«Can’t stop the gods from engineering», – звучала известная песня группы Red Hot Chili Peppers в перерывах между торжественными речами на открытии регионального этапа Международного инженерного чемпионата «Case-in», проходившего в стенах Иркутского национального исследовательского технического университета 1 марта. Возможно, богов от конструирования ничем не отвлечёшь, и уж точно не прервёшь полёт мысли студентов и аспи­рантов, решающих кейсы – нетривиальные задачи в нескольких областях: геологоразведке, горном деле, нефтегазовой отрасли, металлургии и электроэнергетике. Всего три года назад, впрочем, сфера была только одна – горное дело. Но уже в 2015 году состоялся Всероссийский чемпионат по решению топливно-энергетических кейсов (в лиге по электроэнергетике в нём, кстати, победила команда Energy 4-Irk из ИрНИТУ), который теперь получил международный статус. К участию в нём присоединились Карагандинский государственный технический университет и Монгольский государственный университет науки и технологий. Первым региональный этап 25 февраля провёл Белгородский государственный национальный исследовательский университет, затем подошла очередь иркутян и Дальневосточного федерального университета. 

«То, что вы видите сегодня – это огромный труд последних четырёх лет, – рассказал жюри, участникам и зрителям директор благотворительного фонда «Надёжная смена» Артём Королёв.  – Когда это всё начиналось, нас было всего двое, мы работали в коворкинг-центре, то есть не было даже места, где всё это проводить. А сейчас чемпионат попал в планы правительства. Если в первом году это было всего 11 вузов, то сегодня это 28 вузов». Динамика очевидна и в другом: первый «призыв» составлял 500 человек, в 2015 году их число выросло до 1800, тогда как международный чемпионат соберёт 3–3,5 тысячи участников. «Мы к этому чемпионату имеем особо тёплое отношение: обратите внимание, что все пять направлений представлены в нашем университете», – подчеркнул исполняющий обязанности ректора ИрНИТУ Александр Афанасьев. Участники команды Energy 4-Irk Яна Кузькина и Евгений Съёмщиков в обращении к собравшимся были кратки: «Ребята, дерзайте!». 

А судьи кто?

Дано: посёлок Батакан Газимуро-Заводского района Забайкальского края с населением около 600 человек, на территории которого расположены школа, детский сад, фельдшерский пункт, пожарное депо, заправка, несколько пилорам. Энергетика – дизельная электростанция и два резерв­ных генератора, небольшая котельная и печное отопление, 17 трансформаторных подстанций и построенные в 1982-1983 годах электросети, рассчитанные на то, что здесь будет проживать тысяча человек. Задача: обеспечить теплом и электричеством посёлок, в котором в сентябре 2018 года должно заработать предприятие по глубокой переработке древесины с подключаемой нагрузкой 750 кВт, чьё строительство предусмотрено в государственной программе «Социально-экономическое развитие Дальнего Востока и Байкальского региона». Таким было «домашнее задание», которое за 10 дней до старта чемпионата получили 12 команд из лиги по электроэнергетике. 1 марта им предстояло представить результаты своей работы в случайном порядке – его определял избранный председателем жюри директор Института энергетики ИрНИТУ Вадим Федчишин, извлекая из коробки листок с названием. На презентацию отводилось шесть минут – за соблюдением этого лимита следил сидевший на виду участников молодой человек с секундомером, который мог поднять табличку с предупреждением о том, что время истекает. За превышение начислялись штрафные баллы. Команды могли получить их и за несоответствие презентации предъявленным требованиями, и за то, что жюри не получило исчерпывающих ответов на свои вопросы. 

Судили их выступления не только учёные и преподаватели – доценты кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» Ангарского государственного технического университета Игорь Голованов и Наталья Буякова, сотрудники Института систем энергетики имени Л.А. Мелентьева СО РАН Дмитрий Ефимов, Дмитрий Крупенев и Виктор Курбацкий, профессора кафедры электроснабжения и электротехники ИрНИТУ Василий Потапов и Константин Суслов, – но и энергетики-практики: заместители главного инженера ПАО «Иркутскэнерго» Андрей Корнеев и Константин Молодкин. Последний, к слову, оказался самым строгим судьёй. Ему и остальным членам жюри нужно было оценить решения команд с точки зрения их применимости в реальных условиях, экономической эффективности, оригинальности и новизны. Учитывались и другие критерии – качество и подача доклада, грамотность ответов на вопросы экспертов. 

«Тесла» против «Энергетического конгресса»

Порядок выступления команд определял Вадим Федчишин,
доставая из коробки листок с названием

Наиболее популярными решениями, которые предложили команды, стало строительство мини-ТЭЦ, работающей на отходах деревоперерабатывающего предприятия, и солнечной электростанции – оба варианта прозвучали по три раза. Встречались и более оригинальные проекты – «Ангара», представлявшая Ангарский государственный технический университет, пошла по пути распределённой энергетики и предложила разместить в Батакане модульные солнечные электростанции, ветроустановки, дизель-генераторы и малую ГЭС, а для теплоснабжения использовать два тепловых насоса. Капитальные затраты команда при этом оценила в 50 млн рублей. Другое предложение – его презентация была одиннадцатой по счёту – предусматривала замену существующих дизельных электростанций по 200 кВт каждая аналогичными энергоисточниками меньше мощности, снабжёнными системой утилизации тепла отходящих газов, что потребовало бы вложений в 48,7 млн рублей. 

Две команды выбрали ветер в качестве источника энергии для посёлка. Идея «Теслы» – разместить в посёлке четыре генератора и построить две котельные мощностью по 2,55 Гкал/ч. По их расчётам, на это потребуется 98,5 млн рублей, которые окупятся за девять лет. «Энергетический конгресс», занявший в итоге второе место, оценил окупаемость своего проекта в восемь лет. Команда предложила возвести две котельные на биотопливе и смонтировать ветряную станцию из четырёх установок, каждая из которых при номинальной мощности в 500 кВт будет, с учётом местного климата, реально выдавать по 230 кВт. В качестве резервного источника питания при этом остаётся дизельная электростанция. 

Нестандартный комбинированный вариант – солнечная электростанция в паре с мини-ТЭЦ – упоминался ещё в двух проектах. Команда Smart Energy оценила его реализацию в 152 млн рублей. Их коллеги из «Генератора» разработали проект по созданию виртуальной станции, объединяющей мини-ТЭЦ (она покрывает тепловые нагрузки, но берёт на себя и часть электропотребления), солнечные панели и вертикальные ветрогенераторы. За счёт энергии солнца при этом вырабатывается 200 кВт, ветер даёт 300 кВт, ещё 400 кВт приходится на долю дизельной электростанции, которая сохраняется в качестве резерва. Инвестиции в реализацию проекта оцениваются в 117,5 млн рублей, дисконтированный срок окупаемости – 9 лет 4 месяца. 

Команда «Пчёлки», в свою очередь, посчитала, что средняя скорость дующих в Газимуро-Заводском районе Забайкалья ветров невелика, так что целесообразно будет совместить солнечную электростанцию на 600 кВт и пять дизельных генераторов по 200 кВт, обеспечив их параллельную работу в автоматическом режиме. Для выработки тепла при этом можно использовать пеллеты, которые будут производиться на новой деревоперерабатывающей фабрике. Такое решение стоит сравнительно недорого – 44,2 млн рублей. А степень его проработки принесла команде третье место. Добавим, что на суд жюри вынесли ещё по одному проекту солнечно-дизельного комплекса и солярной электростанции.

«Бурим скважину»

Региональные этапы Международного инженерного чемпионата «Case-in» в лигах «Геологоразведка», «Металлургия», «Нефтегазовое дело» и «Электроэнергетика»
стартовали 1 марта в стенах ИрНИТУ

В команде «Колосок», взявшись за домашнее задание, подготовили пять вариантов решения поставленной задачи. Три из них – строительство линии электропередачи для подключения к Единой энергосистеме России, использование дизельной электростанции и мини-ГЭС – отмели сразу. Остались мини-ТЭЦ и комбинированная ветросолнечная станция на 1,4 МВт. «Альтернативная генерация носит стохастический характер, поэтому обязательна установка аккумуляторов, – начал объяснять выбор оптимального варианта капитан команды Илья Тарасов. – Для теплоснабжения нужно было модернизировать существующие котельные. И остаются высокие издерж­ки на дизельную электростанцию – она должна работать в режиме переменных нагрузок для поддержания опорного напряжения на инверторах». 

Осталась мини-ТЭЦ с двумя генераторами по 675 кВт и двумя котлами по 0,7 Гкал/ч. Топливом для неё поначалу могут служить отходы производства от существующих пилорам, впоследствии – пеллеты, выпуск которых будет налажен на новом предприятии. Монтировать для этого какое-либо дополнительное оборудование не понадобится: завод в Батакане по определению будет осуществлять глубокую переработку древесины. Годовой выпуск пеллет составит 9 тыс. тонн, из которых 5-6 тыс. тонн потребуются для работы мини-ТЭЦ. 

– У меня короткий вопрос: сколько стоят дрова? – поинтересовался Андрей Корнеев. 

– Пеллеты – пять тысяч рублей за тонну, дрова – 850 рублей за кубометр, – последовал ответ. 

– Где будете брать воду для ТЭЦ? – спросил, в свою очередь, Константин Молодкин. 

– Бурим скважину. 

После этого, казалось, состязание лишено интриги. Но, как выяснилось на церемонии награждения, «Колосок» обошёл «Энергетический конгресс» с небольшим перевесом в два балла. Приз за победу в столь упорной борьбе – поездка на финал чемпионата по решению инженерных кейсов, который пройдёт в Москве в конце мая. В лиге по горному делу в него прошла команда «Алмаз», лучшим в геологоразведке стал «Центр земли», в нефтегазовом деле выиграли «Стахановцы». Название финалиста в металлургии вызывает дежа вю – «Алмаз». Но это просто совпадение. 

Источник: http://nakapote.com