Gaskraftværker: autonom energikilde i et bredt kraftområde

Indholdet af artiklen

• Princippet for drift af gaskraftværker
• Gasturbinkraftværker (GTE)
• Gendannende kraftværker (GGE)
• Fordelen ved at bruge gasstemplet kraftværker i en individuel gård
• Generatorer med lav effekt
• Modulære kraftværker i middeleffekt
• Energikomplekser og mini-kraftvarme
• Kraftvarmeanlæg i lille målestok
• Enhed til et generatorrum til GGE
• Tilslutning og betjening
• Vedligeholdelse og optagelse
• Konklusion

Bærbare kraftværker med gasstempel er blevet en fremragende analog til enheder, der kører på dieselolie og benzin. Hvor rentabel er brugen af ​​sådanne elektricitetskilder, hvordan du udstyrer dit hjem med dem, og hvilke nuancer du skal overveje, når du bruger dem, vil denne artikel fortælle.

Stigningen i elektricitetspriser giver anledning til nye forslag på markedet for autonome energiforsyningskilder. Et nyt ord på dette område er termiske kraftværker drevet af naturgas. I løbet af de sidste 15 år er produktionen af ​​sådanne installationer næsten fordoblet, og teknologien i selve den lokale kraftproduktion er blevet så sofistikeret, at udgifterne til en kilowatt produceret elektricitet er billigere end når den forbruges fra bynettet. Mere om fordelene ved gasfyrede kraftværker:

1. Alsidighed i placering. Gaskraftværker kræver ikke særlige geologiske eller klimatiske forhold til installation. På grund af sin relativt lille størrelse og vægt kræves det kun en klar betonbase til installation af en stand-alone station. Manglen på en stor vandforsyning til dem er heller ikke kritisk..
2. Holdbarhed. Forskellige producenter garanterer forskellige levetider. Generelt fungerer stationerne uden større reparationer i 30 år og med udskiftning af et antal udøvende enheder – op til 100 år.
3. Fuld automatisk driftstilstand. Den indbyggede elektroniske styreenhed, som findes i næsten alle installationer, regulerer automatisk brændstofforsyningen og overvåger enhedens sundhed i realtid. Servicepersonalets rolle reduceres til operationel switching, overvågning og kontrol af parametre.
4. Bredt effektområde. Mini-kraftværker med gas kan levere elektricitet til både energiintensive virksomheder og et lille landsted. Afhængigt af versionen garanterer de produktion af elektricitet fra 5 kW til flere megawatt..
5. Muligheden for at bruge som sikkerhedskilde. Næsten ethvert kraftværk kan udstyres med en ATS og automatisk startenhed. Mange producenter fremstiller standardmoduler til opgradering af tidligere installerede generatorer.
6. Lave omkostninger til elproduceret. Prisen for elektricitet, der forbruges fra bynettet inkluderer udgifterne til dens transport gennem kraftledninger og vedligeholdelse af understationer. Det er meget billigere at transportere en gasenergibærer, så udgifterne til elektricitet, der genereres af gaskraftværker, er mindre end to rubler pr. Kilowatt.
7. Frihed i valg af brændstof. Kraftværker opererer på alle typer gasformigt brændstof, herunder biogas. Dette er relevant for husdyrbrug: kombination af en metanreaktor, et berigelsesanlæg og et kraftværk til et energikompleks vil gøre produktionen uafhængig af energiforsyningen.

Princippet for drift af gaskraftværker

I henhold til enhedens princip er kraftværker opdelt i to typer: gasturbine og gasstempel. Sidstnævnte har et enklere design, kræver ikke dyre vedligeholdelse under drift og er den mest økonomiske mulighed for en gasinstallation. Desuden har de næsten ingen begrænsning i maksimal effekt. Gasturbinkraftværker er mere teknologisk avancerede og komplekse i design, men mindre økonomiske: brugen er berettiget kun i omfanget af den industrielle produktion. Deres største fordel er enhedernes høje slidstyrke og fuldstændig upretentiøsitet over for brændstoftypen: i nogle tilfælde kan der endda bruges kulstøv, men et specielt modul til fremstilling af brændstofblandingen er påkrævet.

Gasturbinkraftværker (GTE)

Grundlaget for GTE er en gasturbine, der er arrangeret efter princippet om en jetflymotor. Det er et cylindrisk forbrændingskammer, der huser den største gasturbinhjul. Luft og brændstofdamp med højt tryk kommer ind i kammeret, hvor de antændes. I processen med brændstofforbrænding dannes en strøm af varme gasser, der får turbinen til at rotere. Det transmitterer på sin side rotation til kompressoren og generatoren og giver således kraftproduktion..

Det er karakteristisk, at turbinekraftværker producerer næsten dobbelt så meget varmeenergi som elektricitet. Derfor bruges de ofte som en del af et kraftvarmeværk ved at installere en spildvarmekedel i udstødningssystemet, hvilket sikrer ikke kun elproduktion, men også varmeforsyning i store mængder og til en minimal pris..

Gendannende kraftværker (GGE)

I gasstemplestationer er kilden til kinetisk energi en maskineenhed, der fungerer efter princippet om en forbrændingsmotor. Brændstofforsyningen udføres af en injektor og styres af en elektronisk styreenhed, på grund af hvilken stempelkraftværker har en tilstrækkelig høj effektivitet. En betydelig ulempe ved gasstemplesystemet er det høje støjniveau og vibration under drift på grund af tilstedeværelsen af ​​et stort antal bevægelige dele. Fordelen ved disse motorer er deres høje tilpasningsevne til forskellige tilstande og belastningsniveauer, som ikke kan opnås i gasturbinanlæg, der arbejder med næsten konstant effekt..

Fordelen ved at bruge gasstemplet kraftværker i en individuel gård

Autonome gasgeneratorer er af stor interesse for både individuelle iværksættere og beboere i private sektorer, hytter og små byområder. I praksis retfærdiggør gasfyrede kraftværker deres anvendelse fuldt ud, og deres tilbagebetaling er opnåelig på meget overskuelig tid. Den eneste ulempe er behovet for seriøse investeringer, derudover er der følgende nuancer:

1. Gasstempleenheder bruges hovedsageligt.
2. Tilbagebetalingsperioden er den lavere, jo højere er den faktiske kapacitet på anlægget.
3. Installation kræver en separat jordgrund.
4. I tilfælde af delt brug kræves en udviklet infrastruktur.
5. Drift af installationerne er umulig uden kvalificeret vedligeholdelse.

Autonome gaskraftværker og kraftvarmeværker kan opdeles i tre grupper.

Generatorer med lav effekt

Udad ligner de benzin, de har et lignende driftsprincip og de højeste omkostninger ved genereret elektricitet. De kan beskyttes i form af et all-weather hylster eller kræver et specielt rum. De bruges ikke som hovedkilde til elektricitet med meget få undtagelser. Valget af sådanne generatorer vælges af private husholdninger og produktionsværksteder, der har brug for en sikkerhedskilde for elektricitet og har en naturgasforsyning til anlægget. Designet til brændstof på flaske, men denne funktion bruges sjældent. I modsætning til mere kraftfulde installationer har de en betydelig begrænsning af kontinuerlig drift (fra 6 til 10 timer). Har også en ulempe ved den lave kvalitet af genereret elektricitet.

Vigtigste egenskaber:

1. Motortype: Encylindret firetakts forgasser med tvungen køling.
2. Generator type: normalt asynkron en- eller trefaset selvudviklet generator.
3. Effekt: op til 20 kW.
4. Brændstof: naturgas, propan-butan.
5. Betjening: analog styreenhed, relæbeskyttelse, automatisk overførselsafbryder i de fleste modeller.
6. Idriftsættelse: mindre end et minut.
7. Omkostninger: fra $ 2000 til $ 10000.

Dette er den eneste type gasgenerator, der kan flyttes ubesværet. Det bruges ofte på de byggepladser, hvor der ikke er strømforsyning eller under feltbegivenheder. Mobil brug kommer med en høj pris for et bærbart kraftværk, hvilket gør brugen af ​​benzinbrændstof mere rationel i dette tilfælde..

Modulære kraftværker i middeleffekt

Det er maskinblokke med store dimensioner, de kan være åbne eller begrænset af et beskyttende lydabsorberende hus. De bruges hovedsageligt som hoved- eller reservekilder til elektricitet til forstæder boligkooperativer, kontor og små produktions- og indkøbscentre, lagre. Produktiviteten i sådanne kraftværker er ret høj, og omkostningerne ved den producerede elektricitet kan sammenlignes med elektricitet fra bynettet..

Vigtigste egenskaber:

1. Motortype: V-type karburator eller injektionsmotor med 6-16 cylindre, luftventiler og vandkøling.
2. Generator type: asynkron tre-fase børsteløs generator med selv-excitation.
3. Udgangseffekt: op til 1 MW.
4. Brændstof: naturgas, biometan, propan-butan.
5. Management: digital controller, kombineret multilevel-beskyttelse, automatisk overføringsafbryder, selvdiagnosticering. Arbejdet er fuldt automatiseret.
6. Output til nominel effekt: op til en time.
7. Omkostninger: fra $ 10.000 til $ 250.000.

Gasstempleenheder i denne klasse er den mest rationelle metode til autonom strømforsyning til boligområder og energikrævende virksomheder. Den etablerede grænse for motortimer gør det muligt for dem at blive brugt løbende og stopper to gange om året i en dag til vedligeholdelse. Kraftværker er udstyret med separate enheder til forberedelse af gasformigt brændstof og indendørsomskifter til primær omskiftning.

Dette udstyr er helt stille og kræver, når det er installeret, specielt udstyrede steder eller bygninger udstyret med en klargjort betonbase for at kompensere for vibrationer, brændstofbeholdere, gasudtagning og ventilationssystemer. Takket være automatisk regulering af brændstofforsyningen er omkostningerne til genereret elektricitet betydeligt lavere end netværket.

Energikomplekser og mini-kraftvarme

Selvom gasfyrede kraftværker inkluderer muligheden for at køre i kraftvarmetilstand startende fra 100 kW elektrisk energi, bør den største effektivitet forventes fra kraftkomplekser med et potentiale på flere megawatt. Disse installationer er kombinerede varme- og kraftværker, der er udstyret med varmt vand eller dampkedler eller varmepumper. De mest avancerede energisystemer, der er fokuseret på ressourcebesparende arbejde, bruger samtidig flere niveauer af varmefjerning: en spildvarmekedel, en økonomizer og et lavpotentielt varmefjernelseskredsløb.

Vigtigste egenskaber:

1. Motortype: 12 eller flere cylindre, med tvungen luftinjektion, et to-niveau kølekredsløb og en varmeveksler på udstødningsmanifolden.
2. Generator type: Asynkron trefaset børsteløs generator.
3. Effekt: over 1 MW.
4. Brændstof: naturgas, biobrændstof, propan-butan, associeret olie.
5. Ledelse: fuldautomatisk driftspost.
6. Nå fuld kapacitet: 4-5 timer.

Design, fremstilling og installation af energikomplekser udføres individuelt. Opgaven til hvert projekt er den største harmonisering af anlæggets termiske og elektriske belastninger med anlæggets produktionskapacitet. Opførelsen af ​​kraftværker udføres normalt på nøglefærdig basis. De største forbrugere er boligkomplekser, energikrævende virksomheder, datacentre og skiftelejre. Omkostningerne til 1 kW genereret energi – højst halvanden rubel.

Kraftvarmeanlæg i lille målestok

Mini-kraftvarmeværker, der opererer på gasformigt brændstof, begyndte at vises i Rusland relativt for nylig, men har dog vist en fremragende effektivitet. I dag opererer mere end 200 installationer på Den Russiske Føderations territorium, hvoraf de fleste er beliggende i fjerntliggende regioner. Hovedargumentet for installation af et mini-CHP-anlæg på anlægget er kravet om fuldstændig autonomi eller umuligheden af ​​at oprette forbindelse til de vigtigste strømforsyningslinjer. I dette tilfælde bringes spørgsmålet om økonomisk gennemførlighed i baggrunden..

Fordelen ved en mini-CHP er, at stationen producerer elektrisk energi, hvilket er næsten halvdelen af ​​prisen på nettet. Varmeenergi er helt fri i produktionen, og derfor består forbrugerværdien udelukkende af omkostningerne til vedligeholdelse og transport af udstyr over korte afstande..

Udsigten til at bruge mini-kraftvarmeplanter overalt er bare et spørgsmål om tid. Så under opførelsen af ​​ny generation af boligkomplekser er spørgsmålet om tilslutning til centraliserede varme- og elektricitetskilder slet ikke det værd. Da kvaliteten og leveringsmåden af ​​disse ressourcer giver meget at ønske, er nye bygninger udstyret med deres egne kraftsystemer, som både ejendomsejere og deres brugere drager fordel af..

Genopbygning af hjælpelinjer til brug af mini-CHP er forbundet med en række vanskeligheder. Først og fremmest er dette spørgsmålet om volumetriske investeringer. Omstrukturering af strømforsyningsindustrien i en lille virksomhed med en varme- og elektrisk belastning på 2 MW vil koste administrationen 20 millioner rubler. Den anden grund til den lave distribution er problemet med manglen på sit eget netværk af teknisk kommunikation: hvis de centrale kilder til varme og strømforsyning opgives, skal virksomheden enten købe al den eksisterende infrastruktur eller oprette sin egen. Det er kun rentabelt, hvis energiressourcer sælges til tredjepartsforbrugere..

Enhed til et generatorrum til GGE

Det vil ikke være muligt at udføre installations- og idriftsættelsesarbejde på egen hånd med alt det ønske, medmindre vi taler om generatorer med lav effekt. Men det er ganske realistisk at forberede et rum eller et sted til installation af et kraftværk: dette vil medvirke til delvis at spare på dyre tjenester fra installationsorganisationer.

Åben placering. Når man installerer en installation med en elektrisk effekt på mere end 500 kW, er det nødvendigt at installere en betonplatform udstyret med midler til passiv vibrationsdæmpning. Den største fordel ved den åbne placering af kraftenheden er effektiv fjernelse af varme og fraværet af behovet for et røgudstødningssystem. For at øge servicepersonalets bekvemmelighed er der bygget en baldakin over betjeningspanelerne og den mekaniske blok.

Indendørs installation. Behovet for fuldstændig isolering af kraftværket afhænger af den klimatiske design af udstyret. Rummet skal have et avanceret forsynings- og udstødningsventilations- og brandslukningsanlæg. Røgudstødningssystemet er repræsenteret af røgudblæsere parret med et fælles overskrift. Det vil være nødvendigt at installere en skorsten, hvis gennemstrømning og højde vælges i overensstemmelse med udstyrsproducentens anbefalinger. Krav til bygninger i termiske kraftværker reguleres af SNiP II-58-75.

Tilslutning og betjening

Kraftværket drives enten fra en cylinder gennem en speciel reduktionsindretning eller med hovedgas, hvis tryk svarer til de krævede parametre. For at tilslutte til lysnettet skal kraftværket registreres som et ekstra gasapparat, hvilket udføres i henhold til standardproceduren med indførelse af ændringer i husgasforsyningsprojektet.

Gasgeneratoren er tilsluttet det elektriske netværk via en topositionsafbryder, hvis selve installationen ikke tænder for ATS-enheden eller gennem en effektbegrænser, en effektafbryder eller en linjeafbryder med et RZAiT-kompleks. Det er meget nyttigt at organisere en intern måleenhed til direkte tænding af generatorledningen eller på strømtransformatorer – dette vil hjælpe med at kontrollere omkostningerne ved genereret elektricitet og hurtigt spore brændstofforbrug.

Under drift er det vigtigt at overholde den foreskrevne driftstilstand, udtrykt i antallet af motortimer pr. Dag. Kraftværker over 100 kW har en konstant driftsform i 361 dage om året, mindre kraftige kan fungere fra 6 til 20 timer om dagen. Under drift overvåges næsten alle parametre automatisk, i tilfælde af en funktionsfejl, enten stopper motoren, eller generatoren slukker for spændingsforsyningen. Yderligere diagnostik udføres i henhold til brugsanvisningen.

Vedligeholdelse og optagelse

De fleste gasstempleanlæg med en kapacitet på op til 5 MW kræver ikke konstant tilstedeværelse af driftspersonale. Overvågning og kontrol af parametre kan etableres via det trådløse link, men periodisk inspektion skal udføres personligt. Vedligeholdelse af stationen består i udførelse af planlagte reparationer fra specialister fra servicevirksomheder og opretholdelse af det normale olie niveau i motoren. Uafhængig indgriben i designen af ​​stationen er ikke tilladt af betingelserne for garantiservice. Det eneste, der kræves af ejeren, er at stoppe driften af ​​generatoren under planlagte reparationer eller transportere lavt kraftværk til servicecentret om nødvendigt.

Konklusion

Industrien med lokal produktion af elektricitet og varme betragtes som et potentiale for udvikling på verdensplan. Generering af energi på denne måde er et væsentligt bidrag til at bevare verdens fossile brændstofreserver og vil give nok tid til en fuld overgang til udvinding af elektricitet og varme fra vedvarende energikilder..

Det største problem med den lokale anvendelse af kraftværker er at opretholde miljøsikkerheden i byområdet. Men selv denne ulempe er meget let at fjerne, når man bruger installationer, der absorberer produkterne af forbrænding af naturgas.

For almindelige borgere giver gaskraftværker en fremragende mulighed for at sænke prisen på elektricitet med næsten halvdelen og om nødvendigt bruge næsten gratis centralvarme..

Lignende poster:

1. Karibiske kendetegn – unikke Le Sereno villaer på et bredt dæk af Luis Pons, Fransk Vestindien Le Sereno villaer i Fransk Vestindien byder på unikke karibiske kendetegn som et bredt dæk, luksuriøse møbler og velplejede residenser. Her kan man nyde mange fantastiske faciliteter som pool og...
2. Autonom (lokal) kloakering til sommerhuse Autonom (lokal) kloakering er den grovt sanktionerede løsning til sommerhusområder, som med sine fleksible og lettilgængelige løsninger giver de lokale myndigheder mulighed for, at etablere afvandingssystemer nemt og kosteffektivt. Det...
3. Autonom gasforsyning Autonom gasforsyning tilbyder en sikker, effektiv og skalerbar løsning til strømforsyning. Det har et bredt omfang af applikationer og er en brugervenlig løsning, der sikrer, at ethvert projekt kører effektivt...
4. Autonom vandforsyning i et landsted: opsamling af regnvand Autonom vandforsyning i et landsted er en god mulighed for at opsamle regnvand fra tagoverfladen, så du kan have adgang til fri vandforsyning og spare penge på vandregningen. Det er...

Læs mere  Jorden i en lejlighed: hvorfor er det nødvendigt, og hvordan man opretter