Газопоршневые установки принцип работы: описание, принцип работы и особенности установки :: SYL.ru

принцип работы, особенности и преимущества — Статьи — enprom-energy.com

19 августа 2019 г.

Содержание:

1. Виды газопоршневых генераторов
2. Особенности ГПЭС
3. Принцип работы
4. Описание конструкции
5. Преимущества использования ГПЭС
6. Область применения

Газопоршневая электростанция представляет собой систему генерации, вырабатывающую электричество в автономном режиме. Есть модели, обеспечивающие выработку не только электрической, но и тепловой энергии.

Виды газопоршневых генераторов

В зависимости от режима работы и вырабатываемой энергии газогенераторы разделяются на два основных вида:

• Когенерационная система. Данный тип вырабатывает два вида энергии: электричество и тепло. Общий КПД на выходе достигает 90%. Такие газогенераторы самые распространенные.
• Тригенерационная установка. При работе оборудования этого типа генерируется 3 вида энергии, направленных на выработку электричества, тепла и холода. Такой генератор может работать в холодный период на обогрев помещения, в жаркие дни обеспечивать работу вентиляционных систем.

Газовые электростанции с поршневым двигателем отличаются по виду используемого топлива. Для работы может использоваться:

• Газ с высокой теплотворной способностью (бутан, факельный, пропан).
• Сжиженный или магистральный природный газ.
• Газ с низкой степенью детонации и невысоким содержанием метана.
• Попутный газ нефтяных продуктов.
• Промышленный (коксовый, пиролизный, производные сточных вод, шахтный и т.д.).

Для бесперебойной работы установки не требуется большого количества топлива, при этом достигается высокий КПД.

Особенности ГПЭС

Газопоршневые электростанции имеют относительно небольшие размеры и вес. Благодаря минимальному уровню производимого шума и вибрации ее можно устанавливать на территории предприятия или в городских районах без дополнительных зон отчуждения.

Вне зависимости от типа генерации энергии и его дальнейшего использования все газопоршневые электростанции имеют базовый принцип выработки энергии. По расчетам специалистов, выработка тепла на типовых газогенераторах позволяет генерировать порядка 40% электроэнергии. Остальное тепло уходит в окружающую среду.

Иными словами, только половина вырабатываемой энергии идет на получение электричества. Но конструкция электростанции такова, что позволяет эффективно расходовать тепло на обогрев помещений. При этом каждый вид станции разрабатывается с учетом предполагаемых графиков нагрузки потребителя.

Принцип работы

Электрогенераторы с поршневой системой работают по следующему принципу:

• В камере с помощью свечи зажигания воспламеняется газовое топливо.
• В процессе сгорания выделяется энергия, которая приводит в движение коленчатый вал двигателя.
• Коленвал приводит в движение генератор электрического тока, вырабатывающий энергию.

Установка способна работать на природном газе, пропане, бутане, промышленных и попутных нефтяных газах.

Когенерационные станции — самый распространенный тип ГПУ: наряду с генерацией электричества вырабатывается теплоэнергия, которая может быть использована для нагрева воды и образования пара. Принцип работы этого типа станции:

• Холодная вода, циркулирующая по закрытому контуру, охлаждает двигатель, при этом происходит ее нагрев.
• После прохождения по системе жидкость направляется в теплообменник.
• На последней стадии теплоноситель попадает в котел.

Данный тип устройств нередко используется в жилых комплексах, обеспечивая население электричеством, горячей водой и теплом.

Тригенерационные комплексы способны вырабатывать холод. Принцип работы тригенерационной установки основан на той же схеме утилизации тепловой энергии, только в больших объемах. Для сбора холодных потоков и их дальнейшего распределения по системе используют компрессорные кондиционеры. При этом в чиллерах для охлаждения воды применяют уже отработанную теплую воду и пар.

Описание конструкции

Устройство состоит из следующих элементов:

• Газопоршневой двигатель.
• Синхронный генератор. Он соединен с мотором пальцевой муфтой.
• Вентилятор. Привод работает от коленвала посредством клиноременной передачи.
• Радиатор.
• Вспомогательные элементы (фильтры очистки воздуха, контрольные датчики, и т.д.).

Система зажигания обеспечивает воспламенение горючего в цилиндрах. Для этого используются свечи. Они располагаются в центральной части блока. Такое расположение обеспечивает лучшие условия сгорания топлива. Двигатель работает на батарейной системе зажигания. Она состоит из:

• Свечей.
• Электрических проводов.
• Источника питания.
• Прерывателя-распределителя.

Преимущества использования ГПЭС

В настоящее время газовые электростанции широко востребованы предприятиями жилищно-коммунального хозяйства, эффективны в промышленном производстве, сырьевой, угледобывающей сфере. Их эксплуатационные характеристики обеспечивают выполнение работы с высоким КПД.

Такая популярность станций с газопоршневым двигателем достигается благодаря множеству преимуществ:

• Устройство имеет высокий показатель выработки тепловой энергии в сравнении с турбинами и дизельными системами, предназначенными для работы с малыми мощностями.
• Оборудование устойчиво к температурным перепадам и неблагоприятным условиям окружающей среды.
• Есть возможность использовать разные варианты топлива, что делает станции универсальными.

• Низкий уровень выброса вредных веществ.

• Высокий коэффициент эффективности при работе без сопутствующих энергопотерь.
• Автоматизированная система защиты от перегрева.
• Различные проектные возможности, позволяющие создать модель, идеально подходящую под запросы клиента.
• Длительный срок эксплуатации.
• Возможность снижения затрат на энергопотребление.
• Лучшее соотношение технических параметров и цены.

Небольшие размеры ГПЭС позволяют удобно располагать ее на территории предприятия или в непосредственной близости к нему. При этом отпадает необходимость проведения дорогостоящих линий электропередач и установки трансформаторного оборудования. Это позволяет снизить расходы и создать надежный автономный источник энергии для предприятия.

Область применения

Электростанции на газопоршневом двигателе активно используются там, где необходима бесперебойная выработка энергии. Благодаря способности к автономной работе данные установки можно устанавливать в отдаленных районах, где сложно провести коммуникационные системы.

Широкий диапазон используемого сырья для топлива, высокие эксплуатационные характеристики позволяют использовать газовые генераторы в:

• Нефтегазовой и угольной промышленности (буровые платформы и скважины).
• Металлургии.
• Животноводстве, растениеводстве.
• Котельных, насосных станциях.
• Жилищно-коммунальной сфере.
• В качестве резервного или вспомогательного оборудования медицинских учреждений, аэропортов, системах жизнеобеспечения.

Использование метана в качестве сырья позволяет эффективно работать предприятиям, добывающим каменный уголь. Для уменьшения вредных выбросов углекислого газа используют газопоршневые системы в местах скопления мусора.

Многие коммерческие предприятия, офисные и торговые центры, государственные учреждения стараются уменьшить свои затраты на электричество за счет установки газогенератора с комбинированной системой выработки тепла и электроэнергии.

Газопоршневые электростанции широко распространены по всей территории страны, способствуя плодотворной работе различных предприятий и комфортной жизни людей.

Газопоршневые двигатели – конструкция и принцип работы

Газопоршневый двигатель – это двигатель внутреннего сгорания с системой внешнего образования топливно-воздушной смеси и искровым зажиганием. В качестве топлива использует природный магистральный газ и др. виды газового топлива, что обеспечивает экономичность, высокий ресурс работы и минимальный уровень шума. В данной статье мы рассмотрим, что представляет собой газопоршневый двигатель, принцип работы и его особенности.

Основные элементы и принцип работы газопоршневого двигателя

Как и у любого ДВС, у газопоршневого двигателя принцип действия основан на сгорании топливовоздушной смеси и поступательном движении поршней за счет энергии расширяющихся газов. С помощью кривошипно-шатунного механизма поступательное движение поршней преобразуется во вращательный выходного вала двигателя.В схеме подачи газа в газопоршневых двигателях основную роль играет газораспределительный механизм, подача газа осуществляется из магистрали или баллонного оборудования.

Чаще всего данный вид двигателей применяется в качестве основного элемента электрогенератора. Так, современные газопоршневые электростанции, характеристики потребления топлива которых делают их наиболее выгодными из всех решений автономного энергообеспечения. Дополнительным преимуществом является возможность выработки тепла или холода для хозяйственных нужд – когенерации и тригенерации. Современный газопоршневой двигатель, принцип работы которого позволяет обеспечить и одновременную тригенерацию, делает оптимальным его применение в приводе холодильной установки. Также применяются они в насосном оборудовании, морском судостроении и др. сферах деятельности.

Особенности газопоршневого двигателя

Наибольшие значения мощности газопоршневых двигателей достигают десятков мегаватт, что достаточно для обеспечения работы мощного оборудования и автономного энергообеспечения производственных и строительных объектов. Важным преимуществом является высокий ресурс работы, достигающий 250 тысяч часов при 80-100 тыс. часов межремонтного интервала (между капитальными ремонтами).

Подача газа в газопоршневых двигателях может быть баллонной или магистральной, а в качестве топлива, помимо метана, применяется:

• пропан;
• бутан;
• коксовый и другие сопутствующие промышленные газы;
• древесный газ;
• газы нефтяной промышленности и многие другие виды. 

При этом схема подачи газа в газопоршневых двигателях не требует наличия дожимного компрессора благодаря малому потребному давлению. Благодаря большому выбору вариантов можно гибко использовать оборудование на различных объектах, оперативно адаптировать систему к изменению технических или экономических условий. Перенастройка системы подачи топлива занимает минимум времени, газопоршневый двигатель можно свободно настроить на эксплуатацию на попутном газе, биогазе и др. топливе.

К основным особенностям газопоршневых двигателей можно отнести:

• Небольшую зависимость КПД от окружающей температуры.
• Незначительные колебания КПД при снижении нагрузки на 50% и, соответственно, эффективное использование двигателя при любых нагрузках.
• Малые затраты на эксплуатацию.
• Неограниченное количество запусков мотора.
• Возможность параллельного подключения нескольких двигателей и, соответственно, возможность значительного повышения и рационального использования мощности системы.

С каждым годом газопоршневые двигатели получают всё большее применение в различных сферах, в т. ч. в качестве основного элемента газоэлектростанций для коттеджных поселков. Их экономичность и эксплуатационные обеспечивают им солидные преимущества в сравнении с другими вариантами автономного, резервного или аварийного электроснабжения различных объектов.

Газопоршневая электростанция принцип работы — IEC Energy

Газопоршневая установка (ГПУ) — это вид энергетического оборудования, предназначенного для нецентрализованного производства электрической энергии. В зависимости от комплектации ГПУ дополнительными устройствами агрегат также может служить источником дополнительных энергоресурсов:

• тепловой энергии в виде горячей воды и/или пара;
• охлаждённой воды как хладагента.

Основу газопоршневой установки составляет приводной двигатель внутреннего сгорания (ДВС), работающий на природном газе. На одной раме с ним установлен синхронный электрический генератор.

Двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве топлива газ, называют газопоршневыми двигателями (ГПД).

Принцип работы двигателя газопоршневой установки

Газопоршневой двигатель, используемый в ГПУ, является конструктивной разновидностью двигателя внутреннего сгорания. По этой причине плюсы и минусы ГПУ имеют общие черты с другими установками, использующими ДВС. Источником энергии, вырабатываемой ГПД, служит теплота сгорания газообразного топлива.

Двигатели газопоршневых установок оборудованы внешней системой образования рабочей газо-воздушной смеси. В функции системы входит подготовка смеси воздуха с горючим газом в требуемой пропорции. Эта работа осуществляется газовым смесителем с трубками Вентури.

В газопоршневых установках производства компании MTU применяются двигатели, оборудованные системой турбонаддува. Вращение турбины происходит за счёт использования энергии выхлопных газов двигателя. Турбина служит приводом компрессора, создающего избыточное давление для нагнетания топливной смеси в цилиндры. Такая схема топливоподачи в сочетании с использованием обеднённой топливной смеси обеспечивает уменьшение удельного расхода топлива в расчёте на 1 кВт вырабатываемой мощности. Для воспламенения топлива применяется искровое высоковольтное зажигание.

Газопоршневые установки MTU оснащены двигателями с V-образным расположением цилиндров, количество которых в зависимости от мощности агрегата может быть от 8 до 20.

Генератор газопоршневой установки

Газопоршневая электростанция — это совместная работа ГПД и синхронного генератора переменного тока. Конструктивно синхронный генератор состоит из следующих элементов:

• неподвижного статора, содержащего обмотку переменного тока;
• вращающегося ротора, находящегося внутри статора.

На роторе расположена обмотка постоянного тока, которая питается от внешнего источника и называется обмоткой возбуждения.

Принцип работы газопоршневой электростанции с синхронным генератором заключается в следующем:

• приводной двигатель вращает вал ротора генератора;
• ток, протекающий в обмотке возбуждения, создаёт вращающееся электромагнитное поле;
• поле обмотки ротора индуцирует переменное синусоидальное напряжение в обмотке статора, которое используется для питания нагрузки электростанции.

Особенностью синхронного генератора является совпадение частоты вращения ротора с частотой вращения электрического поля обмотки возбуждения. Неотъемлемая часть синхронного генератора — контактный щёточно-коллекторный механизм. Его наличие связано с необходимостью подачи питания на обмотку возбуждения, вращающуюся вместе с ротором.

Генератор крепится на рамном основании ГПУ в непосредственной близости от ГПД. Валы генератора и двигателя сопряжены соосно.

Основные системы ГПУ

Газопоршневая установка — это не только двигатель и генератор, собранные на одной раме, но и большое количество вспомогательного оборудования. Рассмотрим его подробнее на примере ГПУ GB2145N5/ 20V4000L33 производства MTU Onsite Energy (Германия).

Мотор без вспомогательных агрегатов

• Картер мотора из серого чугуна с монтажными отверстиями, картер маховика SAE 00, маховик 21, масляная ванна из серого чугуна.
• Кованый коленчатый вал.
• Кованый шатун.
• Отдельные четырех-клапанные цилиндрические головки, армированные клапаны с устройством вращения клапана Rotocap.
• Цельный поршень (из легкого сплава) с упрочняющей вставкой для кольца; канал для охлаждения; охлаждение поршня через заправочные жиклеры.

Смесеобразование

• Всасывание воздуха через установленные на моторе воздухоочистители с сухим фильтрующим элементом.
• Газовый смеситель с трубками Вентури; подача газа через электрически регулируемый клапан-дозатор.

Наддув

• Сжатие смеси турбокомпрессором, работающим на отработавших газах.
• Двухступенчатый смесительный охладитель.
• Дроссельные клапаны между смесительным охладителем и трубопроводами распределения смеси.

Система отработавшего газа

• Неохлаждаемые, изолированные выпускные коллекторы в пространстве V-образного ДВС.

Система зажигания

• Система зажигания высокого напряжения управляется микропроцессором, вкл. распределение низкого напряжения, без движущихся деталей, не изнашивается.
• Автоматическая регулировка энергии зажигания.
• Различные моменты зажигания.
• Датчики на маховике и распределительном вале.
• Катушки зажигания для каждого цилиндра.
• Промышленные свечи зажигания.

Система смазки двигателя

Данная система предназначена для обеспечения двигателя смазочным маслом и включает:

• насос смазочного масла с предохранительным клапаном для циркуляционной смазки под давлением и охлаждения поршней,
• установленный на моторе водомасляный теплообменник,
• бумажный масляный фильтр со сменным фильтрующим элементом,
• система контроля уровня масла (установлена на моторе),
• указатель уровня масла,
• охлаждение кривошипной камеры через маслоотделитель в контуре смеси перед турбокомпрессором,
• соединительные разъемы для заливки и слива масла.

Система пуска, зарядное устройство, аккумулятор

Система пуска двигателя — электро-стартерная. Она состоит из следующих основных компонентов:

• Стартер — электрический стартер (24 В пост. тока).
• Аккумуляторы стартера — комплект свинцово-кислотных аккумуляторов на напряжение 24В (согласно DIN 72311), укомплектованных крышками, клеммами и аккумуляторным пробником для контроля плотности.
• Устройство контроля напряжения аккумулятора.
• Оборудование для зарядки аккумулятора предназначено для зарядки стартерных батарей с I/U характеристикой и питания всех подключенных потребителей постоянного тока DC.

Генератор 6,3 кВ

Синхронный генератор с внутренними полюсами, саморегулируемый, встроенный бесщеточный возбудитель, регулировка напряжения и cos ϕ. Исполнение согласно VDE0530, степень помех радиоприему N, конструкция с малым количеством гармоник.

1.1 Газовая рампа 200 мбар

Газовая рампа низкого давления состоит из предварительно смонтированной на заводе-изготовителе газовой рампы со следующим установленным оборудованием:

• механический фильтр,
• регулятор давления газа,
• блок отсечных клапанов,
• устройство контроля герметичности,
• реле давления,
• гибкий шланг для соединения с двигателем.

1.2 Блок системы охлаждения двигателя (тепловой модуль IEC)

Система охлаждения двигателя предназначена для полезного использования тепловой энергии охлаждения воды рубашки двигателя, охлаждения масла и топливной смеси. Отбор тепловой энергии осуществляется в виде горячей воды с температурой 70/85⁰С с помощью соответствующих теплообменников.

Блок системы охлаждения двигателя (тепловой модуль IEC) поставляется смонтированным на отдельной раме, которая устанавливается рядом с двигателем, и включает следующее оборудование:

• пластинчатый теплообменник для подключения к тепловой сети (теплообменник пластинчатого типа, предназначен для подогрева сетевой воды горячей водой двигателя),
• расширительный бак контура охлаждения двигателя,
• расширительный бак контура охлаждения топливной смеси,
• запорную и предохранительную арматуру, КИП,
• 3-х ходовой клапан контура воды рубашки,
• 3-х ходовой клапан контура охлаждения смеси,
• 3-х ходовой клапан контура аварийного охлаждения,
• насос контура охлаждения двигателя,
• насос контура охлаждения 2-ой ступени топливной смеси,
• двигателя,
• насос сетевой воды,
• необходимые компенсаторы и гибкие шланги,
• трубная обвязка блока системы охлаждения двигателя,
• несущая рама блока системы охлаждения двигателя.

1.3 Радиатор аварийного охлаждения

Система аварийного охлаждения

Данная система предназначена для сброса тепла системы охлаждения двигателя и обеспечения бесперебойной работы когенерационного модуля на режимах как с частичной тепловой нагрузкой, так и без нее через радиатор. Радиатор разработан для температуры окружающей среды 32°С.

Система состоит из радиатора (воздушный теплообменник).

1.4 Радиатор охлаждения 2-ой ступени топливной смеси

Система охлаждения 2-ой ступени топливной смеси

Данная система предназначена для сброса тепла из второй ступени промежуточного охладителя топливной смеси через радиатор. Радиатор разработан для температуры окружающей среды 32°C.

1.5 Блок системы утилизации тепла (тепловой модуль IEC)

Блок системы утилизации тепла (тепловой модуль IEC) поставляется смонтированным на отдельной раме, которая устанавливается рядом с двигателем, и включает следующее оборудование:

• водогрейный котел-утилизатор дымовых газов (80/90),
• байпас выхлопных газов,
• глушитель выхлопных газов (65 дБА в 10 м),
• 3-х ходовой регулирующий клапан контура сетевой воды,
• запорная и предохранительная арматура, КИП,
• трубная обвязка блока системы утилизации тепла,
• несущая рама блока системы утилизации тепла.

Водогрейный котел-утилизатор дымовых газов кожухо-трубного типа устанавливается по ходу выхлопных газов после глушителя выхлопных газов. Предназначен для полезного использования тепла выхлопных газов и нагрева горячей воды до требуемой температуры. Комплектуется системой управления теплообменником, которая интегрируется с систему управления установкой или комплектуется в отдельной панели управления.

Байпас выхлопных газов состоит из двух механически связанных клапанов с одним электроприводом, подключаемых к системе управления двигателя. Основная функция — распределение расхода выхлопных газов между системой утилизации тепла выхлопных газов и байпасным газоходом, в зависимости от режима работы установки. Байпас выхлопных газов активизируется в случае, когда выхлопные газы используются частично или вовсе не используются. Объем поставки:

• 2 клапана на выхлопе,
• привод электродвигателя,
• контроль клапана — ON/OFF.

Глушитель выхлопных газов предназначен для снижения шума выхлопа двигателя. Разработан для остаточного уровня звукового давления 65 дБ(А) в 10 м (как уровня зоны измерения по DIN 45635), измеряемом в выхлопной трубе.

Материал: углеродистая сталь

Состоит из: глушителя выхлопных газов, фланцев, уплотнений, креплений

Изоляция: тепловая изоляция для глушителя выхлопных газов не включена в объем поставки глушителя и должна обеспечиваться по месту.

3-х ходовой регулирующий клапан контура сетевой воды предназначен для исключения резкого снижения температуры сетевой/горячей воды на входе в теплообменник системы охлаждения двигателя, и, соответственно, в теплообменник выхлопные газы/вода, состоит из следующего оборудования:

• 3-х ходовой регулирующий клапан — 1 шт.
• датчик температуры — 1 шт.

Комплект запорной, предохранительной и защитной арматуры, КИП блока системы утилизации тепла, необходимый для его нормальной работы, включает:

• запорный клапан — 2 шт.
• предохранительный клапан — 1 шт.
• термометр биметаллический стрелочный — 1 шт.
• реле максимальной температуры — 1 шт.
• реле минимальной температуры — 1 шт.
• манометр стрелочный — 1 шт.
• реле максимального давления — 1 шт.
• реле минимального давления — 1 шт.
• реле минимального потока — 1 шт.
• преобразователь давления — 1 шт.

1.6 Система вентиляции машинного зала двигателя

Система вентиляции предназначена для работы при температурах наружного воздуха в диапазоне от –25°C до +30°C. Уровень шума на расстоянии 1 м от машинного зала с учетом работы системы вентиляции 65–75 dB(A).

Функции:

• Обеспечение требуемым количеством воздуха для процесса горения.
• Удаление теплоизбытков мотора и генератора (вспомогательного оборудования).

Система забора воздуха поставляется готовым смонтированным блоком и включает:

• Металлические жалюзи.
• Воздушный фильтр.
• Шумоглушитель.
• Электродвигатель.
• Нагнетающий вентилятор.
• Частотный преобразователь электродвигателя вентилятора.

Расчетные параметры системы забора воздуха:

• Производительность (при нормальных условиях) не менее 66 000 нм3/ч.
• Напор вентиляторов в рабочей точке не менее 100 кПа.

Система отвода воздуха включает:

• Шумоглушитель.
• Металлические жалюзи.

Расчетные параметры системы отвода воздуха:

• Производительность (при нормальных условиях) — не менее 55 000 нм3/ч.

Шкаф питания и управления системой вентиляции — силовой низковольтный щит, обеспечивающий следующие функции:

• Питание вентилятора(ов) системы забора воздуха (предусмотрено частотное регулирование с установкой частотного преобразователя).
• Автоматический запуск/остановка системы вентиляции по сигналу от системы управления двигателя.
• Автоматическое регулирование производительности вентиляторов в зависимости от температуры воздуха внутри машинного зала.

1.7 Система маслохозяйства

Данная система предназначена для хранения расходного объема чистого масла, автоматического пополнения картеров двигателей, проведения замены масла в картерах.

Включает следующее оборудование:

• бак чистого масла емкостью 750 л,
• электрический насос заполнения / слива / подачи масла,
• резервный ручной насос заполнения / слива / подачи масла,
• датчик уровня бака чистого масла,
• комплект необходимой запорной арматуры,
• несущая рама системы маслохозяйства,
• трубная обвязка системы маслохозяйства,
• шкаф управления системой маслохозяйства.

Возможны следующие функции:

• Заполнение бака чистого масла из цистерны.
• Заполнение маслобака из цистерны.
• Опустошение картера двигателя в цистерну.

1.8 Система управления двигателем

Каждая установка MTU Onsite Energy комплектуется системой управления. Она обеспечивает подачу питания, управление и сбор информации от оборудования двигателя, генератора и всего вспомогательного оборудования, поставляемого не смонтированным, комплектно с установкой.

Основные функции системы управления:

• управление и визуализация,
• настройка вспомогательных электроприводов (BHKW / внешн.),
• подключение генератора к сети / отключение генератора от сети,
• управление защитой генератора:
  • перегрузка/короткое замыкание,
  • повышение напряжения,
  • понижение напряжения,
  • асимметричность напряжения,
  • превышение частоты,
  • понижение частоты,
• регулировка скорости вращения,
• регулировка смеси по универсальным характеристикам,
• операции пуска и выключения мотора операции аварийной остановки,
• контроль мотора (температура, давление, скорость и т. д.),
• контроль отработавших газов по каждому цилиндру,
• подготовка работы интерфейса CANOPEN,
• долив масла,
• контроль минимальной нагрузки,
• электронное устройство зажигания,
• настройка момента зажигания,
• контроль скорости вращения,
• акустическая система контроля стука,
• настройка момента зажигания по цилиндрам.

Система управления серии 4000 состоит из шкафов управления MMC (MTU — модуль управления) и MIP (MTU — интерфейсная панель). Шкаф управления MMC поставляется отдельно и устанавливается обычно вне машинного зала. Панель MIP смонтирована на раме агрегатов, образуя функциональный узел.

MMC служит в основном для:

• Управления и индикации.
• Управления вспомогательными приводами.

MIP служит в основном для:

• Связи с регулятором двигателя ECU и устройством контроля работы двигателя EMU.
• Синхронизации и включения генератора в сеть.
• Управления вспомогательными приводами на блоке ТЭЦ.
• Функций генератора и защиты сети.

MTU интерфейсная панель (MIP)

MIP включает в себя следующие основные компоненты:

• Органы управления (аварийный выключатель, главный выключатель).
• Центральный блок ПЛК (программируемый модуль управления компьютером с различными интерфейсами и модулями ввода / вывода).
• EMM (энергоизмерительный модуль — устройство защиты генератора и сети, устройство синхронизации). Соответствует нормам BDEW (Союза энергетиков).
• Связь с регулятором двигателя ECU и устройством контроля работы двигателя EMU осуществляется через аппаратные сигналы и шину CAN.
• Интерфейсы для присоединения к внешним системам (беспотенциальные контакты).
• Управление вспомогательными приводами, установленными на агрегате.

Фактическая программа управления работает самостоятельно в центральном блоке ПЛК. Таким образом, в случае выхода из строя ППК (промышленного компьютера) можно и дальше эксплуатировать систему с ранее установленными параметрами.

MIP (MTU Interface Panel) — интерфейсная панель

Основной орган управления ГПУ, является связующим звеном между панелью управления MMC и двигателем.

MIP включает в себя следующие основные компоненты:

• Органы управления (аварийный выключатель, главный выключатель).
• Центральный блок ПЛК (программируемый модуль управления компьютером с различными интерфейсами и модулями ввода / вывода).
• EMM (энергоизмерительный модуль — устройство защиты генератора и сети, устройство синхронизации). Соответствует нормам BDEW (Союза энергетиков).
• Связь с регулятором двигателя ECU и устройством контроля работы двигателя EMU осуществляется через аппаратные сигналы и шину CAN.
• Интерфейсы для присоединения к внешним системам (беспотенциальные контакты).
• Управление вспомогательными приводами, установленными на агрегате.

Фактическая программа управления работает самостоятельно в центральном блоке ПЛК. Таким образом, в случае выхода из строя ППК (промышленного компьютера) можно и дальше эксплуатировать систему с ранее установленными параметрами.

AUX (Auxiliaries supply) — шкаф питания вспомогательного оборудования двигателя

Система обеспечивает подачу питания на основные панели управления и вспомогательное оборудование двигателя.

Силовой низковольтный щит, обеспечивающий подачу питания на следующее вспомогательное оборудования двигателя:

• Циркуляционный насос контура охлаждения двигателя.
• Циркуляционный насос контура охлаждения 2-ой ступени топливной смеси.
• Циркуляционный сетевой насос.
• Электродвигатели вентиляторов радиатора аварийного охлаждения (предусмотрено частотное регулирование с установкой частотного преобразователя).
• Электродвигатели вентиляторов радиатора охлаждения 2-ой ступени топливной смеси (предусмотрено частотное регулирование с установкой частотного преобразователя).
• Привода 3-х ходовых клапанов.

MMC (MTU Modul Control) — модуль управления

Модуль обеспечивает управление и сбор информации от оборудования двигателя, генератора и всего вспомогательного оборудования.

Щит MMC включает в себя следующие компоненты:

• Промышленный ПК (IPC) с сенсорным экраном.
• Устройства управления (замок-выключатель, кнопочный выключатель, кнопка аварийной остановки).
• Дополнительные модули ПЛК-управления с цифровыми и аналоговыми входами и выходами.
• Интерфейсы для присоединения к внешним системам (беспотенциальные контакты). Опционально возможна передача информации в систему верхнего уровня по интерфейсам Modbus. Profibus.
• Контроль периферийных приводов через беспотенциальные контакты или силовые узлы.

Функции MMC:

• Визуализация системы управления.
• Управление вспомогательным оборудованием контуров аварийного охлаждения и охлаждения 2-ой ступени топливной смеси (электродвигатели радиаторов, электродвигатели насосов, трехходовые клапана, датчики температуры и давления).
• Управление вспомогательным оборудованием теплообменника выхлопные газы/вода (опционально).

1.9 Панель с генераторным выключателем 

Распределительное устройство 

Для подключения генераторов и распределения электрической энергии переменного трёхфазного тока промышленной частоты 50 Гц напряжением. РУ выполнено по схеме простой системы сборных шин, с вакуумным/элегазовым выключателем. Комплектация генераторного выключателя в соответствии с требованием завода-изготовителя газовых двигателей MTU Onsite Energy.

Состав РУ:

• ввод линии генератора — 1 шт.
• выключатель ввода генератора — 1 шт.
• ввод линии от сети — 1 шт.
• трансформатора напряжения (ТН)  — 2 шт.

В объем поставки входят следующие микропроцессорные устройства защиты, устанавливаемые в релейных отсеках ячеек:

• защиты генератора;
• защиты трансформаторов напряжения шин РУ.

В релейных отсеках ячеек размещены все необходимые электроизмерительные приборы, на лицевой части выполнены активные мнемосхемы. В релейном отсеке ячейки ввода генераторов предусмотрено место для установки расчётных электронных счётчиков электрической энергии и клеммные колодки с возможностью опломбировки. Комплектация ячеек распределительного устройства в соответствии с электрической схемой.

Генераторный выключатель соответствует следующим основным требованиям:

• Тип выключателя — вакуумный/элегазовый.
• Генераторный выключатель пригоден для работы в режиме синхронизации с электрической сетью.
• Максимальное время включения 70 мсек после подачи сигнала включения.
• Максимальное время отключения 60 мсек после подачи сигнала выключения.
• Оснащение катушками включения, выключения и катушкой минимального напряжения.
• Не менее 6 пар блок-контактов типа (нормально открытый — НО) и (нормально закрытый — НЗ).
• Механический ресурс не менее 10 000 операций (МЭК 56).
• Коммутационный ресурс не менее 40 операций при 12,5-кА (МЭК 56) или не менее 10 000 операций при Iном.

Купить газопоршневую электростанцию c нужными характеристиками вы можете в компании IEC Energy. Все интересующие вас вопросы задавайте по телефону +7 495 799 74 64.

Газопоршневые электростанции. Устройство, принцип действия, топливо

Газопоршневая электростанция (ГПУ) или теплоэлектростанция представляет из себя электрогенератор, который приводится в действие двигателем внутреннего сгорания, работающим на природном газе.

Кроме выработки генератором электроэнергии ГПУ также производит тепло за счет охлаждения двигателя, которое может быть использовано в производственных целях, а может просто выбрасываться в атмосферу.

В случае если двигатель, приводящий генератор в действие не является газовым, а работает на дизельном топливе, то подобная станция называется дизель-генераторной установкой (ДГУ).

Благодаря применению газопоршневой или дизель-генераторной установки можно обеспечить независимость объекта от центральных электро- и теплосетей.

ГПУ мощностью от 88 кВт до 4 МВт и полный комплекс работ предлагает российский производитель тепловых электростанций ООО «ПКТ» — www.ooopkt.ru. В результате сотрудничества вы получите готовую к работе установку полностью соответствующую вашим потребностям.

Другими преимуществами установок являются их высокий КПД, экономичность вырабатываемой электроэнергии, быстрая окупаемость (особенно на промышленных объектах) с высоким потреблением электроэнергии, низкие эксплуатационные расходы.

К минусам же можно отнести высокую стоимость оборудования. Подобные проблемы, зачастую решают приобретая теплоэлектростанции, газопоршневые установки и дизель-генераторы в лизинг или привлекая кредитные средства.

Принцип работы газопоршневой установки

В камерах двигателя, работающего на газу, в процессе работы сгорает топливо, а полученная энергия вращая коленчатый вал двигателя передает вращение на вал генератора, который, в свою очередь, вырабатывает электроэнергию.

Когенерация в газопоршневых установках

Когда выделяемая тепловая энергия используется для отопления помещений, горячего водоснабжения или других производственных нужд газопоршневая установка называется когенерационной.

Тригенерация в ГПУ

Если не использовать в теплое время года тепловую энергию, выделяемую электростанцией, можно использовать абсорбционную технологию для получения холода для кондиционирования помещений объекта.

Для преобразования тепла в холод используются абсорбционные охладители (чиллеры).

Альтернативное топливо для газопоршневых электростанций

Кроме природного газа двигатели электростанций могут работать и на других видах топлива: пропан, бутан, попутный природный газ, коксовый, древесный, пиролизный газы, газы мусорных свалок и сточных вод.

Преимущества газопоршневых электростанций

Локальная выработка электроэнергии позволяет избежать потерь при транспортировки дорогой энергии на объект, которые могут составлять до 28%.

При использовании блочно-модульного варианта установки ГПУ можно использовать несколько установок вместо одной мощной и более экономично и эффективно регулировать их работу, увеличивая общий ресурс работы и экономя ресурсы.

Производители газопоршневых электростанций

Готовые комплексные установок предлагают многие производители оборудования. Двигатели же для газопоршневых электростанций выпускают несколько крупных мировых компаний: MWM (Германия), LiebHerr (Германия), Tedom (Чехия), CAT (США), Cummins (США), Daewoo (Корея) и д.р.

Что представляет собой газопоршневая установка

В этой жизни самое главное быть независимым. При этом, под независимостью понимается не только автономное ведение бизнеса (будучи единственным руководителем), финансовая независимость, но и полная автономия от неприятностей в сфере работы коммунальных спецслужб, а именно — внезапного отключения электрической энергии.

Отметим, быть независимым от отключения электрической энергии сегодня является возможным. Для этого всего лишь нужно установить ГПУ (газопоршневая установка) на своем предприятии и получить надежный, резервный источник питания. Собственно, по своей структуре, ГПУ представляет собой очень мощный двигатель внутреннего сгорания, КПД которого настолько высок, что он может сравниваться с мини-ТЭЦ, обеспечивающей работу некоторых районов.

В целом, сама газопоршневая установка, сконструирована таким образом, что работать с ней может даже необученный техник. Однако чтобы понять полностью весь спектр преимуществ ГПУ, нужно детально узнать принцип ее работы, чем мы, собственно, и займемся в этой статье.

Принцип работы газопоршневой установки

Итак, газопоршневые генераторные установки, работают следующим образом:

1. Подача газового топлива. В качестве источника энергии для газопоршневой установки может использоваться газ. Однако, это не только обыденный для нас пропан. ГПУ, например, может использовать любой природный газ, факельный, коксовый, попутный и другие разновидности. Кроме того, при наличии специального перерабатывающего завода, ГПУ может работать от метана, который, в больших количествах, выделяют мусорные свалки.  
2. Переработка в энергию. Газ, который поступает в систему, попадает в двигатель внутреннего сгорания, который, благодаря поршневой системе, вырабатывает электрический потенциал, возбуждающий работу генератора переменного тока. Двигатель внутреннего сгорания должен иметь не только систему непрерывной подачи воздуха (требуется для работы поршней), но и иметь возможность непрерывно использовать холодную воду для охлаждения. Так работают все, как большие агрегаты, так и газопоршневые установки малой мощности. Единственное, что хочется заметить, так это тот факт, что не все ГПУ умеют вырабатывать электрический ток. Некоторые из них могут вырабатывать тепло и отапливать большие помещения дешевой тепловой энергией. Что касается работы двигателя, отметим, что он обязательно должен иметь систему отвода газов, в которой должен быть предусмотрен шумопонижающий механизм. Есть системы, в которых сжигание попутного нефтяного газа в газовой электростанции, контролируется не только водой, но и специальной охлаждающей жидкостью.
3. Выход энергии переменного тока. Энергия переменного тока может быть получена с генератора. Как известно, принцип работы электрогенератора очень прост — он преобразует механическую энергию двигателя, в электрическую, посредством сил электромагнитной индукции. В конструкции генератора газопоршневой установки предусмотрена система защиты, понижающая коммутационный ток оборудования, а также сглаживающая синусоиду тока так, что она ничем не отличается от синусоиды электрического переменного тока из розетки в вашем доме.

Подводя итог этой статьи, отметим, что для работы данного типа оборудования очень важно наладить систему выхода горячей воды. Как правило, на небольших предприятиях, расположенных вдали от водоема, делают специальные резервуары, в которых вода остывает, а затем снова поступает в работу.

принцип работы и область применения

Газопоршневой двигатель внутреннего сгорания благодаря компактным габаритам и широкому диапазону выходных мощностей идеально подходит для электрогенераторов, предназначенных для организации автономного основного, резервного или аварийного электропитания жилых, строительных и производственных объектов. Газопоршневые электростанции (ГПЭС), работающие на базе газопоршневого ДВСА, являются комплектными генерирующими агрегатами, которые вырабатывают не только электрическую, но и тепловую энергию.

Виды газопоршневых генераторов

В зависимости от рабочего режима и видов вырабатываемой энергии ГПЭС делят на 2 типа:

• Когенерационные. Такие станции вырабатывают два вида энергии – электрическую и тепловую. Это наиболее распространенные устройства, общее КПД которых составляет до 90 %.
• Тригенерационные. Эти агрегаты помимо электроэнергии и тепла вырабатывают холод. В холодное время года их используют для отопления помещений, а в теплое – для их кондиционирования.

Для бесперебойного функционирования газопоршневой электростанции могут использоваться следующие виды топлива:

• газы, при сгорании которых выделяется значительное количество тепла, – пропан, бутан, факельный газ;
• природный магистральный, сжиженный газ;
• газ с малым содержанием метана и низкими детонационными характеристиками;
• попутный нефтяной газ;
• промышленные газы – коксовый, пиролизный, шахтный.

Особенности конструкции ГПЭС на базе газопоршневых двигателей внутреннего сгорания

Поршневые газогенераторы могут иметь открытое исполнение, при котором все узлы агрегата расположены на раме, или закрытое, которое предполагает наличие всепогодного шумозащитного кожуха.

Бесперебойную и безопасную работу ГПЭС обеспечивает комплекс инженерных систем: снабжения топливом и маслом, удаления дыма, вентиляции, утилизации тепловой энергии, электромеханики, связи, автоматики, контроля, сигнализации.

Принцип работы газопоршневых электростанций

ГПЭС когенерационного типа функционируют по следующему принципу:

1. Топливо поступает в цилиндрическую камеру сгорания, в которой оно сжимается поршнем и воспламеняется.
2. Энергия, выделяемая при сгорании топлива, приводит в движение коленвал газопоршневого ДВС. Цикл работы ДВС обычно четырехтактный.
3. Вращающийся коленвал передает движение через специальную муфту генератору электрического тока. При вращении ротора с обмоткой в магнитном поле статора происходит выработка электроэнергии.
4. Выработанная электроэнергия поступает через кабельные линии на генераторное распределительное устройство (генераторную ячейку).
5. Во время выработки электроэнергии высвобождается значительное количество тепла, которое снимается с дымовых газов и нагретого масла с помощью теплообменников и котлов-утилизаторов. Вода, нагретая за счет этого тепла, циркулирует по замкнутому контуру и выполняет функции теплоносителя в отопительной системе объекта. Неиспользованное попутное тепло сбрасывают в атмосферу.

Высококачественные газопоршневые электростанции, при работе которых используются турбонаддув и двухступенчатое охлаждение, имеют электрический КПД около 45 %. На 1 кВт вырабатываемой электроэнергии затрачивается всего 0,22 м³ газа.

Преимущества использования ГПЭС

Популярность генерирующих агрегатов на основе газопоршневых ДВС обеспечивают следующие эксплуатационные преимущества:

• высокий коэффициент полезного действия, минимальное количество сопутствующих энергопотерь;
• сохранение рабочих характеристик в неблагоприятных условиях окружающей среды, при резких температурных перепадах;
• экологичность – работа газопоршневых электрогенераторов сопровождается малым количеством вредных выбросов;
• наличие автоматизированной системы, защищающей агрегат от перегрева, и других защит;
• длительный эксплуатационный период.

Установка ГПЭС, подобранной под конкретные характеристики объекта, позволяет значительно снизить затраты на его энергоснабжение. Компактные характеристики этих установок и экологичность позволяют устанавливать их на обслуживаемом объекте или в непосредственной близости от него, благодаря чему отпадает необходимость в устройстве дорогостоящих опор, прокладке линий электропередач, использовании мощных трансформаторов.

Сферы применения газопоршневых электростанций

Благодаря комплексной выработке электрической и тепловой энергии, ГПЭС широко используются в отдаленных районах, в которые сложно провести коммуникационные системы, области их применения:

• жилищно-коммунальное хозяйство;
• промышленные предприятия;
• предприятия по добыча угля, нефти и газа;
• насосные станции, котельные;
• в качестве резервного и аварийного энергетического оборудования – медицинские учреждения, аэропорты и другие объекты, в которых важны бесперебойность электропитания.

Агрегаты комплексной выработки тепловой и электрической экономически выгодно устанавливать в торговых комплексах и на других коммерческих объектах, в общественных учреждениях.

Когенерация как принцип работы газопоршневои? установки

Нас спрашивают

Очердная публикация из серии «Нас спрашивают» посвящена основам когенерации.

В настоящее время в Европе и все более широкое распространение в Российской Федерации находит идея децентрализованного энергоснабжения. Наряду с энергонезависимостью и энергобезопасностью современные когенерационные установки, производящие одновременно электрическую и тепловую энергию, имеют суммарный КПД до 90%. Этот показатель существенно превосходит технологии раздельного производства тепла и электроэнергии. При одинаковом выходе тепла и электроэнергии при раздельном производстве потребуется на 64% больше природного газа на входе. Такая экономия позволяет с учетом техобслуживания получить более низкую себестоимость производимого кВт электроэнергии.

Типичная когенерационная установка состоит из двигателя, генератора, систем управления, охлаждения, маслоснабжения, топливоснабжения, утилизации тепла и отвода отработанных газов. Подобные установки производятся как в контейнерном, так и рамном исполнении. Особенностью работы является возможность обеспечения электроэнергией в границах 50-100% от мощности установки. При нагрузке менее 50% эксплуатация установки, как с технической, так и с экономической точки зрения не целесообразна. Оптимальным считается использования установки с нагрузкой близкой к максимальной 24 часа в сутки и 7 дней в неделю. Газопоршневые когенерационные установки могут эксплуатироваться как в автономном режиме, так и параллельно с сетью.

Автономный режим выбирается в том случае, если у предприятия нет возможностей для централизованного электроснабжения. Вся потребляемая электроэнергия вырабатывается собственными источниками генерации.

При выборе такого режима работы надо обратить внимание не только на резервирование, но и на графики нагрузки двигателя. У каждого двигателя есть максимальная нагрузка, которую он может принять без существенной потери в оборотах в течение определенного времени. Т.е. на предприятии должен существовать менеджмент нагрузок или порядок включения и выключения потребителей.

Также надо не забывать, что газопоршневые двигатели с турбо наддувом работают в области нагрузки от 50 до 100%. И это надо учитывать. Т.е. у потребителя всегда должна быть минимальная нагрузка или должно подразумеваться, что газопоршневая установка будет периодически выводиться в останов или горячий резерв.

На практике часто дробят максимальную мощность между несколькими агрегатами. Этим достигается и меньшая минимальная мощность и большая надежность автономного энергоснабжения от собственной мини-ТЭС.

Режим работы параллельно сетью может иметь два варианта исполнения. С передачей собственной электроэнергии в сеть и без нее. Первый вариант имеет в настоящее время для нашей страны скорей теоретический аспект.

При втором варианте на сетевой ввод устанавливаются контрольные устройства, которые передают управляющие сигналы в систему управления газогенераторной установкой или каскадом установок. При этом обеспечивается максимально возможная собственная генерация и блокируется возможность перетоков в сеть.

Сеть используется для компенсации пиков максимальной и минимальной нагрузки. Режим параллельной работы когенерационной установки с сетью оптимален при наличии у потребителя оборудования с мощными пусковыми токами.

Представительство ETW Energietechnik на териитории РФ Сетюков Тимур

Газопоршневая установка. Газопоршневые установки российских производителей

Стоимость электроэнергии централизованных систем в наше время очень высока. То же касается и общих тепловых коммуникаций. Таким образом, мини-ТЭЦ становятся все более популярными среди владельцев предприятий разной специализации. Стоимость установки такой станции довольно дорогая, но окупается очень быстро. Основным элементом любой мини-ТЭЦ является газопоршневой агрегат.

Особенности конструкции

Современные газопоршневые агрегаты работают на двигателях внутреннего сгорания.В этом случае в качестве топлива можно использовать не только пропан или бутан, но также:

• биогаз;

• факел;

• сточные воды, газ;

• связанные;

• коксовая печь и др.

В конструкцию газопоршневого агрегата помимо двигателя входят:

• генератор, предназначенный для преобразования механической энергии вращения вала двигателя в электрическую энергию;

• котел водогрейный или паровой;

• радиатор, входящий в систему охлаждения двигателя;

• насосы, термостаты, теплообменники.

Также такая система может включать в себя кондиционер. Чаще всего на мини-ТЭЦ используются лохмотья.

Принцип действия

Основное преимущество газопоршневых установок — высокая эффективность при относительно невысокой стоимости. В случае работы оборудования на газе, подаваемом из магистральных газопроводов России, его электрический КПД составит около 43%. Однако в большинстве случаев газопоршневые агрегаты могут работать в когенерационном режиме. В этом случае также используется тепло, выделяемое двигателем внутреннего сгорания.Охлаждающая жидкость, которая нагревается при работающем двигателе, поступает в специальный теплообменник. Здесь он передает тепло воде или антифризу, циркулирующему по магистрали системы отопления. Дополнительный нагрев охлаждающей жидкости происходит в специальном котле-утилизаторе за счет тепла выхлопных газов ДВС.

При использовании такой схемы работы мини-ТЭЦ КПД установки может быть увеличен до 90%. При этом отношение мощности двигателя к произведенной силовой установке составляет 1х1.Это очень хороший показатель. Ведь на 1 кВт мощности двигателя нужен 1 кВт общей (тепловой и электрической) вырабатываемой энергии.

Trigeneration models

Газопоршневой генераторный агрегат этого типа является наиболее удобным в эксплуатации, но в то же время самым дорогим оборудованием. В этом случае тепло, вырабатываемое двигателем, можно использовать не только для обогрева цехов и производственных помещений предприятия зимой, но и для их кондиционирования летом. Достичь поставленной цели позволяет включение в систему мини-ТЭЦ резака, работающего по абсорбционной технологии.Такие агрегаты в своей работе используют газ, пар или горячую воду.

Иногда дополняют конструкцию газопоршневого агрегата компрессорного кондиционера. Однако использование такого устройства в большинстве случаев считается нецелесообразным, так как оно работает от электричества. А это, в свою очередь, вызывает дополнительные ненужные расходы.

Возможности выбора

Мощность оборудования, например, газопоршневой установки, может колебаться в очень больших пределах. Конечно, при выборе данного оборудования на этот показатель обращайте внимание в первую очередь.На современном рынке есть установки, мощность которых исчисляется десятками киловатт и мегаватт. Но самое популярное оборудование — 100-2000 кВт. Даже если предприятию требуются большие мощности, обычно приобретается не одна большая установка, а несколько маленьких. Это дает много преимуществ. К таким можно отнести:

• Более надежная работа системы. В случае выхода из строя одной из установок работу можно временно продолжить, используя оставшиеся.В результате мастерская не простаивает.

• Возможность более рационального использования системы. Например, зимой, когда нет необходимости в отоплении, часть установок можно отключить. То же самое касается пиков и спадов самого производства.

Особенностью газопоршневых агрегатов является то, что их нельзя использовать при нагрузке менее 30%. Использовать большой агрегат на полную мощность всегда довольно сложно. Если вы используете несколько установок, эта проблема также исчезает.

Расчет газопоршневого агрегата

Стоимость 1 кВт в час, производимого оборудованием данного типа, сложно рассчитать самостоятельно. Проще использовать специализированный онлайн-калькулятор или программное обеспечение. В форме программы вам просто необходимо будет ввести такие данные как:

Также необходимо будет указать, использует ли станция режим когенерации и тригенерации.

Газопоршневые агрегаты, цена которых зависит от мощности и функционала (от 100 тысяч до 15-16 миллионов рублей), в большинстве случаев являются оборудованием, очень выгодным в эксплуатации.Некоторые модели окупаются за несколько месяцев. Максимальный срок окупаемости — 4 года.

Особенности монтажа

При сборке мини-ТЭЦ они должны соответствовать нормативным требованиям. Газопоршневой агрегат может быть установлен как вне производственных помещений, так и непосредственно на его территории. Также такие агрегаты иногда устанавливают в пристройках.

При установке на улице мини-ТЭЦ обычно находятся на расстоянии не менее 5 метров от здания. Если он находится в отдельном здании, то последнее должно располагаться от магазинов на расстоянии 10-20 м.В производственном корпусе мини-ТЭЦ со всех сторон должны быть отделены специальными техническими помещениями. При этом в таких помещениях не всегда должны находиться люди. Те же правила соблюдаются при размещении станции в пристройке.

Газопоршневые установки российских производителей

Оборудование данного типа, выпускаемое отечественными предприятиями, в большинстве случаев отличается хорошим качеством и надежностью. И хотя по некоторым показателям оборудования европейского производства оно может уступать, для использования в мини-ТЭЦ это считается вполне целесообразным.Причем такие агрегаты обычно дешевле, чем производимые, например, в Европе.

На современных отечественных предприятиях можно использовать оборудование самых разных марок, например, газопоршневые агрегаты. Производители ООО «Энерго-Статус», «Заря-Машпроект», НПО им. Фрунзе, «Алтай-Дизелэнерго» и многие другие производят достаточно надежные агрегаты этого типа. Большой популярностью у владельцев предприятий, работающих от мини-ТЭЦ, пользуются российские модели линейки АГП производства Рыбинского комплекса.

Технические характеристики АГП-100

Параметры газопоршневых агрегатов российских производителей могут быть разными в зависимости от линейки и назначения.Электростанции AGP в этом плане не исключение. Есть много модификаций этого оборудования. Одна из самых популярных моделей на отечественном рынке — АГП-100. Он предназначен для обеспечения потребителей трехфазным переменным током с частотой 50 Гц и 400 В. В зависимости от качества используемого газа он может вырабатывать 70–100% своей номинальной мощности. При необходимости его можно использовать для рекуперации тепла. Ниже для наглядности представляем вашему вниманию таблицу с техническими характеристиками данного агрегата.

Параметр	Значение
Мощность	100 кВт
частота вращения	1500 об / мин
Тип топлива	Любой газ
Расход масла	0.5% от расхода топлива
Система охлаждения	Радиатор

.

Газовые электростанции: принцип работы

Газогенератор — устройство, обеспечивающее бесперебойную работу любого объекта, состоящее из синхронного генератора и двигателя, работающего на газовом топливе газопоршневой электростанции. Информация о его работе, особенностях и характеристиках в статье ниже.

Область применения, преимущества

Данное оборудование широко применяется в следующих сферах:

• строительная промышленность
• промышленные и сельскохозяйственные предприятия
• организация ЖКХ
• деревообрабатывающая компания
• лесная промышленность
• коммерческие структуры
• фермерских хозяйств.

Преимущества действующих АЗС очевидны: низкие эксплуатационные расходы, простота обслуживания, экономическая эффективность, высокий КПД, длительный бесперебойный срок службы, независимость от центральных систем электроснабжения и теплоснабжения.

Главное преимущество такого устройства перед дизельными электростанциями — стоимость производимой электроэнергии в несколько раз дешевле. Для предприятий, стремящихся оптимизировать затраты на его производство, привлечение газопоршневых электростанций является оптимальным вариантом.

Следует отметить, что преимуществом данного оборудования является малая концентрация вредных веществ в выхлопе, практически не влияющих на здоровье человека и окружающую среду. Поэтому для промышленного применения на электростанциях, работающих на природном газе, устройство соответствует всем современным стандартам и требованиям, таким как энергосбережение и защита окружающей среды.

Принцип работы

Газопоршневая электростанция работает так: камера оборудования сжигает топливный газ. Полученная в результате этого процесса энергия, подаваемая на поршень, и он использует коленчатый вал, передает ее генератору, который производит энергию.Устройство двигателя может работать на природном или попутном газе.

Характеристики

В результате работы газопоршневой электростанции можно получить два вида энергии: тепловую и электрическую. Этот процесс называется когенерацией. Эксплуатируя такие установки, хозяева получают не только надежное отопление и горячую воду, пригодную для использования в производственных или бытовых целях.

Некоторые модели оборудования дополнительно оснащены технологией, позволяющей замерзнуть. Ее имя тригенерация.Это полезная функция для промышленного охлаждения, низкотемпературных складов, магазинов.

Заключение

Электростанция, работающая на газе, независимо от отечественного или импортного источника питания, предназначена для эффективного обеспечения как автономного, так и резервного электроснабжения. Все больше компаний и частных лиц покупают эти устройства, поскольку стоимость производимой энергии значительно ниже, чем у бензиновых и дизельных эквивалентов.

, сервис «translate.yandex.ru»

.

Принцип работы -MOS-датчик газа

Сводка

ШАГ1

В чистом воздухе донорные электроны в диоксиде олова притягиваются к кислороду, который адсорбируется на поверхности чувствительного материала, предотвращая прохождение электрического тока.

ШАГ2

В присутствии восстановительных газов поверхностная плотность адсорбированного кислорода уменьшается, поскольку он вступает в реакцию с восстановительными газами.Затем электроны высвобождаются в диоксид олова, позволяя току свободно проходить через датчик.

Принцип действия

Когда полупроводниковые частицы (обычно диоксид олова) нагреваются на воздухе при высокой температуре, кислород адсорбируется на поверхности частицы за счет захвата свободных электронов. Образованный таким образом обедненный слой в значительной степени зависит от радиуса используемых полупроводниковых частиц. Если он настолько мал, как обычно используется в датчиках газа (десятки нанометров), истощение может распространяться на всю площадь каждой частицы (уменьшение объема, высокая чувствительность).С другой стороны, если размер намного больше, истощение обычно происходит на периферии каждой частицы (региональное истощение, низкая чувствительность).

На рис. 1 показано, как структура энергетических зон и распределение электронов проводимости изменяются с увеличением парциального давления кислорода от нуля (состояние плоской зоны) до состояния I (региональное обеднение), II (граница) и III (уменьшение объема). До достижения границы адсорбционное равновесие достигается за счет увеличения толщины обедненного слоя.Позже (обеднение объема), однако, уровень Ферми понижается на p кТл при переходе от II к III, при этом толщина слоя остается постоянной.

х : Расстояние в радиальном направлении кв (х) : Потенциальная энергия а : Радиус частицы [O — ] : Концентрация адсорбированного кислорода E C : Энергия зоны проводимости E F : Уровень Ферми p узлы : Сдвиг уровня Ферми

[e] : Концентрация электронов N d : Плотность доноров

Рисунок 1.Структура энергетических зон (вверху) и распределение электронов проводимости (внизу) для полупроводниковой частицы, которая коррелирует с увеличением концентрации адсорбированного кислорода

На этом этапе два важных уравнения выводятся теоретически для сенсорного устройства, состоящего из сферических частиц, следующим образом.

[e] _S = N _d exp {- (1/6) ( a / L _D ) ² — p } … (1)

R / R ₀ = N _d / [e] _S … (2)

Здесь [e] _S — поверхностная концентрация электронов частиц, а L _D — длина Дебая. R и R ₀ — сопротивления датчика в установившемся режиме и состоянии плоской полосы соответственно. Остальные символы см. В подписи к рисунку 1. Когда выбраны материалы сенсора, фиксируются N _d , a , L _D и R ₀ , а p зависят от фактических газовых условий.

Как описано выше, датчики газа типа MOS изменяют сопротивление (R) в результате изменения концентрации адсорбированного кислорода. При правильном использовании можно обнаружить восстановительные газы, такие как окись углерода. Адсорбированный кислород, образующийся в чистом воздухе, будет потребляться при контакте с монооксидом углерода, в результате чего уменьшение R используется для оценки концентрации монооксида углерода. Датчик восстанавливает исходный уровень сопротивления, когда угарный газ отключен. Такой механизм обнаружения работает в датчиках газа на основе диоксида олова.

Артикул:	Нобору Ямазоэ, Кенго Шиманоэ, Базовый подход к функции преобразователя оксидных полупроводниковых газовых сенсоров , Датчики и исполнительные механизмы B 160 (2011) 1352-1362

.Принцип работы газотурбинного двигателя

Принцип, используемый газотурбинным двигателем, поскольку он обеспечивает силу для движения самолета, основан на законе количества движения Ньютона. Этот закон гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие; поэтому, если двигатель ускоряет массу воздуха (действие), он прикладывает силу к летательному аппарату (реакция). Турбореактивный двигатель создает тягу, давая относительно более медленное ускорение большому количеству воздуха. Старый чисто турбореактивный двигатель достигает тяги за счет передачи большего ускорения меньшему количеству воздуха.Это была его основная проблема с расходом топлива и шумом.

Масса воздуха увеличивается в двигателе за счет использования непрерывного цикла. Окружающий воздух поступает во впускной диффузор, где он подвергается изменениям температуры, давления и скорости из-за ударного воздействия. Затем компрессор механически увеличивает давление и температуру воздуха. Воздух под постоянным давлением поступает в секцию горелки, где его температура повышается за счет сгорания топлива. Энергия забирается из горячего газа за счет расширения через турбину, которая приводит в движение компрессор, и за счет расширения через выхлопное сопло, предназначенное для выпуска отработавшего газа с высокой скоростью для создания тяги.

Высокоскоростные газы из двигателя можно рассматривать как непрерывные, передавая эту силу на самолет, в котором он установлен, создавая таким образом тягу. Формула для тяги может быть получена из второго закона Ньютона, который гласит, что сила пропорциональна произведению массы и ускорения. Этот закон выражается формулой:

В приведенной выше формуле масса аналогична весу, но на самом деле это другая величина. Масса относится к количеству материи, а вес относится к силе силы тяжести на этом количестве материи.На уровне моря при стандартных условиях 1 фунт массы имеет вес 1 фунт. Чтобы вычислить ускорение данной массы, гравитационная постоянная используется как единица сравнения. Сила тяжести составляет 32,2 фута на секунду в квадрате (фут / сек2). Это означает, что свободно падающий объект весом 1 фунт ускоряется со скоростью 32,2 фута в секунду каждую секунду, когда на него действует сила тяжести. Поскольку масса объекта составляет 1 фунт, что также является фактической силой, сообщаемой ему гравитацией, можно предположить, что сила в 1 фунт ускоряет объект 1-1 со скоростью 32.2 фута / сек2.

Кроме того, сила в 10 фунтов ускоряет массу в 10 фунтов со скоростью 32,2 фута / сек2. Это предполагает отсутствие трения или другого сопротивления, которое необходимо преодолеть. Теперь очевидно, что отношение силы (в фунтах) к массе (в фунтах), поскольку ускорение в фут / сек2 равно 32,2. Используя M для представления массы в фунтах, формулу можно выразить следующим образом:

В любой формуле, включающей работу, необходимо учитывать фактор времени. Удобно иметь все временные факторы в эквивалентных единицах (т.е.е., секунды, минуты или часы). При расчете реактивной тяги удобен термин «фунты воздуха в секунду», поскольку секунда — это та же единица времени, которая используется для силы тяжести.

Летный механик рекомендует

.