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.
[toc]
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).
[attention type=green]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).[/attention]
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.
[attention type=green]Они легко могут быть перенастроены под любой тип газа.[/attention]
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.
[attention type=green]Также такие двигатели изготавливаются из дорогостоящих тугоплавких металлов, что сильно влияет на конечную стоимость газовой электростанции.[/attention]
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).
[attention type=yellow]Следует отметить, что для частного дома газотурбинные машины не находят применения ввиду высокой стоимости, сложности обслуживания и нерегулярного характера использования.[/attention]
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.
[attention type=yellow]На холостом ходу при отсутствии нагрузки генератор также потребляет небольшое количество газа, которое может стать существенным, если нагрузка долго отсутствует.[/attention]
Видео про газовые генераторы
https://www.youtube.com/watch?v=7M_4HlTCpCI
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 кВт | 7,65 / 15 = 0,51 м3/кВт |
|---|---|
| Стоимость 1 м3 газа | 3,8 руб. |
| Стоимость 1 часа работы | 7,65 * 3,8 = 29,07 руб. |
| Стоимость 1 кВт электроэнергии | 29,07 / 15 = 1,94 руб. |
| Затраты за 1 месяц | 29,07 * 24 * 30 = 20930 руб. |
| Затраты за 1 год | 251164 руб. |
Сравним с расходом при подключении к общей сети:
| Затраты за 1 час работы | 15 кВт * 4,5 руб = 67,5 руб. |
|---|---|
| Затраты в сутки | 67,5 * 24 = 1620 руб. |
| Затраты за 1 месяц | 1620 * 30 = 48600 руб. |
| Затраты за 1 год | 591300 руб. |
Определив стоимость расходных материалов и обслуживания как 50000 рублей в год, получим экономию:
591300 – 251164 – 50000 = 290136 рублей.
[attention type=green]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.[/attention]
Обзор цен
| Модель | Мощность, кВт | Тип генератора | Виды газа | Расход газа (100%-ная нагрузка) | Цена, руб. |
|---|---|---|---|---|---|
| СПЕЦ SG-2500 | 2 | Резервный | Сжиженный, природный | 0,8 м3/ч | 22 000 |
| REG GG7200-А | 5,5 | Резервный | Сжиженный, природный, биогаз | 2,2 м3/ч | 51 200 |
| Greengear GE-6000 | 6 | Резервный | Сжиженный (пропан) | 1,41 г/ч | 75 500 |
| REG DK0008M | 8,8 | Резервный | Сжиженный, природный | 2,64 м3/ч | 161 000 |
| Briggs & Stratton G60 | 6 | Резервный | Сжиженный, природный | 3,4 м3/ч | 179 990 |
| Briggs & Stratton G110 | 10 | Резервный | Сжиженный, природный | 5,44 м3/ч | 339 990 |
| ФАС-28-3/ВТ ТУРБО | 28 | Основной, резервный | Сжиженный, природный | 9,5 м3/ч | 635 000 |
| REG G12-1-RE-LS | 11 | Основной, резервный | Сжиженный, природный | 4,4 м3/ч | 650 000 |
| REG G36-3-RE-LF | 26 | Основной, резервный | Сжиженный, природный | 9,9 м3/ч | 1 130 000 |
| REG G58-3-RE-LF | 42 | Основной, резервный | Сжиженный, природный | 16 м3/ч | 1 500 000 |
Добавить комментарий