News

Понимание основ: электростанции газопоршневого типа — принцип работы
2025-04-30

Газопоршневые электростанции используются для децентрализованного производства электричества, а также служат источниками других видов ресурсов.

Генерация электроэнергии осуществляется установками разных типов и мощности. Основной элемент каждой ГПУ – силовой агрегат внутреннего сгорания. В качестве источника энергии для работы двигателя используется природный газ. Выработка энергии осуществляется электрическим генератором, который установлен на единую раму с силовым агрегатом. Газопоршневые двигатели, работающие на природном газе, имеют высокий КПД, характеризуются надежностью и безопасностью.

Оглавление
Особенности конструкции и функционирования установки газопоршневого типа
В каких режимах функционирует электростанция
Исполнение газопоршневых электростанций
Проектирование, поставка, производство электростанций газопоршневого типа
Поступление горючего газа на газопоршневой двигатель приводит к образованию механической энергии за счет сжигания топлива и передачи этой энергии при помощи единого вала на генератор для преобразования в электроэнергию со стандартными параметрами качества.

Полученная электрическая энергия поступает на распределительное устройство энергосистемы предприятия заказчика.
В процессе работы ГПУ происходит высвобождение большого количества тепла от рубашки охлаждения двигателя, отработавших дымовых газов, нагретого масла. Тепло снимается теплообменниками и котлами-утилизаторами, а затем подается в существующие тепловые сети предприятия.

Если попутное тепло с электростанции не используется предприятием, оно сбрасывается в атмосферу.
Установки газопоршневого типа или ГПУ при комплектации дополнительными устройствами могут выделять тепловую энергию, охлажденную воду в качестве хладагента.

Основной элемент каждой ГПУ – силовой агрегат внутреннего сгорания. В качестве источника энергии для работы двигателя используется природный газ. Выработка энергии осуществляется электрическим генератором, который установлен на единую раму с силовым агрегатом. Газопоршневые двигатели, работающие на природном газе, имеют высокий КПД, характеризуются надежностью и безопасностью.

Особенности конструкции и функционирования установки газопоршневого типа
Двигатели внутреннего сгорания для ГПУ имеют определенные достоинства и недостатки. По принципу работы такие агрегаты схожи с установками, используемыми в других системах. Сгорание природного газа – единственный источник выделения энергии для подобных агрегатов.

В состав каждой газопоршневой установки входят следующие элементы:

системы топливоснабжения, маслоснабжения;

системы вентиляции, дымоудаления и утилизации тепла;

системы теле--, электромеханики, автоматики и связи;

системы охранно-пожарной сигнализации и т.д.

Схема ГПУ

система формирования газовоздушной смеси отвечает за смешивание природного газа с воздушным потоком в необходимой пропорции. Специальный смеситель комплектуется трубками Вентури;

силовые агрегаты с системой турбонаддува устанавливаются в ГПУ марки MTU. Их особенностью является использование энергии выхлопных газов для вращения турбины;

нагнетание топливной смеси в цилиндры двигателя осуществляется за счет работы компрессора, приводом которого является турбина. Подобный алгоритм работы позволяет снизить расход природного газа в пересчете на единицу генерируемой энергии;

высоковольтное искровое зажигание отвечает за воспламенение топливной смеси.

Особенности функционирования ГПУ

Скачать опросный лист
Особенности функционирования генератора ГПУ
Совместная работа двигателя и генератора синхронного типа обеспечивают выделение энергии газопоршневой установкой. Вне зависимости от марки и модели, генератор состоит из двух основных модулей. Обмотка переменного тока располагается на неподвижном статоре. Внутри статора размещен подвижный ротор.

Обмотка возбуждения запитывается от внешнего источника и также размещается на подвижном роторе. Технология работы установки газопоршневого типа выглядит следующим образом:

силовой агрегат отвечает за вращение вала ротора на генераторе;

за счет протекающего в обмотке возбуждения тока создается электромагнитное поле;

в обмотке статора формируется напряжение синусоидальной формы. В результате осуществляется питание нагрузки установки.

Частота вращения обмотки возбуждения совпадает с частотой вращения ротора. Такая особенность свойственна всем установкам синхронного типа. Щеточно-коллекторный механизм входит в состав каждого генератора. Функция данного элемента – подача питающего напряжения на обмотку возбуждения.

Фиксация приводного двигателя и генератора осуществляется в непосредственной близости. Соосное сопряжение валов силового агрегата и генератора – еще одна особенность ГПУ.

В каких режимах функционирует электростанция
Существуют различные варианты потребления электроэнергии, в зависимости от которых выбирается режим функционирования газопоршневой установки.

Параллельный способ функционирования ГПЭС является наиболее востребованным и эффективным. При запуске электроустановки осуществляется автоматическая синхронизация параметров оборудования и внешней сети. Обязательно выполняется четкий контроль работы комплексов, исключается подача энергии во внешнюю сеть.

Виды топлива для газопоршневых установок
Современные модели электростанций газопоршневого типа функционируют на разных видах топлива:

природный газ;

свалочный;

попутный нефтяной;

шахтный;

очистной;

рудничный;

коксовальный;

биогаз;

пропан, СПГ и другие виды жидкого газа.

При использовании газа, отличного от природного, обязательно проверяется состав топливной смеси, ее соответствие параметрам, определенным производителем оборудования.

Исполнение газопоршневых электростанций
Исполнение газопоршневой электростанции — это вид и характер установки на объекте заказчика, поскольку ГПУ на улице в открытом виде не устанавливается. На выбор исполнения ГПУ влияют два фактора: требования заказчика и условия установки электростанции на территории предприятия:

Блочно-модульные электростанции. ГПУ, все вспомогательное оборудование и системы устанавливаются в быстровозводимом компактном здании блочного типа с модульным расположением ГПУ и вспомогательных систем.

Блочно-модульная ГПУ

Газопоршневые электростанции в стационарном исполнении. ГПУ и вспомогательное оборудование и системы устанавливаются в капитальном здании по принципу основного режима или параллельного. Подробнее о подключении газопоршневых электростанций (ГПЭС) в параллельном режиме можно прочесть в нашей статье >>>>.

ГПУ с двигателем MTU
Энергоцентр с газопоршневыми установками MTU
Газопоршневая электростанция в блочно-модульном исполнении позволяет значительно сэкономить на реализации проекта, сокращает сроки запуска объекта в эксплуатацию и не ставит жесткие ограничения по размерам. Блок-модуль можно демонтировать, переместить, смонтировать и запустить в работу в течение нескольких недель.