Газовые генераторы (газопоршневые электростанции), Газовые электростанции (когенерационные установки - Мини-ТЭЦ) системы утилизации тепла

Газопоршневая электростанция (газовый генератор), когенерационная газопоршневая электростанция (когенерационная установка Мини-ТЭЦ), в открытом и блочно-контейнерном исполнении от завода-производителя

Газопоршневая электростанция (когенерационная установка) — это система генерации, созданная на основе газопоршневого двигателя российского производства (прайс-лист), позволяющая преобразовывать внутреннюю энергию топлива (газа) в энергию электричества. Возможно получение двух видов энергии, (тепло и электричество) и этот процесс называется «когенерация». В случае если в газопоршневых электростанциях используется технология, позволяющая получать ещё и холод (очень актуально для вентиляции, холодоснабжения складов, промышленного охлаждения), то данная технология будет назваться «тригенерация». Перейти к спецификации на блок-контейнер.

Конструкция газовых (газопоршневых) двигателей (ГПД) 

ГПД представляет собой ДВС с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием горючей смеси в камере сгорания, использующий в качестве топлива газ и работающий по циклу Отто. Энергия, выделившаяся при сгорании топлива, в газовом двигателе производит механическую работу на валу, которая используется для выработки электроэнергии генератором электрического тока. Газовые двигатели используются для работы в составе генераторных установок, предназначенных для постоянной и периодической работы (пиковые нагрузки) с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла, а также в качестве аварийных источников энергии. Кроме того, они могут работать как в составе холодильных установок, так и для привода насосов и газовых компрессоров.

Перейти к подробному описанию газопоршневой электростанции ГПУ (АГП) ГПЭС электрической мощностью 30-3000 кВт, в островном режиме, двигатель ЯМЗ, ТМЗ, ММЗ, Weichai Baudouin «КАМАЗ-ВЕЙЧАЙ»:

Перейти газогенераторной установки на древесных отходах электрической мощностью 60-200 кВт (в базовой комплектации по бюджетной цене: открытого типа в вертикальном исполнении, с механической подачей сырья), расход щепы газгена 1-1,2 кг/ч х 1 кВт

Виды газового топлива 

Природный газ, сжиженный, сжатый, магистральный, метан, пропан-бутан (СУГ), попутный нефтяной, синтез-газ, пары больших дыханий резервуаров, промышленный, пиролизный, коксовый, биогаз, шахтный, газ сточных вод и т. д.

Природный газ 

Основную часть природного газа составляет метан (CH4) — от 70 до 98 %. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Температура самовозгорания: 650 °C. Природный газ может существовать в виде газовых залежей, находящихся в пластах некоторых горных пород, в виде газовых шапок (над нефтью), а также в растворенном или кристаллическом виде.

Биогаз 

Биогаз — газ, получаемый метановым брожением биомассы (навоз, птичий помет, различные отходы и др.). Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида.  

Сжиженый газ 

Сжиженный природный газ, СПГ — природный газ (преимущественно метан, CH4), пропан-бутан (СУГ), искусственно сжиженный путём охлаждения до минус 160 °C для удобства хранения или транспортировки. Для хозяйственного применения преобразуется в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах.
СПГ рассматривается как приоритетная или важная технология импорта природного газа целым рядом стран.  

Попутный нефтяной газ 

Попутный нефтяной газ ПНГ — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти, выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. Это, прежде всего, метан — главный компонент природного газа — а также более тяжелые компоненты: этан, пропан, бутан и другие. Попутный нефтяной газ является побочным продуктом нефтедобычи, получаемым в процессе сепарации нефти.  

Свалочный газ 

Газ из органических отходов, выделяющийся из мусора — биогаз, образующийся в результате анаэробного разложения органических отходов (пищевые отходы, бумага и картон и т. д.). Свалочный газ собирают, предотвращая загрязнение атмосферы (к тому же, метан обладает сильным парниковым эффектом), и используют в качестве топлива для производства электроэнергии, тепла или пара.

Фото газопоршневой электростанции Дизель-Систем 

Газовая электростанция 60 кВт (ГПУ-60 ЯМЗ-236)

Газовая электростанция 100 кВт (ГПУ-100 ЯМЗ-238)

Газовая электростанция 150 кВт (ГПУ-150 ЯМЗ-238)

Газовая электростанция 200 кВт (ГПУ-200 ЯМЗ-7514)

Газовая электростанция 250 кВт (ГПУ-250 ТМЗ-8435)

Газовая электростанция 315 кВт (ГПУ-315 ЯМЗ-8503)

Газовая электростанция 350 кВт (ГПУ-350 ЯМЗ-8503)

Утилизатор выхлопных газов и контура охлаждения двигателя

Топливо газопоршневой электростанции (газового генератора) 

Газовые двигатели российского производства могут использовать различные виды газа: природный, газы с низкой теплотворной способностью, невысоким содержанием метана и низкой степенью детонации или газы с высокой теплотворной способностью- факельный, пропан, бутан, а также приспособлены к перестройке для работы с одного вида газа на другой.

Кроме того, имеется возможность применения двутопливных двигателей (газодизель), работающих одновременно на жидком и газообразном видах топлива.

• пропан-бутановые смеси;
• природный (сжиженный, сжатый, магистральный);
• попутный нефтяных скважин и пары больших дыханий резервуаров;
• промышленный (пиролизный, коксовый, биогаз, шахтный, газ сточных вод и т. д.).

Области использования: буровые платформы и скважины, шахты, очистные сооружения, в качестве резервного, вспомогательного или основного источника электроэнергии на предприятиях, в строительстве, административных и медицинских учреждениях, аэропортах, гостиницах, узлах связи, системах жизнеобеспечения и т.п. в автономном режиме или совместно с централизованными системами электроснабжения и тепла. 

Преимущества газовой электростанций производства Дизель-Систем (Россия)

Надёжность и экономичность – это основные критерии, которыми руководствуется наша компания при производстве газовых электростанций. 

• стоимость ниже импортных аналогов в 2-2,5 раза
• простота эксплуатации
• быстрая окупаемость
• лёгкий пуск в условиях низких температур
• минимальный уровень шума
• различные варианты исполнения: на раме, в капоте, в кожухе, в утеплённом контейнере
• быстрый ввод в эксплуатацию
• низкие тарифы на электроэнергию
• наличие всех запасных частей и расходных материалов в любом регионе РФ и их низкая стоимость
• минимальные сроки монтажа  

На газовых электростанциях внедрена система автоматической регулировки газовой смеси. В результате достигнута стабильная работа двигателя газовых электростанций на различных составах газа.  

Данные электростанции - газовые генераторы являются на 90% ремонтопригодными в полевых условиях, запчасти и расходные материалы для данных двигателей имеются в свободной продаже. Эти немаловажные факторы позволяют легко эксплуатировать газовые генераторы непосредственно как на объектах нефтедобычи, так и в других отраслях. 

Синхронизированная генераторная группа

Синхронизированная генераторная группа — это система из синхронизированных газовых генераторных установок одинаковой или разных мощностей, которые работают одновременно или попеременно через специальный блок (щит) распределения нагрузки. Генераторы при синхронизации могут устанавливаться рядом или на небольшом расстоянии друг от друга. Наибольшим преимуществом перед ГПУ (АГП) КГУ с одним двигателем синхронизированные газовые генераторные установки обладают, когда потребление электроэнергии существенно меняется в пределах дня, недели или сезона. В чём особенность работы ГПУ (ЭГП) КГУ с одним двигателем. Он должен работать всегда вне зависимости от реальной нагрузки, даже если она меньше четверти от максимальной — например, ночью или в выходные. Генератор при малой нагрузке неэффективно расходует моторесурс, потребляет больше топлива и машинного масла. Кроме того, ремонт или вывод единственного генератора на техобслуживание означает полное прекращение подачи электроэнергии. При этом при наличии нескольких генераторов в синхронизированной группе при ТО обычно выводится один генератор, тогда как все остальные продолжают давать электричество. При параллельной работе в синхронизации генераторы постепенно и автоматически вводятся в работу при увеличении нагрузки и так же поэтапно выводятся при её снижении. При такой схеме работы в часы ночного минимума или в выходные дни может работать один генератор из группы, расходуя менее дорогой, относительно однодвигательной установки, моторесурс. При увеличении нагрузки свыше общей мощности синхронизированная группа может подключать мощности основной сети.
Очерёдность ввода и вывода генераторов автоматически меняется в зависимости от моторесурса каждого из них. Техобслуживание и ремонт можно проводить поочерёдно в пределах рабочего дня, снижая генерацию на величину мощности только одного генератора, а не на всю.

Наша компания предлагает генераторные установки (газопоршневые, когенерационные и дизельные) с возможностью параллельной работы с централизованной сетью и синхронизация между собой до 11 МВт.

СУТ системы утилизации тепла (когенерация тепла) - Тепловой модуль ТМ утилизации тепла ГПУ (АГП) ГПЭС: 

Когенерационные установки КГУ (Мини-ТЭЦ): к тепловым модулям (ТМ), установленным на единой раме также можно отнести тепловые модули крышного исполнения, когда оба утилизатора тепла (по контуру антифриза и по контуру дымовых газов) монтируются на единой раме в составе одного модуля. Такая компоновка используется для размещения ТМ на крыше контейнера, в котором находится генератор. Тепловые модули подобного исполнения обшиваются кожухом с соблюдением естественной вентиляции. При подобном формате организации системы утилизации тепла внутри контейнера устанавливается часть датчиков и трубопроводной арматуры, а также шкаф управления тепловым модулем. 

Техническое описание когенерации тепла (СУТ): 

 В состав теплового модуля ТМ (СУТ) входит:

• Утилизатор тепла антифриза (УТА)
• Утилизатор тепла уходящих газов (УТГ) - также называемый «котел- утилизатор»
• Байпасный трубопровод
• Переключатель потоков дымовых газов (в едином корпусе либо в составе двух заслонок с единым электроприводом и рычажным механизмом)
• Рамное основание
• Трубопроводная обвязка утилизаторов по трассам антифриза и сетевого теплоносителя
• Комплект КИПиА
• Шкаф автоматического управления

Тепловой модуль (ТМ) - основной элемент системы утилизации тепла (СУТ). Главная задача ТМ - отбор тепла из тепловой энергии, выделяемой в двигателе внутреннего сгорания, при выработке электричества. ТМ позволяет в значительной степени повысить суммарный коэффициент использования топлива, доведя его значение до 80-85%. На многих объектах все затраты на установку системы утилизации тепла окупаются за 4-7 месяцев. Во время работы двигателя внутреннего сгорания тепловая энергия утилизируется в ТМ следующим образом:

• УТА снимает тепло антифриза двигателя- вместо охлаждения антифриза на радиаторе охлаждения (градирне) антифриз отдает свою тепловую энергиэ на нагрев воды потребителя.
• УТГ снимает тепло с уходящих выхлопных газов двигателя: температура уходящих дымовых газов на выходе из двигателя составляет порядка 450-550 С, температура газов на выходе из ENU составляет 120-180 С. Данное понижение температуры позволяет обеспечить существенный нагрев воды потребителя.  
• Общая величина утилизируемой тепловой энергии сопоставима с вырабатываемой электроэнергией - в среднем на 100 % кВт полученной электроэнергии вырабатывается 110%-130% кВт тепла.

Когенерация тепла

Метод когенерации позволяет сократить затраты топлива примерно на 40%, то есть, при получении одинакового объема электрической и тепловой энергии, предприятие оплачивает всего 60% ее стоимости, налицо экономия средств при покупке топлива. Среди преимуществ индивидуальных газовых электростанций следует отметить их непосредственную близость к производству. Данная особенность позволяет сократить затраты при распределении электроэнергии, а также свести к минимуму потери при передаче тепловой и электрической энергии по магистрали. Использование газовых электростанций является экологически чистым, не требует дополнительных затрат на утилизацию отходов производства. Исходя из вышеописанных преимуществ, можно сказать, что когенерация ныне является одним из наиболее перспективных методов развития энергетической сферы. Современная газовая или дизельная электростанция позволяет получить выгодную тепловую и электрическую энергию (относительно приобретаемой из сети). Отпадает необходимость в установке дорогих подстанций, ЛЭП.
В состав модуля когенерации входят:
• 2 циркуляционных насоса
• переключатель потока выхлопных газов с электроприводом
• глушитель на байпасной линии
• трубопроводная арматура на воду и антифриз
• аварийный радиатор охлаждения
• автоматическая система регулирования режимов работы
• Задача системы утилизации тепла – отбор тепловой энергии, выделяемой в двигателе внутреннего сгорания, при выработке электричества.