Газовая электростанция

Газовые электростанции (мини-ТЭС) — устройства, предназначенные для одновременной выработки электричества и попутной тепловой энергии. Эти агрегаты помогут сэкономить на коммунальных ресурсах, а в местностях, где нет возможности организовать центральное электро- и теплоснабжение, они просто незаменимы. Для нужд энергозатратного производства можно приобрести сразу несколько таких агрегатов, соединив их в единую сеть.

Как выбрать правильную газовую электростанцию

Решив купить такую технику, рассчитанную на длительный срок эксплуатации, нужно учесть все аспекты:

• Мощность оборудования.
• Стоимость электростанции вместе с доставкой и монтажом.
• Экономическую выгоду от приобретения.
• Время окупаемости.
• Ремонтопригодность агрегата.
• Возможность обслуживания и затраты на его проведение.
• Надежность, долговечность и неприхотливость.
• Эффективность станции при выработке электроэнергии.
• Возможность присоединения когенерационных установок, позволяющих использовать выделяющееся тепло для отопления или производства промышленного пара. Для этого придется установить газовую электростанцию мощностью не ниже 100 кВт.
• При необходимости подключения системы тригенерации, создающей искусственный холод, нужно выяснить, возможно ли это на выбранном оборудовании.

Вначале нужно вычислить мощность электростанции. Для этого нужно подсчитать потребление электроприборов, которые она будет обслуживать. В расчет включаются и приборы, которые планируется установить. Особенно важно это сделать, если электростанция будет работать автономно, не задействуя внешние источники электроэнергии. Мощность приборов указана в техпаспортах. Для холодильников, морозильных камер и другого оборудования, имеющего высокий пусковой ток, данные умножают на три.

Нужно учитывать, что в прайс-листах производители указывают максимальную мощность электростанций. Неразумно покупать агрегат с учетом работы «на износ», поэтому агрегат лучше приобретать модель с запасом мощности в 15-20%. Это позволит не думать, потянет ли оборудование все имеющиеся электроприборы. Но цена мощных газовых электростанций доходит до нескольких миллионов.

Стоимость электростанций одинаковой мощности может значительно варьироваться. Это не означает, что, купив дорогую газовую электростанцию на 100 или 500 кВт, потребитель получит преимущества. Тут работают законы рынка, когда в итоговую цену закладываются расходы на рекламу, перевозку, таможенные пошлины и многое другое. Те же принципы работают и при приобретении комплектующих. Естественно, все эти затраты отодвинут срок окупаемости.

Схематично все газовые тепловые электростанции можно разделить на несколько категорий:

Агрегаты иностранного производства. Это неплохие модели, но их стоимость поднялась вместе с возросшим курсом доллара. Из-за экономических санкций ремонт импортных аппаратов превращается в проблему. К тому же, не все фирмы, занимающиеся установкой газовых станций, не всегда знают тонкости монтажа малораспространённых иностранных моделей. Часто импортные агрегаты приходится адаптировать к российским условиям – заменять датчики, переделывать систему управления. Если при монтаже выяснится, что изделие полностью не укомплектовано, приобрести недостающую деталь будет сложно. Это же относится и к ремонту. В результате около половины приобретенного зарубежного оборудования не работает;

Российские газовые электростанции на базе двигателей известных марок ЯМЗ, ТМЗ (в основном мощностью 200-500 кВт). Приобретая их, потребитель платит за товар, а не за бренд или покрытие множественных дополнительных расходов. Если сравнить технические характеристики российских и иностранных агрегатов, то видно, что у них совпадает расход топлива, КПД и показатели мощности. При этом российские аппараты стоят намного дешевле, а найти для них любую комплектующую деталь не составляет труда.

Отечественные газовые электростанции производства России, укомплектованные иностранными двигателями. В этом случае ремонт тоже не станет проблемой, т. к. запчасти поставляются производителем, а самые распространенные всегда есть в наличии. В отличие от полностью импортных вариантов, отечественную сборку можно переориентировать на попутный, факельный, гидролизный газ и другие виды газообразного топлива.

К сожалению, в интернете часто предлагаются газовые станции на базе двигателей, восстановленных народными умельцами в полукустарных условиях. Такая покупка опасна, поскольку выработанный моторесурс агрегатов неизвестен. Реконструированные аппараты дешевы, но это настоящие «коты в мешке».

Модель	Двигатель	Мощность	Номинальный ток	Напряжение	Расход газа/диз.топлива
на базе ЯМЗ Дизельный генератор АД-315 ЯМЗ (315 кВт) Подробнее	ЯМЗ 8503.10	315 кВт / 394 кВа	570	400 В	70%= 69.1; 100%= 91 л/ч
на базе ЯМЗ Дизельный генератор АД-60 ЯМЗ (60 кВт) Подробнее	ЯМЗ-236М2	60 кВт / 75 кВа	108	400 В	70%= 16.1; 100%= 19.6 л/ч
на базе ЯМЗ Газовая электростанция ГэС-130 Подробнее	ЯМЗ 238ДИ	104 кВт / 130 кВа	270	400 В	31,2 нм3/ч
на базе ЯМЗ Дизельный генератор АД-350 ЯМЗ (350 кВт) Подробнее	ЯМЗ 8503.10-01	350 кВт / 437 кВа	630	400 В	70%= 76.8; 100%= 101.2 л/ч
на базе ЯМЗ Газовая электростанция ГэС-60 Подробнее	ЯМЗ-236	48 кВт / 60 кВа	87	400 В	14,5 нм3/ч

Смотреть все

Газовые электростанции для дома

Эти устройства имеют невысокую стоимость и вырабатывают небольшой объем тока – около 10 кВт. Чаще используются в качестве резервного источника тока при отключениях электроэнергии. Основные сферы применения таких устройств – частные дома, дачи, мастерские, небольшие магазинчики. Могут работать на пропане, бутане, газе из центральной магистрали и баллонов, но рассчитаны на непрерывную эксплуатацию только в течение 6-10 часов.

Эти устройства очень удобны. Специальные колесики позволяют перемещать газогенератор комнаты из одного помещения в другое, а время запуска, составляющее менее минуты, дает возможность быстро восстановить электроснабжение. Единственный недостаток таких мини-агрегатов – низкое качество генерируемого тока.

Типы генераторов газовых электростанций

Эти агрегаты комплектуются двумя типами генераторов:

• Синхронными, в которых частота вращения роторного механизма и магнитного поля полностью совпадают. Эти устройства вырабатывают электричество, имеющее стабильное напряжение. Они могут работать с приборами, имеющими высокие пусковые токи. Недостатки электростанций, укомплектованных такими генераторами – высокая цена и слабая устойчивость к перегрузкам и коротким замыканиям в сети.
• Асинхронными, в которых ротор движется в том же направлении, что и магнитное поле, слегка опережая его. Эти газовые электростанции более дешевы и устойчивы к коротким замыканиям и перепадам напряжения. Но вырабатываемый ими ток не так стабилен, а сама станция не может долго работать при пиковых нагрузках. Такие аппараты могут оснащаться одно и трёхфазными асинхронными генераторами. Однофазные модификации более стабильные, поэтому применяются чаще трехфазных.

Объекты, идеально подходящие для использования газовых электростанций

• Заводы с непрерывным циклом производства и высоким энергозатратами. Газовая электроустановка мощностью в 2,4 Мвт, снабженная системой утилизации тепла и нагрева воды, позволит сэкономить более 55 млн руб./год, а, с учетом продажи излишков электроэнергии, на 90% окупить свою работу.
• Предприятия и складские помещения, где кроме отопления, нужен и еще холодовой режим. Система тригенерации, присоединенная к газовой электростанции, вырабатывает достаточное количество холода.
• Объекты животноводства и лесоперерабатывающей промышленности. При переходе на пиролизный газ, полученный при сжигании отходов жизнедеятельности животных и деревообработки, можно получать практически бесплатную энергию. Выработанные свет и тепло пойдут на электроснабжение и обогрев сельскохозяйственных и мелких промышленных объектов (ферм, теплиц, мастерских).
• Предприятия, работающие с железобетоном (ЖБК). На этих объектах полностью раскрываются все возможности использования промышленных газовых электростанций. Для энергоемкого производства нужно большое количество электроэнергии, а выхлопные газы можно использования для раскисления воды.
• Досуговые и спортивные объекты – турбазы, горнолыжные станции, бассейны, аквапарки. Электричество, вырабатываемое агрегатами, может использоваться для освещения и обслуживания зданий, а выделяющиеся из двигателя тепло подогреет воду, Электростанции позволяют увеличить прибыль заведения. Сравните, 1 квт/ч собственной электроэнергии обходится в 4,25 р. а выработанной с помощью газовых электростанций — 1,5 руб. Прибавьте сюда бесплатный подогрев воды и поймете, насколько это выгодно.
• Учреждения здравоохранения. В этом случае электростанцию используют в качестве резервной при отключении света или горячей воды. Но ее можно сделать и основным источником тепла и света, снизив затраты на коммунальные ресурсы.
• Строительство в городской черте. Часто при возведении домов, особенно в центре городов-миллионников, подключение к центральным сетям обходится очень дорого и вызывает массу технических сложностей. Газовые электростанции в этом случае будут идеальным решением.

Видео

Схема подключения газовой электростанции

Для примера рассмотрим устройство станции когенерационного типа, с одновременным получением электрической и тепловой энергии. Ее основу составляют двигатели, вращающие валы, и генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую. Подача газа производится через редуктор из центральной сети или газового хранилища - газгольдера.

Для утилизации тепла установлены теплообменники, где антифриз отдает теплоту, нагревая воду до 82 град. После этого она проходит через технологические котлы, дополнительно нагреваясь от выхлопных газов двигателя. Когда ее температура поднимается до 95 град, что достаточно для отопления и горячего водоснабжения, сетевые насосы перекачивают  горячую воду во внутреннюю теплосеть.

Антифриз при недостаточном охлаждении, например, в теплое время года, дополнительно остужается через воздушные охладители, расположенные снаружи здания. После этого он поступает обратно в контур. Выработанный ток через систему распределения и преобразования поступает в электрическую сеть объекта.

В случае параллельной работы и газовой станции устанавливается блок АВР (автоматический ввод резерва). Это автоматическое устройство при необходимости переключает подачу энергии с внутренней линии на внешнюю, и наоборот. Его задачи:

• При отключении электроэнергии быстро переключить сеть на другой источник. Для этого в распределительное устройство дополнительно подается ток из внешних проводов.
• Контролировать перенапряжение в сети, отключая ее при коротких замыканиях, перегрузках и других опасных ситуациях.
• После возобновления работы основной сети отключить резервную.

Все эти процессы происходят автоматически, не требуя вмешательства персонала.

Можно установить оборудование, разъединяющее линию при перегрузке и коротком замыкании, и узел учета, регистрирующий количество вырабатываемой электроэнергии.

Важно не нарушать режим работы газовой электростанции. Модели мощностью более 100 кВт могут работать круглосуточно, и остальные — 6- 20 часов. Все поломки контролируются автоматикой, которая при необходимости, выключает работу генератора и прекращает подачу тока в сеть.

Правила эксплуатации

Маломощные установки до 5 МВт не при работе не нуждаются в контроле. Более «серьезные» устройства требуют присутствия персонала. Управление производится дистанционно по беспроводной связи, по периодически нужно наблюдать, как работают агрегаты.

Важно своевременно проводить техобслуживание с заменой масла, доливом охлаждающей жидкости и контролем состояния станции. Делать это самостоятельно не рекомендуется. Необходимо обращаться в организации, имеющие лицензию на обслуживание.

Нельзя чинить установку своими силами. При возникновении неисправности газовую станцию нужно отключить, и вызвать специалиста сервисного центра. Включить ее можно только после проведенного ремонта и проверки. Чтобы избежать серьезных поломок, агрегатам необходимо регулярное сервисное обслуживание.

Газовые электростанции, несмотря на использование газа, при правильной эксплуатации полностью безопасны.