Всё о газопоршневых электростанциях: устройство, особенности работы, виды исполнения, преимущества и недостатки

Стабильная, бесперебойная подача электроэнергии — важное условие для успешной работы большинства промышленных предприятий, а также таких объектов как больницы, школы, детские сады, жилые дома и многие другие. 

Система централизованного энергоснабжения не всегда может обеспечить подачу электричества на должном уровне, не говоря уже об отдаленных районах, куда её проведение и вовсе невозможно. 

Эффективным, надежным и долговечным решением здесь будут современные газопоршневые электростанции.

Что представляет собой газопоршневая электростанция

Это установка, предназначенная для автономной генерации электроэнергии. Она состоит из двигателя внутреннего сгорания (ДВС), который работает за счёт использования газа (чаще всего, природного). А энергия вырабатывается генератором, установленным на одну раму вместе с ДВС. 

Применение ГПУ позволяет получать одновременно два, либо три вида энергии. В первом случае — электричество и тепло, и такой процесс называют когенерацией, во втором — электричество, тепло и холод, — такую технологию именуют тригенерацией.

Конструкция газовой электростанции

• Главный элемент установки — двигатель, в котором происходит сгорание газа, в результате чего поршни приводятся в движение. 
• Механическая энергия, вырабатываемая ДВС, преобразуется в электрическую при помощи генератора. 
• Оптимальную температуру работы ГПУ поддерживает система охлаждения. Её наличие исключает перегрев и выход оборудования из строя.
• Мозг электростанции — блок управления, контролирующий работу всех элементов и отслеживающий состояние установки.

Кроме того, ГПЭС в полном комплектном исполнении включает в себя вспомогательное оборудование и системы (теплоснабжения, дымоудаления, пожарной и охранной сигнализации, автоматики и связи, подачи масла,  и другие).

Как работает газопоршневая установка 

Процесс начинается с подачи газового топлива в камеру двигателя, где под воздействием искры от свеч зажигания оно воспламеняется, происходит “микровзрыв”, объем продуктов сгорания топливовоздушной смеси резко увеличивается. 

В результате давления, которое оказывает расширяющийся газ на поршни, последние приходят в движение, и запускают вращение коленчатого вала, передающего механическую энергию генератору. Благодаря взаимодействию магнитного поля и проводников, он преобразует ее в электрическую.   

Системы мониторинга и управления контролируют процессы, происходящие в ГПЭС и следят за всеми важными параметрами (температурой, давлением, подачей топлива и т.д.). Таким образом, обеспечивается правильная, бесперебойная работа станции.

Особенности функционирования ГПЭС

Несмотря на то, что принципиально все газопоршневые электростанции устроены одинаково, существуют нюансы, определяющие особенности работы конкретной установки.

Режим 

Будет зависеть от условий работы объекта. Различают два вида режима:

• Автономный, когда внешние электросети полностью отключены, либо отсутствуют. В этом случае обеспечение электричеством полностью ложится на «плечи» ГПЭС.
• Параллельный — наиболее надежный и распространенный. Здесь центральная система работает в паре с ГПУ. В начале работы газопоршневая электростанция синхронизируется с основным источником энергии. 

Используемое топливо

Эффективность и экономичность установки будет зависеть от выбора топлива. Самый популярный здесь — природный газ. Он имеет меньше загрязнителей в составе, поэтому сгорает более эффективно и выделяет мало вредных веществ.

В качестве альтернативных источников также применяют шахтный, рудничный, свалочный, очистной и биогазы. Перед тем как их использовать, необходимо обязательно проанализировать состав и параметры на соответствие требованиям производителя электростанции, которая будет работать на этом топливе.

Системы утилизации тепла

В процессе работы ГПЭС, только часть выделяемой энергии превращается в электричество, остальная же преобразуется в тепло, которое также можно использовать, а не просто выводить наружу. 

Для этого применяют системы утилизации тепла. Они позволяют получать тепловую энергию требуемых параметров. Это может быть горячая вода, которую получают при помощи теплообменников и котлов-утилизаторов (стандартная температура 90/70 градусов, если требуются более горячая, то тогда используют пиковые котлы), либо насыщенный пар. Последний производится при помощи утилизационных паровых котлов (пароперегреватели применяют в случаях, когда требуется получить перегретый пар).

Исполнение газовых электростанций 

Выбор типа исполнения будет зависеть от особенностей самого объекта и местности, на которой он находится. 

Стационарные ГПЭС подразумевают масштабные земельные работы, проведение коммуникаций и создание отдельной инфраструктуры. Они строятся в определенном месте, и могут обслуживать как отдельные промышленные предприятия и жилые районы, так и целые города и даже регионы.

Блочно-модульные применяются для сравнительно небольших объектов (промышленные предприятия, буровые установки, шахты, больницы, школы, детские сады и т.д.). Такие установки более компактны, состоят из отдельных, утвержденных производителем модулей, которые можно комбинировать, тем самым выбирая оптимальную  мощность и функционал станции. Блочно-модульные агрегаты изготавливаются в трех исполнениях:

• на открытой раме (для помещений без особых требований к уровню шума),
• в шумозащитном кожухе (для помещений любого типа),
• в специальном контейнере (можно устанавливать как внутри здания, так и на открытых площадках, независимо от погодных условий).

Плюсы и минусы ГПУ

Главным преимуществом газопоршневых установок любого типа являются:

•  Автономность. Применение данного оборудования делает объект независимым от централизованного электроснабжение, которое очень часто подается с перебоями. Этот пункт особенно важен для производств, которые имеют оборудование, работающее в режиме 24/7.

• Экономия. Стоимость собственной электроэнергии ниже, чем в электросетевых компаниях.
• Высокая эффективность. Механическую энергию, полученную от двигателя, ГПУ практически полностью преобразуют в электрическую.
• Автоматизация работы. Встроенный блок регулирует все параметры системы, задача оператора сводится лишь к их переключению, наблюдению и контролю.
• Большой диапазон мощностей для объектов различных размеров.
• Возможность одновременного получения не только электричества, то также тепла и холода.
• Варианты выбора газообразного топлива.
• Низкий уровень выбросов в атмосферу.
• Долговечность и надежность.  

Для ГПУ в блочно-модульном исполнении стоит отдельно выделить такие преимущества, как компактность, мобильность, простота транспортировки, монтажа, обслуживания и ремонта.

Основным недостатком газопоршневых электростанций  является довольно высокая цена. Но и она со временем окупается, так как стоимость полученной от ГПЭС энергии ниже, чем у электричества централизованных систем.

Где заказать газопоршневую электростанцию

Успех проекта газопоршневой электростанции, а значит и качество электроснабжения вашего объекта, будет определяется выбором компании-производителя. И здесь стоит обратиться в организации, практикующие комплексный подход, включающий в себя разработку проекта, изготовление, транспортировку, монтаж, запуск и техобслуживание станции. Единый исполнитель — это гарантия того, что процесс будет контролироваться на каждом этапе, в отличие от нескольких подрядчиков, которые будут отвечать лишь за свою работу.

Компания «Завод газовых машин» («ЗГМ») более 15 лет занимается производством газопоршневых установок с технологиями когенерации и тригенерации. 

Заказывая ГПЭС у нас, вы получаете:

1. Грамотно составленный проект.
2. Мощные, надежные ГПУ высокого качества на базе двигателей ведущих брендов (Baudouin, ЯМЗ, Industrial Engines, Jichai, MAN, Jenbacher).
3. Аккуратную транспортировку до места назначения.
4. Шеф-монтаж и пусконаладочные работы на объекте заказчика. Мы являемся сертифицированным ОЕМ-партнером компании «Волжские индустриальные двигатели» — надежного производителя газопоршневых двигателей. Предоставляем протоколы испытаний, выезжаем на пусконаладочные работы совместно с инженером завода-изготовителя.
5. Комплектацию ГПЭС вспомогательным оборудованием.
6. Гарантийное и постгарантийное обслуживание опытными специалистами «ЗГМ».

Мы производим газопоршневые электростанции мощностью от 100 до 2000 кВт, которые станут надежным источником электроэнергии для объектов различного размера и назначения. Звоните +7 (901) 059-18-00, и специалисты нашей компании с удовольствием ответят на все вопросы!