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.

Однако полученная энергия частично расходуется на работу компрессора.

Читайте так же:  Обзор газовых генераторов с автозапуском
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

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
:
Нет комментариев

Добавить комментарий

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

×
Рекомендуем посмотреть