Газопоршневые энергетические установки переменного тока

В новых экономических условиях перехода к социально-ориентированным рыночным отношениям, высокого уровня инфляции, невозможности использования централизованных средств для восполнения отработавших свой ресурс и требующих замены генерирующих мощностей, ориентация на традиционное централизованное теплоэнергоснабжение от крупных источников становится проблематичной. В настоящее время наметилась тенденция на строительство децентрализованных комбинированных источников электро- и теплоснабжения, устанавливаемых как в существующих отопительных котельных, так и на вновь строящихся источниках тепла.

Преимущества газопоршневых электростанций

Создание таких энергоустановок имеет ряд преимуществ. Среди них основными являются короткие сроки строительства, повышение надежности теплоснабжения потребителей, снижение инерционности теплового регулирования и потерь в тепловых сетях, относительно сетей подключенных к крупным РТС и ТЭЦ.

Использование локальных систем производства электрической и тепловой энергии с использованием поршневых двигателей работающих на природном газе или пропане является одним из возможных решений данной задачи.

Их применение обеспечит необременительное для бюджета развитие энергетической инфраструктуры страны, приведет к существенным положительным изменениям в экономике. Преимуществами электростанций с поршневыми газовыми двигателями являются:

  • Низкая стоимость установленной мощности за 1 кВт
  • Безопасность: - отсутствие высоких температур, давлений, моментов инерции.
  • Срок службы поршневых двигателей на газовом топливе - до 300 000 моточасов, или 37 лет, при эксплуатации по 8 000 часов в год делает мини-ТЭЦ надежнейшим источником бесперебойного энергообеспечения.
  • Экологическая приемлемость
  • Мобильность
  • Широкий диапазон рабочих режимов - от 15-20% до 110% (на пиковом режиме при кратковременной работе) номинальной мощности при пропорциональном расходе топлива.

Газопоршневые установки на газе

Энергетические поршневые установки на газовом топливе окупают себя в течение 3-5 лет. А автономность мини-ТЭЦ на их базе, производящих электроэнергию и тепло на месте потребления, даёт гарантию от перебоев или аварийных отключений, которые неизбежны из-за изношенности электрических и тепловых сетей. Малые генерирующие системы позволяют решить очень острый вопрос неравномерного суточного потребления электроэнергии, неразрешимый для крупных генерирующих установок.

Среди ДВС, использующих газообразное топливо можно выделить 3 группы:

  • Дизельные двигатели, переведенные на частичное сжигание газа. Это - так называемые двухтопливные дизели. Количество потребляемого жидкого топлива в них может меняться от 100% до 10-15% в процессе эксплуатации. Остальная часть топлива - природный газ, который смешивается с воздухом на входе в двигатель. При этом воспламенение топливной смеси может происходить либо самостоятельно (от повышения температуры), либо от постороннего источника воспламенения.
  • Газопоршневые двигатели, в которых основным топливом является газ, а небольшая доля жидкого топлива ("pilot fuel") впрыскивается для инициации воспламенения газовоздушной смеси либо в цилиндр, либо (значительно чаще) в специальную форкамеру. Воспламенение pilot fuel может происходить также двумя способами, упомянутыми выше.
  • Чисто газовые ГПД, работающие только на газовом топливе и не использующие pilot fuel. Отличаются пониженной степенью сжатия и, в большинстве случаев, меньшей экономичностью. Источник воспламенения - свеча.

Разделение газопоршневых двигателей по мощности

garrett-turboОбычно двигатели подразделяются на 3 группы: малые, средние и большие.

  • Малые - имеют мощность менее 250 л.с. (менее 190 кВт). Это, как правило, работающие по 2х и 4х тактному циклу с 4-мя - 6-ю цилиндрами, довольно редко оснащенные турбонаддувом.
  • Средние - имеют мощность в диапазоне 250-1000 л.с. (200-750 кВт) и используются на, передвижных электростанциях и других потребителях механической энергии. Число цилиндров у таких двигателей колеблется в диапазоне 6-12. Эти двигатели оснащаются турбонаддувом.
  • Большие - имеют мощность более 750 кВт; эти уникальные двигатели источников основного и резервного энергоснабжения на крупных предприятиях и стационарных электростанциях. В своем большинстве они работают в стационарном режиме по двухтактному циклу с турбонаддувом. По условиям надежности и долговечности частота вращения вала таких двигателей не превосходит 500-750 об/мин.

Конструктивно различают следующие основные типы ДВС:

однорядный поршневой двигатель внутреннего сгорания

wartsila-32

V-образный поршневой двигатель внутреннего сгорания wartsila-v

 

Энергетические установки и поршневые двигатели, работающие на газовом топливе, представленные на мировом и Российском рынках:

В настоящее время на мировом рынке представлено более 40 крупных Компаний, занимающихся производством дизельных и газопоршневых двигателей. 

Cummins

Jenbacher AG

SDMO

Caterpillar

John Deere (ср)

Stamford

Delco (м)

Kato (ср)

Tilsley & Lovatt (ср)

Detroit Diesel/MTU

Leroy Somer

Volvo

Deutz

Lister-Patter (м)

Wartsila

EMDA

Marathon

Waukesha Engine Div.

F.G. Wilson

Mitsubishi (м)

Worthington

Fairbanks Morse

Onan

 

Ford (м)

Perkins

 

General Electric

Reliance

 

Примечание:        м - выпуск преимущественно двигателей малой мощности;

ср - выпуск преимущественно двигателей средней мощности;

Яндекс.Метрика