Проектирование мини-ТЭЦ

Проектирование мини-ТЭЦ (мини-теплоэлектроцентрали) — это многоэтапный процесс, включающий анализ текущих условий на предприятии, разработку технических решений, подготовку проектной документации и выполнение согласований. Данная статья поможет понять для чего необходимо проектирование мини-ТЭЦ, какие этапы проектирования предстоят, какие данные необходимо собрать, а также как оценить экономическую эффективность проекта. Это важно, потому что правильно спроектированная мини-ТЭЦ обеспечивает долгосрочную экономию, энергетическую независимость и контроль над затратами на энергоснабжение.

Основные термины и определения проектирования

Мини-ТЭЦ (мини теплоэлектроцентраль) — компактная электростанция, обеспечивающая предприятие электроэнергией и теплом, снижает затраты на энергоснабжение и повышает энергетическую независимость.

Этапы проектирования

Таблица основных этапов проектирования мини-ТЭЦ

Этапы "разработки и согласований стадии проектной документации" и "авторского надзора" являются вариативными и выполняются по требованию заказчика.

Виды инженерных изысканий

На этапе предпроектного обследования проектирования, после выезда специалиста, производятся инженерные изыскания. 

Таблица с детальным описанием различных видов изысканий, необходимых до начала этапа разработки и согласования стадии ОТР.

Основные этапы проведения инженерных изысканий:

Результаты инженерных изысканий:

Результат инженерных изысканий:
Проведение инженерных изысканий позволяет минимизировать риски, связанные с неправильным выбором места для строительства, повысить надежность фундамента и инженерных систем, а также снизить затраты на эксплуатацию оборудования. Эти данные также необходимы для получения разрешений на строительство и подключения к инженерным сетям.

Разработка технического задания (ТЗ)

Разработка технического задания (ТЗ) — один из ключевых этапов проектирования мини-ТЭЦ, который определяет основные технические требования к объекту, функциональные параметры оборудования и условия эксплуатации. Правильно составленное ТЗ позволяет значительно сократить сроки проектирования, минимизировать риск ошибок и обеспечить высокое качество будущего энергокомплекса.

Цели и задачи разработки ТЗ

Основные разделы ТЗ

Подготовка и согласование ТЗ

Подготовка технического задания включает следующие этапы:

1.   Сбор исходных данных — результаты инженерных изысканий, данные предпроектного обследования, требования заказчика.

2.   Формирование требований к оборудованию — выбор оптимальных технических решений на основе анализа аналогичных объектов.

3.   Определение режимов работы — выбор параллельного или автономного (островного) режима в зависимости от целей проекта.

4.   Согласование с заказчиком — обсуждение и утверждение всех разделов ТЗ, включая мощностные параметры, требования к надежности и стоимости.

5.   Утверждение ТЗ — официальное закрепление документа, который станет основой для дальнейших проектных работ.

Утверждённый документ ТЗ включает:

• Технические характеристики оборудования (электрическая и тепловая мощность, КПД, тип топлива).
• Требования к подключению к внешним инженерным сетям и коммуникациям.
• Параметры эксплуатации (диапазон температур, уровень влажности, допустимый уровень шума).
• Требования к безопасности и экологичности (ограничения по выбросам, требования к системам автоматической защиты).
• Экономические показатели (расчет окупаемости, планируемая экономия затрат).
• График выполнения работ (сроки проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию).
• Формализованный документ — это электронный формат официального документа, сформированный в соответствии с утверждённым форматом ФНС. Он обладает чётко структурированной формой и содержанием.

Пример ТЗ для мини-ТЭЦ мощностью 1 МВт

Схема мини-ТЭЦ

Используется для разработки и согласования технического задания, а также для определения компоновки оборудования и основных технологических узлов. Схема мини-ТЭЦ включает следующие элементы:

• Расположение основного оборудования (генераторов, двигателей, теплообменников).
• Схемы подачи и распределения топлива.
• Системы охлаждения и теплоутилизации.
• Трассы электрических кабелей и трубопроводов.
• Системы автоматики и управления.
• Шумозащитные и виброзащитные элементы.

Схема также учитывает режимы работы (автономный, параллельный, островной) и особенности размещения (контейнер, блок-модуль, кожух, водная платформа и т.д.).

Выбор режима работы мини-ТЭЦ 

В процессе проектирования, на этапе разработки технического задания (ТЗ), необходимо выбрать режим работы мини-ТЭЦ. Всего два варианта режима работы, параллельно с сетью и автономный (островной режим).

Параллельная работа с сетью — режим, при котором мини-ТЭЦ подключена к централизованной электросети и может как потреблять, так и передавать электроэнергию в сеть.

Преимущества параллельного режима работы мини-ТЭЦ с сетью:

• Возможность продажи излишков электроэнергии в сеть.
• Гарантия бесперебойного питания при наличии внешней сети.
• Более гибкое управление мощностью и оптимизация энергопотребления.

Недостатки:

• Зависимость от внешней электросети.
• Необходимость сложной синхронизации и настройки оборудования для стабильной работы.
• Требования к качеству электрической энергии (частота, напряжение) в сети.

Автономный режим (островной) — мини-ТЭЦ полностью независима от внешней сети и обеспечивает предприятие энергией локально. Такой режим часто используется для объектов, расположенных вдали от централизованных электросетей или в случаях, когда необходимо обеспечить полную энергетическую независимость.

Преимущества автономного режима работы мини-ТЭЦ:

• Полная энергетическая независимость.
• Возможность работы при отключении внешних сетей.
• Повышенная надёжность электроснабжения в условиях нестабильных внешних сетей.

Недостатки:

• Необходимость резервирования мощности для обеспечения надёжности.
• Более сложное управление нагрузками и генерацией.
• Требует дополнительных мер для поддержания стабильности частоты и напряжения.

Типы конструкций мини-ТЭЦ

При разработке базовых технических решений (БТР), начинается проработка вопросов конструкции, компоновки оборудования, типа охлаждения и других технических решений.

1. Контейнерная мини-ТЭЦ

• Описание: Компактная электростанция, смонтированная в металлическом контейнере с тепло- и шумоизоляцией.
• Преимущества: Быстрая установка, мобильность, защита от погодных условий и вандализма.
• Недостатки: Ограниченные возможности модернизации, необходимость усиленной вентиляции.
• Применение: Строительные площадки, временные энергетические объекты, удалённые объекты с ограниченной инфраструктурой.

2. Блочно-модульная мини-ТЭЦ

• Описание: Состоит из отдельных блоков (модулей) для основных узлов: генератор, система охлаждения, газоочистка и т.д.
• Преимущества: Гибкость в проектировании, возможность расширения мощности, упрощение транспортировки.
• Недостатки: Более сложная сборка на месте, высокие требования к фундаменту.
• Применение: Заводы, крупные промышленные объекты, ТЭЦ на объектах с переменной нагрузкой.

3. Мини-ТЭЦ в кожухе (капотное исполнение)

• Описание: Установка с внешним металлическим кожухом для шумоизоляции и защиты оборудования.
• Преимущества: Высокая степень шумоизоляции, компактность, защита от внешних воздействий.
• Недостатки: Более сложное обслуживание, ограниченный доступ к узлам оборудования.
• Применение: Объекты в городской черте, здания с высокими требованиями к уровню шума.

4. Плавучая (на воде) мини-ТЭЦ

• Описание: Электростанция, размещённая на плавучей платформе или барже.
• Преимущества: Гибкость в размещении, независимость от наземных коммуникаций, высокая мобильность.
• Недостатки: Высокие затраты на строительство и эксплуатацию, сложное техническое обслуживание.
• Применение: Порты, прибрежные зоны, удалённые островные объекты.

5. Стационарная (капитальная) мини-ТЭЦ

• Описание: Постоянная установка, интегрированная в здание или специально построенное сооружение.
• Преимущества: Высокая надёжность, длительный срок службы, возможность масштабирования.
• Недостатки: Высокая стоимость строительства, длительные сроки монтажа.
• Применение: Заводы, крупные промышленные предприятия, ТЭЦ в составе крупных энергетических комплексов.

6. Шумозащитная мини-ТЭЦ с экранированием

• Описание: Электростанция, оборудованная шумозащитными экранами для минимизации шума.
• Преимущества: Эффективное снижение шума, соответствие санитарным нормам.
• Недостатки: Требует дополнительного места для установки экранов, повышенные затраты.
• Применение: Объекты в жилых зонах, больницы, офисные центры.

7. Мобильная мини-ТЭЦ

• Описание: Установка на шасси или прицепе для быстрой транспортировки.
• Преимущества: Высокая мобильность, готовность к быстрому развёртыванию, возможность временного использования.
• Недостатки: Ограниченная мощность, необходимость частого технического обслуживания.
• Применение: Аварийные службы, строительные площадки, временные объекты.

8. Подземная мини-ТЭЦ

• Описание: Установка, размещённая под землёй для минимизации воздействия на окружающую среду и шумовых нагрузок.
• Преимущества: Максимальная защита от внешних факторов, отсутствие визуального воздействия на ландшафт.
• Недостатки: Высокие затраты на строительство, сложное обслуживание.
  Применение: Горнодобывающие предприятия, военные объекты, городские ТЭЦ.

9. Гибридная мини-ТЭЦ

• Описание: Установка, комбинирующая несколько типов энергоносителей (газ, биогаз, водород).
• Преимущества: Гибкость в выборе топлива, высокая эффективность, возможность снижения выбросов.
• Недостатки: Высокая сложность управления, необходимость сложной автоматики.
• Применение: Энергоэффективные комплексы, проекты с требованием низкого углеродного следа.

10. Мини-ТЭЦ с рекуперацией тепла

• Описание: Станция, использующая избыточное тепло для обогрева или технологических процессов.
• Преимущества: Высокий общий КПД, снижение затрат на отопление, возможность когенерации.
• Недостатки: Требует сложной системы теплообмена, высокие капитальные затраты.
• Применение: Заводы, тепличные хозяйства, объекты с высокими тепловыми нагрузками.

11. Мини-ТЭЦ с интегрированными системами накопления электрической энергии(СНЭЭ)

• Описание: Установка с батареями или накопителями для сглаживания пиковых нагрузок.
• Преимущества: Стабильное энергоснабжение, возможность автономной работы, снижение пиковых затрат.
• Недостатки: Высокая стоимость аккумуляторных систем, сложное управление зарядом.
• Применение: Объекты с переменной нагрузкой, энергоэффективные комплексы, островные сети.
   

Шумоизоляция мини-ТЭЦ

В блочно-модульных и контейнерных мини-ТЭЦ Группы компаний «МКС» используются сэндвич-панели с шумопоглощающими характеристиками, обеспечивающими снижение уровня шума на 31–32 дБА. Такие панели состоят из металлических облицовок и внутреннего слоя минеральной ваты, эффективно поглощающей звуковые волны.

Нормативные требования по уровню шума мини-ТЭЦ

При проектировании мини-ТЭЦ необходимо учитывать шумовые воздействия, так как они могут влиять на комфорт работы персонала и соответствие санитарным нормам. Основные нормативы, регулирующие допустимый уровень шума мини-теплоэнергоцентра:

• ГОСТ 31295.2-2005 (ISO 9613-2:1996) — "Акустика. Оценка шума на открытых пространствах. Часть 2. Общий метод расчёта затухания звука".
• СанПиН 1.2.3685-21 — санитарные нормы по допустимым уровням шума на рабочих местах.
• ГОСТ 12.1.003-83 — "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности".

Эти нормативы задают допустимые уровни шума для промышленных объектов, учитывая их расположение и степень воздействия на окружающую среду.

Таблица допустимых уровней шума в зависимости от конструкции мини-ТЭЦ

Принцип работы шумозащитных экранов

Шумозащитные экраны предназначены для блокировки и поглощения звуковых волн, исходящих от мини-ТЭЦ. Они снижают уровень шума за счёт:

• Отражения звука — плотные металлические панели блокируют распространение звуковых волн.
• Поглощения звука — многослойная структура с пористыми материалами эффективно гасит звуковые колебания.
• Диффузии — поверхность панелей может быть перфорированной для уменьшения резонанса и равномерного распределения звука.
• Снижения вибраций — использование материалов с высокой вязкостью, уменьшающих передачу механических колебаний.

В ранее представленной таблице были указаны средние уровни шума, измеренные внутри или рядом с установкой, которые могут варьироваться в зависимости от конкретной конфигурации оборудования, качества монтажа и дополнительных мер шумоизоляции. 

Для более точного представления информации в таблице следует различать:

• Индекс изоляции воздушного шума Rw: характеристика материала или конструкции, показывающая, на сколько децибел снижается передача звука через неё.
• Фактический уровень шума вблизи установки: зависит от многих факторов, включая мощность оборудования, наличие дополнительных шумозащитных мер и условия эксплуатации.

Техническое задание не просто формальный документ, а основа для всех последующих этапов проектирования. Его качество напрямую влияет на успешность строительства и эксплуатацию мини-ТЭЦ, а также на экономическую эффективность проекта в целом.

Результат этапа разработки технического задания (ТЗ)
Результатом этапа разработки технического задания (ТЗ) является формализованный документ, который подробно описывает все технические, эксплуатационные и экономические требования к будущему объекту, а также служит основой для дальнейшего проектирования и строительства.

Формализованный документ — это электронный формат официального документа, сформированный в соответствии с утверждённым форматом ФНС. Он обладает чётко структурированной формой и содержанием.

4.   Разработка проектной документации (ПД)

На этапе разработки проектной документации и рабочей документации происходит подготовка полного комплекта документов, необходимых для строительства и дальнейшей эксплуатации объекта. Основная задача — создать подробные, технически корректные и согласованные материалы, которые будут служить инструкцией для подрядчиков и исполнителей.

Проектная документация (ПД) — это совокупность документов, определяющих архитектурно-технические, технологические, конструктивные и организационные решения для строительства или реконструкции объекта.

Она включает в себя следующие основные разделы:

• Общие данные и технические решения: описание объекта, основные технические характеристики, схема расположения, требования к материалам и оборудованию.
• Архитектурные решения: планы и разрезы здания, фасады, объемно-пространственная компоновка.
• Конструктивные решения: расчет и чертежи фундаментов, каркасов, стен, перекрытий.
• Инженерные сети: схемы электроснабжения, отопления, вентиляции, водоснабжения и канализации.
• Технологическая часть: описание технологического процесса, схемы установки оборудования, подключения коммуникаций.
• Мероприятия по охране окружающей среды и обеспечению безопасности.

5.   Разработка рабочей документации (РД)

Рабочая документация (РД) — это детализированные чертежи, спецификации и инструкции, на основании которых будет выполняться строительство и монтаж оборудования. РД включает:

• Рабочие чертежи с точными размерами, материалами, узлами и деталями.
• Спецификации оборудования и материалов, которые должны быть закуплены и установлены.
• Пояснительные записки с указанием технологии выполнения работ, требований к качеству и методам контроля.
• Сметы и графики выполнения строительных и монтажных работ.

Значение этапа:

• Позволяет четко определить объем и последовательность работ.
• Обеспечивает возможность получения необходимых согласований и разрешений.
• Является основой для заключения договоров с подрядчиками.
• Гарантирует соблюдение всех технических и нормативных требований.
• Минимизирует риски ошибок и переделок на строительной площадке.

Пример для мини-ТЭЦ 1 МВт:

• В ПД будет описана схема установки газопоршневого двигателя, топливоподача, система отвода тепла и дымовых газов, а также инженерные сети объекта.
• В РД содержатся рабочие чертежи фундамента для оборудования, планы подключения к электросети и газопроводу, спецификации кабелей и труб.
• Пояснительные записки разъяснят особенности монтажа газопоршневого агрегата с учетом требований безопасности и охраны окружающей среды.

Результат разработки ПД и РД

Выполненным результатом этапа «Разработка проектной документации (ПД) и рабочей документации (РД)» считается полностью готовый и согласованный комплект документов, который включает:

• Проектная документация (ПД) — полный пакет проектных решений, включающий архитектурные, конструктивные, технологические, инженерные и организационные разделы, оформленных согласно требованиям нормативных актов и стандартов.
• Рабочая документация (РД) — детализированные рабочие чертежи, спецификации оборудования и материалов, пояснительные записки и сметы, необходимые для строительных и монтажных работ.
• Документы прошли внутренние проверки и корректировки.
• Проектная документация согласована с заказчиком и утверждена в установленном порядке.
• Документы готовы к подаче в органы государственной экспертизы (если требуется) для получения разрешений на строительство.
• Документация передана подрядчикам для выполнения строительных и монтажных работ.

Таким образом, результатом этапа является полный, согласованный, утверждённый и готовый к реализации комплект проектно-сметной документации, который служит основой для дальнейшего строительства и запуска объекта.

6.   Создание проектно-сметной документации (ПСД)

Цель этапа проектно-сметной документации определение точной стоимости строительства мини-ТЭЦ, включая все затраты на оборудование, материалы, монтажные и пусконаладочные работы, а также последующее техническое обслуживание. ПСД служит основой для финансового планирования и инвестиционных расчетов.

Основные элементы ПСД:

1.   Техническая часть (ПД и РД)

• Архитектурные чертежи и схемы конструкций зданий и сооружений.
• Планы расположения оборудования.
• Схемы инженерных сетей (электроснабжения, теплоснабжения, газоснабжения, водоснабжения).
• Схемы автоматизации и диспетчеризации.
• Планы подключения к существующей инфраструктуре.

2.   Сметная часть (СД)

• Расчет стоимости основных материалов и оборудования.
• Расчет стоимости монтажных и строительных работ.
• Расчет затрат на транспортировку и логистику.
• Учет непредвиденных расходов и коэффициентов на риски.
• Расчет стоимости пусконаладочных работ и авторского надзора.

Основные расчеты в проектно-сметной документации:

Определение мощности мини-ТЭЦ

Pм=QпотребηэлP_{м} = \frac{Q_{потреб}}{\eta_{эл}} 

где:
PмP_{м} — мощность мини-ТЭЦ, кВт;
QпотребQ_{потреб} — требуемая тепловая мощность, кВт;
ηэл\eta_{эл} — электрический КПД оборудования (обычно 35-45%).

Расчет экономии топлива

Eтопл=(Pм×T×ηтепл)−QпотребE_{топл} = (P_{м} \times T \times \eta_{тепл}) - Q_{потреб} 

где:
EтоплE_{топл} — экономия топлива, кВт;
TT — число часов работы в год;
ηтепл\eta_{тепл} — тепловой КПД оборудования (обычно 40-50%).

Расчет капитальных затрат

Cкап=Cобор+Cмонтаж+Cстроит+Cпуск+CлогистC_{кап} = C_{обор} + C_{монтаж} + C_{строит} + C_{пуск} + C_{логист} 

где:
CкапC_{кап} — общие капитальные затраты, руб;
CоборC_{обор} — стоимость основного оборудования;
CмонтажC_{монтаж} — стоимость монтажных работ;
CстроитC_{строит} — стоимость строительных работ;
CпускC_{пуск} — стоимость пусконаладочных работ;
CлогистC_{логист} — стоимость транспортировки оборудования.

Таблица примерных затрат на основные компоненты мини-ТЭЦ мощностью 2 МВт:

Оценка эксплуатационных затрат (OPEX от англ. Operating Expense или Operating Expenditures)

OPEX=Cтопливо+Cобслуж+Cамортизация+CперсоналOPEX = C_{топливо} + C_{обслуж} + C_{амортизация} + C_{персонал} 

где:
CтопливоC_{топливо} — затраты на топливо;
CобслужC_{обслуж} — затраты на техническое обслуживание;
CамортизацияC_{амортизация} — амортизация основного оборудования;
CперсоналC_{персонал} — затраты на персонал.

Пример расчета годовых топливных затрат для мини-ТЭЦ 2 МВт:

• Средний расход природного газа — 0,2 м³/кВт⋅ч
• Цена природного газа — 7 руб/м³
• Число рабочих часов в год — 8000 ч

Cтопливо=Pм×0,2 м3/кВт⋅ч×8000 ч×7 руб/м3=22400000 рубC_{топливо} = P_{м} \times 0,2 \text{ м}^3/\text{кВт⋅ч} \times 8000 \text{ ч} \times 7 \text{ руб/м}^3 = 22 400 000 \text{ руб} 

Итоговый расчет капитальных и эксплуатационных затрат:

CAPEX+OPEX=145000000+22400000=167400000 руб/годCAPEX + OPEX = 145 000 000 + 22 400 000 = 167 400 000 \text{ руб/год} 

ПСД также включает план-график строительства, финансовую модель проекта, расчеты окупаемости (NPV, IRR), технико-экономическое обоснование (ТЭО) и анализ рисков.

Технико-экономическое обоснование (ТЭО)
Технико-экономическое обоснование (ТЭО) — это документ, который оценивает техническую и экономическую целесообразность строительства мини-ТЭЦ. Он включает детальный анализ проектных решений, расчет затрат и прогноз финансовой эффективности проекта.

Цели ТЭО:

• Оценка общей экономической эффективности строительства мини-ТЭЦ.
• Подтверждение коммерческой жизнеспособности проекта.
• Снижение инвестиционных рисков за счет более точного прогнозирования затрат и доходов.
• Определение оптимальных технических решений для максимальной эффективности объекта.

Основные разделы ТЭО:

1.   Техническая часть:

• Описание проектируемого оборудования (газопоршневых агрегатов, теплообменников, генераторов).
• Анализ доступных технологий и их КПД.
• Технические расчеты (производительность, эффективность, надежность).

2.   Экономическая часть:

• Оценка капитальных затрат (CAPEX) и операционных затрат (OPEX).
• Расчет окупаемости, чистой приведенной стоимости (NPV) и внутренней нормы доходности (IRR).
• Прогноз выручки и затрат на весь срок службы мини-ТЭЦ.

3.   Анализ рисков:

• Оценка технологических, финансовых и экологических рисков.
• Меры по снижению рисков (страхование, резервные мощности, договорные гарантии).

Формулы и расчеты:

Чистая приведенная стоимость (NPV):

NPV=∑(Ct−OPEXt−CAPEXt)(1+r)t−I0NPV = \sum \frac{(C_t - OPEX_t - CAPEX_t)}{(1 + r)^t} - I_0 

где:
CtC_t — денежные потоки в год tt;
OPEXtOPEX_t — операционные расходы в год tt;
CAPEXtCAPEX_t — капитальные затраты в год tt;
rr — ставка дисконтирования;
I0I_0 — первоначальные инвестиции.

Внутренняя норма доходности (IRR):

∑(Ct−OPEXt−CAPEXt)(1+IRR)t=I0\sum \frac{(C_t - OPEX_t - CAPEX_t)}{(1 + IRR)^t} = I_0 

Преимущества разработки ТЭО:

• Снижение инвестиционных рисков.
• Точная оценка сроков окупаемости проекта.
• Увеличение шансов получения финансирования и льгот.
• Определение оптимальной структуры финансирования.

Пример расчета NPV для мини-ТЭЦ мощностью 2 МВт:
Допустим, годовая выручка от продажи электроэнергии составляет 40 млн руб., операционные расходы — 20 млн руб., а капитальные затраты — 145 млн руб. Ставка дисконтирования — 12%, срок эксплуатации — 10 лет.

NPV=∑(40−20)(1+0,12)t−145=51,4 млн рубNPV = \sum \frac{(40 - 20)}{(1 + 0,12)^t} - 145 = 51,4 \text{ млн руб} 

Результат:
Положительное значение NPV подтверждает экономическую целесообразность строительства мини-ТЭЦ, делая проект привлекательным для инвесторов и заказчиков.

7.   Сопровождение заказчика при прохождении госэкспертизы

Государственная экспертиза проектной документации и результатов инженерных изысканий — обязательная процедура, предусмотренная Федеральным законом № 190-ФЗ "Градостроительный кодекс Российской Федерации" и Постановлением Правительства РФ № 145 от 05.03.2007 г. Цель экспертизы — проверка соответствия проектных решений требованиям безопасности, экономической эффективности, энергоэффективности и охраны окружающей среды.

Основные задачи на этапе сопровождения:
1.   Проверка полноты и соответствия документации:

• Комплектность проектной документации (ПД), рабочей документации (РД), технического задания (ТЗ) и проектно-сметной документации (ПСД).
• Соответствие технических решений требованиям СП (Сводов Правил), ГОСТ и СНиП.
• Проверка расчётов прочности, устойчивости, тепловых потерь и энергоэффективности.

2.   Корректировка проекта по замечаниям экспертов:

• Устранение выявленных несоответствий.
• Перерасчёт технических показателей при необходимости.
• Подготовка объяснительных записок и дополнительных обоснований.

3.   Подготовка обоснований по спорным вопросам:

• Экономическое обоснование целесообразности выбранных решений.
• Документы, подтверждающие безопасность конструкций и узлов.
• Технико-экономическое обоснование (ТЭО) мощности объекта:

E=P×TηE = \frac{P \times T}{\eta} 

где:

• EE — годовое потребление энергии, кВт·ч,
• PP — установленная электрическая мощность мини-ТЭЦ, кВт,
• TT — годовое время использования установленной мощности, час,
• η\eta — коэффициент полезного действия (КПД) системы.

Расчет энергоэффективности:
Для обоснования энергоэффективности проекта используется формула расчета годовой экономии:

ΔE=(Cэл−Cгаз)×E\Delta E = (C_{\text{эл}} - C_{\text{газ}}) \times E 

где:

• ΔE\Delta E — экономия на единицу энергии, руб/год,
• CэлC_{\text{эл}} — средняя стоимость покупной электроэнергии, руб/кВт·ч,
• CгазC_{\text{газ}} — удельная стоимость электроэнергии, вырабатываемой на мини-ТЭЦ, руб/кВт·ч.

Пример расчета:
Допустим, мощность мини-ТЭЦ — 2000 кВт, годовая нагрузка — 6000 часов, КПД — 85%, стоимость покупной электроэнергии — 9 руб/кВт·ч, стоимость электроэнергии от мини-ТЭЦ — 4 руб/кВт·ч:

E=2000×60000,85=14,1 млн кВт\cdotpч/годE = \frac{2000 \times 6000}{0,85} = 14,1 \text{ млн кВт·ч/год} ΔE=(9−4)×14,1=70,5 млн руб/год\Delta E = (9 - 4) \times 14,1 = 70,5 \text{ млн руб/год} 

Оформление таблиц и расчётов:

Результат этапа:

• Положительное заключение государственной экспертизы.
• Подтверждение соответствия проектных решений требованиям безопасности, энергоэффективности и экологичности.
• Окончательное согласование проекта и готовность к этапу строительства.

После получения положительного заключения государственной экспертизы и оформления разрешительной документации можно приступать к этапам строительства. Этапы авторского и технического надзора являются контрольными, они проходят в процессе строительства для проверки соответствия выполненных работ проектной документации и нормативным требованиям.

1. Авторский надзор: контроль соответствия строительства именно проектным решениям, указанным в документации.
2. Технический надзор: контроль качества, безопасности и соблюдения технических регламентов и норм на стройплощадке.
   Они гарантируют, что построенный объект полностью соответствует утвержденному проекту и стандартам.

8.   Авторский надзор

Авторский надзор — это систематический контроль за ходом строительства и монтажных работ мини-ТЭЦ, направленный на обеспечение полного соответствия выполненных работ утвержденной проектной документации и техническим требованиям.

Основные задачи и мероприятия авторского надзора:

• Регулярные проверки строительной площадки, оборудования и монтажных работ специалистами, участвовавшими в разработке проекта.
• Контроль качества используемых материалов и соблюдения технологических процессов.
• Выявление и оперативное устранение выявленных отклонений, ошибок и недочетов, которые могут повлиять на надежность и безопасность работы мини-ТЭЦ.
• Взаимодействие с подрядными организациями и заказчиком для согласования необходимых изменений и корректировок в проекте при возникновении нестандартных ситуаций.
• Подготовка актов контроля и отчетов о проведенных проверках для документального подтверждения соответствия выполненных работ проектной документации.
• Участие в приемке отдельных этапов и окончательной приемке объекта.

Результатом выполнения этапа авторского надзора считается:

• Подтверждение соответствия выполненных строительных и монтажных работ проектной документации.
• Отсутствие существенных замечаний и дефектов, влияющих на эксплуатацию мини-ТЭЦ.
• Наличие оформленных актов контроля и отчетов, подтверждающих качество выполненных работ.
• Снижение рисков возникновения аварийных ситуаций и повышенная надежность эксплуатации объекта.
• Подписание заключительного акта авторского надзора, что свидетельствует о выполнении всех требований и готовности объекта к дальнейшей эксплуатации.

Таким образом, этап авторского надзора обеспечивает надежность, безопасность и качество построенной мини-ТЭЦ, минимизируя возможные технические риски и гарантируя соответствие проектным решениям.

9.   Технический надзор

Технический надзор — контроль за соответствием строительно-монтажных работ проектной документации, требованиям технических регламентов, СНиП, СП и ГОСТ. Этот этап осуществляется для обеспечения качества строительства, надежности и безопасности объектов, таких как мини-ТЭЦ.

Основные задачи технического надзора:

1.   Проверка соответствия строительных работ проектной документации:

• Контроль качества монтажных работ.
• Проверка соблюдения технических решений, заложенных в проекте.
• Учет фактических объемов работ и используемых материалов.

2.   Контроль качества используемых материалов:

• Проверка паспортов, сертификатов соответствия и деклараций о соответствии.
• Контроль качества сварных соединений, бетона, металлоконструкций и других строительных материалов.
• Испытания и лабораторные исследования проб материалов.

3.   Технический контроль монтажа инженерных систем:

• Проверка герметичности трубопроводов (гидравлические испытания).
• Испытания электрических сетей и устройств на соответствие параметрам проектной документации.
• Контроль параметров теплоизоляции, антикоррозийной защиты и виброизоляции.

4.   Документирование результатов:

• Составление актов освидетельствования скрытых работ.
• Ведение журналов технического надзора.
• Оформление исполнительных схем, проверка и корректировка рабочей документации.

Формулы и расчеты для контроля соответствия:
Для проверки качества сварных соединений применяется формула расчета прочности сварного шва:

σ=FA\sigma = \frac{F}{A} 

где:

σ\sigma — напряжение в сварном шве, МПа,

FF — усилие, приходящееся на шов, Н,

AA — площадь поперечного сечения шва, мм².

Пример:

Если усилие FF = 5000 Н, а площадь шва AA = 50 мм², то:

σ=500050=100 МПа\sigma = \frac{5000}{50} = 100 \text{ МПа} 

Этот результат должен быть меньше допустимого напряжения для данного материала, например, для стали марки 09Г2С (σd\sigma_d = 350 МПа).

Гидравлические испытания трубопроводов:
Pt=Pr×kP_t = P_r \times k 

где:

PtP_t — испытательное давление, МПа,

PrP_r — рабочее давление, МПа,

kk — коэффициент запаса прочности (обычно 1,5 для стальных труб).

Пример:

Для системы с рабочим давлением 1,6 МПа:

Pt=1,6×1,5=2,4 МПаP_t = 1,6 \times 1,5 = 2,4 \text{ МПа} 

Документирование:

Результат этапа:

• Подтверждение соответствия выполненных работ проектной документации.
• Выявление и устранение дефектов на этапе строительства.
• Подготовка строительного объекта к сдаче в эксплуатацию.

Отличия авторского и технического надзора

Заключение

Все этапы проектирования мини-ТЭЦ обеспечивают надежность, эффективность и безопасность установки, минимизируют риски и оптимизируют затраты. Каждый шаг требует профессионального подхода для соответствия техническим и нормативным требованиям, что в итоге гарантирует успешную реализацию проекта и его долгосрочную эффективную эксплуатацию.

© ООО «Группа компаний «МКС», 2025

Копировать материалы с сайта mks-group.ru можно только с письменного  разрешения правообладателя или со ссылкой на сайт-источник. Группе компаний «МКС» принадлежит исключительное право на контент сайта mks-group.ru, в том числе запрет использования текстов любыми другими лицами без письменного разрешения, в том числе запрет перерабатывать авторский материал и создавать новый (производный) на основе уже существующего.