1 стр. из 1

Проверка работоспособности ГПГУ Waukesha состоялась! Несмотря на невысокое качество попутного нефтяного газа месторождения (детонационный индекс WKI=53), ГПГУ Waukesha VHP 9500GSI демонстрируют устойчивую работу на номинальной нагрузке без потери мощности, выдавая заявленные 2,25 МВт.

Верх-Тарское нефтяное месторождение расположено на севере Новосибирской области и на настоящий момент считается самым крупным месторождением в области. Нефтяные залежи здесь были открыты еще в 1970 г. специалистами «Новосибирскгеологии». Именно тогда 10 разведовательных скважин из 22 подтвердили наличие нефтеносного пласта на глубине 2340 м. Балансовые запасы месторождения тогда оценивались в 43,345 млн т нефти (категории А, В, С1), извлекаемые — 20,805 млн т. По уточненным данным, полученным в 2005 г. после проведения геологоразведочных работ, оценка запасов нефти увеличилась почти в 1,5 раза и составила: извлекаемые запасы месторождения — 32 млн т нефти, геологические — 68 млн т нефти.

Добываемая на Верх-Тарском нефтяном месторождении нефть по своим свойствам очень близка к марке Brent и характеризуется высоким качеством с минимальным количеством примесей. При переработке Верх-Тарской нефти выход светлых фракций на 25% выше, чем в среднем по России.

Лицензия на право разработки Верх-Тарского месторождения нефти была выдана в 1994 г. АООТ «Варьеганнефтегаз». В 1997 г. право пользования недрами Верх-Тарского месторождения было переоформлено на ОАО «Новосибирскнефтегаз», которое является сегодня дочерней структурой ОАО «ТНК-ВР Холдинг». ОАО «Новосибирскнефтегаз» планировало начать промышленную добычу нефти еще в 1997 г. с постепенным доведением объемов добычи до 1,5 млн т. Однако в связи с задержками финансирования и пересмотром технологической схемы разработки месторождения промышленное освоение нефтяного промысла было начато только в 2000 г. По итогам 2000 г., была добыта 31 тыс. т нефти. В течение последующих трех лет добыча велась небольшими объемами, активный рост начался только с 2003 г. (в 2003 г. добыто 481,6 тыс. т, в 2004 г. — 928,1 тыс. т, в 2005 г. — 1354,4 тыс. т, в 2006 г. — около 1,8 млн т). В текущем году предприятие предполагает выйти на уровень 2,4 млн т.

Одной из особенностей Верх-Тарского нефтяного месторождения является удаленность от всех коммуникаций, что создает главную сложность при освоении запасов углеродного сырья. Предприятию пришлось решить проблемы, связанные с отсутствием дорог, линий электропередач и удаленностью от ближайшей транспортной точки на 200 км. Так, «Новосибирскнефтегазом» был построен 180-километровый трубопровод до пункта приема нефти компании «Транснефть» — Барабинской нефтеперерабатывающей станции. На этапе разведочных и буровых работ энергоснабжение оборудования обеспечивали дизельные электростанции на базе двигателей производства Сummins. В общей сложности пять ДЭС единичной мощностью 1 МВт, которые до сих пор входят в состав энергохозяйства, питали промыслы Верх-Тарского нефтяного месторождения на этом этапе.

Растущие объемы извлекаемой нефти, удаленность от ЛЭП и большое количество попутного нефтяного газа в составе извлекаемой нефти заставили руководство предприятия рассмотреть альтернативную схему организации энергоснабжения Верх-Тарского месторождения — строительство электростанции собственных нужд. Несмотря на невысокое качество ПНГ (детонационный индекс WKI=53), при выборе типа привода генерирующих мощностей было принято решение об использовании газопоршневых генераторных установок.

Первые газопоршневые генераторные установки появились на Верх-Тарском месторождении в 2003 г. Это были три ГПГУ CAT3516 (производства Caterpilar, США) номинальной мощностью 1,03 МВт. Однако устойчивую работу агрегаты демонстрировали только при 60–70% мощности. Попытка увеличения нагрузки приводила к немедленной остановке двигателя, обусловленной, по словам эксплуатирующего персонала, «плохим составом газа». Включенная в состав электростанции в 2004 г. ГПГУ Jenbacher J620 номинальной мощностью 3,05 МВт отказывалась работать даже при половинной нагрузке. 1,4 МВт — именно столько вырабатывает J620 в настоящее время. Острая нехватка необходимых мегаватт энергии для процессов добычи заставила руководство «Новосибирскнефтегаза» продолжить дальнейшее наращивание мощности энергохозяйства на ГПГУ Caterpilar этой же серии — производитель гарантировал запуск агрегатов уже через несколько месяцев после подписания контракта. Пять машин CAT3516, установленные в 2006 г., также не смогли обеспечить заявленную мощность. Архитектурно­строительные решения всех электростанций были идентичными — размещенная на фундаменте быстровозводимая ограждающая конструкция из сэндвич­панелей, разделенная на отсеки.

Постоянный рост добычи нефти на Верх-Тарском месторождении требовал установки дополнительных насосов, являющихся основными потребителями электроэнергии на месторождении, что привело к нехватке энергии. Поэтому в начале сентября 2005 г. ТНК-BP организовало новый тендер на поставку и монтаж энергоцентра для нужд Верх-Тарского месторождения.

Для участия в тендере были привлечены ведущие компании, работающие в области малой энергетики, среди которых были и те, чье оборудование уже работает на этом месторождении. Основными требованиями к претендентам были объем выполняемых работ, сроки, сохранение преемственности архитектурно-строительного решения (ограждающая конструкция должна быть идентична ранее установленным модулям) и возможность работы ГПГУ без потери мощности на попутном газе месторождения. «Энерготех», предлагая ГПГУ ведущего мирового производителя газопоршневых агрегатов компании Waukesha Engine Dresser, Inc, чьим официальным дилером он является, в отличие от конкурентов гарантировал выдачу 100% мощности. Именно эти цифры подтвердили специалисты завода-изготовителя после тщательного анализа химического ПНГ Верх-Тарского нефтяного месторождения и характеристик ГПГУ серии VHP, предлагаемых в тендерной документации. Более того, эти гарантии были специально оговорены в дальнейшем, в ходе подписания договора.

Имеющийся опыт эксплуатации оборудования различных производителей потребовал от менеджмента компании кропотливой проработки предложений по увеличению мощности энергоцентра. Эффективное решение и короткие сроки реализации проекта, предложенные «Энерготех», и главным образом гарантии работы агрегатов Waukesha на заявленной мощности (2,25 МВт) обеспечили победу в проведенном тендере.
Энергоцентр Верх-Тарского месторождения располагается в непосредственной близости от существующих энергоцентров на база ГПГУ Caterpilar и Jenbacher и включает в себя следующее оборудование:
Две ГПГУ Waukesha VHP 9500GSI.

Модель ГПГУ Waukesha VHP9500GSI изготовлена на базе газопоршневого двигателя серии VHP. Эта серия была разработана компанией Waukesha Engine Dresser, Inc (США) в конце 60-х гг. для работы на тяжелых видах топлива, которым является ПНГ. Как результат отработанной годами технологии, двигатели этой серии обладают высокой надежностью, которая позволяет использовать их на удаленных от сервисных центров объектах, и имеют высокий ресурс. Так, полный ресурс двигателей серии VHP составляет более 250 тыс. часов. Еще одной отличительной характеристикой двигателей Waukesha является способность устойчиво работать на широком спектре газообразного топлива. Минимальное значение метанового числа, при котором двигатель вырабатывает полную мощность, может быть ниже 50. Так, на газе Чистинного месторождения, имеющего детонационный индекс WKI=44, производителем также гарантировалась работа без потери мощности. Более того, конструкция двигателя такова, что допускает изменение настроек двигателя в случае изменения состава газа уже после проведения пусконаладочных работ.

Низкие обороты (1000 об./мин.) и большой объем двигателя обеспечивают устойчивую работу с нагрузкой, которая имеет большую единичную мощность. Кроме того, этот фактор реально увеличивает срок службы всех деталей двигателя на 30%, соответственно, и интервалы между ТО по сравнению с высокооборотистыми двигателями, имеющими 1500 об./мин. Внедренное передовое оборудование охлаждения клапанных седел позволяет снизить рабочую температуру клапанов и их седел, что увеличивает ресурс использования и интервал ТО этих узлов от 24000 до 36000 часов. Улучшенная конфигурация головки цилиндра и поршневой группы позволила на 30% увеличить эффективность охлаждения данного оборудования. Благодаря этому увеличились интервалы ТО на 20–25%, а также расширились допустимые границы изменения нагрузки и минимальной нагрузки без потерь стабилизации выдаваемых параметров.

На каждом из цилиндров установлены датчики температуры выхлопных газов, которые подключены к системе мониторинга и управления электростанции. Цилиндры оборудованы независимыми каналами мониторинга и управления зажиганием, осуществляемым блоком Detcon. Блок Detcon представляет собой электронно-программируемое устройство, установленное в непосредственной близости от ГПГУ в металлическом корпусе 500×250×200 мм. Оно осуществляет контроль за детонацией в каждом цилиндре и имеет возможность регулировки угла зажигания в зависимости от состава топливного газа. Кроме того, Detcon имеет три дискретных выхода, в зависимости от уровня детонации подающих сигналы трех уровней:
предупреждение о наличии детонации;
необходимость плавной разгрузки;
мгновенная остановка ГПГУ.

Эти сигналы передаются на АРМ оператора. Блок может быть настроен для работы с различными типами двигателей.

В качестве генератора в ГПГУ использован трехфазный бесколлекторный генератор переменного тока Baylor (конструкция с двумя подшипниками) — модель G637ZPT-613 производства компании National Oilwell (Техас, США) мощностью 1175 кВт. Номинальное напряжение — 6,3 кВ, частота — 50 Гц. Привод генератора осуществляется с помощью непосредственного соединения с газопоршневым двигателем через гибкую муфту. Генератор National Oilwell сконструирован так, чтобы обеспечить безаварийную работу и наибольший срок службы. Корпус изготовлен из стальных деталей, приваренных к плоским торцевым кольцам, и спрессованных пластин. К корпусу приварены стальные опоры, обеспечивающие жесткое крепление генератора и его соосность с газопоршневым двигателем. Генератор состоит из двух основных частей: генератора переменного тока и встроенного, находящегося на одном валу с генератором бесколлекторного возбудителя. Вращающиеся ротор генератора и ротор возбудителя и вращающийся выпрямитель установлены на валу генератора и электрически взаимосвязаны. Применение бесколлекторного возбудителя устраняет регулировку щеток и изнашивающихся скользящих контактов, обеспечивая таким образом длительную, надежную и безаварийную работу. Генератор поставляется с подшипниками, уже заполненными необходимым количеством смазки, и требует добавления смазки лишь каждые 2000 часов эксплуатации.

Пневматическая пусковая система, включающая в себя фильтр всасываемого воздуха, воздушный винтовой компрессор, ресиверную емкость с необходимой арматурой, трубопроводом и автоматикой.

Внешняя система топливоподачи электростанции, которая состоит из фильтра­сепаратора для очистки топливного газа от механических примесей и капельной жидкости; газораспределительного пункта, обеспечивающего требуемое давление газа; фильтра тонкой очистки, служащего для удаления жидких углеводородов и окончательной подготовки топливного газа; расходомерного узла и системы подогрева топливного газа.

Электротехническое оборудование КРУ серии D12P, предназначенное для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц напряжением 6,3 кВ.

Аварийные радиаторы охлаждающей жидкости — сухие градирни производства компании Guntner (Германия), расположенные на опорах в непосредственной близости от главного здания энергоцентра.

Другие общестанционные и инженерные системы.

Все оборудование электростанции, за исключением ресивера сжатого воздуха, градирен и системы газоподготовки, расположенной в отдельно стоящем контейнере, располагается в быстровозводимом блоке, выделенном для каждого из газопоршневых агрегатов и разделенном на функциональные зоны-отсеки.

Работы, связанные с реализацией контракта, проводились параллельно. В то время когда ГПГУ изготавливались на заводе-изготовителе в г. Вокеша (США, штат Висконсин), были выполнены проектные работы. Причем работы по расстановке оборудования на площадке и межмодульные соединения выполнял генеральный проектировщик месторождения ЗАО «Сибнефтегазпроект», а внутримодульное проектирование осуществили специалисты проектного отдела «Энерготех». Поставка вспомогательного оборудования и строительные работы, связанные с подготовкой фундамента под будущую электростанцию, также велись в этот зимний промежуток времени.

Как известно, процесс заливки фундамента в зимний период времени крайне сложен и требует специальных устройств и дополнительных механизмов для осуществления прогрева. Более того, низкая температура окружающего воздуха не позволяла прерывать процесс заливки фундамента. Специалистам «Энерготех» удалось преодолеть эти трудности, не снижая темпов строительства! Работы велись до самого раннего утра с применением искусственного освещения, чтобы не прерывать процесс заливки. Сильный ветер, скорость которого достигала 20–25 м/с, затруднял и без того непростую работу, ускоряя процессы вымораживания бетона. 14 января 2007 г. фундамент будущего энергоцентра был готов для проведения монтажа. Погодные условия не благоприятствовали проведению монтажных работ — температура часто опускалась за отметку –30° С. Вопреки перечисленным трудностям все оборудование было смонтировано за 2,5 месяца. Уже в середине марта 2007 г. была запущена первая ГПГУ, а в начале апреля начал работу второй агрегат. Специалистам отдела пуско­наладочных работ, несмотря на попутный газ с индексом детонации WKI=53, удалось настроить ГПГУ на работу с выдачей мощности, удовлетворяющей техническому заданию.

После ввода генераторных установок в эксплуатацию заказчик получил возможность на практике убедиться в возможностях работы газопоршневых двигателей разных производителей на попутном газе одного состава. По результатам 72-часовых испытаний установки Waukesha продемонстрировали устойчивую работу на номинальной нагрузке без потери мощности, обеспечивая заявленные ранее 1,1 МВт.

Укрепившееся доверие специалистов энергохозяйства ОАО «Новосибирскнефтегаз» к ГПГУ Waukesha позволило начать реализацию второго этапа энергоснабжения Верх-Тарского месторождения. Новое оборудование энергоцентра, включающее в себя три газопоршневые генераторные установки Waukesha APG 3000, уже поставлено и будет запущено в I квартале 2008 г.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!