Газопоршневые электрические станции
Газопоршневые электрические станции
В последнее время наряду с ГТЭС стали широко использоваться электростанции контейнерного исполнения на базе газопоршневых генераторов. Эти электростанции являются автономными постоянными и резервными источниками электроэнергии. Газопоршневые генераторные установки могут использоваться для выработки как электрической, так и тепловой энергии за счет утилизации теплоты газового двигателя. Установки с утилизацией теплоты могут применяться на объектах, одновременно потребляющих тепловую и электрическую энергию:
• объектах нефтегазового комплекса;
• удаленных объектах жилищно-коммунального хозяйства (электрои теплоснабжение небольших поселков и т. п.);
• карьерах и рудниках;
• различных промышленных предприятиях.
В состав основного оборудования входят:
1) газовый мотор-генератор;
2) модуль утилизации теплоты;
3) контейнер;
4) система подачи топливного газа;
5) система автоматического дополнения масла в двигатель;
6) электрооборудование;
7) система управления.
В табл. 9 приведены характеристики газопоршневых генераторов фирмы «Катерпилляр», серии G3500 со следующими исходными условиями:
Температура наружного воздуха, °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –60÷+ 45
Относительная влажность воздуха, %, не более................................ 90
Напряжение, кВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,4/6,3/10,5
Удельный расход масла, г/(кВт. ч). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,426
Топливо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Природный газ с теплотворной способностью 35,6 МДж/м3
Частота вращения, мин–1......................................................................................................... 1500
ООО «Газовое энергетическое машиностроение» выпускает газовые электрогенераторы, которые могут работать на магистральном или сжатом газе, сжиженной пропанбутановой смеси, сжатых углеводородных смесях с метановым числом не ниже 30 (табл. 10).
Таблица 9. Характеристики газопоршневых электростанций
| Параметр | Тип электростанции | |||
| G3512 | G3516/B | G3516C/E | G3520C/E | |
| Электрическая мощность (cosj = 0,8), кВт | 770 | 1030/1145 | 1600 | 2000 |
| Тепловая мощность, кВт | 1000 | 1340/1489 | 2080 | 2530 |
| Топливо | Природный газ, попутный газ, биогаз | Природный газ | Природный газ, биогаз | |
| Мощность на собственные нужды, кВт | 30 | 30 | 40 | 50 |
| Система утилизации тепла | В контейнере | В контейнере или на крышке | В отдельном контейнере | В отдельном контейнере |
| Расход природного газа при нагрузке 100%, м3/ч | 206 | 276/289 | 411 | 502 |
| Транспортные размеры силового модуля (ДxШxВ), м | 12,1x2,9x2,45 | |||
| Ориентировочная масса силового модуля, т | 25 | 35 | 30 | 35 |
Примечания. 1. Масса силового модуля указана с учетом массы генераторной установки.
2. Природный газ с низшей теплотой сгорания 35,6 МДж/м3.
3. Габариты и масса силового модуля могут изменяться в зависимости от состава оборудования и требований заказчика.
Таблица 10. Характеристики газовых электрогенераторов
| Параметр | АП-100Б | АП-200Б | АП-315Б |
| Мощность, кВт | 100 | 200 | 315 |
| Напряжение, В | 400 | 400 | 400 |
| Расход газа, м3/ч | 30 | 75 | 115 |
| Масса, кг | 2300 | 3400 | 4000 |
ОАО «Звезда-Энергетика» введена автономная газопоршневая электростанция в России мощностью 6 МВт, использующая в качестве топлива попутный нефтяной газ. Электроэнергия вырабатывается пятью электрогенераторами на базе газопоршневых двигателей типа QSV91G единичной мощностью 1315 кВт производства фирмы «Cummins».
В России широко распространены газопоршневые агрегаты фирмы DEUTZ ЗАО «Вадо инженеринг» (табл. 11) и компании «AKSA Power Generation» (табл. 12). Газовые двигатели «AKSA Power Generation» — с искровым зажиганием и обедненным процессом горения; четырехтактный двигатель — с водяным охлаждением, турбонаддувом и дополнительным охлаждением; электронный регулятор и система пневматического запуска от одного пневмодвигателя; воздушный фильтр — с сухим элементом; бесщеточный генератор — с двумя подшипниками; сварная стальная рама заводского изготовления.
Таблица 11. Технические характеристики газопоршневых агрегатов DEUTZ ЗАО «Вадо инженеринг»
| Тип | Мощность, кВт | Электрический КПД, % | Тепловая мощность, кВт(Гкал/ч) | Общий КПД, % | Расход газа, м3/ч | Габариты (ДxШxВ), мм | Масса, кг | |
| установки | двигателя | |||||||
| TBG | 616V8K | 350 | 36,9 | 442 (0,38) | 85,3 | 96 | 3100x1300x2100 | 3750 |
| 616V12K | 525 | 37,7 | 642 (0,552) | 85,4 | 142 | 4000x1400x2100 | 4890 | |
| 616V16K | 700 | 37,8 | 850 (0,736) | 85,5 | 189 | 4400x2200x2100 | 5510 | |
| 620V16K | 1050 | 40,2 | 1155 (0,993) | 85,6 | 268 | 4700x1800x2650 | 8480 | |
| 620V20K | 1400 | 1547 (1330) | 85,8 | 357 | 5500x1800x2650 | 10830 | ||
| TCG | 2016V12 | 600 | 40,8 | 556 (0,478) | 79,9 | 150 | 3520x1450x2200 | 5100 |
| 2016V16 | 800 | 41,2 | 753 (0,647) | 81,2 | 198 | 4000x1450x2200 | 6280 | |
| 2020V12 | 1200 | 41,7 | 1229 (1,057) | 84,4 | 294 | 4700x1750x2500 | 10500 | |
| 2020V16 | 1600 | 41,8 | 1638 (1,409) | 85,8 | 392 | 5700x1750x2500 | 13500 | |
| 2020V20 | 2000 | 42 | 1972 (1,696) | 84,7 | 486 | 6300x1750x2500 | 17580 | |
| 2032V12 | 3000 | 41,8 | 3088 (2,655) | 85,9 | 737 | 7600x2700x3700 | 38800 | |
| 2032V16 | 4000 | 41,9 | 41,73 (3,588) | 86,6 | 983 | 8700x2700x3700 | 45100 | |
Примечание. Расход масла — 0,3 г/(кВт. ч).
Таблица 12. Характеристики газопоршневых установок «AKSA Power Generation»
| Электроагрегат (50 Гц, 400/230 В) | Газовый двигатель «WAUKESHA» | Агрегат открытого исполнения | ||||||||||
| Модель | Мощность | Общая мощность непрерывная, кВт | n, мин–1 | Модель | Цилиндр | Габариты (ДxШxВ), м | Масса в сухом состоянии, кг | |||||
| кВ.А, cosj=0,8 | кВт | Тип | Рабочий объем, л | Внутренний диаметр, мм | Ход поршня, мм | Расход газа при полной нагрузке, м3/ч | ||||||
| А. Агрегаты мощностью 310—1310 кВ.А | ||||||||||||
| AWG 310 |
310/281 |
248/225 | 250 | 1500 | VGFF18GLD | 6L | 18 | 152 | 165 | 80 | 4,07x1,83x2,34 | 4127 |
| AWG 410 | 407/370 | 326/296 | 331 | 1500 | VGFF24GLD | 8L | 24 | 152 | 165 | 95 | 4,47x1,98x2,54 | 5442 |
| AWG 0 | 362/575 | 506/460 | 500 | 1500 | VGFL36GLD | 12V | 35,9 | 152 | 165 | 145 | 4,78x2,67x3,15 | 9300 |
| AWG 830 | 830/757 | 664/603 | 660 | 1500 | VGFP48GLD | 16V | 48 | 152 | 165 | 187 | 5,39x3,12x3,45 | 12250 |
| AWG 955 | 955/860 | 764/688 | 755 | 1000 | VHP5790GL | 12V | 94,9 | 216 | 216 | 223 | 5,99x2,9x3,51 | 17400 |
| AWG 1120 | 1120/1022 | 896/818 | 988 | 1000 | VHP5794LT | 12V | 94,9 | 216 | 216 | 272 | 6,68x3,10x3,87 | 20862 |
| AWG 1170 | 1170/1057 | 936/846 | 918 | 1000 | VHP7042GL | 12V | 115,4 | 238 | 216 | 269 | 6,05x2,9x3,51 | 18000 |
| AWG 1310 | 1310/1185 | 1048/948 | 1044 | 1000 | VHP7044GSI | 12V | 115 | 238 | 216 | 327 | 6,05x2,9x3,5 | 18030 |
| Б. Агрегаты мощностью 394—2187 кВ.А | ||||||||||||
| GFBA 315 |
394 |
315 | 330 | 1500 | QSK 19G | 6L | 19 | 159 | 159 | 91,6 | 3490x1267x1792 | 3856 |
| GQKA 1160 | 1438 | 1160 | 1207 | 1500 | QSK -GV | 16V | 60 | 159 | 190 | 310 | 4890x2240x2074 | 14832 |
| GQMA 1370 | 1712 | 1370 | 1425 | 1500 | QSV 81-G | 16V | 81,44 | 180 | 200 | 377 | 5356x1721x2661 | 14832 |
| GQMB 1570 | 1962 | 1570 | 1629 | 1500 | QSV 81-G | 16V | 81,44 | 180 | 200 | 422 | 5356x1721x2661 | 14832 |
| GQNA 1540 | 1925 | 1540 | 1600 | 1500 | QSV 91-G | 18V | 91,62 | 180 | 200 | 420 | 5606x1721x2661 | 16062 |
| GQNB 1750 | 2187 | 1750 | 1832 | 1500 | QSV 91-G | 18V | 91,62 | 180 | 200 | 472 | 5606x1721x2661 | 16062 |
Числитель — резервный режим; знаменатель — основной режим. Непрерывный режим.
Примечание. Низшая теплота сгорания газа 8250 ккал/м3.
| Газотурбинные электрические станции (ГТЭС) |
| Блочные паровые турбогенераторы (мини-ТЭЦ) |
| Воздушно-отопительное оборудование. |