Для бесперебойного снабжения электроэнергией в случае нестабильной работы магистральных электросетей или необходимости работы в автономном режиме служит газогенераторная установка для выработки электроэнергии на природном газе. У потребителя появляется выбор организовать подключённому оборудованию запасной вариант питания, обеспечив его функциональность.
Классификация оборудования
Аппараты могут применяться как на постоянной основе, так и в резерве. Изделия подразделяются по принципу работы (какой вид энергии вырабатывают):
- стандартные — основная задача установки, выработка электроэнергии;
- когенерационные — здесь у изделия двойная функция — это и обеспечение стабильности в сети, и выработка тепла;
- тригенерационные — у этого типа газогенераторов обратная функция, в отличие от второго типа генерировать холод.
В первом случае тратится впустую тепловая энергия от выработанных газов, попадающих в атмосферу, такой способ эксплуатации оборудования не экономичен при дороговизне энергоресурсов.
У оборудования для выработки электричества двойного назначения отработанные газы проходят через теплообменник, в результате повышается температура находящейся в нём жидкости. В итоге появляется возможность подачи горячей воды и обогрева помещений в холодный период года.
Установки, в основе которых лежит обратный процесс, обеспечивают стабильной работой холодильное оборудование.
В зависимости от того какой установлен двигатель внутри механизма, газовый генератор электричества бывает двух видов:
- поршневой;
- турбинный.
У газопоршневого генератора мотор работает по типу двигателя внутреннего сгорания. Конечный продукт (электрический ток) попадает в точку питания через преобразователь, где он из постоянного преобразуется в переменный.
На устройстве предусмотрен газовый редуктор с заданными параметрами от производителя. Автоматическая система этого модуля не допустит утечку газа, при внезапном прекращении работы двигателя.
Главным плюсом поршневых газогенераторов для электричества является универсальность работы. В качестве ресурсов может быть сжиженный газ (пропан) в баллонах или метан, поступающий из сети центрального газораспределения.
При следующем типе установки, в компрессоре происходит нагнетание воздуха до необходимых параметров давления и подача его в камеру сгорания, где происходит горение смеси (воздух плюс топливный ресурс). Лопатки под действием струи горящего газа начинают вращаться, а уже задача генератора преобразовать кинетическую энергию вращательного движения турбины в электрический ток.
Основное преимущество газотурбинных аппаратов — это значительно больший срок эксплуатации, при этом устройство обеспечит потребителя более высокой мощностью. Турбинный принцип работы двигателя почти полностью нивелирует вибрацию, что снижает уровень шума. Хотя есть и минус: дорогие комплектующие увеличивают стоимость оборудования.
По частоте вращения ротора поршневые газогенераторы для выработки электроэнергии на природном газе и на сжиженном топливе делятся:
- Синхронные.
- Асинхронные.
Синхронные газогенераторы легче переносят пусковые перегрузки, и к потребителю подаётся более чистый ток.
Асинхронное устройство не воспринимает короткие замыкания, поэтому используется для питания сварочных аппаратов.
Процессы работы также вносят свои различия между типами газогенераторов. Установки бывают прямого назначения и обратного:
- Прямой вид исполнения обусловлен использованием угольной или полукоксующей заправки и подачей в устройство природного газа.
- Обратное исполнение характеризуется забором воздуха с боковой стороны при достаточно высокой скорости потока.
Устройство поршневого генератора
Это изделие является высокотехнологичным аппаратом, состоящим из множества узлов и деталей. Задача конструкции преобразовать механическую энергию в электрическую. Основные органы управления и узлы газогенератора:
Передняя панель:
- Пусковая кнопка;
- Счётчик моточасов;
- Тумблер нагрузки;
- Вольтметр;
- Зарядное устройство постоянного тока;
- Штуцер подсоединения газового шланга;
- Штекер-гнездо для подсоединения авторежима;
- Переключатель работы с природного на сжиженный газы;
- Кнопка режима автоматического включения установки (если тумблер будет поставлен на авторежим, газогенератор в ручном режиме не заработает);
- Розетка;
- Розетка для подключения большой нагрузки;
- Заземление.
Внутреннее устройство:
- Вентилятор на двигатель и генератор;
- Генератор;
- Двигатель внутреннего сгорания;
- Стартер;
- Электромагнитный клапан;
- Воздушный фильтр.
Преимущества газогенерирующей установки
Этот вид оборудования для выработки электричества может быть установлен как в быту, так и на промышленных объектах. Всё потому, что обладает многими положительными характеристиками:
- Газогенераторные электростанции работают на максимальных пределах температурного диапазона — от -50 до +50 С. Установки не прихотливы при хранении и эксплуатации, поэтому не требуют специальных помещений. Обязательным лишь является заземление для газогенератора.
Долговременная стабильная работа обусловлена подключением к газовой магистрали с её неиссякаемым потоком ресурсов для аппарата по выработке электроэнергии. При возникновении форс-мажора всегда можно подключить к установке баллон со сжиженным газом. Такой весомый аргумент в пользу этого механизма является первостепенным, в отличие от устройств, работающих на твёрдых или жидких видах топлива, так как их работа закончится при полном израсходовании горючего.- Из-за чистоты потребляемого газа, нагар, который так вреден для механизмов и узлов устройства, не скапливается, поэтому поршни и цилиндры намного меньше подвержены испытаниям износостойкости. Просто специфика этого аппарата такова, что продукты сгорания почти не образуются после работы в камерах двигателя газогенераторной электростанции.
- В странах, где очень ответственно подходят к защите окружающей среды не только в промышленном комплексе, но и на бытовом уровне, применяют генераторы для подачи электричества потребителям. А всё потому, что после сгорания природного топлива, в воздух почти не попадают вместе с выхлопами продукты реакции.
Выбор мощности для бытового назначения
Нужно приложить немало усилий, чтобы подобрать необходимую мощность для газогенератора бытового назначения. Главная задача при расчётах — это решить, сколько потребителей и какая будет мощность подключённого оборудования. Закономерно, для обеспечения электроэнергией всего дома, необходимо приобрести аппарат более высокой ценовой категории, а вот поддержка функционирования отдельных потребителей в доме сэкономит вам средства при покупке изделия с меньшими параметрами по мощности.
Количество энергии, развиваемое бытовым газогенератором, рассчитывается нехитрым суммированием всех подключённых приборов, работающих при помощи электричества. Пусковой ток учитывается при расчётах бытовой техники и холодильных устройств, поэтому начальную мощность необходимо увеличить в 2.5 раза. После учёта всех потребителей всю полученную сумму увеличить на двадцать процентов, чтобы избежать нехватки мощности в пиковые часы.
Такие математические действия очень важны, так как избыток запаса энергии у газогенератора уменьшит его моторесурс. При недостаточном обеспечении напряжением всех приборов,не только ухудшится качество их работы, вплоть до выхода из строя, но и уменьшится срок эксплуатации самого генератора электроэнергии.
Различия бытовых и промышленных аппаратов
Главное условие при закупке газовых электростанций для работы на промышленных объектах — это надёжность. Понятно, что поломка установки при производственных процессах — это трудозатраты на ремонт, потеря времени и возникновение аварийных ситуаций.
Стабильный рабочий процесс промышленных газогенераторов достигается не только удачными конструктивными решениями изделий и применением сверхнадёжных материалов, ведь на рынке много качественной продукции и бытового назначения. Высокая надёжность достигается путём строжайшего технического контроля и проверок на испытательных стендах оборудования для промышленного назначения.
Мощность промышленных газогенераторных установок находится в диапазоне от 8 до 200 кВт, а вот их бытовые аналоги не могут похвастаться такими показателями (10−15 кВт).
В основном газогенераторы для нужд промышленности изготовляются трёхфазными с напряжением 380 В, но маломощные установки производятся и в однофазном исполнении с напряжением 220 В. Газогенерирующая техника, которая применяется для дома, тоже представлена на рынке как однофазными, так и трёхфазными аппаратами. Отсюда следует вывод, что наличие последнего условия (трёх фаз) не означает наличие конструкции промышленного назначения.
Первостепенное отличие промышленных газогенераторов для выработки электричества от изделий бытового назначения — это почти нулевое несоответствие напряжения, частоты тока к их обусловленным параметрам и неизменность показателей в процессе работы. Это бытовые газогенераторы могут работать в широком диапазоне разброса заданных условий, а промышленные приборы крайне негативно переносят даже маленькую погрешность.
Газогенераторы для электричества на природном газе — это лучший способ обезопасить себя от перебоев в подаче электроэнергии не только для домашних, но и промышленных нужд.
