Как работает газовый генератор?

Читайте также:

Среди прочих моделей электростанций газовые генераторы получили высшего достижения человеческого гения. И это абсолютно адекватно, потому что эти устройства генерации, которые созданы на базе газопоршневого двигателя, способны преобразовывать топливную энергию, в данном случае газа, в электрическую энергию.

Области применения

В качестве основного источника энергоснабжения

Наиболее эффективны для энергоснабжения

жилых коттеджей
целых поселков в отдаленной от городской черты местности
крупных предприятий
нефтедобывающих платформ и скважин
очистных сооружений
шахт

В качестве резервного источника энергоснабжения

Высокопродуктивны для использования:

на производственных объектах
в строительной отрасли
в медицинских учреждениях и административных зданиях
в гостиницах, аэропортах, узлах телекоммуникации, системах жизнеобеспечения
во многих других сферах, где необходимо автономно работающее генерирующее оборудование, способное работать в связке с централизованными тепловыми и энергоснабжающими системами

Используемые в настоящее время газовые генераторы классифицируются на три основные классы:

стандартные, используемые только для выработки электроэнергии;
когенерационные, предназначенные не только для поддержания соответствующего напряжения в сети, но и производящие тепло;
тригенерационные, в сочетании с электроэнергией вместо тепла генерирующие холод.

Первый класс генераторов отработанные при производстве электричества газы утилизирует их в атмосферу. А вместе с ними и тепловую энергию. Это малоэффективно, в силу чего сегодня повышенной популярностью пользуются когенерационные установки: устройства отработанные газы пропускает через теплообменник, в котором нагревается вода. В результате имеется возможность по созданию горячего водоснабжения. По популярности им уступают тригенерационные приборы: производимый ими холод позволяет нормально функционировать холодильным установкам.

Принцип работы и конструкция газовых генераторов

Конструкция газового генератора включает в себя стандартный двигатель внутреннего сгорания, а также внешние смесеобразование и искровое зажигание горючего вещества в камере сгорания. В качестве энергоресурсов в используется природный газ, поддерживающий функционал устройства по циклу Отто. Его суть заключается в выделении при сгорании топлива энергии, которая приводит в механическое движение вал двигателя. Далее вращательный момент передается генератору, в котором и происходит выработка электроэнергии.

Газовые двигатели превосходно зарекомендовали себя в составе генерирующих установок, используемых периодически либо постоянно в момент пиковых нагрузок, а также в виде резервных и аварийных источников качественной электроэнергии и тепла. Это, безусловно, придает конструктиву определенной модели своеобразную уникальность, в силу которой применять резервный генератор в постоянной работе нет экономического смысла. Как и инженерное оборудование, наделенное высокой мощностью и производительностью, эксплуатировать только от случая к случаю. Это не только приведет к материальным издержкам, но может стать причиной поломки агрегата.

В сравнении с иными генерирующими установками, газовые генераторы неподражаемы еще и тем, что могут работать как когенерационные установки, что означает одновременную выработку и электрической энергии, и тепла, что не по силам ни дизельным, ни бензиновым генераторам. Определенная модификация ГГУ может использоваться и для производства холода, а также в комплексе с насосными приводами и газовыми компрессорами.

Газовые генераторы по своему конструктиву делятся на:

устройства для постоянного функционирования;
для периодичной эксплуатации;
в качестве аварийного источника.

Установки способны вырабатывать однофазный и трехфазный электроток, параметры выходного напряжения также различны: как правило, производится переменный ток в 220 либо 480 В и частотой 50 Гц.

В качестве топлива газогенераторные агрегаты могут использовать не только природный газ, но и другие виды газовых энергоресурсов, такие как газы с низкими теплотворными характеристиками, невысокой детонирующей способностью, низким содержанием метана или газы с высокими теплотворными параметрами: бутан, пропан, факельный. В большинстве моделей предусмотрена возможность перестройки работы на одном виде газа на другой.

Помимо этого, существуют и более совершенные двухтопливные модели двигателей, способные функционировать сразу на газу и на жидком видах топлива:

природный (сжатый, сжиженный и магистральный);
пропан-бутановые смеси;
попутный из нефтяных скважин и пары резервуаров больших дыханий;
промышленный (коксовый, пиролизный, биогаз, из стоков, шахтный и другие).

Преимущества газогенераторных устройств

Удобства при транспортировке, хранении и эксплуатации.
Газовые электростанции вполне стабильно функционируют в широком температурном диапазоне – от +50 до -50 С. При этом они абсолютно не требуют обязательного обустройства специализированных помещений: вполне достаточно навеса, который предохранит оборудование от контакта с атмосферной влагой. В некоторых случаях можно использовать обычную будку. Единственным обязательным требованием является устройство заземления.
Отдельным преимуществом этих установок являются и требования к хранению топлива.
Газ можно хранить неограниченное время, а бензин либо дизтопливо уже через полгода могут потерять свое октановое значение, в смеси появиться осадок в результате расслоения. Для иных моделей генераторов существуют ограничения по времени беспрерывной работы: на бензине – не более 10 часов. А вот ГГУ лишь на одном газовом баллоне способна перекрыть этот срок в два с лишним раза.
Абсолютная безукоризненность и высокая ремонтопригодность.
Эти параметры подтверждены практикой использования: на четверть выше срок службы, чем у жидкотопливных генераторов. Благодаря применению более чистого топлива в системах отсутствует риск скопления нагара, который может привести к неисправности устройства и требует периодической чистки узлов.
Огромный моторесурс, достигающий 320 тысяч моточасов. Соответствующая и производительность, превышающая КПД бензиновых и дизельных аналогов.
Низкая стоимость в ряду иных моделей генерирующего оборудования. Это преимущество сочетается и с пониженным потреблением энергоресурсов при аналогичным объеме выработки электроэнергии.
Экологичность. При сгорании газа отсутствуют выхлопы, наносящие ущерб окружающей среде. Благодаря этой особенности газовые генераторы широко распространены в жилом секторе. Они часто практикуются в странах с повышенными «экологическими» требованиями, где на первое место ставится не только качественность энергоснабжения, но и безвредность этого процесса.
Встроенные системы автозапуска или удаленного управления. Использование данных элементов не требует обоснования, т.к. они предоставляют максимальное удобство в эксплуатации. Кроме того, существует возможность выбора того или иного компонента в соответствии с конкретными пожеланиями потребителя.

Недостатки газогенерирующих установок

Наиболее существенным ограничением является доступность топлива в определенной местности. Также повышены требования и со стороны контролирующих организаций, потому что газ относится к взрывоопасным смесям. Для транспортировки этого топлива применяется спецтехника.

Если же есть возможность подключения к центральной магистрали, то многие ограничения не действуют: достаточно получить соответствующее разрешение на подключение к магистрали, осуществить врезку и грамотную обвязку точки потребления. Это требует определенных материальных издержек, которые в ряде случаев могут в разы повысить стоимость приобретения и монтажа газового генератора.