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).
Агрегаты могут работать на двух основных типах газа: сжиженном (смеси пропан-бутан и аналогичные, обычно в баллонах или газгольдерах) и природном (метан, подаётся из магистральной сети).

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.

Они легко могут быть перенастроены под любой тип газа.

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.

Читайте так же:  Говорим про газовые генераторы для дома на природном газе

Однако полученная энергия частично расходуется на работу компрессора.

Также такие двигатели изготавливаются из дорогостоящих тугоплавких металлов, что сильно влияет на конечную стоимость газовой электростанции.

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).
Следует отметить, что для частного дома газотурбинные машины не находят применения ввиду высокой стоимости, сложности обслуживания и нерегулярного характера использования.

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.

На холостом ходу при отсутствии нагрузки генератор также потребляет небольшое количество газа, которое может стать существенным, если нагрузка долго отсутствует.
Видео про газовые генераторы

Читайте так же:  Делаем газогенератор своими руками

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 %:

Расход газа на 1 кВт7,65 / 15 = 0,51 м3/кВт
Стоимость 1 м3 газа3,8 руб.
Стоимость 1 часа работы7,65 * 3,8 = 29,07 руб.
Стоимость 1 кВт электроэнергии29,07 / 15 = 1,94 руб.
Затраты за 1 месяц29,07 * 24 * 30 = 20930 руб.
Затраты за 1 год251164 руб.
Сравним с расходом при подключении к общей сети:
Затраты за 1 час работы15 кВт * 4,5 руб = 67,5 руб.
Затраты в сутки67,5 * 24 = 1620 руб.
Затраты за 1 месяц1620 * 30 = 48600 руб.
Затраты за 1 год591300 руб.
Определив стоимость расходных материалов и обслуживания как 50000 рублей в год, получим экономию:

591300 — 251164 — 50000 = 290136 рублей.

Таким образом, использование газогенератора для выработки электроэнергии из природного газа дешевле в 2 раза, чем использование сети, а окупится эта электростанция стоимостью 546000 рублей чуть меньше, чем за 2 года.

Обзор цен

МодельМощность, кВтТип генератораВиды газаРасход газа (100%-ная  нагрузка)Цена, руб.
СПЕЦ SG-25002РезервныйСжиженный, природный0,8 м3/ч22 000
REG GG7200-А5,5РезервныйСжиженный, природный, биогаз2,2 м3/ч51 200
Greengear GE-60006РезервныйСжиженный (пропан)1,41 г/ч75 500
REG DK0008M8,8РезервныйСжиженный, природный2,64 м3/ч161 000
Briggs & Stratton G606РезервныйСжиженный, природный3,4 м3/ч179 990
Briggs & Stratton G11010РезервныйСжиженный, природный5,44 м3/ч339 990
ФАС-28-3/ВТ ТУРБО28Основной, резервныйСжиженный, природный9,5 м3/ч635 000
REG G12-1-RE-LS11Основной, резервныйСжиженный, природный4,4 м3/ч650 000
REG G36-3-RE-LF26Основной, резервныйСжиженный, природный9,9 м3/ч1 130 000
REG G58-3-RE-LF42Основной, резервныйСжиженный, природный16 м3/ч1 500 000
Читайте так же:  Выбираем газовый генератор для дома с автозапуском
Поделиться:
Рекомендуем почитать
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.