Когенерация на месторождениях — эффективный способ конверсии ПНГ в электрическую и тепловую энергию

5-летний рубеж надежной эксплуатации прошел энергоцентр собственных нужд «Уса» — крупнейший ЭСН на месторождениях Республики Коми. ГТУ-ТЭЦ мощностью 100 МВт создана на базе генерирующего и технологического оборудования российского производства.

Энергоцентр собственных нужд (ГТУ-ТЭЦ) мощностью 100 МВт на Усинском месторождении © energas.ru

25 ноября 2016 года компания ЛУКОЙЛ-Коми ввела ГТУ-ТЭЦ на Усинском нефтяном месторождении. Строительство провело ООО «ЛУКОЙЛ-Энергоинжиниринг». Применение основного оборудования отечественного производства и использование инновационных технологий на всех этапах строительства позволили завершить проект за 14 месяцев. Основное и резервное топливо для ЭСН — попутный нефтяной газ. Мощности энергообъекта рассчитаны на потребление 170 млн кубометров ПНГ в год.

Проект осуществлен в интересах развития производственной деятельности на Денисовском лицензионном участке. Энергоцентр «Уса» решает несколько задач:

— покрытие электрических нагрузок в условиях сетевых ограничений;

— выработка тепловой мощности для различных объектов месторождений;

— обеспечение технологических потребностей в горячей воде для закачки в пласты;

— сокращение затрат на потребляемые энергоресурсы;

— уменьшение зависимости предприятия от тарифной политики на рынке электроэнергии;

— снижение нагрузки на окружающую среду и улучшение экологической обстановки на промыслах.

Так возможности ЭСН, наряду с увеличением объемов полезного использования ПНГ, обеспечивают рост добычи углеводородов и энергетическую автономность Усинского, Баяндыского и Восточно-Ламбейшорского месторождений.

Закатка турбины в энергоблок © energas.ru

Установленная электрическая мощность ГТУ-ТЭЦ составляет 100 МВт (номинальная — 125 МВт), тепловая мощность — 152,1 Гкал/ч. ЭСН состоит из 5 когенерационных энергоблоков, каждый из которых выполнен на основе газотурбинной установки ГТЭ-25ПА с генератором мощностью 25 МВт. Выработка электроэнергии происходит по схеме «четыре ГТУ в работе — одна в резерве», что гарантирует надёжность снабжения.

Газотурбинная установка ГТЭ-25ПА разработана АО «ОДК-Авиадвигатель» (Пермь). С 2013 года агрегат серийно выпускается предприятием «ОДК-Пермские моторы». Основа конструкции — турбина ПС-90ГП-25А, самый эффективный энергетический привод российского производства, созданный на базе авиационного двигателя ПС-90А2.

Газотурбинный двигатель ПС-90ГП-25А – эффективный привод для энергетических установок © energas.ru

Для выдачи тепловой мощности здесь установлены пять котлов-утилизаторов, сопряженных с ГТУ. Они нагревают воду за счет высокой температуры выхлопных газов турбин. Отпуск тепла осуществляется аналогично генерации электричества — по схеме 4+1, с резервированием одного котла-утилизатора.

В итоге, когенерационный цикл обеспечивает комбинированную выработку энергии, высокую топливную эффективность, экологичность и экономичность объекта.

Помимо энергоблоков в структуру ЭСН входит котельная собственных нужд, которая также работает на попутном газе.

Для максимально эффективной конверсии ПНГ и надежной эксплуатации генерирующего оборудования энергоцентра необходима качественная подготовка газа перед его подачей на турбины и котельную. Требуемые параметры топлива по чистоте, температуре, давлению и расходу гарантирует многофункциональная технологическая система «ЭНЕРГАЗ», в состав которой входят блок подготовки попутного газа (БППГ) и дожимная компрессорная станция (ДКС).

Блок подготовки попутного газа «ЭНЕРГАЗ» © energas.ru

БППГ осуществляет сепарацию и фильтрацию общего потока ПНГ, подогрев и редуцирование газа для котельной энергоцентра, а также измерение объема топлива, раздельно идущего на ГТУ и котельную.

Технологическая установка располагается на открытой площадке (внутри легкосборного укрытия), оборудована необходимыми инженерными системами. Режим эксплуатации — автоматический. Пропускная способность БППГ — 24 059 м³/ч.

После предварительной подготовки газ, предназначенный для энергоблоков, направляется в ДКС, которая компримирует его и подает в турбины под давлением 4,5…5 МПа.

Дожимная компрессорная станция для компримирования ПНГ © energas.ru

ДКС состоит из трех компрессорных установок, выполненных на базе винтовых маслозаполненных компрессоров. Максимальная производительность каждой КУ составляет 21 447 кг/час, что соответствует общему номинальному расходу топлива на все 4 работающие турбины. Фактическая производительность зависит от динамики нагрузки сопряженных ГТУ и контролируется в диапазоне от 0 до 100%. Для контроля используется специальная двухуровневая система регулирования.

КУ размещаются в отдельных блок-модулях арктического типа, снабженных системами жизнеобеспечения и безопасности. Установки дополнительно оснащены потоковыми анализаторами температуры точки росы газа по воде и углеводородам с устройствами для отбора проб.

Арктическое исполнение компрессорных установок обеспечивает пространство для комфортного обслуживания © energas.ru

Процесс газоподготовки осложнен высоким содержанием жидких фракций в исходном ПНГ, поэтому требуемые значения топлива по влажности достигаются в несколько этапов. Сначала попутный газ поступает в сепаратор-пробкоуловитель БППГ, где идет первичная сепарация и нейтрализуются залповые вбросы жидкости. Затем газ проходит через коалесцирующие фильтры БППГ и фильтры-скрубберы ДКС.

Компоновка БППГ с сепаратором-пробкоуловителем © energas.ru

На заключительной стадии применяется метод рекуперативного теплообмена — каждая компрессорная установка оснащена узлом осушки газа, действующим в режиме рекуперации температуры. Для этого в линию нагнетания интегрированы охладитель и подогреватель, которые образуют промежуточный контур и последовательно осуществляют охлаждение газа, отбой и удаление конденсата, подогрев газа. Осушенное таким образом топливо подается в турбины с температурой на 20 °C выше точки росы.

Комплексная подготовка попутного газа в качестве топлива имеет важное практическое значение для эффективной и надежной эксплуатации энергоцентров месторождений.

Энергоцентр «Уса» © energas.ru

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈