сайта самого комплекса:

Под всеми этими крышами до горизонта в семь этажей хранятся товары, от туалетной бумаги и сыра до запчастей для карьерных экскаваторов. Ну, запчастям-то навредить сложнее, а вот сырок, например, без электричества летом очень сильно и быстро обидится, нажалуется владельцам и те незамедлительно пришлют на имя владельца комплекса счёт с семью-восемью нулями. Стабильность наличия тепла и напряжения в розетке - критично важна. Положиться решили на комплексное решение от австрийской семейной компании Jenbacher. Со штаб-квартирой, кстати, почему-то в Атланте, тоже только что узнал:) C января 2009-го года станция введена в строй и вовсю кормит комплекс и даже не отапливает при этом атмосферу. На этом мы подробнее остановимся позднее, а пока начинаем знакомство с комнаты контроля и общего управления:

На больших станциях это обычно называют БЩУ, но тут я вроде не слышал от парней такого названия. Все процессы на станции автоматизированы, поэтому для оперативного управления хватает двух сотрудников. Сидят, втыкают в такой вот экран:

По летним временам, два модуля из четырёх сейчас остановлены. Остальные выдают сейчас на двоих около полутора мегаватт мощности, и вот уже виден первый уникальный плюс станций такого типа. При номинале чуть менее 8 мегаватт, она спокойно работает на 18% мощности. В то время, как обычная ТЭЦ при снижении мощности до 40% номинала аварийно остановится за единицы минут, во избежание разрушения турбины. Там при низких текущих потребностях приходится греть окружающую среду, здесь - просто расходовать меньше газа. Вся оперативная информация о состоянии всех систем выводится на сводные табло, по одному на каждый модуль:

Ввод ранее остановленных модулей на любой электростанции сопряжён с серьёзным геморроем - напряжение вводимого генератора нужно синхронизировать по частоте и фазе с напряжением сети. Все прелести этого процесса сложно описать в двух словах, просто поверьте - это полный конец обеда. На Енбахере научились проводить эту процедуру полностью в автоматическом режиме. Оператор следит, чтобы по дороге не случилось никаких ахтунгов и принимает на себя управление только в каких-то особенных случаях. Всё красиво и чисто, но хочется уже внутрь, в машзал, к монстромашинам в гости. Шум в машзале на 20-30 дБ превышает шум на ВПП пассажирского аэропорта, поэтому нужно заранее надеть наушники:

Внизу, кстати, это не рации, как я сначала подумал, а просто светодиодные фонарики. На крышке у них магниты, их удобно вешать на любую металлическую поверхность. В машзале нельзя делать много очевидных действий и ещё больше неочевидных. Мне пытались расшифровать все пиктограммы, но я боюсь напутать, поэтому, проявите фантазию:)

Ладно, пойдём уже, наконец:

Внутри довольно темно, а кое-где - и совсем. Штатива у меня с собой не было, да и не дали бы протащить всё равно. Так что некоторые фотки не блещут, уж извините. Входит в станцию только одна труба - газовая. Ну, ещё воздух за бортом всасывается. С контроля газовой трубы и начинается технологическая цепочка:

Вообще, всё, что окрашено в жёлтый цвет - это газовые трубы, их легко различить в любом хитросплетении. Здесь, например, видно, как газовые трубы ведут ко входу одного из четырёх рабочих модулей. На переднем плане широкий воздуховод прямоугольного сечения, через него на вход поступает что? Правильно - воздух.

В первую очередь, газ и смесь смешиваются в заданной пропорции и с заданным давлением с точностью до тысячных долей бара. Это позволяет точно регулировать выходную генерируемую мощность модуля. Дальше смесь поступает в 12-клапанный двигатель внутреннего сгорания. По 6 цилиндров с каждого борта:

Встретилось привычное название ДВС?:) Вот ещё одно, это - стартёр:

И аккумуляторы:

Коммутировать такие штуки нужно надёжно:

Точное давление смеси обеспечивается системой байпасов, но где она расположена физически я, каюсь, так и не разобрался. Где-то здесь:)

Важным индикатором нормальной работы системы является отсутствие биений и шумов в клапанах. Датчики детонации внимательно следят за этим фактором и онлайн транслируют информацию в зал управления:

Кстати, чтобы обезопасить фундамент и агрегаты от взаимных вибраций и потрясений, все модули стоят на специальных резиновых ковриках. Ну, как резиновых - такой коврик выдерживает вес модуля минимум 60 000 часов без деформации. Больше модуль ничем к полу не прикреплён, просто стоит на коврике:

Отработанные газы от двигателя на выходе раскручивают турбину. Она установлена на одном валу с компрессором, который, в свою очередь, нагнетает газовоздушную смесь в рабочую зону двигателя. В результате большего количества смеси в том же рабочем объёме, энергия, выделяемая при её сгорании, больше и, соответственно, больше выходная мощность двигателя. Компрессор и турбина, собственно:

Система low emission NOx ( LEANOX ) контролирует выбросы оксидов азота путем обеднения смеси и уменьшения температуры сгорания. Температура сгорания смеси составляет 480 градусов, против примерно 1200 в обычных автомобильных ДВС. Это не снижает выходную мощность системы, но позволяет избежать образования токсичных окислов азота, которые могли бы в ином случае поступать в атмосферу. Ну, или в дополнительную дорогостоящую систему фильтрации. Охлаждение масляного контура двигателя здесь же через теплообменник нагревает воду, которая пойдёт на полезное отопление потребителей:

А мощность дальше поступает уже непосредственно на генератор, вырабатывающий электричество. Параметры генератора впечатляют:

10-кВ шины - неигрушечные:

Отработанные газы из двигателей, как вы, наверно, уже догадываетесь, не выбрасываются на отопление облаков, а идут на обогрев воды для последующего теплоснабжения потребителя. Для повышения отказоустойчивости, водяные контуры рабочей среды и теплотрасс полностью изолированны. Обмениваются теплом они через специальные теплообменники:

Насосы качают воду в теплотрассах по всей территории комплекса:

Благодаря цветовой индикации коммуникаций, даже я примерно понимал, что, куда и зачем идёт:

У высокой безотходности и связанности процессов станции есть и минус - текущие тепловая и электрическая мощность связаны напрямую и не могут быть значительно изменены независимо друг от друга. Поэтому, зимой теоретически может возникнуть неприятная ситуация - потребителю в какой-то момент окажется нужно совсем немного электричества, но очень много тепла. На такие случаи на станции есть пара обычных газовых котлов, которые в специальных случаях могут просто догревать воду для обогрева напрямую, газовым горением:

Тоже ничего так производительность:

Вода в контурах, естественно, не может быть имени Мосводоканала, австрийцы не любят простоев станций для очистки и замены забитых солевыми наростами труб. Поэтому в инструкции по эксплуатации станции предельно чётко прописаны все допустимые параметры рабочей воды. Чтобы их достичь - есть небольшой зал подготовки воды:

Дальше - щитовая и распределительная, это уже чисто электрическое хозяйство:

Каждому потребителю - своя ячейка, причём дублированная на случай форс-мажора. Примерно, как хот-свопные БП на серверах:)

Вот одна ячейка одного из складов временно выведена из системы для планового обслуживания. Арендаторы на том складе этого даже не заметили - работает дублирующая:

Чтобы при коммутации силовых шин не возникала дуга со всеми вытекающими последствиями - соединяют шины под напряжением внутри кожухов, заполненных подходящей газовой смесью (элегаз SF-6):

В результате всего этого продуманного процесса, при полной нагрузке температура выбрасываемого в атмосферу воздуха составляет 29 градусов (при примерно 480 на выходе из рабочих камер двигателей). Ну, и канализация ещё выходит со станции, от сотрудников:) Больше ничего, кроме полезного продукта для потребителя. Вентиляционный пропеллер:

Воздух от вентиляции на всякий случай ещё и фильтруют:

Пора и честь знать. Спасибо огромное парням-операторам. Управлять таким хозяйством - большая ответственность, они делают интересное дело. У одного из них, кстати, седьмую неделю лежит ноутбук в "Р-Стайле" для замены внешнего БП. Ух, как я был зол... Но поздно уже обратный ход давать, будет дожидаться, пока там звёзды сойдутся. Покуривая на крылечке:

А кто слушал - молодец. В следующий раз я заберусь на одну из обычных ТЭЦ, уж пару лет руки не доходят всё. Обещаю исправиться рано или поздно:)