МОНГОЛ ОРНЫ ЭРЧИМ ХҮЧНИЙ ХАРААТ БАЙДЛЫГ АРИЛГАХ АРГА ЗАМ, ШИЙДЭЛ

Өмнө нь та бүхэн Хатуу тоглоом гэсэн нийтлэл уншиж байсан бол spinning reserve гэж үг олж харсан байх гэдэгт итгэлтэй байна. www.hydraulicstructure.blogspot.com/2014/02/blog-post.html
УЦС-ыг бодвол Усан цэнэгт усан цахилгаан станц (УЦУЦС) нь хоногийн оргил ачаалал болон дээрх spinning reserve-ийн шаардлагыг хангахад бүрэн боломжтой байдаг. Европын холбооны ихэнх улсад ялангуяа Германд УЦУЦС олноор байдаг нь эрчим хүчний тогтвортой байдлыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

МОНГОЛ ОРНЫ ЭРЧИМ ХҮЧНИЙ ХАРААТ БАЙДЛЫГ АРИЛГАХ АРГА ЗАМ, ШИЙДЭЛ

 Бороо Голд компанийн уурхайн жишээн дээр

Н.Насанбаяр

ШУТИС-БИАС-ХБОИС-Гидравлик усны барилга байгууламжийн проф. баг nnasan_4@yahoo.com

Манай орны хувьд эрчим хүчний хэрэглээ нь хангамжаасаа илүү байгаа бөгөөд дутагдаж буй эрчим хүчийг нөхөхийн тулд хоногт 195МВт хүртэлхи эрчим хүчийг импортлох замаар асуудлыг шийдвэрлэж байна. Энэ нь эрчим хүчний салбарыг импортлогч орны хараат байдалд оруулж байгаа юм. Ирэх оны судалгаагаар бид 60 сая.ам$-ийг оргил ачааллыг хангахад зарцуулах төлөвтэй байна.  Түүнчлэн сүүлийн жилүүдэд эрчимтэй хөгжин улс орны эдийн засгийн гол хөдөлгөгч хүч болсон уул уурхайн салбарт нөхөн сэргээлт гэдэг нь хамгийн чухал асуудал юм. Энэхүү судалгаа нь уул уурхайн олборлолтод доройтсон байгаль орчныг сэргээхийн зэрэгцээ эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх боломжийг гаргаж ирж байна. Бороогийн алтны ил уурхайн 3 карьерыг усан сан болгон ашиглаж усан цахилгаан үйлдвэр барьснаар уг цахилгаан станц дунджаар 116МВт, хамгийн ихдээ 233МВт чадал гаргахаар байгаа нь оргил ачааллын цагт Төвийн эх үүсвэрт дутагддаг 200МВт хүртэлхи чадлыг бүрэн нөхөхүйц байна. Мөн боомт барьж голын урсгалыг боохгүй тул боомттой УЦС-ын барилгаас 5 дахин бага хөрөнгө оруулалтаар байгуулагдаж, олон км газрыг усанд автуулах хүндрэл учрахгүй байна.

1. Усан сэлгэлтийн цахилгаан станц-УСЦС-

                Маневрлах чадварын хувьд усан цахилгаан станц хамгийн тохиромжтой, удирдан зохицуулахад хялбар байдаг. Тиймээс уг горимд ажиллах чадвар, хэрэгцээ шаардлагын хувьд дор хаяж 300МВт ачааллыг даах чадвартай Усан цахилгаан станц /УЦС/  нэн даруй шаардлагатай байна.

                УСЦС-нь дээд ба доод гэсэн хоёр усан сантай байх ба цахилгаан хэрэглээний оргил ачааллыг тэнцвэржүүлэх зорилгоор баригддаг. Цахилгаан хэрэглээ ихтэй өдөр оройн үед дээд усан сангаас усаа доод усан сан луу урсгах замаар цахилгаан үйлдвэрлэн төвийн системд нийлүүлэх ба, харин хэрэглээ багатай шөнийн үед системээс цахилгаан авч доод усан сангаас усаа авч дээд усан сангаа дүүргэх замаар ажиллана.

Зураг-1. Таум Саук ус сэлбэлтийн УЦС АНУ

                Taum Sauk-Таум Саук ус сэлгэлтийн усан сан бүхий УЦС-нь АНУ-д Саинт Француа нуруунд Саинт Луиз хотоос 140 км зайд байрладаг. 1963 онд баригдаж 5,7 сая м³ багтаамжтай усан сан 175Мвт хүчин чадалтай УЦС ашиглалтанд орсон байна. Энэ станц нь оргил ачаалал хангах зориулалттай  ба 2005 онд  30 м өндөр булдаж нягтруулсан уулын оройн боомт, 2100м урт хоолойгоор 240м уналт үүсгэн доод усан сантайгаа холбогдон 440 МВт эрчим хүч үйлдвэрлэх болгон сайжруулсан байна.

Зураг-2 Дээд, доод усан сангийн хөндлөн огтлол

Зураг-3 Хоногийн ачаалалд ажиллах зарчим

Манай улсын хувьд уул уурхайн салбар эдийн засгийн гол хөдөлгөгч хүч болоод байна. Нөхөн сэргээлт гэдэг бол уул уурхайн олборлолт эхлэхээс төлөвлөгдөж байдаг байгаль орчны хувьд хамгийн чухал асуудал юм.

Бидний энэхүү судалгаа нь олборлолтын явцад ухаж бий болгосон нүхнүүдийг усан сан болгон ашиглаж ус сэлгэлтийн усан цахилгаан станцыг барьж уул уурхайн нөхөн сэргээлтийг хийх боломжийг авч үзэж байна.

Эрчим хүчний эх үүсвэрийн ихэнх хувийг нүүрс, хий, нефть зэрэг дулааны эх үүсвэрээс гарган авч байгаа бөгөөд энэ нь үнийн тогтворгүй байдал, байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөө, хатуу түлшний зах зээл, цөмийн энергиэс татгалзаж буй зэрэг шалтгаанаас үүдэн эрчим хүчний өөр эх үүсвэр тэр дундаа сэргээгдэх эрчим хүчний хэрэгцээг нэмэгдүүлж байна. Хамгийн том сэргээгдэх эрчим хүч бол батлагдсан технологиор гарган авах усны эрчим хүч юм.

УЦС нь ДЦС-тэй харьцуулахад 4-5 дахин хямд өртөгтэйгөөр цахилгааныг үйлдвэрлэдэг, хөрөнгө оруулалтын зардлаа 5-10 жилд нөхөх боломжтой, ажиллах хүчний хэрэгцээ 10-20 дахин бага, станцын өөрийн хэрэгцээний эрчим хүч бага, гидроагрегатын ашигт үйлийн коэффициент өндөр зэрэг олон давуу талтай.

Судалгааны объектоор Бороогийн алтны уурхайн 3 ил уурхайн карьерыг сонгон авч УЦС барьж байгуулах боломжийг авч үзлээ.

2. Монгол улсын эрчим хүчний хэрэглээ

Манай улс дутагдаж буй эрчим хүчний хэрэгцээг хангахын тулд ОХУ болон БНХАУ-аас цахилгаан эрчим хүч импортолдог бөгөөд энэ нь 2 улсаас тодорхой хэмжээнд хараат болгож байдаг. Импортийг захиалгаар (196MВт хүртэл) авч шөнийн цагт хэрэглээгүй байгаа эрчим хүчийг (40МВт) экспортолдог боловч аль аль нь хүндрэлтэй болж байгаа. Ачаалал тохируулахад зөвхөн ДЦС-4 маневр хийн ажилладаг байна, гэвч ДЦС-4 нь суурь горимд ажиллахаар суурьлуулагдсан тул энэ нь тоноглолын насжилтанд сөрөг нөлөөтэй юм.  ДЦС-4-ийн маневрлах чадвар нь 5-10МВт байдаг бөгөөд үүнээс давсан ачааллыг импортоор зохицуулах, зарим ачаалал өндөртэй цагуудад эрчим хүчний хязгаарлалт хийх шаардлага гардаг байна.

Зураг-4. Монгол орны эрчим хүчний ачааллын график

3.Бороогийн алтны уурхайн газар нутгийн өнөөгийн байдал

Бороогийн алтны уурхай нь Улаанбаатар хотоос баруун хойд зүгт ойролцоогоор 140км, , Сэлэнгэ аймгийн Баянгол, Мандал сумын нутаг Давхар уул, Чандагатай уулын хоорондуур урсах Бороо голын татам болох Их Даширын хөндийд оршино. Үндсэн орд нь хүдэр олборлох 4 ил уурхайгаас бүрдэж байсан ба ашиглалтын явцад 2 ба 3р уурхайнууд нийлж нэг том уурхай болсон, нийт 3 карьертай. Бороо Голд Компани (БГК)-ий уурхайд гадаргын ус ашигладаггүй бөгөөд үйлдвэрлэлийн болон унд ахуйн зориулалттай цэвэр усыг Бороо голоос 4км зайтай, боловсруулах үйлдвэрээс зүүн тийш 7км-т байрлах 5ш гүний худгаас насосоор татаж авдаг. Худгаас уурхайн тосгон хүртэл ус татамжийн насосын хүчин чадал нь 300м³/цаг байна. Уурхайн олборлолт 2014 онд дуусаж уурхайн хаалтийн нөхөн сэргээлтийг эхлэх юм.

4. Усан цахилгаан үйлдвэрийг барих байршил, хүчин чадал

Уурхайнуудын эзэлхүүнийг авч үзье. Үүний тулд усанд автагдах талбай, өндрийг олох хэрэгтэй.

^·          Уурхай 3-н  усанд автагдах талбай 103846м², өндөр 55м, эзэлхүүн  5,7сая м³

·         Уурхай 5-н усанд автагдах талбай  76755 м2, өндөр 80м, эзэлхүүн нь 5,4 сая м³

·         Уурхай 6-н усанд автагдах талбай 80149 м2, өндөр 90м, эзэлхүүн нь 6,8 сая м³

Дээрх үзүүлэлтүүдээс харахад 3 усан сангийн маань эзэлхүүн ойролцоо байна.

Мөн уурхайнуудын өндөржилтийг авч үзвэл 5 ба 6-р уурхайн ёроолын түвшин хол зөрүүгүй байгаа (Уурхай 5-н ёроолын түвшин 1120м, уурхай 6-н ёроолын түвшин 1110м)  тул эдгээр уурхайн дунд түрэлт үүсгэх боломжгүй (турбин суурилуулахад ашиггүй) байна. Иймд 5 ба 6-р уурхайг усан сан болгон ашиглаж 2, 3-р уурхай руу усыг хаях замаар усан цахилгаан станц ажиллана гэж үзье. 3-р уурхайн ёроолын түвшин 1030м, усны түвшин 1090м байна.

Зураг-6. Бороогийн алтны уурхайн план зураг

Зураг-7. УСЦС-ийн дээд ба доод усан сан

Ажиллахдаа УСЦС нь оргил ачааллын үед ажиллаад усаа буцаан хөөрөгдөн сэлбэх зарчмаар ажиллана.

УСЦС-н хүчин чадлыг тодорхойлъё.

Түрэлт нь H_д=70м, H_max=140 м зарцуулга нь 8цаг ажиллана гэж үзвэл Q=200м³/с болно.

Иймд дундаж чадал нь:

N=9.81*Q*H*η=9.81*200*70*0,85=116. MBт.

Хамгийн их чадал нь H_max=140м үед

N=9.81*Q*H*η=9.81*200*140*0,85=233МВт

Шөнө 22.00-07.00 цагийн хооронд усаа буцаан татахад шаардагдах хүчин чадал нь

N=9.81*Q*H/η=9.81*30*120/0.85=41.5»42 МВт

Тооцоот түрэлттэй үед H_eff=120м

 N=9.81*Q*H*η=9.81*200*120*0,85=200МВt.

5. Усан санд ус хуримтлуулах тухай

5 болон 6 дугаар уурхайг нийлүүлэн нэг усан сан болгох нь ашигтай учир эзэлхүүн 7 сая.м³ гарсан. Энэхүү эзэлхүүн дэх усыг гүний усаар дүүргэх мөн бороо голоос татаж авах бүрэн боломжтой юм. Усан сангаас алдагдаг нэмэлт ууршилтын, шүүрэлтийн ба мөсний алдагдлууд нь харьцангуй бага учир гүний усаар дахин дүүргэх боломжтой. Мөн хурын усаар тэжээгдэж байна. Уурхай 5, 6-аас уурхай 3 хүртэлх усны урсгалыг бий болгож өдрийн цагт цахилгааныг үйлдвэрлэн цахилгааны хэрэглээ багасдаг шөнийн цагаар 3-р уурхайгаас эргүүлэн 5,6-р уурхайлуу усыг эргүүлэн насос станцаар шахаж дээд усан сангаа дүүргэх замаар УСЦС ажиллана.  Насос станцыг шөнийн цагаар ажиллуулах ба энэ үед цахилгааны үнэ  2 дахин буурсан байдаг.

                Уурхайн байрлах газар нь хагас хуурай уур амьсгалтай бүс нутагт орших бөгөөд ийм нутагт барьсан хиймэл усан сан нь ууршилтаар тухайн бүс нутгийн уур амьсгалыг чийгшүүлж хур тунадасыг нэмэгдүүлдэг нь нэгэнт нотлогдсон байна. Усан сангийн мандлаас уурших ууршилт нь хур тундас нэмэгдүүлэх мөн тухайн орчны хуурайшилтыг бууруулан чийглэг уур амьсгалтай  болгох юм.

                6. Ашиг орлого.

Ус сэлгэлтийн цахилгаан станц /УСЦС/-ын ашиг орлогыг тооцож үзэхдээ дараахи хүчин зүйлсийг авч үздэг. Үүнд

1.       КВт цаг эрчим хүч худалдах ба худалдан авах үнийн зөрүү

2.       Оргил ачааллын үеийн зардлын бууралт

3.       СО₂ –ийн бууруулсан үнэ

4.       SO2- ийн бууруулсан үнэ

Ус сэлгэлтийн цахилгаан станцын тооцоо	Бороо УСЦС
Усман сангийн багтаамж Түрэлт Эзэлхүүн Урсацын хэмжээ мин Урсацын хэмжээ Max Ус хураах хугацаа мин Ус хураах хугацаа мax Гаргах чадал мин Гаргах чадал мах Эрчим хүч	7 сая.м3 140.00 M 2,805,000.00 м3          30 m3/с 129.86 m3/с 6.00 цаг 12.00 цаг 116 MВт 233 MВт 1,576 MВтцаг **
Ашиг орлого	$ Ам.доллараар
Сэлгэлтийн зөрүү ашиг Жилийн дундаж ашиг Оргил ачааллын бууруулалт CO2 бохирдолтын орлого CO2 бууруулалтын ашиг SO2  бохирдолтын орлого SO2  бууруулалтын ашиг	$31.360 $11,415,040.00 annual $19,799,893 140,204.98 т[м] CO2 жил $701,024.92 CO2 31.26 т SO2 жил $18,753.76
Жилийн нийт орлого	$12,275,021 жилийн ашиг
Хөрөнгө оруулалт нөхөн төлөх хугацаа Барих хугацаа Зардлын жилийн дундаж өсөлт	6 years 3 years 1.00%

               

Дүгнэлт

                Бидний дэвшүүлж буй төсөл нь байгаль орчинд ээлтэй төдийгүй барьж босгох үеийн зардал болон үйлдвэрлэж буй эрчим хүчний өртөг бага, эрчим хүчний хараат байдлаас гарах бүрэн боломжтой, агаарын бохирдол үүсгэхгүй, мөн тухайн нутгийн уур амьсгалыг эерэгээр өөрчлөх сайн талуудтай байна.  

Ашигласан ном, хэвлэл:

[1] “Натур Фрэйндли” ХХК. Бороогийн алтны уурхайн хаалтын төлөвлөгөө. 2009 он
[2] Бороогийн алтны уурхайн үйл ажиллагааны тайлан, 2012 он

[3] Насанбаяр Н. Турбин ба УЦС-ийн барилга хичээлийн курсын төслийн заавар

[4] Очиржав Б. “Сэлэнгэ мөрөн дээр байгуулах 300МВт чадалтай шүрэнгийн УЦС цогцолбор төсөл” илтгэл, 2013 он

[5] “Диспетчерийн үндэсний төв” ХХК-ийн мэдээлэл, 2013 он