Расскажем, от чего работает газовый генератор

Газовый генератор – это устройство, предназначенное для постоянного или временного аварийного электроснабжения различных объектов. Основной принцип работы у различных типов газогенераторов одинаковый: тепловая энергия газа, образующаяся при его сгорании, превращается в механическую энергию вращения вала двигателя, который соединён с валом генератора, вырабатывающего электрическую энергию – наиболее удобную на сегодня энергию для бытовых и промышленных нужд.

Конструктивно электростанция состоит из следующих блоков:

• двигатель внутреннего сгорания (поршневой или турбинный);
• система подготовки и подачи газа (редукторы, компрессоры, фильтры и т. п.);
• электрогенератор (альтернатор);
• система запуска ДВС (электростартер или ручка);
• управляющая электроника;
• инвертор (опционально).

Существуют модели, которые помимо газа также работают на бензине и/или дизельном топливе.

Рассмотрим два типа генераторных установок, отличающихся только типом двигателя.

Типы устройств

Поршневые

По своей конструкции полностью аналогичны типичным бензиновым ДВС: газовоздушная смесь впрыскивается в цилиндры, воспламеняется и передаёт энергию на поршни, которые вращают коленвал. Данные газогенераторы могут использовать для выработки энергии как природный газ, так и другие виды углеводородов: пропан, бутан, коксовый, древесный газ.

Турбинные

Газотурбинные двигатели более сложны по своей конструкции и принципу работы. Они оснащены компрессором, который накачивает атмосферный воздух в камеру сгорания. Туда же через форсунку подаётся газ. Сгорая, газ расширяется и вращает лопатки турбины.

Ключевым моментом здесь является очень высокое давление и температура в камере, за счёт чего удаётся достичь самой большой удельной мощности среди всех ДВС.

Однако полученная энергия частично расходуется на работу компрессора.

Сравнение установок

Газопоршневые генераторы обладают следующими преимуществами:

• Быстрый запуск и вход в работу (2-3 минуты против 15-20 у турбин);
• Невосприимчивость к частым остановкам и перезапускам;
• Более высокий КПД (40 %), если используются только для выработки электроэнергии;
• Мощность почти не зависит от температуры окружающей среды;
• Большая ремонтопригодность, ремонт газопоршневого двигателя возможен на месте;
• Низкая цена.

К недостаткам можно отнести:

• Более сложная выхлопная система, выгорание масла и, как следствие, более низкая экологичность;
• Сильная вибрация, особенно на высоких оборотах.

Достоинства газотурбинных систем:

• Более высокая надёжность и большой моторесурс при непрерывной эксплуатации;
• В когенерационных установках при использовании тепла уходящих газов (например, в паре с ТЭЦ) КПД может достигать 91 %;
• Бóльшая удельная мощность по сравнению с поршневыми двигателями, особенно для установок от 30 МВт;
• Почти полное отсутствие вредных выбросов;
• Меньшие габариты.

Недостатки:

• Высокая цена;
• Ремонт в полевых условиях невозможен, необходима полная замена турбинного блока на время сервиса;
• Мощность сильно зависит от температуры окружающей среды;
• Более высокий расход топлива при низких нагрузках;
• Повышенные требования к входному давлению газа (часто используются дополнительные компрессоры).

Расход топлива во время работы

Факторы, определяющие расход газа:

• тип топлива (природный (NG) или сжиженный газ (LPG));
• номинальная мощность генератора;
• уровень нагрузки.

Поскольку природный газ для генератора поставляется в газообразной форме, его расход чаще указывается в м3/ч, а для сжиженного газа – в кг/ч. Типичный расход современных генераторов на природном газе – 0,3-0,4 м3/кВт, а газовых генераторов на сжиженном газе – 0,32-0,35 кг/кВт.

Пример расчёта экономической эффективности и окупаемости

Данный расчёт целесообразен только в случае использования газогенератора в качестве основного источника электричества. В качестве примера возьмём электростанцию Gazvolt Standard 22 K Dnepr 12 на природном газе мощностью 20 кВт, работающую при загрузке 75 %:

591300 – 251164 – 50000 = 290136 рублей.

Обзор цен