Газопоршневой агрегат: Газопоршневой агрегат газопоршневой электростанции Custoku

Содержание

Газопоршневой агрегат газопоршневой электростанции Custoku

Email:

Пароль:

Забыли пароль?Зарегистрироваться?
Расширенный поиск
• Газопоршневые установки Custoku
• Газопоршневые установки MAN
• Газопоршневые установки Mitsubishi
• Газопоршневые установки Doosan
• Газопоршневые установки Cummins
• Газопоршневые установки ЯМЗ
• Газопоршневые установки Guascor
• Паровые газовые котлы
• Паровые дизельные котлы
• Паровые мазутные котлы
• Aralsan(Турция)
• Паровые котлы серии Е
• Тэновые парогенераторы
• Электродные парогенераторы
• Парогенераторы “на рубашку”
• Парогенераторы высокого давления
• Парогенераторы сверхвысокого давления
• Электрогенераторы в кожухе
• Электрогенераторы в контейнере
• Средней мощности (100-200 кВт)
• Большой мощности (200-500 кВт)
• Промышленные (более 500 кВт)
• PRAMAC (Италия)
• GEKO (Германия)
• AKSA (Турция)

Газопоршневой агрегат – основной элемент газопоршневой установки и состоит из газопоршневого двигателя и систем, которые обеспечивают надежную и бесперебойную работу станции.

Описание систем приведены ниже.

Топливная аппаратура газопоршневого агрегата

Топливная аппаратура газового агрегата содержит газовую рампу, которая осуществляет очистку газа от механических примесей и снижает давление газа до необходимого уровня. Смеситель топливной системы смешивает газ с воздухом в заданной пропорции, а дросельная заслонка регулирует подачу газовоздушной смеси в двигатель в зависимости от нагрузки на электростанцию. Топливная аппаратура может быть настроена специальным образом на магистральный природный газ на основе метана, на сжиженный газа из смеси пропана и бутана и на любой другой низкокалорийный биогаз, пиролизный или генераторный газ.

Охлаждение газопоршневого агрегата

Для предотвращения перегрева и поддержания нужной температуры газопоршневого двигателя в агрегате предусмотрена система охлаждения, включающая в себя радиатор с вентилятором, комплект патрубков и биметаллический клапан для автоматического поддержания температуры.

Конгтур охлаждения заполнен охлаждающей жидкостью. При повышении определенной температуры охлаждающей клапан направляет поток горячей охлаждающей жидкости в радиатор для принудительного охлаждения. Вместо радиатора к газопоршневой электростанции может подсоединяться система утилизации тепла, которая через водяной теплообменник забирает избыточное тепло из охлаждающей жидкости.

Выхлопной тракт газопоршневого агрегата

Система отвода выхлопных газов предназначена для вывода горячих газов из помещения и понижения уровня шума. Уменьшение шума осуществляется путем включения в выхлопной коллектор глушителя шума. Между газопоршневым двигателем и коллектором отвода выхлопных газов устанавливается гибкий металлический сильфон газовый, который предотвращает передачу вибрации от газопоршневого агрегата на выхлопной тракт и конструкции крепления выхлопного коллектора и глушитель двигателя.

Воздушная система газопоршневого агрегата

Для работы газового двигателя требуется холодный воздух и воздух очищенный. Функцию очищение воздуха выполняют сменные воздушные фильтры. Для охлаждение воздуха и создания избыточного давления используется специальная турбина турбонаддува.

Электрическая часть газопоршневого агрегата

Электрическая часть включает в себя электрогенератор заряда аккумулятора, регулятор напряжения, электрический стартер, контроллер зажигания и электронный регулятор оборотов двигателя.

Copyright © 2009-2023 ООО “МВВБ”.
All Rights Reserved.
‘;

Газопоршневые установки, электростанции, станции

Газопоршневая установка представляет собой эффективную систему генерации, которая преобразовывает внутреннюю энергию топлива в электричество. Механическое вращение вала позволяют генератору вырабатывать ток. Силовые агрегаты отличаются простотой и надежностью конструкции. Уровень электрического КПД является высоким. Установки немецкого производства типа MWM, MAN имеют КПД на уровне 41-44%.

Газопоршневые установки: первичные сведения о системе для потребителя

Когенерация представляет собой процесс совместной выработки электричества и тепла. Именно в таком энергоэффективном режиме эксплуатируется большинство моделей газопоршневых установок. На выходе теплоэлектростанции температура выхлопных газов достигает +290ºС. Получаемую через специальные теплообменники, данную энергию можно использовать для обогрева жилых, промышленных и складских помещений.

При стандартной работе ГПУ пропорция между двумя видами полученной энергии по выдаче имеет коэффициент примерно 1 к 1. То есть на 5 МВт электрической мощности получается 5 МВт (4,3 Гкал/час) тепла. Если есть необходимость в производстве промышленного пара, то устанавливается дополнительное оборудование.

В большинстве случаев система охлаждения газопоршневой установки является жидкостной. Если для охлаждения газопоршневой установки используется вода, то ее необходимо подготовить согласно ТУ.

Дешевле всего использовать уже готовую воду.

Уровень расхода моторного масла лежит в диапазоне 0,29 – 0,94 кг/ч на 1 МВт произведённого электричества. Конечный показатель совпадает с равномерностью нагрузки энергокомплекса. Для ГПУ важно поддерживать оптимальный уровень масла в моторе. Газопоршневые установки с небольшой мощностью (примерно до 10 кВт) нередко имеют простое воздушное охлаждение. ГПУ такого типа активно используются в качестве аварийных и резервных систем энергоснабжения.

Средняя цена качественного моторного масла на рынке составляет 1,5-4,5 долларов за литр. В структуре всех затрат на работу установки, расходы на синтетическое вещество для двигателя составляет 0,03-0,05 рубля за 1 кВт энергии. Общие затраты на эксплуатацию ГПУ в полной мере перекрываются экономичным расходом природного газа и его низкой стоимостью в РФ. Затраты на природный газ и моторное масло, с расходными комплектующими являются основными при работе электростанции. ГПУ является лучшим вариантом для потребителя по критериям «цена-затраты на приобретение-качество».

Газопоршневые установки в полной мере соответствуют экологическим стандартам качества и европейским сертификатам. Проектирование дымовой трубы зависит от ряда технических параметров. Во-первых, это предельная концентрация вредных веществ в окружающей среде. Во-вторых, уровень генерации вредных веществ конкретной модели ГПУ. В большинстве случаев высота трубы составляет примерно 20-30 метров. Степень шумов составляет 70-80 дБ. При необходимости степень шумов может быть снижена. Работа поршневой установки на некоторых режимах сопряжена с возникновением вибраций. С целью устранения такого эффекта, как правило, рекомендована установка виброопор

Газопоршневые установки и актуальные цены на них

Конечная цена газопоршневых установок привязана к бренду и стране изготовителю. Также на стоимость модели влияет ее мощность, уровень комплектации и качество сборки. Газопоршневые электростанции находятся в ценовом диапазоне от 400 до 2000 евро за 1 МВт установленной электрической мощности. Специализированные инжиниринговые компании выполняют проекты по строительству газопоршневой электростанции любого уровня сложности «под ключ». Львиную долю в структуре затрат на электростанцию на базе ГПУ занимают силовые агрегаты (50-60%). Остальные средства уходят на комплектацию дополнительными устройствами, выполнение проектных и пуско-наладочных работ.

При помощи инжиниринговой компании можно спроектировать и привязать газопоршневые установки к объекту энергоснабжения. Такие сертифицированные организации разработают качественные чертежи, обеспечат объект генерации проектом подвода газового топлива и, в конечном итоге, введут ГПУ в эксплуатацию. Далее квалифицированные инженеры обучат рабочий персонал и организуют систему поставок расходных материалов по оптимальным ценам. Компания, специализирующаяся на предоставлении инженерно-технических услуг, не всегда привязана к одному бренду или марке электрической станции. Подбор оборудования осуществляется с учетом потребностей клиентов. Заказчик, в конце концов, может самостоятельно выбрать определенный бренд.

Заключение сделки между компанией и потребителем сопровождается многократными встречами и консультациями специалистов. При возведении электростанции наиболее оптимален вариант строительства «под ключ». Такой подход к делу сэкономит не только средства, но и драгоценное время. Клиент всегда может рассчитывать на внешний экспертный контроль ценообразования поставок и строительства.

Вариативность используемого топлива

Современный рынок предлагает большое количество моделей газопоршневых станций (ГПС), которые эффективно работают на нескольких разновидностях топлива. Природный газ – основное сырье для питания силовых агрегатов электростанций в России.

Работа ГПУ на нефтяных газах требует специальной подготовки данного топлива. Не слушайте специалистов, утверждающих, что в очистке ПНГ нет необходимости. Для потенциального клиента это типичный ввод в заблуждение с целью быстрого заключения дорогостоящей сделки. Эффективность и надёжность функционирования газопоршневых установок на попутном газе непосредственно из скважины значительно падает. Силовой агрегат работает некорректно и перегревается. Иногда наблюдается детонация смеси, которая приводит к поломке рабочих элементов. Капитальное восстановление рабочей системы газопоршневой установки достигает 30% от стоимости нового оборудования. При грамотной же эксплуатации ремонт техники осуществляется минимум через 8 лет. Для функционирования двухтопливной установки на газе задействуют небольшое количество дизельного топлива.

Отдельного внимания заслуживает минимальное давление для подачи газа. Показатель на входе в ГПС должен составлять 0,049 – 5,49 бар. Точный параметр коррелирует с мощностью устройства и особенностями модели. ГПУ имеют ряд преимуществ перед турбинами:

• возможность функционирования при низком давлении газа;

• нет необходимости в приобретении дорогостоящего компрессора;

• значительная экономия на топливе, благодаря КПД силового агрегата и ценовой доступности газа.

Подобрать газопоршневые установки можно любой мощности, от 5 кВт до 20 МВт (имеется ввиду единичная мощность агрегата). Все зависит от конкретных потребностей заказчика. Природный газ (метан) является наиболее экономически обоснованным типом топлива для данного типа машин.

Сроки поставок для клиентов ГПУ

Срок строительства электростанции на базе газопоршневых агрегатов зависит от ряда факторов. Как правило, данный период составляет около одного года после заключения договора и поступления оплаты. Учитывать следует также время на доставку устройств на транспорте. Монтаж всех рабочих элементов занимает 30-90 дней. Многое зависимости от сложности проекта и его особенностей.

Уже построенная ГПЭС мощностью до 50 МВт вводятся в эксплуатацию в течение 4-8 недель. Для возведения и запуска систем от 120 МВт потребуется большее время. Первоклассные инжиниринговые компании вводят электростанцию средней мощности в коммерческую эксплуатацию примерно через 11-15 месяцев. Чтобы правильно выбрать газопоршневые установки, следует учитывать большое количество факторов. Отдавайте предпочтение известным моделям. Лучшими брендами технического оборудования выступают:

1. MWM (МВМ).

2. Cummins (Камминз).

3. MAN (МАН).

4. Jenbacher (Йенбахер).

Газопоршневой агрегат или микротурбинная установка?

В этой статье попробуем разобраться в извечном вопросе для энергетиков: «Газопоршневой агрегат или микротурбинная установка?».

Сразу сделаю небольшую ремарку. О преимуществах тех или иных гогенерационных установок и технологий написано немало статей, сложено много мифов. Мы не преследуем коммерческих целей, и данная статья основывается исключительно на нашем опыте в проектировании подобных объектов. А также не устанавливаем себе рамок по поводу объекта, просто сравниваем установки.

Для начала ознакомимся с нашими претендентами.

Газопоршневая электростанция – это система генерации, созданная на основе поршневого двигателя внутреннего сгорания, работающего на природном или другом горючем газе. Возможно получение двух видов энергии, (тепло и электричество) и этот процесс называется «когенерация». В случае если в газопоршневых электростанциях используется технология, позволяющая получать ещё и холод (что очень актуально для вентиляции, холодоснабжения, промышленного охлаждения), то данная технология будет называться «тригенерация».


Внешний вид газопоршневого агрегата (ГПА)


Фото с сайта: manbw.ru

Газотурбинная электростанция — современная высокотехнологичная установка, генерирующая электричество и тепловую энергию. Основу газотурбинной электростанции составляют один или несколько газотурбинных двигателей – силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс. Газотурбинная электростанция может иметь электрическую мощность от двадцати киловатт до сотен мегаватт. Она способна также отдавать потребителю значительное количество (вдвое больше электрической мощности) тепловой энергии, если установить на выхлопе турбины котёл-утилизатор.


Внешний вид микротурбины (микро-ГТУ)
Фото с сайта www.capstoneturbine.com

Определяющими критериями для владельцев автономных электростанций являются вопросы расхода топлива, уровень эксплуатационных затрат, а также срок окупаемости оборудования электростанции. А эти вопросы связанны с выгодами и проблемами, которые может иметь владелец электростанции. Поэтому начнем разбираться во все по порядку.

РАУНД 1.ЦЕНА

Так как цена иногда является определяющим фактором в выборе оборудования сравним стоимость ГПА и микро ГТУ.

Удельные капитальные затраты на ГПА составляют от 600-800 долл./кВт.

Микро-ГТУ обходится дороже и эта сумма уже составляет 1300-1800 долл./кВт.

Стоимость зависит от производителя. Иностранные установки обходятся дороже российских аналогов.

В сравнении по цене отдаем предпочтение ГПА.

РАУНД 2. РАСХОД ГАЗА

Сравнивать расход газа для ГПА и микро-ГТУ довольно сложно. Во-первых, большое количество производителей. Во-вторых, у каждого производителя широкий модельный ряд.

Для сравнения возьмем ведущих производителей. Фирмы Jenbacher (производитель ГПА) и Capstone (производитель микро-ГТУ).

Если сравнивать расход газа, то с небольшим преимуществом побеждает ГПА.

2:0 в пользу ГПА

РАУНД 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Давайте сравним эффективность все тех же ГПА и микро-ГТУ

Еще одно очко в пользу ГПА.

РАУНД 4. ВЫХОД ТЕПЛА

Когенерационное оборудование устанавливается как для получения электрической энергии, так и тепловой. Поэтому сравним, какая машина дает больше тепловой энергии.

Поэтому, счет становиться 3:1 в пользу ГПА.Напомню, что модельный ряд широкий и цифры могут меняться. Тут приведены значения для выборочных моделей. Среднее соотношение тепловой нагрузки к электрической для ГПА составляет 1,2.

Для микро-ГТУ – 1,5-2,2.

РАУНД 5. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАГРУЗКИ

Это довольно существенный фактор в выборе оборудования. В реальной жизни нагрузка электрическая и тепловая переменные. Не смотря на то, что генерирующее оборудование подбирается под базовую нагрузку, оно должно иметь гибкий график работы.

Справка: Регулировочный диапазон – минимально допустимая нагрузка, при которой установка способна работать.

Справка: ГПА может работать при нагрузке ниже, но это крайне не желательно. Выдержка из технической документации компании Jenbacher GE: при работе в обособленном (автономном) режиме допускается работа с частичной нагрузкой от 20% до 40% номинальной, но не чаще 6-ти раз в год, и на срок до 24 часов. Работа в автономном режиме с нагрузкой ниже 50% номинальной допускается не чаще одного раза в сутки на срок не более 4 часов.

Микро-ГТУ начинает приближаться к ГПА. Счет 3:2.

РАУНД 6. МОЩНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Параметры электрической мощности генерирующих установок, по существующим стандартам ISO, измеряются при t +15°C. Поэтому параметры приведенные в техническом паспорте соответствуют температуре +15°C. Посмотрим, как ведет себя мощность установок при различной температуре:

Как видно из графика, мощность ГПА при пониженных температурах остается неизменной.

При значительном повышении температуры окружающей среды мощность газотурбинной установки падает. Но при понижении температуры электрическая мощность наоборот, растет.

Ни кому не присваиваем бала.

РАУНД 7. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ЗАГРУЗКЕ

Загрузка установок в процессе эксплуатации может меняться. Эффективность установок при различных загрузках приведена на рисунке. Этот показатель будет влиять на потребление топлива при разных нагрузках.

Из графика следует, что КПД ГПА остается стабильным до нагрузки 40%, затем начинает снижаться. У микро-ГТУ КПД снижается вместе с загрузкой.

Но не будем забывать о нагрузках ниже 50% для ГПА. Ведь они губительны, а порой и разрушительны для поршневых установок. Эксплуатация поршневых установок на низких нагрузках приводит к наступлению капитального ремонта не через 6 лет, а через 2-3 года. Это очень высокая цена за выигрыш в КПД на малой нагрузке.

Поэтому делаем заключение, что обе машины ведут себя примерно одинаково в диапазоне от 70% до 100%. Что и является рабочим диапазоном. Так что счет остается неизменным после этого раунда.

РАУНД 8. ЭКОЛОГИЯ

Надо отметить, что газопоршневые установки значительно уступают газотурбинным агрегатам по уровню выбросов NOx. Так как моторное масло выгорает в значительных объемах, поршневые агрегаты имеют уровень вредных выбросов в атмосферу в 15-20 раз больший, чем у газотурбинных агрегатов. Содержание СО (при 15% О2) для газопоршневых двигателей находится на уровне 180-210 мг/м3, и это несмотря на наличие в выхлопном тракте GE Jenbacher дорогостоящей каталитической очистки уходящих газов. Для соответствия требованиям по ПДК, при использовании поршневых машин необходимо строить высокие дымовые трубы, а это дополнительные затраты.

Очко за экологию присваиваем микро-ГТУ. Счет сравнивается, 3:3.

РАУНД 9. ШУМ

Шум одна из проблем в работе ГПА. При работе ГПА наблюдается высокий уровень низкочастотного шума, который сопровождается вибрацией. Поэтому для устранения шумовой нагрузки приходится прибегать к строительству шумозащитных кожухов. Это дополнительные затраты. Из-за вибрационных воздействий ГПА не возможно установить на крыше здания.

Микро-ГТУ тоже имеет шумовое воздействие, но оно значительно ниже.

Бал присваиваем микро-ГТУ. И теперь микро-ГТУ выходит вперед, 3:4.

РАУНД 10. НАБРОС НАГРУЗКИ

Наброс нагрузки у ГПА и микро-ГТУ довольно высокий. Для более детальной оценки сравним как ведут себя машины при набросе в 50%.

По цифрам все понятно. Свой бал получает ГПА. Счет становится равным 4:4.

РАУНД 11. МАСЛО

Этот раунд заведомо проигран ГПА. Но без него не куда.

В части эксплуатации газопоршневого двигателя в приводе электростанции особо следует обратить внимание на количество используемого моторного масла. Само собой, масло должно быть рекомендованным для данной газопоршневой установки.

Справка: Фактический расход моторного масла на 1 МВт установке «Jenbacher GE» может достигать 15000 литров в год. Одним из рекомендованных моторных масел для газопоршневых машин является Pegasus 705 (MOBIL). Оптовая цена составляет -4-6 долларов за литр, а специальное моторное масло для газовых поршневых двигателей марки Mysella 15W-40 (Shell)– стоит 1000 долл. за бочку объемом в 208 литров.

Использование не рекомендованного моторного масла ведет к потере заводских гарантий и непредсказуемым последствиям для самого газопоршневого двигателя. Замена моторного масла должна производиться один раз в 2-4 месяца.

Отработанное масло газопоршневых установок нельзя просто вылить на землю – 600 литров на 1 МВт требуют утилизации – это также постоянные расходы для владельцев электростанции.

Явное преимущество микро-ГТУ. 4:5, вперед вырывается микро-ГТУ.

РАУНД 12. ТОПЛИВО

«Микротурбины не так «всеядны» в отличие от своих полноразмерных собратьев и существует ряд ограничений, накладываемых на состав топливного газа», это мнение можно с легкостью найти в любом сравнении ГПА и микро-ГТУ. Однако это не так. Современные микротурбины работают практически на любом газообразном топливе. Конечно для работы потребуется специальная комплектация микро-ГТУ. Но ведь и ГПА серийного производства не будет работать на «кислом» газу. Поэтому это выражение притянуто за «уши» в пользу ГПА.

Но этот раунд включен не просто так. У микро-ГТУ есть существенный недостаток по давлению рабочего газа. Для работы микро-ГТУ необходимо давление газа порядка 5 бар. Если у Вас отсутствует такое давление в системе, то необходимо устанавливать дожимной компрессор. С установкой дожимного компрессора возрастут собственные нужды и капитальные затраты.

Еще один бал получает ГПА. Счет становиться равным 5:5.

РАУНД 13. МАССА

ГПА в отношении размер-масса имеет худшую характеристику по сравнению с микро-ГТУ.

Из представленных габаритов следует, что ГПА требует больше места, т.к. имеет больший вес на единицу мощности.

Счет становится 5:6 в пользу микротурбины.

РАУНД 14. СТОИМОСТЬ ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА

Это самый спорный вопрос. Конечно, стоимость эксплуатации зависит от многих факторов: в каких условиях эксплуатируется, как соблюдаются регламентационные предписания производителей. Для нашей оценки возьмем идеальные условия. При эксплуатации соблюдены все требования завода-производителя.

Стоимость эксплуатации микротурбины меньше, чем у ГПА. Это связано с несколькими факторами:

  • Отсутствуют затраты на масло
  • Нет необходимости менять фильтры часто
  • Меньшее количество движущихся частей

Приводить цифры эксплуатационного обслуживания не будем. На это есть свои причины. Во-первых, эта характеристика отдельна для каждой модели и завода-производителя. Во-вторых, они зависят от эксплуатации оборудования. Поэтому оценку мы произвели исключительно на собственном опыте в подобных объектах.

Капитальный ремонт тоже довольно спорный вопрос. Стоимость кап. ремонта тоже зависит от множества факторов. Но для идеальных условий капитальный ремонт турбины обойдется дешевле, чем у ГПА. Стоимость капитального ремонта газовой турбины с учётом затрат на запчасти и материалы ниже, чем стоимость ремонта газопоршневой установки, на 30-40%.

Микро-ГТУ получает еще одно очко. 5:7

РАУНД 15. РЕСУРС ДО КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА

Ресурс до капитального ремонта составляет у газовой турбины 40.000–60.000 рабочих часов. При правильной эксплуатации и своевременном проведении регламентных работ у газопоршневого двигателя этот показатель составляет 60000 – 80000 рабочих часов. Конечно, все зависит от производителя.

ГПА пытается догнать микро-ГТУ. 6:7.

РАУНД 16. КОЛИЧЕСТВО ПУСКОВ

Газопоршневой двигатель может запускаться и останавливаться неограниченное число раз, что не отражается на его моторесурсе. Газотурбинную установку же, из-за резких изменений термических напряжений, возникающих в наиболее ответственных узлах и деталях горячего тракта ГТУ при быстрых пусках агрегата из холодного состояния, предпочтительнее использовать для постоянной, непрерывной работы. Число пусков газотурбинной установки составляет 300 раз в год без малейшей потери ресурса.

Свое очко получает ГПА и счет становиться равным 7:7.

Сведем все результаты

Из всего этого можно сделать заключение. Две машины имеют как свои плюсы, так и минусы. Сравнивать их довольно сложно. И сказать какая из них лучше не получиться. Все зависит от условий и требований где будут эксплуатироваться машины.

На территории Республики Беларусь действует правило: когенерационное оборудование подбирается под тепловую нагрузку. Т.е если у Вас в данный момент тепловая нагрузка составляет 1 МВт, то вырабатываемая электрическая мощность должна соответствовать тепловой. На основании этого факта, когенерационное оборудование подбирается под базовую тепловую нагрузку, Вам никто не разрешит выбрасывать тепло от когенерационного оборудования в воздух. Поэтому микро-ГТУ оптимально подходят для объектов, где существует большая потребность в тепле. Т.е где тепловая нагрузка в несколько раз больше электрической.

Рассмотрим несколько примеров:

1. Бассейн

Бассейн это отличный вариант для установки в нем микро-ГТУ. Особенностью работы бассейна является необходимость в большом количестве тепла для поддержания требуемой температуры воды и воздуха. А электрическая нагрузка в несколько раз меньше тепловой. Поэтому, установив микро-ГТУ, Вы обеспечите себя необходимым количеством электрической и тепловой энергии. Во вторых, микро-ГТУ обеспечит все необходимые провалы в потреблении как днем, так и ночью.

2. Зерносушилка

Зерносушилка потребляет тепловой энергии в 2-3 раза больше, чем электрической. Идеальный вариант для установки микро-ГТУ. Почему выгодно устанавливать микро-ГТУ не смотря на то, что зерносушилка работает во время уборки. Эффективность подобного проекта проявляется в стоимости газовой горелки, используемой на сегодняшний момент в большинстве зерносушилок.

Справка: Стоимость зерносушильной установки с потребляемой мощностью 16 кВт МЕПУ М150к на сегодняшний день 37000 евро. Стоимость газовой горелки от 5000 евро. Примерная стоимость разрабатываемого МТУ такой мощности 35000 евро.

Так же не стоит забывать, что во время работы сушильного комплекса нагрузка постоянно меняется, а микро-ГТУ способна работать при меняющихся нагрузках.


Пример подобного проекта

3. Торговый центр

Этот вариант подойдет в том, случае если на кондиционирование и техническое холодоснабжение используются абсорбционные холодильные машины. В таком случае, в любое время года необходимо большое количество тепла. Ночью, когда отсутствуют покупатели, отсутствует необходимость в кондиционировании и сокращается потребление электрической энергии. Поэтому микротурбина будет лучше справляться, чем ГПА.

4. Офисное помещение

Офисное помещение подойдет, лишь в том случае, если установлена система кондиционирования на базе абсорбционных холодильных машин. Тут преимущества такие же как и в торговом центре.

В заключение хочется сказать, что при выборе силовых агрегатов автономной электростанции необходимы консультации специалистов, образованных как технически, так и экономически. Консалтинг позволяет компетентно, непредвзято и объективно определиться с выбором основного и вспомогательного оборудования. Также, компетентный консалтинг от профессионалов в сфере энергетики, позволяет избежать дорогостоящих ошибок в проектировании.

Принцип работы и область применения газопоршневых электростанций

Каталог

Бренды

Главная » Помощь покупателю » Газопоршневые электростанции: принцип работы и область применения

29 мая 2020

Содержание

  • Виды газопоршневых генераторов
  • Особенности конструкции ГПЭС на базе газопоршневых двигателей внутреннего сгорания
  • Принцип работы газопоршневых электростанций
  • Преимущества использования ГПЭС
  • Сферы применения газопоршневых электростанций

Газопоршневой двигатель внутреннего сгорания благодаря компактным габаритам и широкому диапазону выходных мощностей идеально подходит для электрогенераторов, предназначенных для организации автономного основного, резервного или аварийного электропитания жилых, строительных и производственных объектов. Газопоршневые электростанции (ГПЭС), работающие на базе газопоршневого ДВСА, являются комплектными генерирующими агрегатами, которые вырабатывают не только электрическую, но и тепловую энергию.

Виды газопоршневых генераторов

В зависимости от рабочего режима и видов вырабатываемой энергии ГПЭС делят на 2 типа:

  • Когенерационные. Такие станции вырабатывают два вида энергии – электрическую и тепловую. Это наиболее распространенные устройства, общее КПД которых составляет до 90 %.
  • Тригенерационные. Эти агрегаты помимо электроэнергии и тепла вырабатывают холод. В холодное время года их используют для отопления помещений, а в теплое – для их кондиционирования.

Для бесперебойного функционирования газопоршневой электростанции могут использоваться следующие виды топлива:

  • газы, при сгорании которых выделяется значительное количество тепла, – пропан, бутан, факельный газ;
  • природный магистральный, сжиженный газ;
  • газ с малым содержанием метана и низкими детонационными характеристиками;
  • попутный нефтяной газ;
  • промышленные газы – коксовый, пиролизный, шахтный.

Особенности конструкции ГПЭС на базе газопоршневых двигателей внутреннего сгорания

Поршневые газогенераторы могут иметь открытое исполнение, при котором все узлы агрегата расположены на раме, или закрытое, которое предполагает наличие всепогодного шумозащитного кожуха.

Бесперебойную и безопасную работу ГПЭС обеспечивает комплекс инженерных систем: снабжения топливом и маслом, удаления дыма, вентиляции, утилизации тепловой энергии, электромеханики, связи, автоматики, контроля, сигнализации.

Принцип работы газопоршневых электростанций

ГПЭС когенерационного типа функционируют по следующему принципу:

  1. Топливо поступает в цилиндрическую камеру сгорания, в которой оно сжимается поршнем и воспламеняется.
  2. Энергия, выделяемая при сгорании топлива, приводит в движение коленвал газопоршневого ДВС. Цикл работы ДВС обычно четырехтактный.
  3. Вращающийся коленвал передает движение через специальную муфту генератору электрического тока. При вращении ротора с обмоткой в магнитном поле статора происходит выработка электроэнергии.
  4. Выработанная электроэнергия поступает через кабельные линии на генераторное распределительное устройство (генераторную ячейку).
  5. Во время выработки электроэнергии высвобождается значительное количество тепла, которое снимается с дымовых газов и нагретого масла с помощью теплообменников и котлов-утилизаторов. Вода, нагретая за счет этого тепла, циркулирует по замкнутому контуру и выполняет функции теплоносителя в отопительной системе объекта. Неиспользованное попутное тепло сбрасывают в атмосферу.

Высококачественные газопоршневые электростанции, при работе которых используются турбонаддув и двухступенчатое охлаждение, имеют электрический КПД около 45 %. На 1 кВт вырабатываемой электроэнергии затрачивается всего 0,22 м3 газа.

Преимущества использования ГПЭС

Популярность генерирующих агрегатов на основе газопоршневых ДВС обеспечивают следующие эксплуатационные преимущества:

  • высокий коэффициент полезного действия, минимальное количество сопутствующих энергопотерь;
  • сохранение рабочих характеристик в неблагоприятных условиях окружающей среды, при резких температурных перепадах;
  • экологичность – работа газопоршневых электрогенераторов сопровождается малым количеством вредных выбросов;
  • наличие автоматизированной системы, защищающей агрегат от перегрева, и других защит;
  • длительный эксплуатационный период.

Установка ГПЭС, подобранной под конкретные характеристики объекта, позволяет значительно снизить затраты на его энергоснабжение. Компактные характеристики этих установок и экологичность позволяют устанавливать их на обслуживаемом объекте или в непосредственной близости от него, благодаря чему отпадает необходимость в устройстве дорогостоящих опор, прокладке линий электропередач, использовании мощных трансформаторов.

Сферы применения газопоршневых электростанций

Благодаря комплексной выработке электрической и тепловой энергии, ГПЭС широко используются в отдаленных районах, в которые сложно провести коммуникационные системы, области их применения:

  • жилищно-коммунальное хозяйство;
  • промышленные предприятия;
  • предприятия по добыча угля, нефти и газа;
  • насосные станции, котельные;
  • в качестве резервного и аварийного энергетического оборудования – медицинские учреждения, аэропорты и другие объекты, в которых важны бесперебойность электропитания.

Агрегаты комплексной выработки тепловой и электрической экономически выгодно устанавливать в торговых комплексах и на других коммерческих объектах, в общественных учреждениях.

Газопоршневая электростанция: принцип работы

Курс валют на сегодня

€ 1=80,05 ₽
$1=75,46 ₽

12.08.2020

Газопоршневая генераторная станция — это востребованное в промышленности силовое оборудование, которое может на время заменить основной источник электроэнергии или же обеспечить постоянное автономное электроснабжение. От газового электрогенератора могут запитываться электроприборы, инструменты, освещение, насосы, станки и многое другое.

Особенности газопоршневых генераторов

В газопоршневой установке превосходно сочетается доступность топлива, высокая производительность и экологичность. При работе силовое оборудование не выделяет столь большого количества вредных веществ, как дизельный или бензиновый генератор. Электростанция, работающая на газу, эффективна, и полностью окупает себя: при неполадках с электроснабжением производство, процессы в мастерской, да и просто комфортная жизнь в частном доме будут обеспечены в обычном режиме.

Газопоршневые электростанции считаются более энергоэффективными и экономичными по сравнению с бензиновыми и дизельными моделями. Они также экологичны и получили длительный срок службы: разница с аналогами составляет до 30%. Также они удобны при использовании в жилом доме или закрытом помещении: производят немного шума, к тому же при работе выделяют минимум вредных продуктов сгорания.

Высокий КПД в энергоустановках газопоршневого типа достигается за счёт технологии тригенерации, делающей их одновременно универсальными. Ведь помимо электроэнергии, генераторные установки производят горячую воду для нужд горячего водоснабжения или пар для систем отопления, а при необходимости они могут использоваться в качестве охлаждающих воду или воздух установок — достаточно установить дополнительное абсорбционное оборудование.

Как работает газопоршневой электрогенератор

Даже простейшая газовая электростанция обязательно комплектуется жидкостной системой охлаждения, представляющей собой закрытый контур с охлаждающим радиатором. Одной из особенностей газовых электростанций на двигателях внутреннего сгорания стало выделение тепловой энергии, объёмы которой больше, чем объёмы генерируемого электричества. Поэтому их относят к теплоэлектростанциям — ТЭЦ, обеспечивающим потребителей как электричеством, так и горячей водой для бытовых или производственных нужд.

Принцип работы газопоршневого генератора следующий:

  1. Газообразное топливо подаётся под давлением по топливопроводу к камерам сгорания двигателя.
  2. Необходимый для приготовления топливовоздушной смеси воздух нагнетается в систему турбокомпрессорами, а перед попаданием в камеры сгорания сжатый компрессором воздух охлаждается в интеркулере.
  3. Топливовоздушная смесь сгорает в камерах сгорания двигателя, приводя в движение коленчатый вал газового ДВС.
  4. Крутящий момент от двигателя передаётся на электрогенератор, который, вращаясь, вырабатывает электроэнергию.
  5. Система охлаждения двигателя попутно вырабатывает большое количество тепла.

Принцип работы газопоршневой электростанции аналогичен схеме работы дизельных энергоустановок — отличие заключается в типе основного топлива. Газопоршневые установки значительно мощнее, универсальнее, технологичнее и включают в комплектацию множество инженерных систем:

  • топливоснабжения и дымоудаления;
  • маслоснабжения и вентиляции;
  • пожарной и рабочей автоматики;
  • пожаротушения;
  • тепломеханики.

Газопоршневые электрогенераторные установки традиционно применяются для организации автономного электро- и теплоснабжения на удалённых объектах или в случаях, когда невозможно подключение к централизованным сетям.

Виды топлива для газовых электростанций

В зависимости от конкретной модификации, газопоршневая электростанция может эксплуатироваться на нескольких типах топлива:

  • Природном газе. Превосходный выбор для газифицированных районов — для работы достаточно подключить силовую станцию к газовой магистрали.
  • Сжиженном газе. Учитывая производительность газопоршневых электростанций и низкий расход топлива, для обеспечения их беспрерывной эксплуатации потребуется организация вместительного газгольдера.
  • ПНГ — попутном нефтяном газе. Его используют обычно в нефтегазодобывающих районах. Его применение требует тщательной настройки топливного оборудования генераторной установки.
  • Биогазе — одном из перспективных и недорогих видов топлива. Обычно для минимизации транспортных затрат газовые генераторные установки на двигателе внутреннего сгорания монтируются непосредственно в местах добычи биогаза — мусорных полигонах;
  • Неподготовленном попутном газе. Аналогично ПНГ, неподготовленный газ требует тонкой настройки топливной системы газовой электростанции. Иначе неизбежно снижение общего срока службы станции.
  • Свалочном газе. В основе этого газа лежит метан, который, как и магистральный газ, обеспечивает высокую производительность генераторной установки.

При выборе газопоршневой генераторной установки нужно заранее выбрать конкретный тип основного топлива. Невзирая на то, что перенастроить на газ другого типа можно электростанцию любой модели, неверный изначальный выбор газо-топливной смеси приведёт к повышению затрат, связанных с пуско-наладочными работами.

Как выбрать газопоршневой генератор

При выборе силового оборудования нужно учесть ряд моментов:

  1. Мощность генераторной установки. Для коттеджа или загородного дома достаточно генератора мощностью 10–15 кВт — они компактные и недорогие. Для крупных производственных площадок походят газопоршневые электростанции на 600 кВт и более — при расчёте учитывается, чтобы суммарная мощность потребителей составляла 35–60% от мощности генераторной установки.
  2. Тип топлива. Если на объект подведён магистральный газ, то лучше остановиться на нём в качестве основного топлива — это более безопасно для двигателя и эффективно экономически.
  3. Функции попутного горячего водоснабжения или отопления. Поскольку газовая энергоустановка на ДВС с турбонагнетателем — это ТЭЦ в миниатюре, её применение позволяет одновременно решить все вопросы с жизнеобеспечением объекта.

Промышленная газопоршневая электростанция от 600 кВт и более — это идеальное и экономически оправданное решение для организации автономного энергоснабжения в режиме 24/7 и одновременного отопления объекта.

Возможно, Вас также заинтересует статья про газопоршневые электростанции: особенности и обзор моделей.