Газопоршневая установка
Общее описание
Газопоршневая электростанция (ГПЭ) или газопоршневая установка (ГПУ) представляет собой автоматизированное устройство, вырабатывающее переменный ток (230/400В) с помощью генератора. Основным компонентом системы является газопоршневой двигатель внутреннего сгорания. В процессе работы на выходе образуется два вида энергии: тепло и электричество, такое преобразование называется «когенерация». В наших электростанциях также можно применить «тригенерацию», позволяющую получать ещё и холод, который можно использовать для кондиционирования, климат-контроля складов и других задачах охлаждения.
Главное отличие газопоршневых установок от дизельных в плане эксплуатации – это доступность топливоснабжения. Газ – это более дешёвое и доступное топливо в населённых пунктах по сравнению с дизелем, но в случае отсутствия газопровода более целесообразно применение дизель-генераторной установки от Челябинского завода электроооборудования.
Технические характеристики
Производитель газового двигателя | Cummins | Yuchai |
Производитель генератора | Leroy Somer, Stamford, Evotech, Engga | |
Основная мощность2 (Prime Power), кВт | 24 – 1000 | 150 – 1100 |
Ограниченная по времени мощность1 (Standby Power), кВт | 36 - 1100 | 180 - 1220 |
Напряжение на выходе генератора, В | 380 – 440, 3-х фазное | |
Мгновенная регулировка напряжения | ≤ ± 20 % | |
Время стабилизации напряжения, с | ≤ 1 | |
Аспирация | Турбонаддув | |
Степень автоматизации | 2 | |
Число фаз | 3 | |
Топливо | Природный газ, попутный газ, сжиженный газ | |
Расход газа, м3/кВт*ч | 0,29 – 0,6 | |
Расход масла г/кВт*ч | ≤ 0,3 г/кВт*ч | |
Частота на выходе, Гц | 50 | |
Электрический КПД | ≤ 40 % | |
Общий КПД установки | ≥ 80 % | |
Уровень шума, дБ | 75 – 85 | |
Температура окружающей среды (без кожуха), °C | + 5 ~ +40 | |
Примечания: 1) Резервная мощность (StandbyPower) - доступна при переменной нагрузке в случае сбоя в работе основной электросети, с максимальной продолжительностью работы не более 500 часов в год. Перегрузка не допускается. 2) Основная мощность (PrimePower) - доступна при переменной нагрузке вместо основной электрической сети. Перегрузка в 10% допускается на один час каждые двенадцать часов работы. |
Принцип работы
Поступление газового топлива в камеру сгорания двигателя приводит в движение коленчатый вал, связанный с валом генератора. Механическая энергия преобразуется в электрическую с необходимыми параметрами качества (частота, уровень напряжения). Далее полученная электроэнергия передается от генератора на ГРУ (генераторное распределительное устройство) и затем к потребителю. КПД при таком преобразования выше, чем у ДГУ и составляет 40%. При этом, в процессе преобразования высвобождается большое количество тепла, которое можно использовать для отопления, тем самым повысив КПД всей системы до 80%.
Применение
Отзывы
От лица коллектива ООО НПП «ТяжМетПром», выражаю благодарность коллективу ООО «Челябинский завод электрооборудования» за изготовленное и поставленное нам оборудование: комплектную трансформаторную подстанцию КТПН-1600 и пункт коммерческого учета ПКУ.
Преимущества ГПУ от ЧЗЭО
- Низкая стоимость топлива - повышает рентабельность установки и уменьшает затраты на электроэнергию в сравнении с городским тарифом на электроснабжение и применением ДГУ
- Высокая эффективность благодаря применению когенерации - производительность всей системы более чем в 2 раза выше, в сравнении с дизель-генераторами
- Взаимозаменяемость топлива - на предприятиях, где вторичным продуктом производства является попутный или промышленный газ, допускается его применение в качестве топлива для ГПУ
- Быстрая окупаемость – включение ГПУ в состав энергоцентра уменьшает стоимость одного кВт энергии от 1,5 до 3,5 раз с учётом монтажа, обслуживания и газоснабжения. Поэтому после ввода ГПУ в эксплуатацию, она окупается, в среднем, менее, чем за 20 месяцев.
Что такое когенерация?
Когенерация в газовых электростанциях – это процесс одновременного производства электрической и тепловой энергии. В процессе работы газовый генератор выделяет большое количества тепла в атмосферу. Чтобы эффективно использовать это тепло, например, в системе отопления, выхлопную систему установки соединяют с теплообменником. Соотношение КПД на выходе генератора к общему КПД системы: 1:1,2 (то есть на 1 МВт электрической мощности производится 1,2 МВт тепловой энергии).
Конструктивные решения
ГПУ (ГПЭ) бывают в двух исполнениях:
- Стационарное, открытое – требует строительства отдельного помещения для размещения газопоршневой установки, инженерных сетей, САУ и ОПС. При этом ГПУ становится монолитной конструкцией и обслуживается вместе со всеми помещениями предприятия.
- Блочно-модульное – полностью укомплектованная и собранная на Челябинском заводе электрооборудования установка со всеми необходимыми встроенными системами. Такое исполнение значительно сокращает финансовые и временные затраты на
строительство и запуск электростанции в работу.
Расчет газо-поршневой электростанции
Для оптимального выбора газопоршневой установки необходимо учитывать следующие факторы:
- Доступность газовой линии: для определения типа электростанции, которая будет снабжать предприятие;
- Карта нагрузок: для определения мощности установки и потребления топлива;
- График ежедневного потребления: для разграничения постоянной и переменной нагрузки;
- Определить потребность в теплоснабжении с использованием ГПЭ: площадь отапливаемого помещения (для реализации технологии когенерации).
Режимы работы
Исходя из требований и возможностей заказчика, электростанции могут работать независимо или вместе с внешней энергосистемой.
- Автономный режим (остров) – централизованная энергосеть отсутствует или отключена
- Параллельный режим с сетью – одновременное электроснабжение от 2 источников. Газопоршневая станция синхронизирована с показателями сети
Выгоды предприятия после установки ГПУ (ГПЭ)
- Экономия средств - сокращение бюджета, выделяемого на электроэнергию, более чем в 2 раза, и, как следствие, малый период окупаемости (в среднем 20 месяцев)
- Независимость от городских электросетей - полный контроль расхода топлива и режима работы самим заказчиком
- Сглаживание суточных пиков нагрузки –независимость режима работы предприятия от городского электроснабжения. Исключение незапланированных перебоев питания и создание собственной карты суточных нагрузок в зависимости от потребностей эксплуатации
- Сервис - мы предоставляем полный спектр услуг в рамках гарантийного и постгарантийного обслуживания
Расчет себестоимости энергии газопоршневой установки
Себестоимость 1 кВт⋅ч включает в себя две составляющие:
1) Себестоимость сженного газа = удельный расход газа на 1 кВт⋅ч * стоимость одного куба газа
2) Стоимость обслуживания на 1 кВт⋅ч - зависит от вариативности обслуживания
НАПРИМЕР:
Э\Э –7,5 руб с НДС
Газ –6,58 руб с НДС
ГПУ на базе KDGH24-G 24 кВт
ТО-270 руб/моточас
Коэффициент неравномерности потребления примем = 1
Стоимость Э/Э от ГПУ = 0,39 (удельный расход газа) * 6,58 + (270/200) = 2,57 + 1,35 = 3,92 руб
Преимущества
- Проект «под ключ». Реализуем проект от документации до запуска оборудования в работу
- Техническая поддержка. Консультация по подбору и расчету ГПУ для решения индивидуальных задач Заказчика
- Мощный инженерный потенциал. Умеем разрабатывать и внедрять новые технологии, увеличивающие возможности применения ГПУ и эффективность её работы
- Сервис. Поддержка 24/7, собственный сервисный центр и наличие запчастей на складе исключат долгий простой из-за ТО или ремонта
- Возможность реализации энергосервисного контракта. Произведем, смонтируем и запустим оборудование на территории Заказчика без его финансовых вложений.
-
Партнерская программа
ЧЗЭОУзнайте условия участия
у Вашего менеджера -
Промышленный туризм
Приглашаем посетить ЧЗЭО в рамках проекта «Промышленный туризм»!
-
Готовые решения «под ключ»
Коллектив ЧЗЭО имеет опыт реализации уникальных отраслевых решений. Работаем по всему циклу проекта от техзадания до технического сопровождения и сервиса.
-
ЧЗЭО finance — выгодные условия
ЧЗЭО finance — специализированное направление Челябинского завода электрооборудования по предоставлению лизинговых услуг.
-
Осуществите ретрофит НКУ без существенных затрат!
-
Запроектировать
Поможем в разработке проектной документации
-
Партнерская программа
ЧЗЭОУзнайте условия участия
у Вашего менеджера -
Промышленный туризм
Приглашаем посетить ЧЗЭО в рамках проекта «Промышленный туризм»!
-
Готовые решения «под ключ»
Коллектив ЧЗЭО имеет опыт реализации уникальных отраслевых решений. Работаем по всему циклу проекта от техзадания до технического сопровождения и сервиса.
-
ЧЗЭО finance — выгодные условия
ЧЗЭО finance — специализированное направление Челябинского завода электрооборудования по предоставлению лизинговых услуг.
-
Осуществите ретрофит НКУ без существенных затрат!
-
Запроектировать
Поможем в разработке проектной документации