Газогенераторные установки для выработки электроэнергии: Промышленные газогенераторы: устройство и принцип работы

Содержание

Промышленные газогенераторы: устройство и принцип работы

Промышленные газогенераторы для выработки электроэнергии используются на предприятиях для эффективной трансформации тепловой энергии в электрическую. Результат достигается за счет сжигания природного газа или другого газообразного топлива с высокой теплотворной способностью. Газогенераторные установки используются как для постоянного, так и для временного и резервного энергоснабжения.

Внутреннее устройство газогенератора

Схема устройства газогенератора крайне проста. Внутри установки располагается компрессор, камера сгорания, турбина и электрический двигатель. Внутри двигателя находится ротор и статор, а также обмотка, в которой возникает магнитное поле, когда ротор вращается вокруг оси. Также есть элементы управления. Различные виды газогенераторов имеют немного отличное друг от друга устройство, но в целом все так, как описано выше.

Помимо указанных выше элементов, устройство и работа генератора включает в себя пульт управления. Работа оборудования может управляться как вручную человеком, так и в автоматическом режиме. Например, можно настроить автоматическое подключение генератора в электрическую сеть сразу же после прекращения подачи электроэнергии из проводной электросети. Срабатывание происходит моментально.

gazogenerator5-1

Система охлаждения газогенератора

Независимо от назначения, газогенераторы в процессе работы достаточно сильно нагреваются. Чтобы нагрев не оказывал негативного влияния на оборудование, используется система охлаждения. Она бывает двух типов:

  • Воздушное охлаждение. В промышленных установках практически не встречается, так как не может обеспечить должного охлаждения установки. Можно встретить в генераторах с мощностью до 15 кВт.
  • Водяное охлаждение.
    Отличный вариант для охлаждения промышленных газогенераторов, мощность которых начинается от 20 кВт. Такое оборудование эффективно и не издает много шума при работе.

Можно купить газогенераторы для выработки электроэнергии с одной либо тремя фазами – это еще одна важная классификация газогенераторов для производства электрической энергии. Все промышленные газогенераторные установки способны выдавать трехфазное напряжение от 220 до 380 Вольт. Именно такой электрический ток потребляет промышленное оборудование, работающее преимущественно от трех фаз.

Принцип работы газогенераторного электрооборудования

Принцип работы газогенератора так же прост, как и его конструкция. Компрессор закачивает атмосферный воздух под давлением в камеру сгорания. Туда же поступает газообразное топливо, после чего смешивается с атмосферным воздухом. В результате образуется гремучая смесь, которая поджигается и детонирует внутри камеры сгорания. В ходе этой реакции образуется топочный газ, идущий на турбину и раскручивающий ее.

Процесс сгорания газообразного топлива осуществляется при постоянном высоком давлении. Камера сгорания используется для повышения температуры газа. Горячий газ обладает заметно большей энергией по сравнению с холодным или теплым, поэтому генератор работает более эффективно. Приблизительно 60% вырабатываемой турбиной электроэнергии направляется на вращение компрессора. Остальное уходит на включение генератора.

Мощность газогенератора в виде электрической энергии создается благодаря тому, что вал, соединяющий турбину и ротор, раскручивает ротор. В статоре образуется магнитное поле, а вместе с ним – электрический ток. Далее он через контакты и провода поступает к подключенным потребителям. Теперь вам известно внутреннее устройство и то, как работает газогенератор.

Топливо для работы промышленного газогенератора

Вы уже знаете принцип действия газогенератора – в его основе трансформация тепловой энергии сжигания газа в электрическую энергию. Главным образом для работы промышленных газогенераторов для электричества используется природный газ. Чаще всего в качестве топлива используется природный газ. Однако генераторы могут настраиваться на работу с другими видами газообразного топлива:

  • Сжатый, сжиженный и магистральный природный газ – наиболее распространенный вариант.
  • Пропан-бутановые смеси, характеризующиеся высокой теплотворной способностью.
  • Коксовый, сточный, шахтный, пиролизный газ, а также газ, производимый в биореакторах.

В зависимости от того, какое именно газообразное топливо используется для работы газогенераторного оборудования, заметно изменяется мощность и производительность установки. Это надо учитывать при выборе типа топлива для работы промышленного газогенератора.

Конструкция газогенератора позволяет подключать его как к магистральному газопроводу, так и к автономным источникам газообразного топлива. Большинство моделей генераторов способны переключаться между разными видами топлива.

Как правильно выбрать оборудование?

Устройство газогенератора – не единственный фактор, на который важно обращать внимание при подборе той или иной модели для работы на предприятии. При выборе типа газогенератора надо учитывать:

  • Класс защиты. Электрооборудование должно быть надежно защищено от попадания влаги, вибраций и механических повреждений, от проникновения пыли. Класс защиты обозначается как IP и две цифры. Чем выше значения обеих цифр, тем надежнее газогенератор защищен от внешних воздействий.
  • Вариант исполнения.
    Газогенераторы электростанции могут размещаться как внутри помещений, так и снаружи в специальном боксе, либо на открытой площадке. Если планируется разместить оборудование под открытым небом, обязательно нужно позаботиться об установке бокса для защиты газогенератора.
  • Мощность. Промышленные газовые генераторы характеризуются высокой мощностью, однако брать оборудование надо с запасом по мощности. Особенно если используется только один генератор. В среднем хватает запаса по мощности от 20% до 30% для стабильной работы.

Стоимость электрооборудования не должна становиться определяющим фактором при выборе газогенератора. Более того, многие газогенераторы заметно дешевле своих аналогов, работающих на бензине или дизельном топливе. Нельзя не отметить и низкую стоимость газообразного топлива. Благодаря этому можно выгодно купить газовый промышленный генератор и не иметь больших затрат при дальнейшей эксплуатации.

На нашем сайте Вы сможете найти промышленные газогенераторы, которые уже прошли проверку на качество и мощность в европейских странах. Все газогенераторы, представленные на сайте, находятся в исправном состоянии и обеспечиваются стабильную работу для промышленности.

Промышленные электрогенераторы и газогенераторы

Обозначение модели:

250 – расчетная мощность, кВт
G – среда: (G = природный газ, М = метан, N = азот, S = пар, A = воздух)

400 – макс давление на входе (psig). 1 psig = 0.07 бар. 400 psig = 28 бар.
F – тип экспандера: (F = бесмасляный)
1 – соединение с генератором (01 = ремень/шкив, 02 = муфта, 03 = универсальное соединение)
S – тип генератора (I = асинхронный электрический, S = синхронный электрический)
S – другое: (М = мобильный, S = стационарный)

Спецификации детандера с винтовым компрессором сухого сжатия
Количество: 1
Макс давление на входе: 28 бар изб (400 psig)
Макс диапазон расхода: 365 нм3/мин (12,950 стандартных кубических футов в минуту)
Трубопровод на входе: Ду 125 (5 дюймов) Трубопровод на выходе: Ду200 (8 дюймов)

Уплотнение валов: механическое
Материалы:
Роторы: углеродистая сталь
Литье: углеродистая сталь
Подшипники: радиально-упорные подшипники на входной стороне; роликовые подшипники на напорной стороне, кольца, элементы качения и кожухи из легированной стали.

Установка имеет так называемые «сухие» винты, имеющие зазор менее 0.06 мм, позволяющие работать без впрыска масла. Работа винтов зависит от синхронизирующих шестерен, необходимых для поддержания сепарации.

Типичная спецификация:

Генератор будет соответствовать всем требованиям NEMA MG-1, части 16 и 22 по проектированию, исполнению и методикам заводских испытаний. Генератор и регулятор будут выполнены в соответствии с требованиями перечисленными в C.S.A. (Canadian Standards Association — Канадская ассоциация стандартов). Испытания регулятора с заводской кабельной обмоткой, проходят с генератором.

Конструкция и подшипники

Установка полностью выполнена с защитой уровня не менее NEMA MG-1-1.25.4. При необходимости может опционально установить брызгозащитный кожух для соответствия IP-22 и IP-23 на готовую установку. Другие значения являются специальными расчетными, и выдаются по запросу с завода.

В подшипниковом узле используется чугунный подшипниковый щит и рама из свариваемой стали. Подшипники, заправленные смазкой перед установкой с двумя защитными шайбами, шарикового типа, однорядный радиальный шариковый подшипник без канавки для ввода шариков, С3 с запасом для добавления и/или сменной смазки. Опционально есть возможность смазки через расширенную подачу и предохранительную выпускную трубу. Минимальный срок службы подшипников В-10 будет 40,000 часов для одноподшипниковых блоков.

Смазочный материал Polyrex EM или эквивалент.

Система возбуждения

Генератор будет оснащен поддерживающей системой возбуждения генератора на постоянном магните 300/250 Гц. Генератор на постоянном магните и вращающийся бесщёточный возбудитель монтируются снаружи подшипника. Система будет подавать ток короткого замыкания 300% от номинальной (250% для работы 50 Гц) на 10 секунд. Вращающийся возбудитель будет работать на трехфазном полнопериодном выпрямителе с герметически уплотненными силиконовыми диодами, защищенными от анормальных переходных состояний многодисковым устройством защиты от перенапряжений из селена. Диоды сконструированы для коэффициента безопасности 5 для напряжения и 3 для тока.

Система изоляции

Система изоляции распознается системой, которая отвечает требованиям конструкции UL1446 и подходит для предъявления как компонент для сертификации UL2200. Система изоляции ротора и статора из материалов класса Н Nema или выше, синтетические, не водопоглощающие. Обмотка статора имеет лаковое покрытие в несколько слоев, нанесенное погружением и запеканием, плюс поверхностное покрытие эпоксидальной смолы для особо влажных и абразивных сред.

Основной ротор

Основное вращающееся поле конструкции, состоящее из 1 шт, 4 полюсного листового пакета (многослойного материала). Детали в соединении «ласточкин хвост», болты с перекосом и другой полюс к средствам соединения с валом неприемлемы. К тому же, опоры обмотки демпфера и катушка полюса возбуждения полностью из литья под давлением вместе с роторными пластинами для образования роторного сердечника в комплекте. Смонтированные и сварные или паяные опоры обмотки демпфера и катушки неприемлемы. Сердечник ротора усаживается и закрепляется клиньями к валу.

Вращающийся узел проходит динамическую балансировку менее чем на 2 мил размаха колебаний, будет иметь стойкость к повышенной скорости 125% от номинальной скорости на 15 минут при работе при расчетной рабочей температуре.

Обмотка статора

Обмотка статора будет 2/3 конструктивного шага для исключения третьей гармоники и будет включена в один скошенный паз для уменьшения гармоник паза. Обмотки – беспорядочная намотка, соединенные в лобовой части – это все для обеспечения наилучшей механической прочности.

Повышение температуры

Повышение температуры ротора, и статора измеряются методом сопротивления согласно соответствующему разделу NEMA MG-1, части 16 и 22, BS-5000 или C.S.A. C22.2 для типа заданного сервиса (функции).

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения – цифровой, с микропроцессором с повышенным напряжением в твердой фазе. Ни реле повышенного напряжения, ни другие реле неприемлемы. Установка герметичная (устанавливается в капсулу) для защиты от влаги и истирания. Регулятор выполняет 1/4 % регулирования, правильное функционирование отношения вольт — герц с регулируемым входом, выход из строя обнаружения выключения неразрывности цепи, выключение перевозбуждения, трехфазное обнаружение среднеквадратичного значения, защиту от перенапряжения и оснащение для параллельного функционирования.

Исполнение

Регулировка напряжения составляет ¼% от состояния без нагрузки и 5% от вариатора частоты. Смещение регулятора будет макс ½% при изменении температуры окружающей среды на 40°C от рабочей. Регулятор напряжения статичного типа с не подвергающимися старению силиконовыми управляемыми выпрямителями, с электромагнитной защитой от помех по MIL-STD-461 C, часть 9, если установлен в распределительную коробку генератора.

Волнообразное нелинейное (гармоничное) искажение не превышает 5% от общего среднеквадратичного значения, измеренного между фазами полной номинальной нагрузки. Фактор TIF не превышает 50.

Вентиляция

Генератор самовентилирующийся с цельным непрямым внутренним вентилятором из литейного алюминиевого сплава для большого потока и обеспечения подачи воздуха с малым уровнем шума. Воздушный поток идет с противоположной стороны от одного конца привода через генератор к другому концу. Возбудитель (задающий генератор) находится в потоке воздуха.

Распределительная коробка

Распределительная коробка из толстой листовой стали, которая может выдержать вес до 110 кг вспомогательного регулирующего оборудования. Распределительная коробка состоит из двух отсеков; в одном находится вращающийся очиститель (ректификатор) и генератор на постоянных магнитах; в другом отсеке находится место присоединения и регулятор. Это для разделения вращающихся элементов от соединения с нагрузкой и настройки регулятора напряжения. Регулятор монтирован на внутренней панели распределительной коробки, чтобы разрешить доступ для настройки регулятора через колеблющуюся пылезащитную крышку с внешней стороны распределительной коробки, таким образом избегая зажимов генератора с более высоким напряжением на внутренней стороне распределительной коробки. Соединения с нагрузкой выполнены в распределительной коробке, монтированной на передней части. Конструкция генератора позволяет осуществлять подключение нагрузочного кабеля сверху, снизу или с любой стороны распределительной коробки.

Контроль исполнения

Все данные сертифицированного исполнения и испытания на нагрев, предоставленные производителем генератора, являются результатами настоящих испытаний этих же или аналогичных генераторов. Данные повышения температуры – это результат испытания на нагрев номинального коэффициента мощности при номинальном напряжении и частоте. Все эксплуатационные испытания в соответствии с MIL-STD-705 и/или IEEE стандарт -115.

Спецификации системы контроля

Общий вид

Система контроля генератора, выполненная в компактном исполнении, служит для обеспечения функциональной безопасности, надежного сбора данных и дистанционного мониторинга. Для выполнения этих требований система контроля собрана из готовых компонентов с целью обеспечения гарантии качества и легкой замены частей. Система использует типичный аналоговый и цифровой ВВОД/ВЫВОД, а также передачу данных таким образом, чтобы гарантировать гибкость, возможность расширения и модификацию в соответствии с требованиями заказчика на месте.

Эксплуатационная безопасность

Контроллер спроектирован для отслеживания характеристик поступающего и выходящего газа, а также эксплуатационных условий (среды) с целью увеличения гарантии продолжительной безопасной эксплуатации. Датчики температуры и давления, расположенные внутри и вокруг газовой системы, как и приборы обнаружения газа, предусматривают продолжительный мониторинг (контроль), усиленный с помощью аварийных сигналов, что позволяет генерирующей системе работать автоматически, без вмешательства человека. Отклонения, обнаруженные системой, обрабатываются по степени значимости: от предупреждений до контролируемых выключений, и наконец, немедленных выключений.

В дополнение к системе механического мониторинга и системе защиты контроллер обрабатывает множество электрических параметров для контролируемой и безопасной эксплуатации. В систему входит универсальный электрический реле для обеспечения мгновенного уведомления об ошибках и перебоях энергии, а электрический датчик обеспечивает резервную защиту, как и очень точное измерение. Эти системы позволяют оборудованию отслеживать менее значимые параметры, такие как ток обратной последовательности или ток нулевой последовательности, без специально обученного электротехнике и производстве энергии оператора.

Сбор данных

Контроллер поддерживает графики ряда параметров в режиме реального времени, а также энергонезависимый архив эксплуатационной статистики. Можно сделать конфигурацию графика направлений для определения долговременных направлений или небольших изменений; оба можно использовать для выявления неисправностей основных отклонений без отдельного внешнего прибора обнаружения. Эксплуатационная статистика поддерживают точные записи о ежемесячном эксплуатационном времени, обработке топлива, произведенной мощности (кВт) и переданного тепла (если оснащено). Эксплуатационная статистика является важной частью определения эксплуатационной наработки, а также служит для точных измерений, необходимых для расчетных действий.

Дистанционный контроль

Одна из главных особенностей системы – это дистанционный контроль с возможносттью управления. Система позволяет профессионально управлять и эксплуатировать систему, освободив пользователя от сложностей при использовании системы, требующей специфических знаний, далеких от используемых в обычных операциях. Даже в этом случае пользователь (заказчик) получит обучение об основной эксплуатации оборудования, а также удаленный доступ к системе контроля и прямой доступ через сенсорный экран интерфейса.

Система работает как оригинальный прибор TCP/IP и не требует шлюзов для использования соединения с интернетом. В систему могут войти одновременно несколько пользователей и следить за оборудованием с различных уровней привилегий. Далее, система предоставляет пользователю Modbus TCP/IP так, что существующая система контроля завода может получать данные о статусе эксплуатации, актуальную выходную мощность и другие важные параметры.

Спецификации системы контроля

Система контроля генератора имеет микропроцессор для компьютерного контроля и управления работой оборудования. У каждого прибора есть сенсорный экран для старта/остановки и получения базовой информации о работе оборудования. ПО на основе Windows обеспечивает полный контроль и возможности программирования. Одновременный доступ в систему нескольких пользователей возможен благодаря безопасному соединению с интернетом (если имеется). Безопасность контролируется паролем, предоставляя права на основе профиля пользователя, созданного и наделенного правами по желанию заказчика.

КИП включает в себя и замеряет следующие параметры:

Условия безопасности

Система постоянно контролирует критичные действия оборудования. Для случая, когда достигаются предварительно заданные минимальные или максимальные значения или КИП выходит из строя, имеются запрограммированные эксплуатационные параметры, которые позволяют системе контроля отобразить предупреждения или выключить оборудование. Эксплуатационные параметры, используемые для контроля, многочисленны, и ограничиваются только теми КИП, которые спроектированы в генераторе.

Данные

Система контроля собирает данные по потоку, электрической мощности, термическим условиям и значениям давления, как на входе, так и на выходе на любом желаемом интервале. Данные загружаются в сервера ежедневно для исторической ссылки (в случае если имеется соединение с интернетом). К тому же многочисленные пункты постоянно отражаются на графике последовательности выполнения для информации о работе и выключениях. Протоколы с критичными значениями компонентов составляются ежемесячно и сохраняются в системе.

Синхронизация

Любой генератор полного цикла можно запускать, синхронизировать и нагружать независимо от другой установки. Для поддержания надлежащего качества функционирования оборудования и устройств, каждая установка синхронизируется с системой энергопитания устройств перед закрытием распорки (промежуточной горизонтальной связи) выключателя и присоединения к электрической системе. Как только генерирующая установка набирает скорость синхронизации, ПО входит в режим Sync. Режим Sync означает три проверки перед закрытием выключателя. Проверки следующие:

  1. Номинальная трехфазная мощность представлена на обеих сторонах выключателя.
  2. Обе системы вращаются в одном направлении.
  3. Обе системы синхронизируются по напряжению, частоте и фазовому углу.

Системы синхронизируются через выключатель, они закрываются примерно в течение 25 миллисекунд после получения сигнала. Спецификации можно модифицировать, пример настроек указан в таблице ниже:

Система защиты

Все модели имеют ряд механических и электрических мер безопасности. Эти меры безопасности могут запускать аварийные сигналы, отключения ПО или немедленные выключения установки автоматически. Некоторые выключения усилены аппаратным обеспечением с жестко смонтированной схемой «dead-man», которое прекращает работу системы, даже если контроль ПО становится безответным (не дающим ответа).

Электрическая защита

Общепризнанная электрическая защита обеспечивается реле Beckwith 3410A. Это реле используется и принято для распределённых источников генерирования электрической энергии большинством заводов Соединенных Штатов. Активные элементы: 27, 47, 59 и 81 o/u. Настройки для этих элементов представлены в таблице ниже.

ПО системы контроля постоянно контролирует все электрические параметры: напряжение (вольтаж), амперы, кВт, коэффициент мощности. Эти параметры контролируют значения одиночной фазы и трехфазные значения. Базовая защита ANSI элементов 27, 59, 50, 32, 47 и 81 o/u. Эти точки можно настроить как параметры, которые заводят аварийную систему перед универсальным реле.

Большое число всех систем контроля отображаются для выбора, и они все сконструированы для обеспечения контролируемого надежного доступа к установке, использующие удобный для пользователя графический интерфейс для отображения информации в режиме реального времени. Полная документация по ПО предоставляется по запросу и включается в объем поставки со всем нашим оборудованием.

Газогенераторные электростанции для дома на природном газе

Газогенераторные электростанции для дома – автономные агрегаты, назначение которых – снабжать электроэнергией дом, участок, фермерское хозяйство или промышленное предприятие. В зависимости от конструкции и способа подачи газа могут служить как резервный или как основной источник энергии.

Особенности

Станция работает на принципе преобразования энергии сгорания топлива в электрическую. Основные составные части – двигатель внутреннего сгорания и генератор (собственно преобразователь энергии). Рабочие узлы соединены стальной рамой, она же является опорной платформой для агрегата.

Преимущества

В сравнении с бензиновыми и дизельными, газовые генераторы имеют следующие достоинства:

  • экономичность. Газ – наиболее дешевое топливо;
  • надежность, долгий срок службы. Моторесурс в среднем в полтора раза больше, чем у аналогов, работающих на другом топливе;
  • малое количество выделяемых в воздух вредных продуктов горения;
  • больше возможностей для выбора нужной модели. Бензиновые генераторы в большей степени представлены маломощными установками, дизельные – наоборот: очень мощными и, соответственно, дорогими;
  • наименьший уровень шума и вибраций;
  • от поставок топлива зависят только генераторы, работающие на сжиженном газе из баллонов. Те, которые функционируют от магистральной сети, в дополнительной заправке не нуждаются.

Основной недостаток газогенераторных электростанций – запуск простых моделей (с воздушным охлаждением) возможен только при плюсовых температурах, т.е. станции либо должны располагаться в теплом помещении, либо их перед запуском необходимо разогревать.

Виды

1. Газогенераторные электростанции на природном газе делятся на 2 вида – по типу горючего: либо сжиженный газ, либо магистральный. Установки второго типа могут использоваться в качестве постоянного источника энергии, и это обойдется дешевле, чем электричество от сети.

2. Мощность. Варьируется в пределах от трех до ста двадцати киловатт: до 6, свыше 10, до 25, свыше 25. Для маленького коттеджа с небольшим количеством бытовых приборов достаточно установки на 6 киловатт с воздушным охлаждением; для среднего – от 10; для больших хозяйств – 25 и более.

Внимание: если вы планируете подключить установку к магистральной сети, вам необходимо получить на это разрешение местной администрации. Для получения подобных услуг следует обращаться в офис поставщика газа в вашем районе.

Необходимая мощность рассчитывается следующим образом: нужно суммировать мощности всех электрических приборов в доме и умножить полученную цифру на коэффициент 1,5 (запас мощности для бесперебойной работы внутренней электросети).

3. Варианты охлаждения двигателя: воздушное или жидкостное. Второй вариант надежнее, оборудование может работать фактически безостановочно. Простые модели имеют воздушное охлаждение, сложные и мощные генераторы – жидкостное.

Достоинствами газогенераторных электростанций для дома воздушного типа кроме низкой цены являются компактность и малый вес. Агрегаты с жидкостным охлаждением, как правило, полностью автоматизированы.

4. Двигатели: двухтактные и четырехтактные. Для обслуживания домов используются четырехтактные.

5. Генераторы: у моделей с воздушным охлаждением частота вращения вала – 3 тыс. оборотов в минуту, у генераторов с жидкостным охлаждением – полторы тысячи.

Газогенераторные электростанции для дома могут иметь специальные кожухи: защитные (для эксплуатации вне помещения) и шумопоглощающие. Использование вторых действительно сильно снижает уровень шума, но охлаждение установки в таком кожухе протекает хуже, генератор разогревается быстрее.

принцип работы, устройство, обзор популярных моделей

Бережное отношение к энергоресурсам продиктовано в первую очередь тем, что практически все природные запасы не бесконечны. Экономное расходование всех видов топлива требует разработки новых систем либо кардинальной модернизации существующих.

Так, газовый котел с электрогенератором – это один из видов гибридных систем, позволяющих разумно распоряжаться голубым топливом. Мы познакомим вас с принципом действия оборудования, вырабатывающего наряду с тепловой энергией электрическую. Представим типичные модели гибридных агрегатов.

Содержание статьи:

Эффективное потребление энергоресурсов

Даже рядовой обыватель, у которого установлен газовый котел для отопления жилья, может задаваться вопросом о рациональности использования тепловой энергии. Действительно, ведь при сжигании газа в котле, далеко не все выделяемое тепло используется.

Всегда при работе системы отопления какая-то часть тепла безвозвратно утрачивается. Обычно так происходит при выбросе продуктов сгорания из котла в атмосферу. Фактически это утраченная энергия, которой могло бы найтись применение.

О чем конкретно идет речь? О возможности применения впустую “выброшенного” тепла в производстве электрической энергии.

Сравнение КПД традиционного и усовершенствованного котловСравнение КПД традиционного и усовершенствованного котлов

Если исходить из того, что система котла отопления и так оптимизирована с целью максимального повышения КПД, то «выбрасываемая» энергия все равно составляет значительную долю от энергии, которая выделяется при горении топлива

Видами топлива могут быть различны, начиная с банальных дров и всевозможных брикетов, заканчивая наиболее экономичными вариантами: магистральным газом с преобладанием метана в составе, искусственным голубым топливом и пропан-бутановыми сжиженными смесями.

Может показаться, что это далеко не «открытие Америки», но на самом деле разработанная еще в далеком 1943 году Робертом Стирлингом технология, а точнее, установка существует. Ее конструктивные особенности и основной принцип работы позволяет относить эту систему к двигателям внутреннего сгорания.

Почему же тогда не использовалась данная установка на протяжении столь значительно времени? Ответ прост – теоретическая разработка технологии в сороковых годах прошлого века, на практике оказалась очень громоздкой.

Существовавшие на момент разработки технологии и материалы не позволяли сократить размеры установки, а существовавшие методы производства электрической энергии были более рентабельны.

Схема устройства двигателя СтирлингаСхема устройства двигателя Стирлинга

Включение в схему газового котла устройства, перерабатывающего бесполезно расходуемое тепло в электроэнергию, позволяет существенно повысить КПД газоперерабатывающей установки

Что может заставить нас на сегодняшний день задумываться о более бережном отношении к ресурсам, не относящимся к категории возобновляемых? Сейчас во всем мире существует общая проблема – развитие технологий неизбежно ведет к увеличению потребления электрической энергии.

Увеличение потребления происходит настолько стремительными темпами, что сетевые компании не успевают модернизировать системы передачи электрической энергии, не говоря уже про производство. Такая ситуация неизбежно ведет к тому, что элементы систем электроснабжения выходят из строя, а в некоторых случаях такое может происходить с завидной регулярностью.

Современные котлы отопления оснащены системами управления, которые тоже энергозависимы. В электропитании нуждаются циркуляционный насос, датчики, автоматика, сама панель. Весь набор устройств не может не вызывать тревоги за сохранение работоспособности при отключении электроэнергии.

Принудительные системы отопления не представляется возможным запустить без электроэнергии. Отключение электропитания в отопительный сезон для них практически катастрофично. Мало того, что это приведет неизбежно к быстрому охлаждению помещения, при длительно неработающем отоплении возможно замерзания контура.

Остывание системы отопленияОстывание системы отопления

Длительное отсутствие работы системы отопления в холодное время года приводит к замерзанию системы отопления, к появлению в ней ледяных пробок и в итоге к повреждению оборудования и труб отопления из-за разрыва

Стандартные существующие варианты решения вопроса – установка , генераторов всевозможных модификаций (газо -, бензо -, дизельгенераторов или нетрадиционные источники – ветрогенераторы или мини ТЭС, ГЭС).

Но этот путь решения приемлем далеко не для всех, поскольку многие сложно выделить место для установки автономного поставщика электричества.

Если жители индивидуальных домов еще могут выделить место под генератор, то для установки в многоэтажном доме это практически невозможно. Таким образом, получается, что жители многоквартирных домов с системой индивидуального отопления – это первые, кто пострадает при отключении света.

Именно поэтому в первую очередь компании, выпускающие компоненты для сборки систем отопления, задались вопросом полноценного использования тепла, которое «выбрасывается» системой отопления. Задумались о том, как бесцельно расходуемую субстанцию применить в генерации электроэнергии.

Из известных технологий разработчики выбрали «хорошо забытую» установку Стирлинга, современные технологии позволяют увеличить ее эффективность, сохраняя компактные размеры.

Работа двигателя Стирлинга Работа двигателя Стирлинга

Принцип работы двигателя Стирлинга – движение поршня двигателя вниз и вверх. Двигатель работает практически бесшумно и не вызывает вибраций оборудования

Принцип работы установки Стирлинга основан на использовании нагрева и охлаждении рабочего тела, что в свою очередь приводит в действие механизм, который вырабатывает электрическую энергию.

Внутри поршня (закрытого) расположен закачанный газ, при нагреве газообразная среда расширяется и двигает поршень в одну сторону, после охлаждения в охладителе она сжимается и двигает поршень в другую сторону.

Обзор производителей котлов с генератором

Рассмотрим на конкретных примерах системы бытовых котлов, существующих на сегодняшний день, в которых принцип использования выхлопных газов (продуктов горения) для производства электроэнергии был успешно реализован. Южнокорейская фирма NAVIEN успешно реализовала вышеуказанную технологию в котле марки HYBRIGEN SE.

В котле используется двигатель Стирлинга, который согласно паспортным данным вырабатывает в процессе работы электроэнергию мощностью 1000W (или 1кВт) и напряжением 12В. Разработчики утверждают, что вырабатываемую электроэнергию можно использовать для питания бытовых приборов.

Такой мощности должно хватить для питания бытового холодильника (порядка 0,1кВт), персонального компьютера (около 0,4кВт), жидкокристаллического телевизора (около 0,2кВт) и до 12 светодиодных лампочек мощностью по 25Вт каждая.

Котел navien hybrigen seКотел navien hybrigen se

Котел серии hybrigen se компании navien со встроенным генератором и двигателем системы Стирлинга. При работе котла помимо основных функций вырабатывается электроэнергия порядка 1000Вт мощности

Из европейских производителей разработками в данном направлении занимается компания Viessmann. Viessmann обладает возможностью представить на выбор потребителя две модели котлов серии Vitotwin 300W и Vitotwin 350F.

Модель Vitotwin 300W была первой разработкой в указанном направлении. Она отличается достаточно компактным исполнением и внешне очень схожа с обычным . Правда именно при эксплуатации первой модели были определены «слабые» места в работе двигателя системы Стирлинга.

Самой большой проблемой оказался отвод тепла, основа работы устройства – нагрев и охлаждение. Т.е. разработчики столкнулись с той же проблемой, с которой столкнулся Стирлинг в сороковых годах прошлого века – эффективное охлаждение, которого можно достигнуть только при значительных размерах охладителя.

Именно поэтому появилась модель котла Vitotwin 350F, которая включала в себя уже не только газовый котел с генератором электричества, но и встроенный бойлер на 175л.

Использование бойлера в схеме с котломИспользование бойлера в схеме с котлом

Накопительная емкость для горячей воды выполняется в напольном варианте по причине большого веса как самого оборудования, так и подготавливаемой для санитарных целей жидкости

В этом случае достаточно эффективно был решен вопрос с проблемой охлаждения поршня установки Стирлинга за счет воды в . Однако решение привело к тому, что габаритные размеры и вес установки увеличились. Такая система уже не может крепиться на стену как обычный газовый котел и может быть только напольной.

Котлы компании Viessmann предусматривают возможность подпитки систем работы котла от внешнего источника, т.е. от сетей центрального электроснабжения. Компания Viessmann позиционировала оборудование как устройство, обеспечивающее собственные нужды (работу агрегатов котла) без возможности отбора избытка электроэнергии для бытового потребления.

Vitоtwin F350Vitоtwin F350

Система Vitоtwin F350 – котел с бойлером нагрева воды объемом 175л. Система позволяет обогревать помещение, обеспечивает горячей водой и вырабатывает электрическую энергию

Для того чтобы можно было сравнить эффективность применения генераторов, встраиваемых в систему отопления. Стоит рассмотреть котел, который разработан компаниями «ТЕРМОФОР» (республика Беларусь) и компанией «Криотерм» (Россия, г. Санкт-Петербург).

Рассмотреть их стоит не потому, что они смогут каким-то образом конкурировать с вышеприведенными системами, а для сравнения принципов работы и эффективности получения электрической энергии. Эти котлы в качестве топлива используют только дрова, или брикеты на основе древесины, поэтому их нельзя поставить в один ряд с моделями фирм NAVIEN и Viessmann.

Котел, названный «Отопительная печь «Индигирка», ориентирован на длительное отопление дровами и т.п., но снабжен двумя термическими генераторами электричества типа ТЭГ 30-12. Расположены они на боковой стенке агрегата. Мощности генераторов малы, т.е. в общей сложности они в состоянии генерировать лишь 50-60Вт напряжением 12В.

Отопительная печь "Индигирка"Отопительная печь "Индигирка"

Принципиальное устройство печи “Индигирка” позволяет не только обогревать помещение, но и готовить еду на конфорке. Дополнение системы – два теплогенератора на 12В мощностью 50-60Вт.

В данном котле нашел применение метод Зебека, основанный на формировании ЭДС в замкнутой электрической цепи. Она состоит из двух разнородных видов материала и поддерживает точки контакта при различных температурах. Т.е. разработчики тоже используют выделяемое котлом тепло для выработки электрической энергии.

Сравнение эффективности работы котлов

Сравнивая представленные виды котлов, которые не только обогревают помещение (нагревают ), но и вырабатывают электроэнергию за счет использования выделяемого тепла, следует обратить внимание на важные аспекты при эксплуатации.

Как компания NAVIEN, так и компания Viessmann позиционируют свои котлы, указывая на несомненные плюсы – полная автоматизация процесса, отсутствие необходимости сервисного ремонта и вообще полное отсутствие вмешательства после запуска в работу со стороны покупателя.

Для работы данных котлов нужна только стабильная работа системы стабильное наличие газа (будь то магистральные поставки, установка баллонная с сжиженным газом или ). Соответственно, для работы котлов применяется бытовой газ, который после сгорания не представляет вреда для окружающей среды.

В принципе, почти то же можно сказать и про отопительную печь «Индигирка», только вид топлива тут не газ, а дрова, пеллеты или прессованные опилки.

Полное отсутствие , которая требует наличия электричества. Система выработки электрической энергии и самого котла не влияют на работу друг друга, т.е. при выходе из строя системы производства электроэнергии, котел продолжает выполнять свои функции.

Конструкция газового котла с дополнительным генератором электричестваКонструкция газового котла с дополнительным генератором электричества

Все эти газоперерабатывающие отопительные агрегаты, под горелками которых расположены двигатели Стирлинга, производят электрическую энергию, которую можно использовать в различных целях

Котлы компаний NAVIEN и Viessmann не смогут “похвастать” подобным, поскольку двигатель системы Стирлинга встроен непосредственно в конструкцию котла. Но насколько рентабельны подобные системы и через какой срок окупится подобный котел? С этим вопросом стоит детально разобраться.

Рентабельность рассматриваемых систем

На первый взгляд котлы компаний NAVIEN и Viessmann практически мини-ТЭС в условиях частного дома или даже квартиры.

Даже невзирая на большие габаритные размеры, возможность производить электрическую энергию просто за счет пользования котлом для нагрева бойлера или обогрева помещений должна побудить покупателя не задумываясь установить подобное «чудо техники».

Но при ближайшем рассмотрении котла компании NAVIEN возникают вопросы, требующие ответа. При заявленной мощности в 1 кВт (свободной мощности, которую можно использовать на свое усмотрение), котел достаточно ощутимо расходует электроэнергию при работе системы.

Что имеется в виду? Как минимум работа автоматики, пусть необходима небольшая мощность, но она нужна, для того чтобы функционировали вентилятор и циркуляционный насос. Перечисленные устройства в сумме могут не только с успехом потребить этот киловатт энергии, но его может и не хватить при «разгоне» системы.

Схема работы котла с генераторомСхема работы котла с генератором

Принципиальная схема системы отопления компании Vissmann Vitotwin 350F с напольным бойлером на 175л. Система позволяет как использовать электроэнергию от внешнего источника, так и отдавать избыток произведенной электроэнергии в общую сеть

Такие же точно вопросы возникают и по котлам компании Viessmann, но здесь хотя бы не заявлялась возможность извлечения электроэнергии для собственных нужд. Оговаривалась только возможность автономной работы системы при отсутствии внешнего снабжения.

Хотя тут же разработчики указывают, что «система может требовать дополнительной электрической мощности при пиковых нагрузках». На фоне заявленных 3500 кВт*ч производимой электроэнергии в год, данный нюанс уже вызывает сомнение, а путем простых и нехитрых вычислений получаем следующее:

3500:6 (месяцев стандартного отопительного сезона):30 (30 календарных дней в среднем):24 (24 часа в сутках) = 0,81кВт*час.

Т.е. котел производит при стабильной (постоянной) работе порядка 800Вт, но сколько потребляет сама система в процессе работы? Возможно, эти же, производимые 800Вт, а возможно, и больше.

К тому же вырабатывается электроэнергия только в процессе работы горелки. Т.е. требуется либо постоянная работа системы, либо все немного не так, как рассказывают разработчики системы.

К чему приводились эти расчеты? Система котла на дровах реально отдает свои 50Вт*ч (или 0,05кВт*ч), которые можно использовать для подзарядки планшета, телефона и т.п. даже для банальной «дежурной светодиодной лампочки». В противовес разработки двух компаний с мировым именем, но описанные разработки явно больше смахивают на хороший маркетинговый ход, и не более того.

Что касается ценовой политики на данные системы, тут вообще сложно что-то оценивать. Поскольку даже фирмы-производители Viessmann и NAVIEN сразу оговаривают, что оборудование «не требует обслуживания». В переводе на простой язык – поломалось, значит, нужно заменить агрегат полностью.

Это может касаться не всей системы, а отдельно взятых узлов: двигателя Стирлинга, системы газовой горелки и т.д. В результате получится достаточно внушительная сумма. Если исходить из того, что в среднем цена на данные системы составляет порядка 12тыс. евро или 13,5 тыс. $. Схема работы котла с генератором, то выиграть в такой ситуации может разве что производитель систем.

Печь “Индигирка” участвовать в сравнении вообще не может, не только потому, что вид топлива не газ, а цена не сопоставима (в 15 раз меньше), а потому что печь позиционирована не для бытового использования, а больше для путешествий, экспедиций и т.п.

Если в Европе ситуация с энергоносителями достаточно существенно влияет на выбор потребителя (при выборе систем отопления или энергоснабжения) с точки зрения экономичности и экологичности, то государства ЕС стимулируют это путем субсидирования на внедрение таких систем.

Для бытового потребителя в России такие системы, скорее всего, будут слишком дорого обходиться как изначально “система+установка”, так и в процессе эксплуатации.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип действия двигателя Стирлинга, оснащающего газовый котел:

Демонстрация работы газового котла с генератором электроэнергии:

Пример дровяной печки с генератором электричества для сравнения с газовым агрегатом:

Не стоит забывать, что европейские энергогенерирующие компании вполне лояльны к “производителям” энергосберегающей техники.

В России возможность генерации и передачи в сеть электрической энергии бытовым потребителем не только не закреплена законодательно, но и не приветствуется сетевыми компаниями. Поэтому представленные системы вряд ли имеют серьезные шансы на применение в условиях РФ на сегодняшний день.

Комментируйте, пожалуйста, представленную к рассмотрению статью в расположенной ниже блок-форме, задавайте вопросы, размещайте фото по теме. Расскажите о том, знакомы ли вам котлы с электрогенерирующими системами. Поделитесь полезной информацией, которая пригодится посетителям сайта.

Производство электроэнергии | Трансформаторы и газовые генераторы

Газогенераторы

Газогенераторы

предлагают более экологичную и экономичную альтернативу дизельному топливу.

Наши генераторы с низким уровнем выбросов работают на ряде природных газов, включая сжиженный пропан (LP), сжиженный природный газ (LNG), сжатый природный газ (CNG) и попутный нефтяной газ (APG) — так что вы можете максимально использовать то, что вы имеют. Многие из наших газовых генераторов могут работать на двух видах топлива, поэтому они могут легко переключаться между источниками газа.

В наших генераторных двигателях используется проверенная технология сжигания обедненной смеси, глушитель с глушителем и турбонаддув с дополнительным охлаждением. Они рассчитаны на тяжелые условия эксплуатации и оснащены специально разработанным генератором, что делает их надежными в непрерывной работе — даже в самых суровых условиях.

Вырабатываемое тепло можно также использовать для производства горячей воды с помощью теплоэлектроцентралей. Это дает вам дополнительную экономию, особенно в производственных средах.

Поскольку мы проектируем и производим газовые генераторы, мы поможем вам найти тот, который соответствует вашим потребностям в газоснабжении и электроэнергии.

Солнечно-дизельные гибридные электростанции

Возобновляемые источники энергии — это, безусловно, путь вперед, поэтому мы создали гибридный пакет, чтобы вы могли использовать лучшее из двух миров — преимущества чистой возобновляемой энергии и надежной дизельной энергии.

Солнечная энергия доступна повсюду, она намного дешевле дизельного топлива, и это хорошая новость для окружающей среды, но она работает с перебоями — ночью падает и электричество прекращается. Дизель-генераторы работают и в дождь, и в солнечную погоду, поэтому разумное объединение этих двух компонентов в единую микросеть создает выигрышную комбинацию.

Наш гибридный солнечно-дизельный двигатель обеспечивает надежную и экономичную энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, с контрактами на срок от пяти лет и мощностью генерации 5 МВт.

Узнать больше о гибридных электростанциях

Почему Аггреко?
  • Экономически выгодно: мы можем увеличить или уменьшить масштаб в соответствии с вашими потребностями
  • Высокая производительность
  • Лучшая в отрасли звукоизоляция
  • Соответствует всем нормам выбросов
  • Надежность: мы регулярно обслуживаем все наши генераторы

свяжитесь с нами

.

Производство электроэнергии | Трансформаторы и газовые генераторы

Газогенераторы

Газогенераторы

предлагают более экологичную и экономичную альтернативу дизельному топливу.

Наши генераторы с низким уровнем выбросов работают на ряде природных газов, включая сжиженный пропан (LP), сжиженный природный газ (LNG), сжатый природный газ (CNG) и попутный нефтяной газ (APG) — так что вы можете максимально использовать то, что вы имеют. Многие из наших газовых генераторов могут работать на двух видах топлива, поэтому они могут легко переключаться между источниками газа.

В наших генераторных двигателях используется проверенная технология сжигания обедненной смеси, глушитель с глушителем и турбонаддув с дополнительным охлаждением. Они рассчитаны на тяжелые условия эксплуатации и оснащены специально разработанным генератором, что делает их надежными в непрерывной работе — даже в самых суровых условиях.

Вырабатываемое тепло можно также использовать для производства горячей воды с помощью теплоэлектроцентралей. Это дает вам дополнительную экономию, особенно в производственных средах.

Поскольку мы проектируем и производим газовые генераторы, мы поможем вам найти тот, который соответствует вашим потребностям в газоснабжении и электроэнергии.

Солнечно-дизельные гибридные электростанции

Возобновляемые источники энергии — это, безусловно, путь вперед, поэтому мы создали гибридный пакет, чтобы вы могли использовать лучшее из двух миров — преимущества чистой возобновляемой энергии и надежной дизельной энергии.

Солнечная энергия доступна повсюду, она намного дешевле дизельного топлива, и это хорошая новость для окружающей среды, но она работает с перебоями — ночью падает и электричество прекращается. Дизель-генераторы работают и в дождь, и в солнечную погоду, поэтому разумное объединение этих двух компонентов в единую микросеть создает выигрышную комбинацию.

Наш гибридный солнечно-дизельный двигатель обеспечивает надежную и экономичную энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, с контрактами на срок от пяти лет и мощностью генерации 5 МВт.

Узнать больше о гибридных электростанциях

Почему Аггреко?
  • Экономически выгодно: мы можем увеличить или уменьшить масштаб в соответствии с вашими потребностями
  • Высокая производительность
  • Лучшая в отрасли звукоизоляция
  • Соответствует всем нормам выбросов
  • Надежность: мы регулярно обслуживаем все наши генераторы

свяжитесь с нами

.

Двигатель внутреннего сгорания для производства электроэнергии — Введение

Wärtsilä Online Область, край Wärtsilä Global Глобальная контактная информация
  • Аргентина
  • Австралия
  • Азербайджан
  • Бангладеш
  • Бразилия
  • Болгария
  • Канада
  • Чили
  • Китай
  • Колумбия
  • Кипр
  • Дания
  • Доминиканская Республика
  • Эквадор
  • Эстония / Прибалтика
  • Финляндия
  • Франция
  • Германия
  • Греция
  • Венгрия
  • Индия
  • Индонезия
  • Италия
  • Япония
  • Кения / Восточная Африка
  • Корея
  • Малайзия
  • Мексика
  • Марокко
  • Нидерланды
  • Норвегия
  • Пакистан
  • Панама
  • Папуа-Новая Гвинея
  • Перу
  • Филиппины
  • Польша
  • Португалия
  • Пуэрто-Рико / Карибские острова
  • Румыния
  • Россия
  • Саудовская Аравия
  • Сенегал / Западная Африка
  • Сингапур
  • Южная Африка
  • Испания
  • Шри-Ланка
  • Швеция
  • Швейцария
  • Тайвань
  • Турция
  • ОАЭ / Ближний Восток
  • Соединенное Королевство
  • США
  • Венесуэла
  • Вьетнам
  • английский
  • Около
  • Карьера
  • Инвесторам
  • СМИ
  • Устойчивость
  • Связаться с нами
  • Главная
  • морской
    • Потребительские сегменты
      • Морское путешествие
      • Паром
        • Паромы с нулевым выбросом
      • Ловля рыбы
      • Торговец
      .Аренда электростанций

      | Дизельные и газовые генераторы

      Мы проектируем и производим наши генераторы. Это означает, что мы постоянно ищем способы сделать их чище, тише и эффективнее. Они также имеют аккредитацию, поэтому вы можете быть уверены, что они соответствуют самым строгим стандартам безопасности и выбросов.

      Наши генераторы можно комбинировать по-разному, чтобы дать вам необходимое напряжение и мощность — ни больше, ни меньше. И поскольку мы держим их в резерве в наших офисах по всему миру, а также в 4 точках в Индии ( Пуна, Ченнаи, Большая Нойда и Манесар ), мы можем доставить вам быстро.

      Более того, наши газовые генераторы (GG) и дизельные генераторы (DG) в пакетах аренды гибки и адаптированы к вашим временным рамкам, потребностям в топливе и энергии, а также вашему бюджету.
      Поскольку ваши потребности меняются, мы вкладываем время и деньги в развитие нашего автопарка, чтобы удовлетворить их. Мы продолжаем проектировать наше арендное оборудование для выработки электроэнергии в соответствии с меняющимися потребностями вашей отрасли, в том числе:

      • Сверхтихие дизельные генераторы (ДГ) и газогенераторы для малошумных применений
      • Генераторы природного газа (GG), обеспечивающие экономичную и более чистую энергию
      • Возобновляемая энергия с солнечно-гибридными энергетическими решениями
      • Буксируемые переносные генераторы — идеально подходят для использования в обрабатывающей, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях, в сфере подрядных работ, судоходства и др.
      • Генераторы DNV для морского применения
      • Источники бесперебойного питания
      • Вспомогательное оборудование и расходные материалы, такие как распределение электроэнергии, кабели, распределительные щиты, топливные баки и др.
      • Контейнерные генераторы других производителей для оптимальной безопасности
      • Варианты биодизельного топлива
      • Удаленный мониторинг Aggreko для обеспечения непрерывной надежности электроснабжения
      • Нагрузка по запросу, обеспечивающая рентабельность при переменном потреблении мощности

      можем ли мы привести ваш проект в действие?

      Откройте для себя наши решения для хранения энергии

      Наши решения по хранению энергии предлагают вам преимущества интеграции тепловой генерации, возобновляемых источников энергии и батарей в рамках одного контракта.

      УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О ХРАНЕНИИ ЭНЕРГИИ

      .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.