Проект автономного энергоснабжения. Энергокомплекс Находкинского газового месторождения.

Среди недавно завершенных проектов внимание привлекает энергокомплекс Находкинского газового месторождения компании «Лукойл–Западная Сибирь». Возможно, идеология создания этого энергообъекта заложит основы нового подхода к организации работ по построению комплексов автономного энергоснабжения...

"Новости ЭлектроТехники" № 5(35) 2005 г.

А. Гольдинер: В Находкинском энергокомплексе воплощена концепция комплексного подхода к реализации проекта. Её суть в том, что энергокомплекс – единый объект проектирования, оптимизации, поставки оборудования, строительства, монтажа, пусконаладки. При этом многие этапы работы осуществлялись параллельно.
Ключевой момент с точки зрения проектировщиков и производственников – обеспечение высокой надежности энергоснабжения и понимание энергокомплекса как суммы средств доведения энергоснабжения до клемм потребителя. Поэтому в термин «энергокомплекс» входит не только оборудование генерации электрической и тепловой энергиии, распредустройства среднего напряжения, но и низковольтные распредустройства, обеспечивающие подачу знергии к конечным пользователям, защиту и мониторгинг, системы автоматизации и информатизации. Заказчик – «Лукойл-Западная Сибирь» предъявил к объекту особые требования, главным из которых явилось обеспечение повышенной надежности функционирования энергокомплекса, учитывающие особенности территориального расположения (сегодня это самое северо-восточное газовое месторождение), возможное отсутствие транспортного сообщения в течение длительного времени. Исходя из этого и велась разработка проекта, оценивалось предлагаемое производителями оборудование и готовность предприятий к динамичной, напряженной совместной работе, начиная с проработки оригинальных инженерных решений, участия в проектировании и т. д. Надежность комплекса определялась использованием современного оборудования и развитых, многоуровневых систем мониторинга, новых принципов управления станцией. Для этого были разработаны оригинальные инженерные решения по автоматизации, резервированию оборудования, определена элементная база, режимы нагрузки, дублирования и многое другое.
В целом это обеспечило устойчивость комплекса не только к одиночному отказу оборудования, что общепринято, но и к двойным, а зачастую и к тройным отказам.
В результате получился энергокомплекс, имеющий высокие характеристики по живучести и качеству исполнения, в котором сконцентрированы все современные достижения в проектировании, инжиниринге и оборудовании.
Необходимо особо отметить, что столь высокий уровень инженерных и проектных решений, комплексность подхода к проблеме в огромной степени определен знаниями, опытом, методологией, привнесенными коллективом руководителей, разработчиков, проектантов из прошлого богатого опыта работы на предприятиях военно-промышленного комплекса по той же тематике, либо по руководству и организации больших по объему и сложных по характеру выполнения и технической проблематике заказов.

В. Аргунов: На Находкинском месторождении создавался комплексный энергообъект, включающий в себя не только генерирующие мощности, но и распределительные устройства и системы управления всем оборудованием. Именно необходимость такого подхода и сжатые сроки диктовали особые условия организации работ.
Предприятия, строящие отношения по принципу «подрядчик – субподрядчик», не смогли бы реализовать этот проект. Этот принцип смог реализовать консорциум предприятий, организаторами которого стали петербургские компании «Электросистемы» и «ПО Элтехника», проектант месторождения – «Тюмень-НИИгипрогаз» и разработчик информационно-управляющей системы – омская компания «Индустриальные системы автоматики». Я считаю, что при таком подходе был достигнут значительный синергетический эффект.

– Конкретизируйте, пожалуйста, какие именно решения лежат в основе проекта.

А. Гольдинер: Ключевые решения продиктованы поставленной задачей, необходимостью резервировать и дублировать работу всего оборудования.
Во-первых, для генерирующих мощностей было выбрано количество генерирующих агрегатов, необходимое по мощности, плюс один агрегат в резерве и один в ремонте. Поэтому в проекте была заложена установка четырех машин, а не двух.
Во-вторых, это газовое месторождение и основным топливом для генераторных установок энергокомплекса является газ. Но если по каким-либо причинам его подача прекратится, то для обеспечения жизнедеятельности месторождения в работу включатся дизель-генераторы, для которых предусмотрены значительные запасы дизельного топлива.
В-третьих, на генерирующих агрегатах установлены резервные системы охлаждения газопоршневых двигателей, что, с одной стороны, повышает их надежность, а с другой позволяет осуществлять частичную утилизацию тепла. Да и сами котлы могут работать как на газе, так и на дизельном топливе. В-четвертых, в системе электроснабжения применена двойная система шин, что обеспечивает гарантированное электроснабжение комплекса по 1-й категории надежности.
В-пятых, сам комплекс спроектирован в трех зданиях, соединенных теплыми переходами и разделенных по функциональному признаку. В одном помещении – машинный зал с газопоршневыми машинами и системой утилизации тепла, генерирующий электроэнергию и часть тепла, в другом – котельная и резервные дизель-генераторы, в третьем – распределительные устройства и диспетчерская, из которой осуществляется управление системами вспомогательного оборудования и обеспечивающими системами, относящимися к службе главного энергетика. Аварийные ситуации в любом из зданий не приведут к кризисной ситуации с точки зрения обеспечения электроэнергией и теплом всего комплекса.
В-шестых, станция глубоко автоматизирована и информатизирована и требует минимального обслуживания. Можно сказать, что на станции обеспечена чрезвычайно высокая степень надежности функционирования всех систем.

– Какова энергетическая мощность комплекса?

А. Гольдинер: В энергокомплексе установлены четыре газопоршневые машины Deutz по 1,35 МВт каждая, два дизель-генераторных агрегата той же фирмы по 630 кВт и четыре водогрейных котла Loos мощностью 3,05 МВт каждый. Кроме того, электрохозяйство включает контейнерные трансформаторные подстанции и распределительный пункт из 30 ячеек КСО «Аврора», в состав которого также включен полный комплект низковольтных устройств.

– На что ориентировались разработчики, выбирая оборудование для энергокомплекса, и какой доработки оно потребовало?

А. Гольдинер: В первую очередь на качество. Один из принципов компании «Лукойл» заключается в том, что всё оборудование надлежащего качества должно приобретаться в России. Этого принципа мы старались придерживаться, тем более что специалисты «Лукойл – Западная Сибирь» принимали самое активное участие в выборе оборудования.
К сожалению, газопоршневые машины мощностью 1–2 МВт в России не производятся. У нас в стране выпускается достаточно много марок газовых турбин, на базе которых можно построить электростанцию, но их моторесурс существенно уступает ресурсу газопоршневых машин. В качестве приоритетного параметра был определен моторесурс, а также простота организации ремонта, который, в случае возникновения необходимости, можно было бы осуществлять на месте. Поэтому и были выбраны газопоршневые машины зарубежного производителя – фирмы Deutz.
Необходимо отметить, что новационные технические решения, разработанные питерскими инженерами и проектантами совместно со специалистами заказчика, по организации системы генерирующих мощностей были реализованы инженерами фирмы Deutz. С этой точки зрения генерирующая система энергокомплекса уникальна. Поверьте, многие технические решения, примененные для Находкинского месторождения, фирма Deutz никогда раньше не использовала.
В сетевом и распределительном электрохозяйстве комплекса было использовано оборудование отечественного производителя – подстанции и ячейки петербургской компании «ПО Элтехника».

В. Аргунов: Отмечу, что при выборе оборудования для электроснабжения анализировались также экономические показатели проекта. Для оценки возможных результатов эксплуатации альтернативного оборудования применялась экономико-математическая модель, разработанная совместно с Санкт-Петербургским государственным инженерно-экономическим университетом. В модели учтены основные факторы, влияющие на экономические результаты: стоимость оборудования, эксплуатационные расходы, надежность, гарантийные обязательства поставщика, расходы на устранение аварий. Методика достаточно универсальна и позволяет полностью учесть специфику проекта. Учитывая сложные климатические условия эксплуатации оборудования и довольно стесненные условия строительной части энергокомплекса, наши инженеры разработали оборудование с минимальными габаритами. Для сокращения сроков монтажа трансформаторные подстанции в металлических оболочках были рассчитаны на транспортировку в полностью собранном виде, включая установленные силовые трансформаторы.
В ячейки КСО и низковольтные комплектные устройства уже на заводе были интегрированы устройства приема/передачи данных для обеспечения работы информационно-управляющей системы. Это стало возможным только при тесном взаимодействии проектантов сетей и производителей оборудования.

А. Гольдинер: Объекты систем энергообеспечения (включая собственно энергокомплекс) охвачены общей информационной системой. Необходимость этого многими специалистами часто оспаривается из-за довольно высокой стоимости подобных систем, т. к. «любую неисправность обслуживающий персонал может обнаружить визуально…». Нам всё же это представляется наиболее верным решением: в диспетчерской видны все параметры системы, и оператор мгновенно может определить причину неисправности, будь то перегрузка, отказ какого-либо оборудования или что-то еще, и отправить обслуживающий персонал для ликвидации аварии.

– В таком случае уточните, пожалуйста, состав и численность персонала, необходимого для управления и обслуживания энергокомплекса.

А. Гольдинер: Одновременно в операторной работают всего два человека: дежурный оператор и инженер-технолог службы главного энергетика. Все оборудование работает в автоматическом режиме, а система мониторинга и управления выводит все параметры в диспетчерскую, оператор которой контролирует состояние всех систем и может, не выходя из операторной, принимать решения и управлять теми или иными устройствами.
Количество другого обслуживающего персонала станции определяется нормами и правилами эксплуатации энергоустановок. Его обучение осуществлялось сначала на заводах-изготовителях основного оборудования, а затем непосредственно на месте экс-плуатации.

– Оценивая завершенный проект, назовите, пожалуйста, самые сложные моменты в работе над ним.

А. Гольдинер: Первое – очень сжатые сроки выполнения проекта и соответственно его этапов. Так, например проектирование, весь этап которого вместе с согласованием с производителями основного оборудования занял три месяца. Второе – комплексность проекта. Необходимо было в одном решении увязать вопросы электроснабжения, теплоснабжения, инжиниринга, подбора всего комплекса оборудования, мониторинга и диспетчеризации.
Контракт на проектирование и поставку электрооборудования был заключен в феврале 2004 года, основное оборудование (десятки контейнеров с достаточно сложной продукцией) было поставлено и полностью смонтировано на месторождении уже к июлю, а в декабре состоялся пробный пуск энергокомплекса. И всё это – на Крайнем Севере, куда наиболее тяжелая часть оборудования была доставлена по зимнику уже весной 2004 года.

В. Аргунов: Учитывая отведенные сроки, необходимо было разработать решения, позволяющие максимально упростить монтажные и пусконаладочные работы, а также дальнейшую эксплуатацию оборудования.
Например, для ускорения монтажа было осуществлено разделение распределительного устройства на генераторную и распределительную часть. Такое решение также повысило гибкость и надежность системы электроснабжения всего комплекса.

– Можно ли рассматривать проект энергокомплекса Находкинского месторождения как типовой?

А. Гольдинер: Не сам проект, наверное, а принципы его построения, те интеллектуальные решения, которые в него заложены. Они могут быть типовыми для подобного рода автономных энергоблоков.
Всегда имеется некая основополагающая функция в реализации любого проекта: деньги, надежность, какая-то специальная задача. Когда на первое место встает вопрос высокой надежности обеспечения энергией подобного рода объектов заказчика, то принципы, заложенные в этом проекте, могут явиться образцом.
Если говорить о типовом проектировании вообще, то я считаю, что в принципе типовые проектные решения – благо. Это экономия времени, сил, апробированность решений временем. Однако те, кто занимается типовым проектированием, должны быть специалистами экстра-класса, поскольку необходимо обеспечивать высокий технический уровень таких решений и постоянно поддерживать их на «пике».

По просьбе редакции итоги работы над энергокомплексом Находкинского месторождения прокомментировал Тимофей Семенович Гудкин, технический директор по проектам добычи природного газа ОАО «Лукойл – Западная Сибирь»:

– Прежде всего отмечу саму идею объединения предприятий в консорциум и комплексного подхода к проектированию и строительству энергокомплекса, позволившую создать неразрывность обязательств подрядчика от проектирования до передачи в эксплуатацию. Концепция энергокомплекса как единого объекта проектирования, оптимизации, поставки оборудования, строительства, монтажа и пусконаладки полностью себя оправдала.
Только совместная работа позволила нам в кратчайшие сроки возвести энергокомплекс и запустить всё оборудование месторождения. Сейчас период опытно-промышленной эксплуатации промысла полностью завершен, он выведен в режим штатной эксплуатации, построены все основные объекты энергопотребления. Оборудование надежно работает.