Газопоршневые электростанции (установки) «OMEGA» 100.
Серийные промышленные электростанции контейнерного типа серии OMEGA 100
Компания «Модульные котельные системы» разрабатывает и производит промышленные электростанции на базе газопоршневых двигателей ведущих мировых производителей в контейнерном исполнении с доступной электрической мощностью модуля до 4,4 МВт и напряжением до 10,5 кВ.
Газовые контейнерные электростанции мы поставляем под торговой маркой «OMEGA», серия 100:
Газопоршневые установки «OMEGA 100» являются самостоятельным полнокомплектным электрогенерирующим устройством, состоящим из газопоршневого двигателя и системы утилизации.
Установки применяются в качестве резервного, вспомогательного или основного источника электроэнергии на предприятиях, в строительстве, в административных и медицинских учреждениях, в аэропортах, гостиницах и т.п. и могут работать как в автономном режиме, так и совместно с централизованными системами электроснабжения.
Каждый модуль «OMEGA 100» оснащен всеми необходимыми системами, такими как: система утилизации тепла, система аварийного охлаждения, система воздухообмена и система участия в каскаде.
Все электростанции «OMEGA» имеют стопроцентную заводскую готовность. Требуется лишь подключение к коммуникациям на месте. В большинстве случаев достаточно нескольких дней для подготовки к запуску электростанции.
Мощность: 50-4400 кВт Показать детали
Технические характеристики:
| Общие параметры | |||
| Электрическая мощность, МВт | 0,4-4,3 | 0,33-4,4 | 0,054-0,55 |
| Напряжение генератора, кВ | 0,4 / 6,3 / 10,5 | 0,4 / 6,3 / 10,5 | 0,4 |
| Частота, Гц | 50 | 50 | 50 |
| Тепловая мощность, МВт | 0,427-4,164 | 0,371-4,087 | 0,079-0,648 |
| Общая мощность, МВт | 0,827-8,464 | 0,701-8,488 | 0,133-1,198 |
| Электрический КПД, % | 38,7-46,3 | 36,5-41,0 | |
| Тепловой КПД, % | 45,2-42,7 | 43,6-43 | 53,5-48,3 |
| Общий КПД, % | 87,5-86,8 | 82,3-89,3 | 90,0-89,3 |
| Параметры двигателя | |||
| Тип топлива | Газ | Газ | Газ |
| Модель двигателя | TCG 2016 … TCG 2032 | J208 … J624 | |
| Объем двигателя, л | 21,9-271,8 | 16,6-149,7 | 4,6-25,8 |
| Габаритные размеры | |||
| Длина, мм | |||
| Ширина, мм | |||
| Высота, мм | |||
| Прочие параметры | |||
| Климатическое исполнение | УХЛ1 | ||
| Срок службы, не менее лет | 15 | ||
Специальный контейнер
Нашим конструкторским бюро для ГПУ «OMEGA» разработан специальный тяжелый контейнер. Его конструкция учитывает все основные мировые тенденции в области пакетирования газопоршневых установок. Контейнер рассчитан для размещения на нем верхнего модуля с различными системами, а также выхлопной трубы высотой до 10 м.
1. Жесткий каркас — в основе контейнера лежит жесткая каркасная конструкция и 2-миллиметровый гофрированный металл по периметру. Его задача — придать контейнеру максимальную жесткость, которая позволяет сделать установку по-настоящему мобильной, а контейнер – антивандальным.
2. Шумопоглощение — контейнер имеет совершенную систему звукоизоляции с применением звукоизолирующих мембран и перфорированного листа.
3. Оптимальные условия для двигателя — система напорного воздухообмена позволяет не только создать для двигателя оптимальные условия воздухоснабжения, но и максимально обезопасить его от пыли и прочих вредных факторов.
Концепция ALFA&OMEGA
Серия «OMEGA 100» полностью совместима со всей номенклатурой контейнерных котельных серии «ALFA». Их использование возможно в как в качестве пиковой, так и основной котельной.
Кроме котельной доступно использование различных дополнительных модулей «ALFA» – ИТП, аварийного дизельгенератора, топливохранилища и т.п. В результате, Вы получаете полностью независимый комплекс мини-ТЭЦ для основной выработки электроэнергии и тепла на природном газе и аварийной работы на жидком топливе.
Воспользуйтесь преимуществами газопоршневых установок:
- Возможность полной независимости от центральной энергосети;
- Быстрая окупаемость газовых электрогенераторов;
- Снижение себестоимости тепла и электроэнергии;
- Высокая удельная мощность при низком расходе топлива;
- Постоянное, стабильное и надежное электро- и теплоснабжение вашего объекта.
Еще больше экономии
Отсутствие платы за проект. ГПУ «OMEGA» уже имеют всю необходимую документацию. В том числе паспорт и все необходимые сертификаты.
Экономия времени. Разработка конструкторской документации модулей «OMEGA» ведется нами постоянно. Поэтому сегодня мы имеем большую библиотеку готовых чертежей и можем приступать к производству модулей буквально на следующий день после подписания контракта.
Экономия площади. Модульная система, а также использование специальных контейнеров позволяет максимально компактно разместить оборудование в рамках энергоцентра. Например, у нас имеется много компоновочных решений, в том числе с установкой части систем на второй ярус генерирующего устройства. В условиях плотной промышленной застройки и значительной стоимости земли, этот фактор имеет немаловажное значение в вопросе снижения капитальных затрат.
Простые фундаменты. Использование жестких контейнеров и систем виброзащиты, позволяет максимально распределить нагрузки на фундамент от модулей газопоршневой установки. Это позволяет значительно упростить требования к устройству фундаментов для электростанции и непосредственно снизить стоимость строительства газопоршневой установки.
Электростанции «OMEGA» в жизни
Газопоршневые агрегаты (ГПА)
Использование принципа когенерации позволяет потребителю застраховаться от перебоев в снабжении электроэнергии или ее недостатка при одновременном автономном теплообеспечении. Кроме того, строительство газопоршневой электростанции дает значительный экономический эффект – снижение затрат на тепло и электроэнергию до 2,8 раза.
Группа компаний «ЭнергоРосСтрой» осуществляет поставки газопоршневых агрегатов (ГПА) от ведущих мировых производителей MWM (бывший Deutz), Caterpillar и Wilson. Специалисты ГК «ЭнергоРосСтрой» в зависимости от индивидуальных требований заказчика изготовят установки для газопоршневой электростанции как в блочно-модульном исполнении, так и стационарно с проектной привязкой к уже существующему зданию или объекту. Возможен вариант размещения станции в быстровозводимых зданиях из легких металлоконструкций.
Основные технические характеристики газопоршневых агрегатов от группы компаний «ЭнергоРосСтрой»:
• энергетическая мощность: от 100 КВт до 5 МВт;
• переменный трехфазный ток частотой 50 Гц, напряжением 0,4; 6,3; 10,5 кВ;
• количество газопоршневых установок в комплекте – по желанию заказчика.
Газопоршневые электростанции от группы компаний «ЭнергоРосСтрой» работают в следующих режимах:
• автономно
• параллельно с сетью
В качестве топлива для газопоршневых электростанций от группы компаний «ЭнергоРосСтрой» используется природный газ по ГОСТ 5542-88 и попутный газ нефтяных месторождений.
Наши газопоршневые установки создают следующий уровень шума:
• 100-109 Дб – при открытом исполнении на раме,
• 70 Дб – с применением шумоизолирующего кожуха.
производство и обслуживание MWM и MTU от 100 КВт, Вся Россия
Использование принципа когенерации позволяет потребителю застраховаться от перебоев в снабжении электроэнергии или ее недостатка при одновременном автономном теплообеспечении. Кроме того, строительство газопоршневой электростанции дает значительный экономический эффект – снижение затрат на тепло и электроэнергию до 2,8 раза.
Компания «УГК-Энергетика» осуществляет поставки газопоршневых установок от ведущих мировых производителей MWM (бывший Deutz), MTU, JCB, Guascor, GE Jenbacher, Tedom и AKSA (Турция). Специалисты «УГК-Энергетика» в зависимости от индивидуальных требований заказчика изготовят установки для газопоршневой электростанции как в блочно-модульном исполнении, так и стационарно, с проектной привязкой к уже существующему зданию или объекту. Возможен вариант размещения станции в быстровозводимых зданиях из легких металлоконструкций.
ООО «УГК-Энергетика» оказывает весь спектр работ и услуг по производству мини-ТЭЦ на основе газопоршневых установок:
- технико-экономическое обоснование газопоршневой электростанции;
- проектирование мини-ТЭЦ на основе газопоршневой установки по техническому заданию заказчика;
- поставки газопоршневых электростанций;
- работы по монтажу и пуско-наладке газопоршневой установки;
- обучение персонала заказчика правилам эксплуатации газопоршневой электростанции.
Основные технические характеристики газопоршневых установок от «УГК-Энергетика»:
- энергетическая мощность: от 100 КВт до 5 МВт;
- переменный трехфазный ток частотой 50 Гц, напряжением 0,4; 6,3; 10,5 кВ;
- количество газопоршневых установок в комплекте – по желанию заказчика.
Газопоршневые электростанции от «УГК-Энергетика» работают в следующих режимах:
- автономно,
- параллельно (две и более газопоршневых установок),
- параллельно с сетью.
В качестве топлива для газопоршневых электростанций от «УГК-Энергетика» используется природный газ по ГОСТ 5542-88 и попутный газ нефтяных месторождений.
Наши газопоршневые установки создают следующий уровень шума:
- 100-109 Дб – при открытом исполнении на раме,
- 70 Дб – с применением шумоизолирующего кожуха.
Для оформления заявки на газопоршневую электростанцию вам необходимо заполнить онлайн-форму опросного листа.
По всем остальным вопросам обращайтесь к нашим специалистам:
| Екатеринбург | Россия, СНГ | |
| +7 (343) 272-31-80 | 8 800 333-60-95 | [email protected] |
| +7 (343) 272-31-82 | [email protected] |
www.urgk.ru
Газопоршневые двигатели для мини-ТЭЦ на природном газе и биогазе — Журнал АКВА-ТЕРМ
Выход биогаза и электроэнергии из органического сырья
|
Наименование сырья |
Объем биогаза, м3, на тонну сырья |
Выработка электроэнергии на тонну влажного сырья, кВт×ч |
|
|
сухого |
влажного |
||
|
Навоз: рогатого скота куриный |
210 340 |
25 10 |
50 140 |
|
Трава |
500 |
110 |
220 |
|
Клевер |
420 |
90 |
180 |
|
Зерновые культуры |
650 |
250 |
500 |
|
Листва картофеля |
500 |
110 |
220 |
|
Силос: травяной зерновой |
450 590 |
190 200 |
380 400 |
|
Отходы: биологические пищевые |
250 480 |
130 110 |
260 220 |
Примечание. По информационным материалам компании GE Jenbacher (Австрия).
В состав биогаза входят следующие компоненты: метан (СН4) как горючая основа, уг-лекислый газ (СО2) и сравнительно малое количество сопутствующих при получении биогаза примесей (азот, водород, ароматические и галогенные углеводородные соединения). В зави-симости от сырьевой базы, выход биогаза в процессе анаэробной деструкции может варьиро-ваться. В табл. 1 приведены некоторые оценочные величины по этому показателю, а также по удельной выработке электроэнергии из расчета на единицу первичного органического сырья в системе «биогазовая установка–биогазопоршневая электростанция».
Непосредственно технологии когенерации и тригенерации на газопоршневых элек-тростанциях базируются на использовании водогрейных котлов-утилизаторов и абсорбцион-ных холодильных установок. Последние обеспечивают возможность полезной утилизации теплоты выхлопных газов от газопоршневого двигателя, снижая их температуру при сбросе в атмосферу. Кроме этого, конструкции современных газопоршневых двигателей допускают возможность полезного использования низкопотенциальной теплоты от систем охлаждения и смазки. Газопоршневые двигатель-электрогенераторные агрегаты, в том числе для когене-рационных установок, разрабатывают, выпускают и предоставляют им сервисную поддерж-ку многие известные за рубежом и в России компании, например, MWM GmbH (Германия), GE Jenbacher (Австрия), MTU Onsite Energy GmbH (Германия). Ниже рассмотрены некото-рые особенности конструкций, характеристики и реализованные проекты с применением та-кой газопоршневой энергетической техники.
Биогаз или природный газ?
Германская компания MWM GmbH является одним из лидирующих мировых разра-ботчиков и производителей газопоршневых систем для выработки электрической и тепловой энергии из биогаза. Постоянное сокращение запасов невозобновляемых углеводородных ис-точников энергии и рост энергопотребления в общемировом масштабе ведет к увеличению со стороны потребителей спроса на альтернативные топлива (например, биогаз), получаемые из возобновляемых энергетических ресурсов, в том числе, отходов. Поэтому оборудование, с помощью которого можно эффективно производить биогаз и энергию, не остается без вни-мания заказчиков установок децентрализованного энергоснабжения.
Газопоршневые электроагрегаты компании MWM GmbH, один из которых показан на рис. 1, с синхронными генераторами успешно эксплуатируются, в частности, в Европе, при-чем работают они, в том числе на мини-ТЭЦ, не только на природном газе, но и биогазе. Вы-рабатываемая электроэнергия может передаваться в централизованные электроэнергетиче-ские системы. Реализация процесса получения биогаза в составе единого локального генери-рующего комплекса осуществляется на собственном энергообеспечении. Например, в Гер-мании успешно работает биогазопоршневая мини-ТЭЦ фирмы Nawaro Kletkamp GmbH & Co. KG (Kletkamp biogas CHP plant – англ.) с двигателем TCG 2016 B V12 компании MWM GmbH, имеющая электрическую мощность 568 кВт. На ней ежедневно утилизируется около 20 т зернового силоса (corn silage – англ.), а тепловой энергией обеспечивается часть потре-бителей соседнего германского города Лютьенбург (Lütjenburg – нем.). Используется эта те-пловая энергия и для сушки зерна, а также запасается в теплоаккумулирующем сооружении. Побочный продукт, образуемый в процессе анаэробной ферментации исходного для получе-ния биогаза сырья, представляет собой остатки субстрата и используется как органическое удобрение, вырабатываемое таким методом в годовом количестве около 7 тыс. т.
Рис. 1. Газопоршневой двигатель-генераторный агрегат компании MWM GmbH (Германия)
Специально для работы на биогазе адаптированы и рассчитаны детали и узлы соот-ветствующих газопоршневых двигателей компании MWM GmbH. Например, конструкция поршня приспособлена для работы с повышенной степенью сжатия. Для обеспечения высо-ких ресурсных показателей деталей и узлов двигателей используются, в частности, гальвани-ческие покрытия. Высокие энергетические параметры биогазопоршневых генераторных ус-тановок этой компании (табл. 2) достигаются, в том числе за счет исключения процесса предварительного сжатия биогаза.
Таблица 2
Номинальные параметры электроагрегата компании MWM GmbH с двигателем типа TCG 2016 V08 C для мини-ТЭЦ
|
Наименование, единица измерения |
Значение при работе на топливе |
|
|
Биогаз (60 % СН4, 32 % СО2) |
Природный газ |
|
|
Электрическая мощность, кВт |
400 |
|
|
Род тока |
Переменный, трехфазный |
|
|
Напряжение, В |
400 |
|
|
Частота тока, Гц |
50 |
|
|
Частота вращения вала двигателя и генератора, об/мин |
1500 |
|
|
Среднее эффективное давление, бар |
19 |
|
|
Тепловая мощность, кВт |
398 |
427 |
|
КПД по низшей теплоте сгорания, %: электрический тепловой общий |
42,5 42,3 84,8 |
42,2 45,0 87,2 |
|
Сухая масса, кг |
4 650 |
|
Примечание. По информационным проспектам компании MWM GmbH (Германия).
Старший модельный ряд в линейке газопоршневых двигателей компании MWM GmbH представлен серией TCG 2016. Данные двигатели могут работать с весьма высокими значениями КПД, как видно из табл. 2, что достигается и за счет применения оптимизиро-ванных конструкций распределительного вала, камеры сгорания и свечей зажигания. Фир-менная «общая электронная система управления» под зарегистрированным товарным знаком TEM (Total Electronic Management – англ.) обеспечивает координацию и работу всей двига-тель-генераторной установки. Предусмотрен температурный мониторинг для каждого из ци-линдров. Функционирует также система, благодаря которой двигатель может эффективно работать при колебаниях и изменениях газового состава топливовоздушной смеси. Это осо-бенно важно, когда в качестве топлива предполагается использовать такие «проблематич-ные» газы, как, например, каменноугольные или из отходов органического происхождения.
Революционная конфигурация
Инновационные газопоршневые двигатели с мировой известностью под маркой Jen-bacher (рис. 2) разрабатывает и выпускает австрийская компания GE Jenbacher, входящая в состав подразделения GE Energy компании General Electric. Установки децентрализованного энергоснабжения на базе таких двигателей приспособлены для работы как на природном га-зе, так и других газообразных топливах, в число которых входит и биогаз. Особенно положи-тельный экономический эффект от внедрения таких установок достигается при их работе по когенерационному или тригенерационному циклу. Во многих развитых странах, например, Австрии и Германии успешно эксплуатируются газопоршневые электростанции с двигатель-генераторными агрегатами Jenbacher в комплексе с биогазовыми установками, в частности, при электрических и тепловых мощностях от порядка трех сотен до полутора-двух тысяч ки-ловатт.
Рис. 2. Газопоршневой двигатель Jenbacher в составе электроагрегата
Революционная, как называют ее сами разработчики, трехмодульная конфигурация современных электроагрегатов Jenbacher и инженерная концепция достижения цели повы-шения эффективности функционирования двигателей через повышение их КПД, надежности работы и снижение эмиссии вредных выбросов в атмосферу привели к созданию нового га-зопоршневого двигателя J920 с двухступенчатым турбонаддувом и наивысшим в классе га-зопоршневых двигателей электрическим КПД (табл. 3). Трехмодульная компоновка элек-троагрегата с этим двигателем включает в себя следующие последовательно расположенные элементы: модуль с синхронным электрогенератором, оснащенным воздушным охлаждени-ем и цифровой системой управления; двадцатицилиндровый газопоршневой силовой модуль собственно на базе двигателя J920; вспомогательный модуль с двухступенчатым турбонад-дувным агрегатом. Благодаря такой компоновке отдельные элементы могут быть заменены без разборки электроагрегата в целом.
Двигатель J920 имеет секционированный распределительный вал, что допускает удобную его замену через эксплуатационное окно, расположенное в верхней части картера. К другим базовым деталям и узлам двигателя тоже предусмотрен удобный доступ. Обшир-ный накопленный опыт разработки и практики эксплуатации системы сжигания топлива для газопоршневых двигателей Jenbacher типа 6 позволили оборудовать рассматриваемый двига-тель передовой форкамерной системой сгорания с искровым зажиганием, допускающей дли-тельную эксплуатацию. Кроме этого, предусмотрен оперативный контроль функционирова-ния системы с использованием специальных датчиков для каждого из цилиндров, что позво-ляет добиваться оптимальных характеристик при сгорании топлива. Система зажигания – электронная, обеспечивающая подбор момента времени зажигания с адаптацией к составу и (или) разновидности используемого газообразного топлива.
Таблица 3
Номинальные параметры электроагрегата с двигателем Jenbacher J920 для мини-ТЭЦ на природном газе (метановое число MN > 80)
|
Наименование, единица измерения |
Значение |
|
Электрическая мощность, кВт |
9500 |
|
Род тока |
Переменный, трехфазный |
|
Частота тока, Гц |
50 |
|
Частота вращения вала двигателя и генератора, об/мин |
1000 |
|
Тепловая мощность, кВт |
8100 |
|
КПД по низшей теплоте сгорания, %: электрический общий |
48,7 90,0 |
|
Габаритные размеры (ориентировочно), мм: длина ширина высота |
16 580 6490 3410 |
|
Сухая масса (ориентировочно), кг |
163 894 |
Примечание. По информации компании GE Energy (www.ge-energy.com).
Из выхлопного коллектора часть отработавших в газопоршневом двигателе газов ис-пользуется для привода турбокомпрессорного (турбонаддувного) агрегата. Последний при своей работе обеспечивает прирост удельной мощности двигателя, а, следовательно, в ко-нечном итоге, и электрического КПД двигатель-генераторного агрегата. Применение в дви-гателе фирменной запатентованной технологии под зарегистрированным товарным знаком LEANOX (Lean mixture combustion – англ.) дало возможность реализовать процесс эффек-тивного управления соотношением содержания компонентов «воздух/газовое топливо» в то-пливовоздушной смеси с целью минимизации эмиссии вредных для экологии выхлопных га-зов в атмосферу. Такой экологический эффект достигается за счет функционирования двига-теля на обедненной топливной смеси (соотношение «воздух/газовое топливо» корректирует-ся ниже границы всех рабочих величин) до тех пор, пока он работает устойчиво.
Фирменная двухступенчатая технология турбонаддува дает возможность обеспечи-вать двигателю более значительный прирост удельной мощности, чем это реализуется при одноступенчатом турбонаддуве. Кроме этого, если речь идет о когенерационных установках, то при реализации данной технологии турбонаддува повышается и общий КПД электроагре-гата, достигая величины 90 %, что практически на 3 % выше, чем у газопоршневых электро-агрегатов с одноступенчатым турбонаддувом.
Система управления двигателем J920 от компании General Electric всесторонне отла-жена и оборудована, в частности, программируемым логическим блоком, панелью управле-ния и отображения информации. Помимо всего этого, двигатели J920 разработаны с учетом допускаемой возможности их эксплуатации в составе многодвигательных электроагрегатов, в том числе, на ТЭЦ. Многодвигательная структура электростанций делает их более адап-тивными к нагрузкам – от базовых до циклических и пиковых. Время пуска двигателя до вы-хода на номинальный режим составляет 5 мин.
Рекордная энергоэффективность
Германская компания MTU Onsite Energy GmbH тоже занимается разработкой и про-изводством высокоэффективных современных газопоршневых агрегатов (рис. 3), в том числе предназначенных для работы в составе мини-ТЭЦ. Весьма интересно, что ее специалисты создали газопоршневой энергетический агрегат типа GC 849 N5 (табл. 4), с использованием которого в Германии на Фаубанской мини-ТЭЦ (Vauban HKW) удалось достичь действи-тельно рекордного показателя по преобразованию первичной энергии сгорания топлива (природного газа) в электрическую и полезно утилизируемую тепловую энергию: коэффици-ент полезного использования теплоты сгорания топлива составил около 96 %! Такой высо-кий показатель обеспечивается за счет использования на мини-ТЭЦ, помимо самого газо-поршневого агрегата, и оборудования для глубокой утилизации теплоты от выхлопных газов и смазочно-охлаждающих систем двигателя. Кроме этого, теплота от двигателя и еще син-хронного генератора утилизируется с помощью электрического теплового насоса, обеспечи-вающего, по крайней мере, охлаждение пространства вокруг когенерационного агрегата. С учетом всех ступеней и контуров теплоутилизации, при номинальных режимах работы по электрической и тепловой нагрузкам мини-ТЭЦ, отмеченный коэффициент и достигает ре-кордного значения – вплоть до 96 %.
Рис. 3. Газопоршневой агрегат компании MTU Onsite Energy GmbH (Германия)
Таблица 4
Номинальные параметры агрегата типа GC 849 N5 компании MTU Onsite Energy GmbH для мини-ТЭЦ на природном газе (расчетное метановое число MN ≥ 80
|
Наименование, единица измерения |
Значение |
|
Электрическая мощность, кВт |
849 |
|
Род тока |
Переменный, трехфазный |
|
Напряжение, В |
400 |
|
Частота тока, Гц |
50 |
aqua-therm.ru
|
В диапазоне мощностей от 20 до 30 МВт(э) газопоршневые когенерационные установки стабильно показывают лучшие по сравнению с другими технологиями результаты. Более того, для мощностей 3-5 кВт(э) ничто не может с ними конкурировать. Возникает вполне логичный вопрос: почему? Какие технические характеристики позволяют им быть настолько результативными. Во-первых, следует отметить высокий показатель электрического КПД.Наивысших значений электрического КПД (у газовой турбины до 30 %, а у газопоршневого двигателя около 40 % ) оборудование достигает только при работе со 100%-ной нагрузкой (Рис. 2.1). Снижение нагрузки даже до 50%, уменьшает электрический КПД используемой газовой турбины почти в 3 раза. В то время как, в случае использования газопоршневого двигателя такие изменения режима нагрузки ни на общий, ни на электрический КПД практически не влияют. Pиc. 1. Графики зависимости КПД от нагрузки:
Приведенные графики позволяют нагляно убедиться, что газовые двигатели отличаются более высоким электрическим КПД, показатели которого почти не изменяются при нагрузке от 50 до 100 %. Вторым важны показателем являются условия размещения.Номинальная мощность, как газовой турбины, так и газопоршневого двигателя находится в прямой зависимости от температуры воздуха и высоты используемой площадки относительно уровня моря. На графике (рис. 2) ясно видно, что повышение температуры с -30°С до +30°С приводит к падению электрического КПД газовой турбины примерно на 15-20%. При дальнейшем повышении температуры выше +30°С, КПД у газовой турбины становится еще ниже. И в этом случает газопоршневой двигатель выгодно отличается от газовой турбины, имея не только постоянный, но и более высокий электрический КПД на всем интервале температур вплоть до +25°С.
Рис. 2. График зависимости электрического КПД газовой турбины от температуры окружающего воздуха
Третий, но не менее важный показатель: условия работы.Количество запусков: газопоршневой двигатель можно запускать и останавливать неограниченное количество раз, и это не повлияет на общий заявленный моторесурс двигателя, в то время как 100 запусков газовой турбины уменьшат её ресурс примерно на 500 часов. Время запуска: промежуток времени необходимый для принятия полной нагрузки с момента запуска у газовой турбины составляет примерно 15-17 минут, а у газопоршневого двигателя всего 2-3 минуты. К четвертым важным показателям относятся: проектный срок службы и интервалы техобслуживания.Ресурс газовой турбины до первого капитального ремонта составляет от 20 000 до 30 000 рабочих часов. Ресурс же газопоршневого двигателя значительно больше и равен 60 000 рабочих часов (табл. 1). Кроме того и затраты на капитальный ремонт газовой турбины, учитывая стоимость запчастей и материалов, значительно выше. Полный капремонт газовой турбины — значительно более сложный процесс, чем капремонт необходимый газовому двигателю. Ремонт газовой турбины можно выполнить только на заводе-изготовителе. Более того, для ремонта газовой турбины требуются довольно дорогие запчасти, что увеличивает его стоимость. Все эти факторы увеличивают время простоя газовой турбины по сравнению с газовым двигателем. Затраты на материалы и запчасти необходимые для выполнения капитального ремонта при использовании газового двигателя также заметно ниже. Таблица №1: Интервалы техобслуживания
В-пятых, необходимо упомянуть довольно низкие капиталовложения.Опираясь на данные расчётов видно, что удельные капиталовложения (Евро/кВт) для производства тепловой и электрической энергии с использованием газопоршневых двигателей ниже. Это их явное преимущество неоспоримо применительно к мощностям до 30 МВт. Таким образом, ТЭЦ мощность которой 10 МВт, оборудованная газопоршневыми двигателями обойдется примерно в 7,5 миллионов ?, если же использоват газовые турбины, то затраты возрастут до 9,5 миллионов ? (рис. 3). Также важно учитывать, что давление газа в газопроводной сети, как правило, не превышает 4-х атмосфер, что вполне достаточно для работы газового двигателя. А для работы газовой турбины давление подаваемого газа должно быть не меньше 6-10 атмосфер. Таким образом, в случае использования на станции газовой турбины в роли силового агрегата возникает необходимость в установке еще и газовой компрессорной станции, что приводит к дополнительному увеличению капиталовложений. Рис. 3. Объемы капитальных вложений в ТЭЦ с разными силовыми агрегатами.
Таблица №2: Преимущества и недостатки газовой турбины и поршневого двигателя
14 Декабря 2016 г. |
||
Версия для печати
gazovik-teplo.ru
