Газогенераторы на природном газе для выработки электроэнергии

Устройство и принцип работы

Турбинный газогенератор для выработки электроэнергии содержит в своем комплекте:

• компрессор;
• камера сгорания;
• турбина;
• генератор.

Компрессор. Производит сжатие воздуха до определенного давления и подает его в камеру сгорания, представляющую собой полый сосуд.

https://www.youtube.com/watch?v=7M_4HlTCpCI

Камера сгорания. Здесь воздух смешивается с топливом: природным или сжиженным газом, и начинается горение смеси. Для запуска агрегата предусмотрена свеча, а управление горением осуществляется термопарой, расположенной тоже в камере сгорания.

Турбина. На ее лопатки попадает газовый поток, выходящий из камеры, с высоким давлением и температурой. Потенциальная энергия этого потока превращается в механическую энергию вращения турбины. Лопатки турбины изготовлены из жаропрочного материала.

Генератор. Преобразует кинетическую энергию вращения в переменный ток напряжением 220 вольт для бытовых нужд и 380 вольт для производственных нужд.

Больше половины выработанной электроэнергии потребляет компрессор. Остальная ее часть отдается на сторону потребителям посредством встроенных розеток переменного тока.

Одна розетка обычно рассчитана на небольшую нагрузку, вторая — на полную мощность агрегата.

Все газогенераторы имеют каркас из стальных труб и защитную металлическую панель.

Газовое топливо расходуется довольно экономно, примерно 0,3–0,4 кубических метра на 1 киловатт электроэнергии, вырабатываемой любым газовым генератором из перечисленных выше.

Учитывая то, что установка мощностью 5 квт способна удовлетворить все потребности в электроэнергии любого обособленного дома или дачи, затраты на газ не так велики.

Использование баллонов сжиженного газа емкостью 50 литров обеспечивает работу газогенератора в среднем в течение 19 часов.

При выборе газогенератора на природном газе люди руководствуются своими предпочтениями. Для кого-то важен малый вес и использование в качестве резервного источника, а кому-то необходима длительная и бесперебойная работа. Почти всем хочется, чтобы это было не очень затратно.

Важные параметры работы агрегатов:

• мощность;
• режим работы;
• тип охлаждения;
• уровень шума;
• вес и габариты агрегата;
• стоимость.

Прежде всего, нужно определиться с необходимой мощностью агрегата. Сделать это можно, суммируя мощность всех имеющихся в доме бытовых приборов. Обычно бывает достаточно мощности генератора не более 5 киловатт.

Имеет значение предполагаемый режим работы. Если назначение агрегата — работа при аварийных отключениях света, то следует обратить внимание на наличие блока автоматического включения резерва. Возможно, в этом случае целесообразно выбрать газогенераторное оборудование меньшей мощности.

Для постоянного использования лучше приобретать генераторы с жидкостным типом охлаждения. Они включаются и отключаются автоматически, не давая сильно нагреться агрегату. В период отключения электроэнергия подается от инверторов, входящих в комплект установки.

Газовые генераторы мощностью 10–25 кВт с жидкостным охлаждением могут обеспечить электроэнергией крупные коттеджи и дома. Они рассчитаны на беспрерывную работу в течение длительного времени.

Установки от 25 кВт и выше используются на небольших производственных предприятиях. В составе газотурбинных электростанций проектируется несколько таких агрегатов, работающих совместно.

Нужно определиться с местом установки газгена. Если планируется установить его внутри помещения, то нужно учесть уровень шума, его габариты и вес.

Энергоресурсом для работы данного механизма является смесь газов, преобразующихся в генераторный газ. Помимо природного газового ресурса в ГГУ используется промышленный и попутный газ из нефтяных скважин, а также сжиженная смесь пропан-бутан и продукт переработки угля.

Водородный генератор работает на воде и электричестве.

• Двигатель внутреннего сгорания;
• Камера сгорания;
• Корпус.

В процессе работы продукт сгорания смесей образует давление на поршни мотора центрального узла системы.

В результате передающего импульса коленчатого вала мотора валу генератора образуется электрическая энергия. Получаемый на выходе ток а может иметь разную характеристику, в зависимости от модификации газогенератора: трех- и однофазный, переменный и постоянный.

По целесообразности использования ГГУ разделяются на три типа:

1. Газовый генератор для производства электричества;
2. Когенераторы для производства электричества и тепла;
3. Тригенераторы для производства электричества и холода.

В обычных газовых агрегатах на природном газе отработанный материал выбрасывается в атмосферу после сгорания. Модификация когенераторов устроена иначе: отработанный материал через теплообменник передает тепло воде отопительной системы. Реже встречается тригенератор, который преобразует энергию отходных материалов в холод.

По запуску системы ГГУ отличаются друг от друга:

• Автоматизацией запуска;
• Ручным запуском системы.

Автоматический запуск генератора происходит самостоятельно после отключения сети. Ручной запуск осуществляется либо нажатием кнопки электростартера, либо посредством шнура.

По способу установки ГГУ бывают открытого и закрытого типа. Открытый газовый генератор может функционировать в температурном режиме от 5 градусов. Закрытые установки защищены специальным покрытием — кожухом. Такие ГГУ могут быть установлены на открытом пространстве, но под навесом.

По типу устройства газовый генератор для дома бывает с воздушным и жидкостным охлаждением. Последний тип установки предназначен для бесперебойного обеспечения энергией, так как может работать до десяти дней подряд. Воздушное охлаждение обеспечивает работу силового оборудования в пределах десяти часов непрерывно.

Устройство бытовых газогенераторов

Газогенераторы на природном газе бывают турбинного и поршневого типа.

Как устроен турбинный генератор, описано выше.

У поршневых газогенераторов оборудование работает по типу двигателя внутреннего сгорания. Ток вырабатывается, как в автомобиле, только в сеть попадает через преобразователь, который трансформирует постоянный ток в переменный.

На нем устанавливается газовый редуктор с определенной производительностью. На выходном отверстии редуктора оборудована блокировка, предотвращающая утечку газа при внезапной остановке двигателя.

Поршневые газогенераторы являются самыми дешевыми среди других моделей. Они удобны тем, что могут работать не только на природном газе из магистрального газопровода. Функционал агрегатов позволяет работать и на сжиженном баллонном газе. Некоторые из них могут использовать бензин.

Турбинные газогенераторы более дорогие, но менее шумные по сравнению с поршневыми. Турбина вращается постоянно, а поршневой двигатель работает циклически.

Они развивают мощность выше, чем поршневые газогенераторы. Срок их службы более длительный, так как при изготовлении используют дорогие материалы и комплектующие.

Kipor KNE 5500 E

Агрегат этой модели работает на природном газе из центрального газопровода, можно установить газовый баллон. Установка оборудована поршневым двигателем и вырабатывает в час 4,5 кВт электрической энергии.

В теплый период года указанный агрегат используют в качестве единственного источника снабжения электроэнергией. Стоимость газогенератора составляет в среднем 70 тысяч рублей.

Gazlux CC 2500 B

Эта модель пользуется на рынке большим спросом, несмотря на то, что мощность агрегата не превышает 2,5 кВт, а максимальное число часов бесперебойной работы составляет 3000.

Положительной стороной генератора является то, что во время отключения основного источника электроэнергии, установку можно использовать для обеспечения работы отопительного насоса. В помещении должна быть плюсовая температура воздуха.

Его стоимость 47000 рублей.

Gazlux CC 5000 D

Усовершенствованная модель, развивает мощность до 5 кВт, что вполне достаточно для снабжения электрической энергией всех электроприборов и оборудования в небольшом коттедже или загородном доме.

Благодаря хорошей звукоизоляции, эту установку можно размещать внутри помещений.

Стоимость этой модели составляет 95000 рублей.

Gazvolt Pro 6250А

Генератор оснащен одноцилиндровым четырехтактным двигателем Briggs{amp}amp;Stratton (США) и предназначен для объектов с максимальной нагрузочной мощностью 6 кВт. Он используется в аварийных ситуациях при отключении основного источника питания и оснащен блоком для автоматического включения резерва.

В случае аварийной остановки самого агрегата, подача газа в редуктор гарантированно прекращается с помощью электромагнитного газового клапана.

Уровень шума, производимого при работе данной модели, находится в пределах 75 дБ.

Рассмотрим ряд преимуществ и особенности силовых систем на газу:

• Дешевое топливо;
• Экологичность;
• Высокая производительность;
• Неограниченное рабочее время;
• Легкий запуск;
• Автоматизация процесса работы;
• Корректировка мощности работы программным управлением.

В отличие от дизельных/бензиновых генераторов, вихревые газогенераторы и другие установки могут быть использованы для выработки тепловой энергии отопительной системы дома. Такая работа не под силу другим видам генераторов, и дает несравненное преимущество перед ними.

Функционирование ГГУ при различных температурных режимах (-50/ 50) делает их удобными для эксплуатации в различных регионах страны. Неприхотливость газового агрегата- несравненный плюс, ведь для его установки не требуется отдельного помещения.

Следующим преимуществом является сам вид топлива: газовая смесь вихревых газогенераторов не теряет свои рабочие характеристики со временем. К примеру, дизельное или бензиновое топливо уже через полгода теряют октановое значение.

Чистота и экологичность газового топлива имеет большие преимущества перед жидкими аналогами: газ не образует нагар в процессе сгорания. Поэтому газовый генератор не нуждается в периодической очистке узлов во избежание поломки системы. В соответствии с этим, срок эксплуатационной службы ГГУ значительно выше, чем дизельных/бензиновых аналогов.

Отсутствие выхлопов при сгорании данного топлива в вихревых газогенераторах — одно из важных преимуществ ГГУ. Данные системы широко применяются в частном секторе для обеспечения энергией и теплом домов и коттеджей.

Недостаток газовой модели: отсутствие топлива в некоторых регионах страны. Также транспортировка топлива требует спецтехники, а для подключения газового генератора к магистральному трубопроводу требуется специальное разрешение. Да и сама врезка точки потребления займет немалую сумму денег. Но это не сравнить с постоянным приобретением бензина/дизеля для питания генератора и коротким сроком эксплуатации дизельных/бензиновых установок.

Отличием газового генератора инверторного типа является производство электроэнергии со стабильным напряжением. Такая особенность используется для обеспечения питанием приборов высокой чувствительности к перепадам: медицинской и измерительной техники, электронного оборудования и т. д.

Газовый генератор данной модификации отличается компактными размерами, удобной транспортировкой и приятным дизайном. Специальный корпус с шумопоглощающими элементами делает работу устройства практически бесшумной. Существенная экономия ресурса, которая достигается за счет регулировки оборотов движка в зависимости от нагрузки — еще один несравненный плюс данного агрегата.

Газогенераторы на углях используются в тех регионах, где нет доступа к магистральным сетям. Агрегаты устроены с отсеком для загрузки твердого топлива (угля, опилок и даже отходов). Под отсеком с топливом вихревого газогенератора находится камера, где и образуются генераторные газы в процессе неполного сжигания топливного ресурса, благодаря дозированному «дутью». Поступление воздушных масс реагирует с горючими элементами топливной массы и образует генераторный газ.

Использование пиролизного генератора обусловлено его всеядностью. Данный агрегат употребляет любой вид твердого топлива вплоть до мусорных отходов. Несмотря на это, аппарат продуцирует чистые газы и отличается экологичностью.

Газовый генератор пиролизного типа оснащен современным управлением, бездымной дозагрузкой топливного сырья и многими новинками технических разработок. Основная привлекательность — дешевизна и доступность топливного ресурса.

Принцип работы водородной модели основан на расщеплении молекул воды под действием электротока (электролиз). Разделение молекулы воды на кислород/водород образует активный газ, продукт горения которого дает энергию. Водородный газогенератор отличается экономичностью топливного ресурса и повышенной производительной мощностью.

Водородный газогенератор современной модификации оснащен электронным управляющим блоком, который автоматически регулирует подачу электроэнергии, в зависимости от рабочей ситуации. Это значительно экономит энергетический расход. Опция аварийного оповещения предупредит о возможной поломке водородного газогенератора. Корпус и рабочие детали агрегата сконструированы из нержавеющей стали — это обеспечивает работу устройства довольно длительный срок — 20 и более лет. Водородный газогенератор широко используется в промышленности.

Использование вихревых газогенераторов обусловлено экономичным топливным ресурсом — стружки, отходы деревообрабатывающей промышленности, шелуха подсолнечника и прочее сырье. В процессе горения вырабатывается газ необходимого качества, который схож по своим рабочим свойствам с природным. Принцип горения топлива в вихревых газогенераторах характеризуется отсутствие доступа кислорода, что обеспечивает образование газообразного вещества необходимых качественных характеристик.

• Как подключить газовый генератор к центральной магистрали? Во-первых, необходимо получить разрешение специализированных государственных служб.
• При монтаже ГГУ в подсобке следует обеспечить помещение отводящей системой выхлопных газов, установить отточную вентиляцию. Это можно осуществить самостоятельно, пользуясь инструкциями. Также можно пригласить для подключения генератора газа от магистральной газовой системы мастера. Работа будет стоить примерно 15-45 000 рублей.
• При подключении генератора к баллону, разрешение спецслужб не требуется.

Выбор необходимой модели генераторной установки нужно согласовывать с целесообразностью применения в ваших условиях. При отсутствии магистрального и баллонного газа можно установить вихревые или пиролизные агрегаты. Водородные установки требуют наличия электричества и стоят дорого.

Для обслуживания электронной техники и приборов с высокой чувствительностью к скачкам напряжения используют инверторные модели ГГУ. И последнее — обратите внимание на рабочий ресурс, указанный в моточасах, а также на защитный кожух для генератора во дворе.