Avtosfera76.ru

Авто Сфера №76
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем отличие газопоршневых двигателей

Сравнение газопоршневых и газотурбинных установок

В диапазоне мощностей от 20 до 30 МВт(э) газопоршневые когенерационные установки стабильно показывают лучшие по сравнению с другими технологиями результаты. Более того, для мощностей 3-5 кВт(э) ничто не может с ними конкурировать. Возникает вполне логичный вопрос: почему? Какие технические характеристики позволяют им быть настолько результативными.

Во-первых, следует отметить высокий показатель электрического КПД.

Наивысших значений электрического КПД (у газовой турбины до 30 %, а у газопоршневого двигателя около 40 % ) оборудование достигает только при работе со 100%-ной нагрузкой (Рис. 2.1). Снижение нагрузки даже до 50%, уменьшает электрический КПД используемой газовой турбины почти в 3 раза. В то время как, в случае использования газопоршневого двигателя такие изменения режима нагрузки ни на общий, ни на электрический КПД практически не влияют.

Pиc. 1. Графики зависимости КПД от нагрузки:

Приведенные графики позволяют нагляно убедиться, что газовые двигатели отличаются более высоким электрическим КПД, показатели которого почти не изменяются при нагрузке от 50 до 100 %.

Вторым важны показателем являются условия размещения.

Номинальная мощность, как газовой турбины, так и газопоршневого двигателя находится в прямой зависимости от температуры воздуха и высоты используемой площадки относительно уровня моря. На графике (рис. 2) ясно видно, что повышение температуры с -30°С до +30°С приводит к падению электрического КПД газовой турбины примерно на 15-20%. При дальнейшем повышении температуры выше +30°С, КПД у газовой турбины становится еще ниже. И в этом случает газопоршневой двигатель выгодно отличается от газовой турбины, имея не только постоянный, но и более высокий электрический КПД на всем интервале температур вплоть до +25°С.

Рис. 2. График зависимости электрического КПД газовой турбины от температуры окружающего воздуха

Третий, но не менее важный показатель: условия работы.

Количество запусков: газопоршневой двигатель можно запускать и останавливать неограниченное количество раз, и это не повлияет на общий заявленный моторесурс двигателя, в то время как 100 запусков газовой турбины уменьшат её ресурс примерно на 500 часов.

Читать еще:  Газель двигатель причины детонации двигателя

Время запуска: промежуток времени необходимый для принятия полной нагрузки с момента запуска у газовой турбины составляет примерно 15-17 минут, а у газопоршневого двигателя всего 2-3 минуты.

К четвертым важным показателям относятся: проектный срок службы и интервалы техобслуживания.

Ресурс газовой турбины до первого капитального ремонта составляет от 20 000 до 30 000 рабочих часов. Ресурс же газопоршневого двигателя значительно больше и равен 60 000 рабочих часов (табл. 1). Кроме того и затраты на капитальный ремонт газовой турбины, учитывая стоимость запчастей и материалов, значительно выше.

Полный капремонт газовой турбины — значительно более сложный процесс, чем капремонт необходимый газовому двигателю. Ремонт газовой турбины можно выполнить только на заводе-изготовителе. Более того, для ремонта газовой турбины требуются довольно дорогие запчасти, что увеличивает его стоимость. Все эти факторы увеличивают время простоя газовой турбины по сравнению с газовым двигателем. Затраты на материалы и запчасти необходимые для выполнения капитального ремонта при использовании газового двигателя также заметно ниже.

Таблица №1: Интервалы техобслуживания

Ремонтные работы, интервал (часы)Турбины, авиационные и малые промышленныеТурбины, промышленныеГазопоршневой двигатель
Ремонт камеры сгорания5 00010 000
Средний ремонтРемонт турбины и камеры сгоранияРемонт головок цилиндров
10 00015 00030 000
Капитальный ремонт20 00030 00060 000

В-пятых, необходимо упомянуть довольно низкие капиталовложения.

Опираясь на данные расчётов видно, что удельные капиталовложения (Евро/кВт) для производства тепловой и электрической энергии с использованием газопоршневых двигателей ниже. Это их явное преимущество неоспоримо применительно к мощностям до 30 МВт. Таким образом, ТЭЦ мощность которой 10 МВт, оборудованная газопоршневыми двигателями обойдется примерно в 7,5 миллионов ?, если же использоват газовые турбины, то затраты возрастут до 9,5 миллионов ? (рис. 3).

Читать еще:  Хендай терракан плавают обороты двигателя

Также важно учитывать, что давление газа в газопроводной сети, как правило, не превышает 4-х атмосфер, что вполне достаточно для работы газового двигателя. А для работы газовой турбины давление подаваемого газа должно быть не меньше 6-10 атмосфер. Таким образом, в случае использования на станции газовой турбины в роли силового агрегата возникает необходимость в установке еще и газовой компрессорной станции, что приводит к дополнительному увеличению капиталовложений.

Рис. 3. Объемы капитальных вложений в ТЭЦ с разными силовыми агрегатами.

Таблица №2: Преимущества и недостатки газовой турбины и поршневого двигателя

Характеристикигазовая турбинапоршневой двигатель
Мощность единичной машины0.25 — 300 МВт (э)0.2 — 20 МВт (э)
Общий КПД65-87%70-92%
ПреимуществаОтсутствие водяной системы охлаждения.
Гибкость в выборе топлива.
Низкая эмиссия вредных веществ.
Работа установки на нескольких видах топлива.
Солидный ресурс.
Достаточно большая возможная единичная мощность.
Наивысшая производительность.
Эффективная работа при малой нагрузке (от 30% до 100%).
Относительно низкий уровень начальных инвестиций за 1 кВт(э).
Широкая линейка моделей по выходной мощности (от 4 кВт).
Возможность автономной работы.
Быстрый запуск (от 15 с, газовым турбинам требуется 0.5-2 ч).
Настоящая гибкость в выборе топлива.
Преобладание производства электроэнергии.
Малые размеры — низкие инвестиционные затраты.
Работа с малым давлением газа (ниже 1 бара).
Относительно простой капитальный ремонт.
Солидный ресурс.
Возможность кластеризации (параллельная работа нескольких установок).
Работа установки на нескольких видах топлива.
НедостаткиНижний порог эффективного применения (от 5 МВт электроэнергии).
Производительность ниже, чем у поршневых двигателей.
Высокий уровень шума.
Требуется подготовка топлива (очистка, осушка, компрессия).
Низкая эффективность при неполной загрузке.
Длительный период запуска (0.5 -2 часа).
Сложный и дорогой капитальный ремонт.
Если тепло не используется, то требуется охлаждение.
Высокий уровень (низкочастотного) шума.
Высокое соотношение вес/выходная мощность.
Относительно малая мощность единичной машины.
Читать еще:  Большой расход после капиталки двигателя

14 Декабря 2016 г.

© 2007–2021 «ГК «Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Газовые электростанции

Современные газогенераторные электростанции относятся к экономичному классу энергетического оборудования, позволяя использовать их в качестве аварийного, постоянного или резервного источника энергоснабжения. Спектр применения газогенераторов неограничен от бытового до промышленного применения в зависимости от требуемой мощности может быть реализован любой режим работы установки. При эксплуатации газопоршневых электростанций оптимальным и наиболее выгодным решением является режим когенерации с одновременной выработкой электричества и тепла, также возможно использование дополнительного оборудования для выработки холода.

Заключение

Когда возникают дискуссии о газомоторном топливе и его медленном распространении, всегда поднимается вопрос о том, что первично: парк газобаллонных автомобилей или сеть газовых заправок. Абсолютно понятно, что первична заправочная сеть. Отсюда вытекает извечный вопрос: кто виноват? Собственники заправочных сетей. Собственникам не интересно то, что интересно стране, ибо не видят они в том прибыли. Собственники и далее будут продолжать саботаж газификации транспорта.

Что делать? Единственным действенным средством борьбы с естественными монополиями и стимулирования экономики в целом остается национализация в первую очередь ПАО «Газпром», всех его дочерних предприятий и всех газораспределительных сетей. Негоже предприятиям, решающим экономические и социальные задачи в масштабах Российской Федерации, субъектов и частей субъектов Федерации, служить для удовлетворения амбиций узкого круга физических лиц. Регулирование тарифов на данном направлении не более чем паллиатив.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector