Газопоршневая электростанция, конструкция и принцип работы.
Газопоршневая электростанция – это электростанция, созданная на основе поршневого двигателя внутреннего сгорания, работающего на природном или другом горючем газе. Помимо электроэнергии газопоршневая электростанция может дополнительно вырабатывать тепло.
Конструкция, топливо и принцип работы газопоршневой электростанции
Преимущества и недостатки газопоршневой электростанции
Газопоршневая электростанция:
Газопоршневая электростанция – это электростанция, созданная на основе поршневого двигателя внутреннего сгорания, работающего на природном или другом горючем газе.
Газопоршневая электростанция вырабатывает не только электрическую, но тепловую энергию. В таком случае этот процесс называется «когенерация». В том, случае если газопоршневая электростанция позволяет получать ещё и холод, то данный процесс называется «тригенерация».
Газопоршневая электростанция предназначена работы в постоянном и периодическом режиме (во время пиковых нагрузок), а также в качестве аварийных источников энергии, с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла.
Она используется в качестве резервного, вспомогательного или основного источника электроэнергии на предприятиях как в автономном режиме или совместно с централизованными системами электроснабжения и тепла.
Газопоршневая установка устанавливается на единой раме-блоке, внутри блок-модуля (контейнера) или стационарно (в здании).
Газопоршневые электростанции выпускаются мощностью от 5 кВт до 7 МВт. Электрический КПД газопоршневой электростанции составляет от 25 до 45 %. Из 0,22 м3 газа может быть выработан 1 кВт электроэнергии.
Конструкция, топливо и принцип работы газопоршневой электростанции:
Основу конструкции газопоршневой электростанции составляет поршневой двигатель внутреннего сгорания, который в свою очередь представляет собой разновидность двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в котором тепловая энергия расширяющихся газов, образовавшаяся в результате сгорания топлива в цилиндре, преобразуется в механическую работу поступательного движения поршня за счёт расширения рабочего тела (газообразных продуктов сгорания топлива) в цилиндре, в который вставлен поршень. Поступательное движение поршней преобразуется во вращение коленчатого вала кривошипно-шатунным механизмом. Таким образом, поршневые двигатели внутреннего сгорания (в большинстве случаев) выдают механическую энергию в виде крутящего момента.
Поршневой ДВС является самым распространённым тепловым двигателем и поэтому используется в газопоршневой электростанции.
Поршневой ДВС работает по циклу Отто. Его рабочим телом является природный газ, попутный нефтяной газ, биогаз, смешанный газ, генераторный газ, коксовый газ, свалочный газ, метан, пропан, бутан, пропан-бутановая смесь, газы с низкой теплотворной способностью, с невысоким содержанием метана и низкой степенью детонации, газы с высокой теплотворной способностью и пр. горючие газы, которые подводятся к двигателю извне от газовой магистрали либо через газовый редуктор от баллонов со сжатым газом.
Поршневой двигатель внутреннего сгорания крепится на единой раме вместе с генератором электрического тока и соединен с последним с помощью единого вала. Крутящий момент (механическая энергия вращения) во время работы поршневого ДВС через единый вал передается на генератор электрического тока, преобразующий механическую энергию вращения вала в электрическую.
Вырабатываемая электроэнергия через кабельные линии передается на распределительное устройство потребителя.
Во время работы ДВС высвобождается большое количество тепла, содержащегося в выхлопных отработанных газах, рубашке охлаждения двигателя и нагретом масле. С помощью теплообменников тепловая энергия может быть отведена и использована по назначению. В противном случае тепло выбрасывается в атмосферу.
Преимущества и недостатки газопоршневой электростанции:
Преимуществом газопоршневой электростанции является ее мобильность. Она может быть демонтирована, перенесена и установлена на новом месте, например, в удаленном районе, в котором отсутствует централизованные системы электроснабжения.
Одним из основных недостатков, является наличие большого количества вредных веществ в выхлопных отработанных газах, что требует применения катализаторов для их очистки. Вредные вещества в выхлопе появляются из-за сгорания моторного масла, примерно 0,2 грамма на выработку 1 кВт электроэнергии.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com