В чем отличие газопоршневых двигателей

Газопоршневые электростанции

Производить свою личную электрическую энергию и тепло в настоящее время стало довольно просто. Можно, например, купить газопоршневые электростанции, благодаря которым вырабатывается несколько видов энергии. ГПУ достаточно легко установить, они работают на любом газе.

При тяжелых климатических условиях они позволяют покупателям оставаться энергетически свободными.

ООО ПКФ «Электроагрегат» URL:http://e-agregat.ru занимается созданием газопоршневых электростанций, основой которых стали новые двигатели ЯМЗ. Мы устанавливаем проводку пусконаладки и по мере необходимости занимаемся обслуживанием приобретенного вами оборудования. Также мы занимаемся доставкой запчастей и расходников газопоршневых электростанций по всем городам РФ.

Для установки электростанции требуется подготовить площадку, залитую фундаментом и с подведенными проводами.

Основными функциями газопоршневых электростанций является поддержка электричеством объектов с трехфазным (380/220 В. 50 Гц) переменным током. ГПУ нашего производства имеют диапазон мощности 60 – 315 кВт на единицу.

Каждая газопоршневая электростанция имеет в наличии современный контроллер, благодаря которому можно создать синхронную работу параллельно тридцати объектов.

3.4. Дизельные электростанции

Сегодня в малой электроэнергетике преобладающими являются дизельные электростанции (ДЭС). Из 49 тысяч малых электростанций России примерно 47 тысяч являются именно дизельными. Такое широкое применение ДЭС определяется рядом их важных их преимуществ перед другими типами электростанций:

1. Высокий электрический КПД (до 0,35–0,4) и, следовательно, малый удельный расход топлива (240–260 г/кВт·ч);

2. Быстрота пуска (единицы-десятки секунд), полная автоматизация всех технологических процессов, возможность длительной работы без технического обслуживания (до 250 часов и более);

3. Малый удельный расход воды (или воздуха) для охлаждения двигателей;

4. Компактность, простота вспомогательных систем и технологического процесса, позволяющие обходиться минимальным количеством обслуживающего персонала;

5. Малая потребность в строительных объемах (1,5–2 м3/кВт), быстрота строительства зданий станции и монтажа оборудования (степень заводской готовности 0,8–0,85);

6. Возможность блочно-модульного исполнения электростанций, сводящая к минимуму строительные работы на месте применения.
Главными недостатками ДЭС являются высокая стоимость топлива и ограниченный по сравнению с электростанциями централизованных систем срок службы (ресурс).
Российская промышленность предлагает широкий выбор ДЭУ во всем необходимом диапазоне мощностей и исполнений. Однако следует отметить, что наши отечественные установки существенно уступают лучшим зарубежным образцам этой техники прежде всего по массогабаритным показателям, характеристикам шумности и экологическим показателям. Кроме того, например, ДЭУ на базе дизельного двигателя фирмы «Waukesha» P9390G при номинальной мощности 800 кВт имеет удельный расход топлива 0,215 кг/кВт•ч и ресурс до капитального ремонта 180000 ч.

Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что все ДЭС мощностного ряда от 315 до 2500 кВт имеют относительно высокие значения моторесурса (32000–100000 часов) и высокие показатели топливной экономичности (значения коэффициента использования топлива 0,33–0,4). Стоимость электроэнергии, вырабатываемой ДЭС, составляет 5–7,5 руб./кВт·ч, а стоимость 1 кВт установленной мощности – порядка 5–6 тыс. руб 1 . В стоимости электроэнергии доля топливной составляющей (для работы на дизельном топливе) доходит до 80–85%. Дизельные электротепловые станции
Большое распространение получают рабочие дизельные электротепловые станции (ДЭТС), обеспечивающие комбинированную выработку электрической и тепловой энергии за счет комплексной утилизации тепловых потерь. На таких электротепловых станциях в выхлопной тракт дизеля включаются пассивные или активные котлы-утилизаторы, в которых тепло горячих газов передается воде системы теплоснабжения объекта. В тепловую схему ДЭТС могут включаться также тепловые насосы для повышения температурного уровня охлаждающей дизель воды до уровня, на котором возможно ее использование в системе теплоснабжения. Проведенные в Военном инженерно-техническом университете (СПб) исследования показали, что применение ДЭТС особенно эффективно для небольших объектов с потребляемой электрической мощностью до нескольких тысяч киловатт и относительно ограниченным теплопотреблением при соотношении между тепловой и электрической нагрузкой от 1,0 до 4,0. Коэффициент использования топлива при раздельном получении электроэнергии от ДЭС и тепла от котельной на таких объектах находится в пределах 0,45–0,65. Применение ДЭТС увеличивает этот коэффициент до 0,8–0,85.

Газопоршневые электростанции — варианты и виды топлива

Существуют газопоршневые электростанции, работающие на двух видах топлива. В качестве основного топлива на таких электростанциях используется природный газ. Правда, такие ГПУ-ГПЭС используются в России достаточно редко.

Возможно использование попутного нефтяного газа (ПНГ).

При работе на ПНГ требуется его обязательная и тщательная подготовка. Дизтопливо, флотский мазут или сырая нефть используются как второе топливо. Надо отметить, что качество работы газопоршневых электростанций на неподготовленном попутном газе не всегда корректно, часто наблюдаются детонации и перегрев двигателей, что вызывает наступление более раннего капитального ремонта. Попутный газ надо готовить! Представьте, что в поршневой двигатель достаточно часто попадают кислота, вредные примеси и высококалорийные газы! Как он будет работать при этом, ведь полезными эти вещества не могут быть ни для одного типа двигателей вообще, включая микротурбины.

При нестабильном уровне содержания метана в составе попутного газа, что иногда случается, поршневые электростанции часто не способны выйти на расчетную мощность. И это объяснимо. Напрашивается аналогия с автомобилем – представьте себе работу его поршневого двигателя, то на бензине Аи-80, то на Аи-95 или Аи-98. Причем смена марок бензинов будет происходить в режиме нон-стоп.

Стоимость капитального ремонта силовых агрегатов газопоршневых электростанций составляет 50- 60% от первоначальных затрат на приобретение оборудования. Ремонт, как правило, осуществляется на месте, с авторским надзором, но силами собственного персонала, что является неоспоримым конкурентным преимуществом.

Минимальное давление подачи топливного газа на входе в газопоршневую электростанцию, во избежание дерейтинга, должно быть

0,05-5.5 бар, в зависимости от мощности и фирмы-изготовителя ГПЭС.

Моторы газопоршневых установок оснащены аккумуляторным запуском состоящим из:

• Электросвечей;
• Прерывателя;
• Источника энергии;
• Электроприводов.

Каждый цилиндр двигателя оснащен одной свечой, которая устанавливается в головку блока в специальное гнездо с резьбовым соединением, а также выводными патрубками, находящимися в тех местах, где у аналогов расположены форсунки.

Благодаря центрированию каждой свечи обеспечивается эффективное сгорание рабочей смеси за счет минимального пути распространения огня в камере цилиндра и быстрое охлаждение свечи зажигания водой, которая циркулирует в головке.

Сравнение газопоршневых и газотурбинных установок

Для мощностей до 10 МВт газопоршневые когенерационные установки показывают себя лучше всех других технологий, причем в диапазоне от 3 МВт до 5 МВт они просто вне конкуренции. Удельное капиталовложение (Евро/кВт) в производство электрической и тепловой энергии газопоршневыми двигателями ниже. Это преимущество газопоршневых двигателей неоспоримо для мощностей до 30 МВт. ТЭЦ мощностью 10 МВт на основе газопоршневых двигателей требует вложений около 7,5 миллионов €, при использовании газовой турбины затраты возрастают до 9,5 миллионов €.

Давление газа в сети для газового двигателя не превышает 2-х атмосфер, давление подачи газа для газовой турбины должно быть минимум 6-10 атмосфер. Таким образом, при использовании на станции в качестве силового агрегата газовой турбины, необходима установка газовой компрессорной станции, что еще больше увеличивает капиталовложения.

1. Наивысший электрический КПД – до 38 % у газовой турбины, и около 40 % у газопоршневого двигателя достигается при работе под 100%-ной нагрузкойПри снижении нагрузки до 50%, электрический КПД газовой турбины снижается почти в 3 раза. Для газопоршневого двигателя такое же изменение режима нагрузки практически не влияет как на общий, так и на электрический КПД.
2. При повышении температуры от -30°С до +30°С электрический КПД у газовой турбины падает на 15-20%. При температурах выше +30°С, КПД газовой турбины — еще ниже. В отличие от газовой турбины газопоршневой двигатель имеет более высокий и постоянный электрический КПД во всем интервале температур и постоянный КПД, вплоть до +25°С.
3. Количество пусков: газопоршневой двигатель может запускаться и останавливаться неограниченное число раз, что не влияет на общий моторесурс двигателя. 100 пусков газовой турбины уменьшают её ресурс на 500 часов.
4. Время запуска: время до принятия нагрузки после старта составляет у газовой турбины 15-17 минут, у газопоршневого двигателя 2-3 минуты.
5. Ресурс до капитального ремонта составляет у газовой турбины 20 000 — 30 000 рабочих часов, у газопоршневого двигателя этот показатель равен 60000 рабочих часов. Стоимость капитального ремонта газовой турбины с учётом затрат на запчасти и материалы значительно выше. Полный капитальный ремонт газовой турбины – более сложная работа, чем капремонт газового двигателя. Ремонт газовой турбины выполняется только на предприятии-изготовителе. Кроме того, при ремонте газовой турбины используются очень дорогие запчасти, что делает его стоимость очень высокой. Поэтому время простоя газового двигателя по сравнению с газовой турбиной сокращено. Затраты на запчасти и материалы для капремонта газового двигателя также ниже.

Алгоритм работы газопоршневой установки в параллельном режиме таков:

1. Запуск агрегата по внешней команде оператора или внутреннему сигналу, если агрегат в горячем резерве и нагрузка позволяет запуск.
2. Старт двигателя, прогрев в течение установленного времени. Если агрегат находился в состоянии горячего резерва, то эта стадия длится несколько секунд.
3. Синхронизация 3-5 секунд (напряжение, частота, сдвиг фаз, асимметрия) выполняется контроллером генератора.
4. Команда на замыкание силового выключателя генератора и принятие нагрузки.
5. Принятие нагрузки согласно графику набора мощности.
6. Увеличение мощности газопоршневой электростанции до фактической нагрузки в течение нескольких (десятков) секунд.

Остались вопросы?
Позвоните нам: +7(495) 797-69-16

Преимущества газопоршневых электростанций производителя Рыбинсккомплекс

Наши газопоршневые установки изготавливаются «под ключ» на базе модернизированных первичных двигателей российского производства ЯМЗ, ТМЗ и ММЗ или импортного, проверенного многолетним опытом, и имеют следующие преимущества:

• Собственное технологичное производство помогает изготавливать электростанции под индивидуальные проекты в сжатые сроки.
• ГПУ поставляются готовыми к эксплуатации – в случае исполнения на раме достаточно подготовленного помещения, в случае блочно-модульного исполнения достаточно подготовленной площадки под блок-модули.
• При необходимости получения высоких мощностей газопоршневые агрегаты объединяются в энергокомплексы и синхронизируются как между собой, так и с существующей сетью.
• Автоматизация – возможно исполнение с различной степенью оснащённости автоматикой от авто-дозаправки масла до полного дистанционного мониторинга и управления одной или нескольких ГПУ.
• Когенерация – для повышения КПД установки дополняются системами утилизации тепла, получая не только электрический трёхфазный ток, но и горячую воду (на ГВС / отопление) или технологический пар. Экономия энергоносителя (топлива) в таких случаях достигает 40% по сравнению с раздельным получением электро- и теплоэнергии на ТЭЦ.
• Тригенерация – к выработке электричества и тепла добавляется ещё и холод, полученный при помощи чиллеров, который используется, например, в системах кондиционирования.
• Надёжность – при изготовлении станций на нашем технологичном производстве используются только проверенные материалы и комплектующие.
• Эксплуатация в любом регионе – электростанции в контейнерном исполнении устойчивы к внешним воздействиям и температурам до -55 °С.
• Ремонт возможен в полевых условиях (до 90% случаев), запасные части и расходные материалы доступны во всех регионах России.
• Длительный срок службы – до 50 000 моточасов в зависимости от условий эксплуатации.

Мы выполняем весь цикл работ по производству и пакетированию газопоршневых агрегатов: изготовление на нашем заводе согласно проекту с тех.паспортом, доставка на объект Заказчика, монтаж в модульном исполнении при любых условиях внешней среды, пусконаладка нашей сервисной службой с предоставлением технического отчёта и режимных карт, гарантийное и послегарантийное обслуживание. Наш опыт позволяет выпускать сертифицированную продукцию высокого качества и поставлять газопоршневые электростанции по всей России.