Табл. 1. Надежность ТЭЦ на природном газе
ТЭЦ на природном газе отличаются своими высокими технико-экономическими и экологическими характеристиками в широком диапазоне мощностей от нескольких киловатт до сотен мегаватт. Определяющим фактором для энергосистем при выборе типа установок является их надежность. Высокая надежность позволяет уменьшить затраты на ремонт и содержание резервных мощностей.
Полученные GRI данные позволили более точно оценить надежность систем, чем это было ранее. Эти результаты помогут проектантам и разработчикам проектов более точно оценить эффективность энергетических проектов. В исследовательской работе рассматривались электрогенераторы с поршневым приводом и турбоэлектрогенераторы. Системы были сгруппированы в шесть категорий по размерам: газопоршневые энергетические установки на основе автомобильных двигателей от 60 кВт; энергетические установки до 6,5 МВт, двухтопливные системы; газотурбинные установки от 1,1 до 104 МВт. Было сделано также разделение на 16 подкатегорий по первичным характеристикам и дополнительному оборудованию.
Сравнение данных с данными по эксплуатации больших ТЭЦ централизованного энергоснабжения показало, что все группы малых ТЭЦ на газе являются более надежными по усредненным основным показателям (табл. 1). Коэффициент готовности показывает общее время готовности системы к работе. Как видно из таблицы коэффициент готовности для газовых ТЭЦ составляет 90,0–95,8 %, в то время как уТ ЭЦ централизованного энергоснабжения этот коэффициент составлял только 85,9 %.
Коэффициент вынужденного простоя для малых ТЭЦ практически в несколько раз ниже, чем в энергосистемах. Это показывает, что газовые ТЭЦ значительно более надежны, чем считалось ранее. Более того, использование малых ТЭЦ в энергосистемах может повысить их надежность. Для каждого из 9500 отмеченных отказов или выключений исследователи присваивали стандартную квалификацию в соответствии со стандартом 762 Института инженеров электроники и электротехники.
Была создана специальная программа для систематизации и анализа данных по надежности ТЭЦ. Так как ТЭЦ работают по определенным циклам, такая систематизация будет полезна для анализа надежности установок в периоды их работы. Распределение систем и подсистем по их надежности дает ключи для принятия мер по увеличению работоспособности установок (см. рис.).
Например, в группе установок мощностью 60–75 кВт (группа 1) двигатель и подсистемы повинны в 49% вынужденных простоев. В частности многие аварии происходили из-за повышенных температур охлаждающей жидкости вследствие плохого проектирования и обслуживания. Для газовых турбин малой мощности от 4 до 5 МВт и от 5 до 25 МВт (группа 2) оказалось, что главный вклад в причины отключений вносят электронные системы управления. Институт планирует продолжить исследования и расширить базу данных для углубленного анализа надежности подсистем и компонентов ТЭЦ.
* Reliability of Natural Gas Cogeneration Systems. Gas Research Institute (GRI). Cogeneration and Competitive Power Journal. Vol. 10, №4, Fall 1995.
