Разделы презентаций


Основы ГПУ: аналогичные технологии и сравнительная характеристика, состав ГПУ

Содержание

«Малая энергетика»«Малая энергетика" обычно включает в себя локальные энергообъектыЕдиничная мощность агрегатов не превышает 10 МВт; суммарная мощность может достигать 30 МВт и выше;Заказчиками - промышленные предприятия разных отраслей экономики, а также

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Основы ГПУ: аналогичные технологии и сравнительная характеристика, состав ГПУ. Общие

принципы построения энергетического центра с ГПУ

Основы ГПУ: аналогичные технологии и сравнительная характеристика, состав ГПУ. Общие принципы построения энергетического центра с ГПУ

Слайд 2«Малая энергетика»
«Малая энергетика" обычно включает в себя локальные энергообъекты
Единичная мощность

агрегатов не превышает 10 МВт; суммарная мощность может достигать 30

МВт и выше;
Заказчиками - промышленные предприятия разных отраслей экономики, а также различные административные образования

кВт

«Малая энергетика»«Малая энергетика

Слайд 3Введение
Назначение любого теплового двигателя – превращение теплоты в работу. Необходимая

для перевода в работу теплота получается при сгорании жидких, твердых

или газообразных топлив. Топливо может сжигаться вне тепловой машины (паровые двигатели и турбины, газо-воздушный двигатель Стирлинга ) – это так называемые двигатели внешнего сгорания.
Двигатели, в которых процесс сгорания осуществляется в рабочем пространстве машины, называются двигателями внутреннего сгорания (ДВС). В настоящее время наиболее распространёны бензиновые и дизельные ДВС.

Газопоршневые двигатели (ГПД) представляют собой отдельный класс ДВС.

Почему ГПД – газовые двигатели выделяют в отдельный класс, хотя по принципу работы и многим характеристикам они очень близки к бензиновым и дизельным ДВС?
Основное отличие этих двигателей, как это вытекает из их названия, заключается в использовании газа в качестве основного вида топлива.
Выделяют газовые двигатели двух типов:
классические двигатели внутреннего сгорания Отто (Gas-Ottomotor);
газодизельные двигатели (Gas-Dieselmotor), о существовании которых было известно еще в первые годы XIX века и которые положили начало современному моторостроению.
ВведениеНазначение любого теплового двигателя – превращение теплоты в работу. Необходимая для перевода в работу теплота получается при

Слайд 4Историческая справка
Идея применять в ДВС принцип работы поршня принадлежит голландскому

физику, механику, математику и астроному Христиану Гюйгенсу (1629-1695).
Теоретические основы

всех последующих двигателей были изложены только в основополагающих трудах французского физика Сади Николы Леонарда Карно (1796-1823).
Первый работоспособный двигатель внутреннего сгорания построил в 1860 году французский механик Жан-Жозе-Этьен Ленур (1822-1900). Этот двигатель работал на светильном газе без сжатия газовоздушной смеси, но уже имел высоковольтное искровое воспламенение. Двигатель имел низкий КПД и не получил широкого распространения.
Историческая справкаИдея применять в ДВС принцип работы поршня принадлежит голландскому физику, механику, математику и астроному Христиану Гюйгенсу

Слайд 5Историческая справка
Николаус Август Отто (1832-1891), один из основоположников промышленного моторостроения,

проводя опыты параллельно с Этьеном Ленуром, в 1861 году создал

первый газовый четырехтактный двигатель с тактом сжатия топлива и в 1864 году Николаус Август Отто и Ойген Ланген основали первую в мире моторостроительную компанию N. A. Otto & Ое.
Через четыре года, в 1868 года началась эпоха серийного выпуска атмосферных газовых двигателей, а после строительства нового завода и очередного расширения компании в 1872 году было основано акционерное общество Gasmotoren-Fabrik Deutz AG (GFD).
Производимые GFD двигатели работали на светильном газе, что ставило их в зависимость от общественного газоснабжения, а для использования жидкого топлива не было соответствующей системы зажигания.

Историческая справкаНиколаус Август Отто (1832-1891), один из основоположников промышленного моторостроения, проводя опыты параллельно с Этьеном Ленуром, в

Слайд 6В 1876 году Николаус Август Отто завершил разработку четырехтактного двигателя

для любого вида топлива и для всех областей применения. Решением

наблюдательного совета в честь Н. А. Отто новые двигатели были названы двигателями Отто.
В 1884 году Н. А. Отто изобрел низковольтное магнитное зажигание, которое было перенято Робертом Бошем (1861-1942) и стало для него главным делом всей жизни. Газовый двигатель с этой системой зажигания являются прототипом современных искровых ГПД Отто.
В 1879 года Карл Бенц (1844-1929) разработал конструкцию кривошипно-шатунного механизма. С основанием газомоторной фабрики Benz&Co. Rheinische Gasmotorenfabrik in Mannheim в 1883 году начался серийный выпуск двигателей этой конструкции. Впоследствии это предприятие влилось в Motoren Werke Mannheim DeutzAG.
В 1896 году немецкий инженер Рудольф Дизель (1858-1913) построил на заводе Maschinenfabrik Augsburg Nurnberg (MAN) первый двигатель, работающий на керосине, который распылялся в цилиндре воздухом высокого давления от компрессора.
Конструкция дизельного двигателя позволяла использовать в качестве топлива не керосин, но и газ. Экспериментируя, Рудольф Дизель подмешивал к всасываемому воздуху светильный газ, а для воспламенения впрыскивал керосин. Таким образом, был получен первый прототип сегодняшнего газодизельного двигателя.


Историческая справка

В 1876 году Николаус Август Отто завершил разработку четырехтактного двигателя для любого вида топлива и для всех

Слайд 7Стационарный одноцилиндровый дизельный двигатель, Германия, Аугсбург, 1906г.

Стационарный одноцилиндровый дизельный двигатель, Германия, Аугсбург, 1906г.

Слайд 8Сравнение ГТУ И ГПУ

Сравнение ГТУ И ГПУ

Слайд 9Циклы ДВС - цикл ОТТО
Цикл Отто. Рабочая (p-v) и тепловая

(T-s) диаграммы
Цикл Отто — термодинамический цикл с внешним смесеобразованием (рабочая

смесь приготавливается в специальном устройстве: бензиновый ДВС – в карбюраторе, газовый ДВС – в смеситель), описывающий рабочий процесс четырёхтактного ДВС с принудительным искровым воспламенением сжатой смеси от свечи зажигания.

A – впуск; B – сжатие; C – рабочий ход; D – выхлоп

Циклы ДВС - цикл ОТТОЦикл Отто. Рабочая (p-v) и тепловая (T-s) диаграммыЦикл Отто — термодинамический цикл с

Слайд 10Цикл Дизеля — термодинамический цикл с внутренним смесеобразованием (приготовление рабочей

смеси происходит внутри рабочего цилиндра, куда воздух и топливо подаются

раздельно), описывающий рабочий процесс ДВС с воспламенением впрыскиваемого топлива от разогретого рабочего тела.

Идеальный цикл Дизеля состоит из четырёх процессов:
1—2 адиабатное сжатие рабочего тела (∆Q=0) ;
2—3 изобарный подвод теплоты к рабочему телу (Р=const);
3—4 адиабатное расширение рабочего тела (∆Q=0) ;
4—1 изохорное охлаждение рабочего тела (V=const)

p-V диаграмма цикла Дизеля

Цикл Дизеля применяется в газодизельных двигателях (Gas-Dieselmotor)

Циклы ДВС – цикл Дизеля

A – впуск; B – сжатие; C – рабочий ход; D – выхлоп

Цикл Дизеля — термодинамический цикл с внутренним смесеобразованием (приготовление рабочей смеси происходит внутри рабочего цилиндра, куда воздух

Слайд 11Циклы ДВС – цикл Миллера
Цикл Миллера — термодинамический цикл используемый в

четырёхтактных ДВС с сокращённым тактом сжатия.
Двигатель Миллера - это

не что иное как усовершенствованный классический четырехтактный ДВС. Конструктивно эти двигатели практически одинаковы. Разница заключается в фазах газораспределения.
Двигатель Миллера работает с увеличенной степенью расширения, при котором энергия отработавших газов используется более длительный период, т.е. с уменьшением потерь выпуска. Это дает возможность более полно использовать энергию расширения газов в цилиндре, что обеспечивает более высокую экономичность и экологичность ДВС Миллера по сравнению с классическим четырёхтактным ДВС.

Цикл Миллера применяется как в искровых газовых, так и в газодизельных двигателях.

Циклы ДВС – цикл МиллераЦикл Миллера — термодинамический цикл используемый в четырёхтактных ДВС с сокращённым тактом сжатия. Двигатель

Слайд 12Четырёхтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий

процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого

вала, то есть за четыре хода поршня (такта). Этими тактами являются:
1) Впуск — (такт впуска, поршень идёт вниз) свежая порция топливо-воздушной смеси всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан.
2)Сжатие (такт сжатия, поршень идёт вверх) впускной и выпускной клапаны закрыты, и топливо-воздушная смесь сжимается в объёме.
3) Рабочий ход (такт рабочего хода, поршень идёт вниз) сжатое топливо воспламеняется свечой зажигания, расположенной над поршнем, при сгорании высвобождается энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз. Фактически на такте рабочего хода происходит работа двигателя.
4)Выпуск (такт выпуска, поршень идёт вверх) на этом такте открываются выпускные клапаны, и выхлопные газы, проходя через них, очищают цилиндр.
По окончании 4-го такта всё повторяется в том же порядке.

1

2

3

4

Начальное положение

Воспламенение топлива

Четырёхтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за

Слайд 13Двухта́ктный дви́гатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий

процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого

вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырехтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мёртвой точки.
В связи с тем, что в двухтактном двигателе, при равном количестве цилиндров и числе оборотов коленчатого вала, рабочие ходы происходят вдвое чаще, литровая мощность двухтактных двигателей выше, чем четырёхтактных — теоретически в два раза, на практике в 1,5-1,7 раза, так как часть полезного хода поршня занимают процессы газообмена — продувки, а сам газообмен менее совершенен, чем у четырехтактных двигателей.
Двухта́ктный дви́гатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за

Слайд 14Анализ продаж ГПУ мощностью 1 -10 МВт для энергетических целей
Мощностной

ряд ГПУ
Малые ГПУ - до 500 кВт;
Средние ГПУ - 500

÷ 4000 кВт (высокооборотные – частота вращения 1500 об/мин, среднеоборотные – 750-1000 об/мин);
Большие ГПУ - более 4000 кВт.

Типы ГПУ

Газовые двигатели с искровым зажиганием, работающие только на газовом топливе, базируются на термодинамических циклах Отто и Миллера. Источник воспламенения газовоздушной топливной смеси – электрическая свеча.
Безъискровые двухтопливные газодизельные двигатели, в которых основным топливом является газ, а небольшая доля запального жидкого топлива впрыскивается для инициации воспламенения газовоздушной топливной смеси, основаны на цикле Дизеля.

Анализ продаж ГПУ мощностью 1 -10 МВт для энергетических целейМощностной ряд ГПУМалые ГПУ - до 500 кВт;Средние

Слайд 15Конструкция ГПД
Однорядный (L-образный) ГПУ Двухрядный

(V-образный) ГПУ

Конструкция ГПДОднорядный (L-образный) ГПУ      Двухрядный (V-образный) ГПУ

Слайд 16Основные узлы ГПД
масляный поддон;
блок-картер с коренными подшипниками;
коленчатый вал;
шатун;
поршень;
головка цилиндра;
охлаждаемая

втулка цилиндра.

Основные узлы ГПДмасляный поддон;блок-картер с коренными подшипниками;коленчатый вал;шатун;поршень; головка цилиндра;охлаждаемая втулка цилиндра.

Слайд 17Камеры сгорания ГПД
По типу камер сгорания различаются ГПД:
с форкамерно-факельным воспламенением

– газовоздушная смесь поджигается свечой в отдельной предкамере малого объёма

(форкамере), выбрасываемый факел воспламеняет газовоздушную смесь в цилиндре - искровые двигатели Отто
с открытой камерой – газовоздушная смесь от смесителя поступает в цилиндр, где воспламеняется искрой – газовые двигатели цикла Миллера
с зажиганием впрыском жидкого топлива (аналог дизеля) - газовоздушная смесь от смесителя поступает в цилиндр, где сжимается до высокого давления, достаточного для воспламенения впрыскиваемого дизтоплива – газодизельные двигатели и газовые двигатели цикла Миллера
Камеры сгорания ГПДПо типу камер сгорания различаются ГПД:с форкамерно-факельным воспламенением – газовоздушная смесь поджигается свечой в отдельной

Слайд 18Конструкция ГПД - узлы
Общий вид блок-картера

Конструкция ГПД - узлыОбщий вид блок-картера

Слайд 19Коленчатый вал
Поршень
Шатун
Головка цилиндров
Конструкция ГПД - узлы

Коленчатый вал ПоршеньШатунГоловка цилиндровКонструкция ГПД - узлы

Слайд 20Общий вид – монтаж блока ГПД
Общий вид – блок

ГПД в сборе
Конструкция ГПД - узлы

Общий вид – монтаж блока ГПД Общий вид – блок ГПД в сбореКонструкция ГПД - узлы

Слайд 21Общий вид – станина с коренными подшипниками и коленчатым валом
Конструкция

ГПД - узлы

Общий вид – станина с коренными подшипниками и коленчатым валомКонструкция ГПД - узлы

Слайд 22НИЛ «ГТУ и ПГУ ТЭС»
Тихоходные 2-х и 4-х тактные дизельные

двигатели мощностью более 5000 кВт

Количество оборотов – от 214 до

102 об/мин

Интервал мощностей – от 5 до 80 МВт

Производители:

MAN B&W (Германия)

WARTSILA – Sultzer (Финляндия)

SEMT Pielstick (Франция)

Слайд №3

НИЛ «ГТУ и ПГУ ТЭС»Тихоходные 2-х и 4-х тактные дизельные двигатели мощностью более 5000 кВтКоличество оборотов –

Слайд 23Наиболее мощный двигатель
Судовой двигательпроизводства   WARTSILA – Sultzer типа

Sultzer 14RTА96-С, построенный компанией Wartsila в 2002 году, для установки

на крупные морские контейнеровозы и танкеры, является самым большим дизелем в мире.
Конфигурация — 14 цилиндров в ряд
Рабочий объём — 25 480 литров
Диаметр цилиндра — 960 мм
Ход поршня — 2500 мм
Степень сжатия — 19,6
Мощность — 108 920 л.с.= 81.2 МВт при 102 об/мин.
Расход топлива — 13 724 литров в час=12 т/ч
Сухая масса — 2300 тонн
Габариты — длина 27 метров, высота 13 метров

Слайд №4

НИЛ «ГТУ и ПГУ ТЭС»

Наиболее мощный двигатель Судовой двигательпроизводства   WARTSILA – Sultzer типа Sultzer 14RTА96-С, построенный компанией Wartsila в 2002

Слайд 24Общий вид 12-цилиндрового двигателя RTA96-C Wartsila - Sulzer
Слайд №5
НИЛ «ГТУ

и ПГУ ТЭС»

Общий вид 12-цилиндрового двигателя RTA96-C Wartsila - SulzerСлайд №5НИЛ «ГТУ и ПГУ ТЭС»

Слайд 25Основные системы ГПД
Система двухступенчатого турбонаддува с турбокомпрессором
Система газораспределения с клапанным

и распределительным механизмами
Система маслоснабжения
Система охлаждения двигателя
Система газовыхлопа с глушителем

(глушителями)

В целях снижения эмиссии окиси углерода (CO) и неметановых углеводородов (NMHC) возможна доукомплектация глушителя выхлопного тракта оксидационным (окислительным) катализатором. В катализаторе происходит каталитическое окисление (дожиг) этих загрязняющих веществ до нетоксичного углекислого газа (СО2).

Основные системы ГПДСистема двухступенчатого турбонаддува с турбокомпрессоромСистема газораспределения с клапанным и распределительным механизмамиСистема маслоснабжения Система охлаждения двигателяСистема

Слайд 26Система двухступенчатого турбонаддува
- заборник воздуха;
- воздушный фильтр;
- глушитель;


- турбокомпрессор первой ступени;
- холодильник (интеркуллер) наддувочного воздуха 1-ой;


- перепускной (байпасный) клапан;
- турбокомпрессор второй ступени;
- холодильник (интеркуллер) наддувочного воздуха 2-ой ступени;
- цилиндр двигателя
Система двухступенчатого турбонаддува- заборник воздуха; - воздушный фильтр; - глушитель; - турбокомпрессор первой ступени; - холодильник (интеркуллер)

Слайд 27Система газораспределения
Газораспределение газодизеля
Распределительный вал
Клапанный механизм

Система газораспределенияГазораспределение газодизеляРаспределительный валКлапанный механизм

Слайд 28Система маслоснабжения

Система маслоснабжения

Слайд 29Система охлаждения двигателя
Высокотемпературный (НТ) и низкотемпературный (LT) контуры

Система охлаждения двигателяВысокотемпературный (НТ) и низкотемпературный (LT) контуры

Слайд 30Система охлаждения двигателя
Общий вид радиаторов (аппаратов воздушного охлаждения – АВО)

Система охлаждения двигателяОбщий вид радиаторов (аппаратов воздушного охлаждения – АВО)

Слайд 31Система газовыхлопа
Общий вид – выхлопной глушитель
Выхлопной глушитель ГПУ JMS620

Система газовыхлопаОбщий вид – выхлопной глушительВыхлопной глушитель ГПУ JMS620

Слайд 32Система газовыхлопа
Варианты исполнения дымовых труб

Система газовыхлопаВарианты исполнения дымовых труб

Слайд 33Экологические характеристики ГПД
Современные ГПУ в стандартной комплектации обеспечивают выбросы: NOx

≤ 500 мг/нм³ (при дополнительной настройке – до ≤250 мг/нм³

), CO~1000 мг/нм³; NMHC~500÷600 мг/нм³ (при 5% O2).
Согласно международным нормам выбросы вредных веществ ГПУ не должны превышать (при 5% O2).:
по нормативу TA-LUFT: NOx<500 мг/нм³; CO<650 мг/нм³; NMHC<150 мг/нм³
по нормативу ½TA-LUFT: NOx<250 мг/нм³; CO<300 мг/нм³; NMHC<150 мг/нм³
Снижение выбросов окиси углерода (CO) и неметановых углеводородов (NMHC) до этих требований достигается установкой окислительного катализатора в выхлопном тракте ГПУ (цена - 0,7÷1,5% от стоимости ГПУ). Снижение выбросов оксидов азота NOx ниже требований ½TA-LUFT, до 10÷30 ppm (25-75 мг/нм³ при 5% O2), может быть достигнуто установкой более дорого специального селективного катализатора (впрыск мочевины 2,5 литра на 1 МВт*ч).

Экологические характеристики ГПДСовременные ГПУ в стандартной комплектации обеспечивают выбросы: NOx ≤ 500 мг/нм³ (при дополнительной настройке –

Слайд 34Газопршневая установка (ГПУ)
Блок ГПД в сборе + Электрогенератор = ГПУ
Блок

ГПД в сборе
Электрогенератор
Газопоршневая установка (ГПУ) в сборе

Газопршневая установка (ГПУ)Блок ГПД в сборе + Электрогенератор = ГПУБлок ГПД в сбореЭлектрогенераторГазопоршневая установка (ГПУ) в сборе

Слайд 35Краткие технические характеристики
Искровые ГПУ зарубежного производства:
мощность

V-образные, высокооборотные, 1500об/мин с КПДэ до 39÷43% (чем выше мощность,

тем больше КПДэ);
мощность >3 МВт – V-образные, средне 1000об/мин и низкооборотные 750об/мин (мощностью >5÷6МВт) с КПДэ до 43÷45% (чем выше мощность, тем больше КПДэ).
ГДУ зарубежного производства:
мощность < 5÷6МВт – L-образные, низкооборотные 750об/мин с КПДэ~44%;
мощность >6МВт – V-образные, низкооборотные 500 об/мин (мощностью до 17МВт) с КПДэ до 47%.
Искровые ГПУ отечественного производства:
мощность до 1МВт – L-образные, средне 1000об/мин и низкооборотные 500÷750об/мин с относительно невысоким КПДэ до 34÷38%;
ГДУ отечественного производства:
мощность до 1,5МВт – L-образные (Коломенский завод – V), средне 1000об/мин и низкооборотные 375÷750об/мин с КПДэ до 37÷41%.
Все типы искровых ГПУ без снижения мощности как правило работают на природном газе с метановым числом (метановым индексом) не менее 80, ГДУ менее чувствительны к газовому топливу.
Искровые ГПУ имеют скорость нагружения не более15÷30% от номинальной, диапазон регулирования мощности – 50÷100%.
ГДУ при пуске до 30% номинальной мощности работают чисто в дизельном режиме, при большей мощности 30÷100% – в газодизельном.
Более подробные характеристики этих энергоустановок можно найти в технических каталогах или получить от производителя по соответствующему запросу.



Краткие технические характеристикиИскровые ГПУ зарубежного производства: мощность 3 МВт – V-образные, средне 1000об/мин и низкооборотные 750об/мин (мощностью

Слайд 36Преимущества ГПУ
Высокий КПД производства электроэнергии;
Полная независимость от региональных энергосетей, а

следовательно, и от роста тарифов;
Низкая стоимость установленной мощности агрегата $$450-700

за 1 кВт;
Низкая себестоимость отпускаемой электроэнергии;
Безопасность - отсутствие высоких температур, давлений, моментов инерции.
Большой полный моторесурс 250-400 тысяч часов;
Экологическая приемлемость;
Мобильность - отсутствие затрат на строительство подводящих и распределительных сетей;
Широкий диапазон устойчивой работы без снижения ресурса - от 40% до 100% процентов номинальной мощности при пропорциональном расходе топлива;
Не требуют установки дорогостоящих дожимных компрессоров.

Недостатки ГПУ

Ограниченная единичная мощность ГПУ – до 9,5 МВт;
Повышенные требования к ремонтно-техническому обслуживанию;
Требуют использования специальных технологий для снижения эмиссии вредных веществ.

Преимущества ГПУВысокий КПД производства электроэнергии;Полная независимость от региональных энергосетей, а следовательно, и от роста тарифов;Низкая стоимость установленной

Слайд 37Сравнение ГПУ и ГТУ
Изменение КПД производства электроэнергии в зависимости от

нагрузки
Удельные капитальные вложения в ГПУ и ГТУ
Изменение номинальной

мощности агрегатов в зависимости от температуры наружного воздуха

Изменение КПД производства электроэнергии в зависимости от температуры наружного воздуха

Сравнение ГПУ и ГТУИзменение КПД производства электроэнергии в зависимости от нагрузки Удельные капитальные вложения в ГПУ и

Слайд 38Поставщики ГПУ средней мощности
- производитель ГПУ

Поставщики ГПУ средней мощности - производитель ГПУ

Слайд 39Топливо для ГПУ
Топливом для ГПД как правило является природный газ.

Производители двигателей предъявляют свои требования к качеству и составу топлива

для каждой модели.
Основные характеристики газового топлива:
метановое число газа (процентное содержание метана в объеме газа),
теплота сгорания,
содержание серы.
В настоящее время многие производители проводят адаптацию своих двигателей под соответствующее топливо, что в большинстве случаев не занимает много времени и не требует больших финансовых затрат.
Помимо природного газа, ГПУ могут использовать в качестве топлива:
пропан,
бутан,
попутный нефтяной газ,
газы химической промышленности,
коксовый газ,
шахтный метан
сланцевый газ
древесный газ,
пиролизный газ,
газ мусорных свалок,
газ сточных вод и т. д.
Топливо для ГПУТопливом для ГПД как правило является природный газ. Производители двигателей предъявляют свои требования к качеству

Слайд 40Виды топлива для ГПД
Метановое число горючих газов

Виды топлива для ГПДМетановое число горючих газов

Слайд 41Слайд №9
Технические характеристики ГПУ

Слайд №9Технические характеристики ГПУ

Слайд 42Газопоршневая электростанция (ГПЭС)
Газопоршневая электростанция (ГПЭС) – тепловая электростанция (ТЭС) на

базе ГПУ
Различаются следующие типы электростанций:
ГПЭС простого цикла – предназначена для

выработки только электрической эне.ргии
Когенерационная ГПЭС (КГПЭС, Мини-ТЭЦ) - предназначена для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии (в горячей/перегретой воде и паре)

ГПУ мощностью до 2МВт могут устанавливаются в транспортабельных контейнерах наружного размещения, ГПУ большей мощности устанавливаются только в зданиях, в помещениях машинных залов
Газопоршневая электростанция (ГПЭС)Газопоршневая электростанция (ГПЭС) – тепловая электростанция (ТЭС) на базе ГПУРазличаются следующие типы электростанций:ГПЭС простого цикла

Слайд 43Обобщенная технологическая схема ГПЭС простого цикла

Обобщенная технологическая схема ГПЭС простого цикла

Слайд 44ГПЭС простого цикла
Состав сооружений ГПЭС
Главный корпус:
машинный зал;
главное распределительное устройство 6кВ;
распределительное

устройство собственных нужд 0,4 кВ;
центральный щит управления ГПЭС;
аккумуляторная;
маслохозяйство;
ремонтная мастерская;
бытовые помещения.
Вспомогательный

блок, включающий в себя склад запасных частей и расходных материалов, центральный тепловой пункт.
Отапливаемый склад масла.
Пункт подготовки газа с узлом учета расхода газа.
Проходная
ГПЭС простого циклаСостав сооружений ГПЭСГлавный корпус:машинный зал;главное распределительное устройство 6кВ;распределительное устройство собственных нужд 0,4 кВ;центральный щит управления

Слайд 45Главный корпус ГПЭС – компоновка оборудования

Главный корпус ГПЭС – компоновка оборудования

Слайд 46Компоновка 4-х агрегатной ГПЭС с ГПУ Cumminz 1750GQNB

Компоновка 4-х агрегатной ГПЭС с ГПУ Cumminz 1750GQNB

Слайд 47Машзал ГПЭС
Контейнерная ГПЭС
ГПЭС простого цикла (примеры реализации)

Машзал ГПЭСКонтейнерная ГПЭСГПЭС простого цикла (примеры реализации)

Слайд 48Варианты комплектаций ГПЭС

Варианты комплектаций ГПЭС

Слайд 53Основные критерии выбора ГПУ для ГПЭС простого цикла

Основные критерии выбора ГПУ для ГПЭС простого цикла

Слайд 54Слайд № 11
Иерархия выбора ГПУ

Слайд № 11Иерархия выбора ГПУ

Слайд 55Слайд № 12
Этапы выбора ГПУ для энергоснабжения потребителей
Отбор критериев

ранжирования;
Заполнение таблицы характеристик ГПУ по отобранным критериям;
Переход от

абсолютных значений характеристик ГПУ к приведенным характеристикам. Для этого по каждому критерию выбирается базовое значение (наилучший показатель работы ГПУ) и рассчитываются отношения +1 – если базовое значение является максимальным;
- 1 – если базовое значение является минимальным.
4 . Выбор шкалы суждений. Значимость каждого критерия по отношению к сравниваемому оценивается при помощи следующей 5-балльной шкалы:
1 балл – критерии равноценны;
2 балла – умеренное превосходство;
3 балла – сильное превосходство;
4 балла – очень сильное превосходство;
5 баллов – высшее превосходство
1/5 - 1/2 -баллов – минимальные величины значимости по отношению к сравниваемому параметру.
5. Опрос экспертов и заполнение треугольной и полнозаполненной матрицы попарных сравнений критериев для каждой из рассматриваемых категорий потребителей электроэнергии;
6. Вычисление строчных сумм и общей суммы таблицы; определение весов критериев путем деления строчных сумм на общую сумму таблицы;
Слайд № 12Этапы выбора ГПУ для энергоснабжения потребителей Отбор критериев ранжирования; Заполнение таблицы характеристик ГПУ по отобранным

Слайд 56Слайд № 13
Этапы выбора ГПУ для энергоснабжения потребителей (продолжение)
Матрица попарно

сравниваемых характеристик значимости
Пi – показатель или значимая характеристика ГПУ
i –

суммарный вес каждого сравниваемого показателя;
 i – коэффициент значимости

7. Применение «линейной свертки» для получения интегральной оценки (К) альтернатив:

Слайд № 13Этапы выбора ГПУ для энергоснабжения потребителей (продолжение)Матрица попарно сравниваемых характеристик значимостиПi – показатель или значимая

Слайд 57Принцип когенерации – схема пар-вода

Принцип когенерации – схема пар-вода

Слайд 59Мини-ТЭЦ - план

Мини-ТЭЦ - план

Слайд 60Мини-ТЭЦ - разрез
СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ МИНИ-ТЭЦ
1 – ГАЗОПОРШНЕВЫЕ УСТАНОВКИ (ГПУ)
2 –

ЯЧЕЙКИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РУ
3 – РУ-0,4 KB СОБСТВЕННЫХ НУЖД
4 – АККУМУЛЯТОРНЫЕ

БАТАРЕЙ
5 – ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО
6 – ТРАНСФОРМАТОР СН
7 – МАСЛОХОЗЯЙСТВО
8 – БЛОКИ СИСТЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ (СУТ)
9 – ШИТЫ ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ СН
10 – ШКАФЫ УПРАВЛЕНИЯ МИНИ-ТЭЦ
11 – РАДИАТОР ОХЛАЖДЕНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНРГО КОНТУРА (ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ 2-ой ступени)
12 – РАДИАТОР СБРОСА ТЕПЛОТЫ (АВАРИЙНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТУРА)
13 – ГЛУШИТЕЛЬ ВЫХЛОПА
14 – ПРИТОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Мини-ТЭЦ - разрезСОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ МИНИ-ТЭЦ1 – ГАЗОПОРШНЕВЫЕ УСТАНОВКИ (ГПУ)2 – ЯЧЕЙКИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РУ3 – РУ-0,4 KB СОБСТВЕННЫХ

Слайд 61Соотношение электрической и тепловой мощности мини-ТЭЦ

Соотношение электрической и тепловой мощности мини-ТЭЦ

Слайд 62СУТ – схема утилизации теплоты
Высокотемпературный контур КГПУ JMS-620 GS
Низкотемпературный

контур КГПУ JMS-620 GS

СУТ – схема утилизации теплотыВысокотемпературный контур КГПУ JMS-620 GS Низкотемпературный контур КГПУ JMS-620 GS

Слайд 63Транспортабельные контейнера ГПУ
Транспортировка контейнера
Монтаж контейнерная
Общий вид контейнера
ГПУ в контейнере

Транспортабельные контейнера ГПУТранспортировка контейнераМонтаж контейнерная Общий вид контейнераГПУ в контейнере

Слайд 64Финансовые показатели ГПЭС

Финансовые показатели ГПЭС

Слайд 65ГПЭС с СУТ

ГПЭС с СУТ

Слайд 66Что происходит при превышении нагрузки над мощностью ГПУ? (сеть, load shedding)
В

случае увеличения нагрузки потребления выше мощности ГПУ (например, при пусковых

нагрузках производственного оборудования) автоматика позволяет компенсировать недостающую мощность из сети.
Кроме того, автоматика ГПУ способна, в островном режиме, осуществлять ступенчатый набор нагрузки для обеспечения более стабильной работы двигателя, при этом ГПУ сама определяет временные интервалы включения групп нагрузок (на начальном этапе настройки задается приоритет групп нагрузок), и алгоритмы включения/отключения. Это позволяет при дефиците мощности не останавливать энергоснабжение по аварийному событию перегрузки, а отключить наименее значимые потребители, данный режим работы автоматики называется "load shedding".

Что происходит, если потребление меньше расчетного?
Автоматика установки выбирает оптимальный режим работы оборудования, а при параллельной работе двух и более машин, используются алгоритмы регулирования, которые обеспечивают оптимальную и равномерную нагрузку на агрегаты, их ротацию в работе и одинаковую наработку по часам.

Можно ли продавать лишнее тепло и электроэнергию?
Да, для этого необходимо получить тариф на реализацию электроэнергии и в обязательном порядке при заказе ГПУ указать необходимость установки коммерческих узлов учёта.
Что происходит при превышении нагрузки над мощностью ГПУ? (сеть, load shedding)В случае увеличения нагрузки потребления выше мощности ГПУ

Слайд 68Тригенерация - это одновременное производство трех видов энергии: электричества, тепла

и холода. Данный подход особенно эффективен для регионов с частыми

и значительными температурными перепадами. Тригенераторы отлично зарекомендовали себя и все больше компаний, ставящих своей целью максимальную экономию энергии, рассматривают вариант установки оборудования такого типа.

Тригенерационные установки находят широкое применение:
-В пищевой промышленности, существует потребность в холодной воде с температурой 8-14°С, используемой в технологических процессах.
Пивоварни используют холодную воду для охлаждения и хранения готового продукта
Животноводческие фермы такая вода используется для охлаждения молочных продуктов.
Производители замороженной продукции работают с температурами от –18 °C до –30 °С круглогодично.
Холод используется в различных системах кондиционирования производственных помещений, банков, гостиниц, торговых центров, больниц, стадионов, ледовых дворцов, концертных залов и жилых площадей.

Практическая реализация систем тригенерации выполняется достаточно несложно и не требует очень больших капитальных вложений, экономия же от нее дает впечатляющие результаты - установка быстро окупается. Это позволяет считать тригенерацию одним из наиболее простых способов экономии без нарушения налаженных производственных процессов при одновременном решении экологических проблем. Источником утилизируемого тепла могут явиться дизельные, газопоршневые, и газотурбинные электростанции, в которых могут быть использованы как традиционное (газообразное или жидкое), так и возобновляемое (биогаз) топливо.

Тригенерация - это одновременное производство трех видов энергии: электричества, тепла и холода. Данный подход особенно эффективен для

Слайд 69Тригенерация процесс, в котором часть тепловой энергии, вырабатываемой при работе

ДВС, используется для охлаждения воды, кондиционирования воздуха или рефрижерации. Технологически

схема тригенерации представляет собой соединение когенерационной установки с абсорбционной холодильной машиной. Абсорбционная холодильная машина (также абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина, абсорбционный чиллер или АБХМ) промышленная холодильная установка, предназначена для отбора и удаления избыточного тепла и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов при работе различного рода производственного оборудования, технологических устройств, инструмента, оснастки, а также технологических процессов, связанных с повышенными тепловыми нагрузками. В качестве абсорбента в них используются различные растворы, например, бромида лития (LiBr) в воде.
Тригенерация процесс, в котором часть тепловой энергии, вырабатываемой при работе ДВС, используется для охлаждения воды, кондиционирования воздуха

Слайд 70АБХМ – экономическая и экологическая альтернатива стандартному кондиционированию.
Нагрев АБХМ

происходит горячей водой или паром и может проходить в одну

или две ступени.
При одноступенчатой схеме с 1 МВт электрической энергии снимается 600 к Вт холода, при двухступенчатой 1200 к Вт холода. Холодильный коэффициент (ХК) работы (отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности) одноступенчатых машин , двухступенчатых машин.
Возможность производить тепловую энергию в отопительный сезон, а холод в летний период делает эксплуатацию тринерационной установки привлекательной с экономической точки зрения.
Действительно, подобного рода схема обеспечивает полную загрузку установки без провалов в потреблении тепловой энергии вне отопительного сезона.

Абсорбционные холодильные машины – установки, использующиеся для удаления избыточного тепла. Они также помогают поддерживать фиксированный температурный режим при функционировании инструмента, технологического оборудования, оснастки. В качестве абсорбирующего вещества в АБХМ используется раствор бромида лития.

Абсорбционные холодильные машины

АБХМ – экономическая и экологическая альтернатива стандартному кондиционированию. 	Нагрев АБХМ происходит горячей водой или паром и может

Слайд 71Первую холодильную абсорбционную машину создали в 1859 году французы. В

этой установке использовалась смесь воды и аммиака. Из-за большой токсичности

аммиака такое оборудование не получило широкого распространения и использовалось в основном лишь в промышленных условиях для производства льда.
Абсорбционный цикл работы начал использоваться в холодильных установках с 50-х годов двадцатого века. В это время была создана двухступенчатая бромистолитиевая АБХМ. Новое оборудование быстро завоевало популярность и стало применяться повсеместно.

Время шло, технологии развивались. В 1993 году специалисты запатентовали АБХМ с двойным конденсатором. Сегодня ученые активно разрабатывают новое поколение установок. В исследовательских лабораториях уже можно увидеть прототипы трехступенчатых холодильных машин, по эффективности превышающих используемые сегодня аналоги почти на 50%

Классификация устройств

АБХМ бывают 1-, 2- и 3-ступенчатыми, непрямого и прямого нагрева. В моделях прямого нагрева в роли источника тепла может выступать газ или любое другое топливо. В установках непрямого нагрева используется пар и другие теплоносители, переносящие теплоту от источника.

Все холодильные абсорбционные машины можно разделить на аммиачные и бромистолитиевые. Они отличаются типом используемого хладагента. Наиболее эффективными являются бромистолитиевые установки.

Основные плюсы абсорбционных холодильных установок – минимальная стоимость обслуживания, высокая надежность, экономичность и практически полное отсутствие шума при работе.

Первую холодильную абсорбционную машину создали в 1859 году французы. В этой установке использовалась смесь воды и аммиака.

Слайд 72Источниками энергии для АБХМ могут стать:
пар низкого давления;
горячая вода;
выхлопные газы

двигателей и турбин;
непосредственный нагрев открытым пламенем;
мазут, природный газ.
Способы подключения АБХМ

в систему тригенерации

Есть два способа подключения АБХМ в систему тригенерации:

Теплоносителем является вода, предварительно нагретая в теплообменнике когенерационной установки. Преимущества: трехходовой клапан с электронной системой управления позволяет точно регулировать холодильную мощность. Недостатки: ниже эффективность, а, следовательно, холодильная мощность.
Теплоносителем являются выхлопные газы ДВС. Преимущества: выше эффективность, а, следовательно, холодильная мощность чем у п.1. Недостатки: отсутствует гибкость управления выработкой холодильной мощности.

Источниками энергии для АБХМ могут стать:пар низкого давления;горячая вода;выхлопные газы двигателей и турбин;непосредственный нагрев открытым пламенем;мазут, природный

Слайд 73Преимущества тригенерации на базе АБХМ перед традиционным кондиционированием:
работа на т.н.

«бросовом тепле»;
АБХМ не имеют подвижных частей подверженных механическому износу, что

снижает затраты на обслуживание;
срок безотказной работы более 25 лет;
выработка энергии в месте потребления;
снижение потребления сетевой электроэнергии во время летних пиков;
круглогодичная загрузка генерирующих мощностей обеспечивает их максимальную экономическую эффективность;
минимальное потребление электроэнергии: электроэнергия требуется для работы насосов и автоматики;
минимальный уровень шума;
полную автоматизацию;
пожаро- и взрывобезопасность;
абсорбционные машины не
подведомственны Ростехнадзору.
Преимущества тригенерации на базе АБХМ перед традиционным кондиционированием:работа на т.н. «бросовом тепле»;АБХМ не имеют подвижных частей подверженных

Слайд 74Основные технико-коммерческие показатели тригенерации
Удельная стоимость АБХМ зависит от единичной мощности

установки и находится в пределах $250-550 за 1 кВт холодильной

мощности.
Для сравнения, 150-170 кВт холодильной мощности необходимо для охлаждения и вентиляции 1 000 кв.м офисных площадей. АБХМ холодопроизводительностью 3750 кВт для кондиционирования воды имеет массу 37 тонн, габаритный размер (ДхШхВ) 7,5х2,2х3,6м и требует размер машинного зала (ДхШ) 9х5 м. Кроме того для обслуживания подводящих труб необходимо дополнительная площадь (спереди или сзади) АБХМ размером (ДхШ) - 4х2 м. АБХМ должна размещаться в помещении при температуре воздуха более +5 оС и влажности воздуха менее 85%.

Также необходимо место под размещение испарительной градирни тепловой мощностью 8820 кВт. Рабочая масса – 24,2 т, габаритный размер (ДхШхВ) 10,8х7,6х5,5 м. Возможно стандартное и малошумное исполнение градирни. Градирню рекомендуется размещать вне помещения в зоне свободного доступа воздуха.
Основные технико-коммерческие показатели тригенерацииУдельная стоимость АБХМ зависит от единичной мощности установки и находится в пределах $250-550 за

Слайд 75Техобслуживание АБХМ в составе систем тригенерации

Сервисные работы при круглогодичном использовании

проводятся четыре раза в год.
При сезонной работе машин необходимо проводить

ее консервацию (например, в октябре) и расконсервацию (например, в апреле).
При сезонной работе плановый сервис машины осуществляется одновременно с работами по консервации и расконсервации работами.
При сезонной работе сервис проводится два раза в год.
Запасные части для проведения сервисных и ремонтных работ поставляется в комплекте, удовлетворяющем техническому обслуживанию на 4 года.

Тригенерация и экология

В системах тригенерации на базе АБХМ практически нет выбросов парниковых газов, отсутствуют вредные химические загрязнения, т. к. в качестве хладагента используется вода. Важно отметить, что использование тригенерации — одна из лучших технологий, доступных для сокращения выбросов парниковых газов и других загрязнений окружающей среды.
Техобслуживание АБХМ в составе систем тригенерацииСервисные работы при круглогодичном использовании проводятся четыре раза в год.При сезонной работе

Слайд 76Основные технико-коммерческие показатели тригенерации
Основные технико-коммерческие показатели тригенерации

Основные технико-коммерческие показатели тригенерацииОсновные технико-коммерческие показатели тригенерации

Слайд 78Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

Слайд 79Зарубежные производители ГПУ Nэ

Зарубежные производители ГПУ Nэ

Слайд 80Зарубежные производители ГПУ Nэ

Зарубежные производители ГПУ Nэ

Слайд 81Зарубежные производители ГПУ (Nэ>3,0 МВт)

Зарубежные производители ГПУ (Nэ>3,0 МВт)

Слайд 82Отечественные производители ГПУ

Отечественные производители ГПУ

Слайд 83Отечественные производители ГДУ
Компания ОАО Коломенский завод выпускает ГДУ мощностью 1,1÷1,65

МВт на базе ГДД собственного производства, фирменный цвет ГДУ –

серый с желтым.
Отечественные производители ГДУКомпания ОАО Коломенский завод выпускает ГДУ мощностью 1,1÷1,65 МВт на базе ГДД собственного производства, фирменный

Слайд 84Зарубежные производители ГДУ
Компания MAN B&W выпускает искровые ГПУ Отто мощностью

5,4÷8,1 МВт и ГДУ мощностью 2,4÷17,2 МВт на базе ГПД

и ГДД собственного производства, фирменный цвет энергоустановок – синий
Зарубежные производители ГДУКомпания MAN B&W выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 5,4÷8,1 МВт и ГДУ мощностью 2,4÷17,2 МВт

Слайд 85Компания Deutz Power Systems GmbH провела ребрендинг и с 01.10.08

г. называется MWM GmbH (Motorenwerke Mannheim),
производит искровые ГПУ цикла

Миллера мощность от 0,3÷3,9 МВт на базе ГПД собственного производства, фирменный цвет ГПУ – тёмно-синий и серый.

GE JENBACHER выпускает производит искровые ГПУ Отто мощностью от 0,3÷4,0 МВт на базе ГПД собственного производства, фирменный цвет ГПУ – светло-зелёный.

Наиболее широко представленные в РФ производители (начало)

Компания Deutz Power Systems GmbH провела ребрендинг и с 01.10.08 г. называется MWM GmbH (Motorenwerke Mannheim), производит

Слайд 86Компания Wärtsilä выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 3,9÷8,7 МВт и

ГДУ мощностью 4,2÷17,2 МВт на базе ГПД и ГДД собственного

производства, фирменный цвет энергоустановок – синий.

Наиболее широко представленные в РФ производители (продолжение)

Компания Cummins выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 0,3÷2,0 МВт на базе ГПД собственного производства, фирменный цвет ГПД – светло-зелёный.

Компания Wärtsilä выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 3,9÷8,7 МВт и ГДУ мощностью 4,2÷17,2 МВт на базе ГПД

Слайд 87Компания FG Wilson выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 0,1÷1,0 МВт

и ГДУ мощностью 0,1÷1,36 МВт на базе ГПД компании Perkins,

фирменный цвет ГПД – синий.

Компания Waukesha Engine выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 0,1÷3,25 МВт на базе ГПД собственного производства, фирменный цвет ГПД – красный.

Наиболее широко представленные в РФ производители (продолжение)

Компания FG Wilson выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 0,1÷1,0 МВт и ГДУ мощностью 0,1÷1,36 МВт на базе

Слайд 88Компания Caterpillar S.A.L.R. выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 0,1÷6,52 МВт

на базе ГПД собственного производства, фирменный цвет ГПД – жёлтый
Компания

TEDOM выпускает контейнерные когенерационные модули мощностью 0,1÷2,0 МВт на базе искровые ГПУ Отто Caterpillar, фирменный цвет контейнера в зависимости от мощности ГПУ – красный, синий, голубой и бежевый

Наиболее широко представленные в РФ производители (продолжение)

Компания Caterpillar S.A.L.R. выпускает искровые ГПУ Отто мощностью 0,1÷6,52 МВт на базе ГПД собственного производства, фирменный цвет

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика