Стоимость электроэнергии централизованных систем в наше время очень высока. То же самое касается и общих отопительных коммуникаций. Поэтому все более популярными у владельцев предприятий разной специализации становятся Мини-ТЭЦ. Обходится установка такой станции довольно-таки дорого, однако и окупается она очень быстро. Основным элементом любой мини-ТЭЦ является газопоршневая установка.
Особенности конструкции
Работают современные газопоршневые установки на двигателях внутреннего сгорания. При этом в качестве топлива может использоваться не только пропан или бутан, но и:
биогаз;
факельный;
газ сточных вод;
попутный;
коксовый и т. д.
Помимо двигателя в конструкцию газопоршневой установки входят:
генератор, предназначенный для преобразования механической энергии вращения вала двигателя в электрическую;
водогрейный или паровой котел;
радиатор, являющийся частью системы охлаждения двигателя;
насосы, термостаты, теплообменники.
Также такая система может включать в себя кондиционер. Чаще всего в мини-ТЭЦ используются читтеры.
Принцип работы
Основным преимуществом газопоршневых установок является большой КПД при относительно невысокой стоимости. В том случае, если оборудование работает на поставляемом по российским магистралям газу, его электрический коэффициент полезного действия будет составлять около 43 %. Однако в большинстве случаев газопоршневые установки могут работать в режиме когенерации. При этом используется в том числе и выделяемая ДВС теплота. Разогревающаяся при работе двигателя охлаждающая жидкость поступает в специальный обменник. Здесь она передает тепло воде или антифризу, циркулирующим по магистралям системы отопления. Дополнительный подогрев охлаждающей жидкости при этом происходит в специальном котле-утилизаторе за счет тепла выхлопных газов ДВС.
При использовании такой схемы работы мини-ТЭЦ КПД установки может увеличиваться до 90 %. При этом соотношение мощности двигателя и вырабатываемой установкой энергии составляет 1х1. Что является очень неплохим показателем. Ведь при этом на 1 кВт мощности мотора приходится 1 кВт общей (тепловой и электрической) вырабатываемой энергии.
Тригенерационные модели
Газопоршневая генераторная установка этого типа является самым удобным в использовании, но при этом и наиболее дорогим оборудованием. В данном случае тепло, вырабатываемое двигателем, может использоваться не только для обогрева цехов и производственных помещений предприятия зимой, но и для кондиционирования их в летнее время. Добиться этой цели позволяет включение в систему мини-ТЭЦ читтера, функционирующего по абсорбционной технологии. Такие агрегаты используют в своей работе газ, пар или горячую воду.
Иногда конструкция газопоршневой установки дополняется и компрессорным кондиционером. Однако использование подобного устройства в большинстве случаев считается нецелесообразным, поскольку работает оно от электроэнергии. А это, в свою очередь, вызывает дополнительные ненужные расходы.
Особенности выбора
Мощность такого оборудования, как газопоршневая установка, может колебаться в очень больших пределах. Разумеется, при выборе данного оборудования на этот показатель обращают внимание в первую очередь. На современном рынке существуют установки, мощность которых может исчисляться как десятками кВт, так и МВт. Но наиболее востребованным считается оборудование на 100-2000 кВт. Даже в том случае, если предприятию требуются большие мощности, обычно закупается не одна большая установка, а несколько маленьких. Это дает массу преимуществ. К таковым можно отнести:
Более надежную работу системы. В том случае, если одна из установок выйдет из строя, временно работу можно продолжить с использованием оставшихся. В результате цеха не будут простаивать.
Возможность более рационального использования системы. К примеру, в зимний период времени, когда необходимости в обогреве нет, часть установок можно отключить. То же самое касается пиков и спадов самого производства.
Особенностью газопоршневых установок является то, что использовать их при нагрузке менее 30 % нельзя. Большой агрегат применять на полную мощность постоянно довольно-таки сложно. При использовании же нескольких установок эта проблема также отпадает.
Расчет газопоршневой установки
Стоимость 1 кВт в час, вырабатываемого оборудованием этого типа, самостоятельно рассчитать довольно-таки сложно. Проще воспользоваться специализированным онлайн-калькулятором или ПО. В форму программы нужно будет просто ввести такие данные, как:
модель двигателя;
количество установок;
тариф на газ в данной конкретной местности;
тариф на электричество.
Также нужно будет указать, используются ли в станции режим когенерации и тригенерации.
Газопоршневые установки, цена на которые зависит от мощности и функционала (от 100 тыс. до 15-16 млн рублей), в большинстве случаев оказываются оборудованием, в использовании очень выгодным. Некоторые модели могут окупиться за несколько месяцев. Максимальный же срок окупаемости составляет 4 года.
Особенности монтажа
При сборке мини-ТЭЦ в обязательном порядке должны соблюдаться предусмотренные законодательством нормативы. Монтироваться газопоршневая установка может как вне производственного помещения, так и непосредственно на его территории. Также такие агрегаты иногда устанавливают в пристройках.
При монтаже на улице мини-ТЭЦ располагают обычно на расстоянии не менее 5 метров от здания. Если она размещена в отдельной постройке, последняя должна располагаться от цехов на расстоянии 10-20 м. В самом производственном здании мини-ТЭЦ положено отделять специальными техническими помещениями со всех сторон. При этом в таких комнатах не должны постоянно находиться люди. Те же правила соблюдаются при расположении станции в пристройке.
Газопоршневые установки российских производителей
Оборудование этого типа, выпущенное на отечественных предприятиях, в большинстве случаев отличается неплохим качеством и надежностью. И хотя по некоторым показателям оборудованию европейского производства оно может уступать, для использования в мини-ТЭЦ считается вполне подходящим. Тем более что стоят такие агрегаты обычно дешевле изготовленных, к примеру, в Европе.
На современных отечественных предприятиях могут использоваться самые разные марки такого оборудования, как газопоршневые установки. Производители ООО «Энерго-статус», «Зоря-Машпроект», НПО им. Фрунзе, «Алтай-Дизельэнерго» и многие другие выпускают вполне надежные агрегаты этого типа. Очень популярными у владельцев предприятий, работающих от мини-ТЭЦ, являются также российские модели линейки АГП, выпускаемые предприятием «Рыбинсккомплекс».
Технические характеристики АГП-100
Параметры газопоршневые установки российских производителей могут иметь разные в зависимости от линейки и назначения. Электростанции АГП в этом плане исключением не являются. Модификаций этого оборудования существует множество. Одной из самых востребованных моделей на отечественном рынке является АГП-100. Предназначена она для обеспечения потребителей трехфазным переменным током на 50 Гц и 400 В. В зависимости от качества используемого для работы газа она может генерировать энергии на 70-100 % от своей номинальной мощности. При необходимости ее допускается использовать и для утилизации тепла. Ниже для наглядности представляем вашему вниманию таблицу с техническими характеристиками этого агрегата.
Параметр | Значение |
Мощность | 100 кВт |
Номинальный ток | 180 А |
Частота вращения вала двигателя | 1500 об/мин |
Вид топлива | Любой газ |
Расход масла | 0.5 % от расхода топлива |
Система охлаждения | Радиаторная |
Расход топлива | 35 м3/ч |
Стоимость вырабатываемого этой установкой электричества составляет порядка 0.7 рубля за 1 кВт/ч при максимальной нагрузке.
Европейские установки
Такое оборудование также используется отечественными предприятиями довольно-таки часто. Одной из самых популярных марок импортных моделей является Caterpillar. Газопоршневые установки этого производителя ценятся прежде всего за:
высокий КПД;
возможность использования широкого ассортимента дополнительного оборудования;
легкость монтажа;
экономию в плане расхода топлива;
отличные рабочие характеристики;
возможность использования без необходимости капитального ремонта длительное время (до 100 000 моточасов).
Таким образом, современная газопоршневая установка — оборудование на самом деле очень удобное и надежное. Разумеется, использовать его при таких отличных показателях экономичности и производительности можно не только в производственных цехах, но и на разного рода социальных объектах: в больницах, школах, детских садах и т. д.
