|
1. Техническая реализация мини-ТЭЦ
2. Поршневой двигатель
3. Паровая турбина
4. Газовая турбина
5. Двигатель Стирлинга
6. Микротурбины
7. Топливные элементы
8. Парогазовые установки
9. Сравнение газопоршневых и газотурбинных установок
10. Сравнение газопоршневого двигателя и паровой турбины
11. Сравнение газопоршневых и дизельных установок
12. Тепловые насосы
Для мощностей до 20-30 МВт*э газопоршневые когенерационные установки показывают себя лучше всех других технологий, представленных на сайте. Причем в диапазоне от 3 кВт*э до 5 МВт*э они просто вне конкуренции. Почему?
Во-первых, высокий электрический КПД.
Наивысший электрический КПД - до 30 % у газовой турбины, и около 40 % у газопоршневого двигателя достигается при работе под 100%-ной нагрузкой (Рис. 2.1). При снижении нагрузки до 50%, электрический КПД газовой турбины снижается почти в 3 раза. Для газопоршневого двигателя такое же изменение режима нагрузки практически не влияет как на общий, так и на электрический КПД.
Pиc. 1. Графики зависимости КПД от нагрузки:
Графики наглядно показывают — газовые двигатели имеют высокий электрический КПД, который практически не изменяется в диапазоне нагрузки 50 — 100 %.
Во-вторых, условия размещения.
Номинальный выход мощности, как газопоршневого двигателя, так и газовой турбины зависит от высоты площадки над уровнем моря и температуры окружающего воздуха.
На графике (рис. 2) видно, что при повышении температуры от -30°С до +30°С электрический КПД у газовой турбины падает на 15-20%. При температурах выше +30°С, КПД газовой турбины — еще ниже. В отличие от газовой турбины газопоршневой двигатель имеет более высокий и постоянный электрический КПД во всем интервале температур и постоянный КПД, вплоть до +25°С.
Рис. 2. График зависимости электрического КПД газовой турбины от температуры окружающего воздуха
В-третьих, условия работы.
Количество пусков: газопоршневой двигатель может запускаться и останавливаться неограниченное число раз, что не влияет на общий моторесурс двигателя. 100 пусков газовой турбины уменьшают её ресурс на 500 часов.
Время запуска: время до принятия нагрузки после старта составляет у газовой турбины 15-17 минут, у газопоршневого двигателя 2-3 минуты.
В-четвертых, проектный срок службы, интервалы техобслуживания.
Ресурс до капитального ремонта составляет у газовой турбины 20 000 — 30 000 рабочих часов, у газопоршневого двигателя этот показатель равен 60000 рабочих часов (табл. 1). Стоимость капитального ремонта газовой турбины с учётом затрат на запчасти и материалы значительно выше.
Полный капитальный ремонт газовой турбины - более сложная работа, чем капремонт газового двигателя. Ремонт газовой турбины выполняется только на предприятии-изготовителе. Кроме того, при ремонте газовой турбины используются очень дорогие запчасти, что делает его стоимость очень высокой. Поэтому время простоя газового двигателя по сравнению с газовой турбиной сокращено. Затраты на запчасти и материалы для капремонта газового двигателя также ниже.
Таблица №1: Интервалы техобслуживания
| Ремонтные работы, интервал (часы) |
Турбины, авиационные и малые промышленные |
Турбины, промышленные |
Газопоршневой двигатель |
| Ремонт камеры сгорания |
5 000 |
10 000 |
— |
| Средний ремонт |
Ремонт турбины и камеры сгорания |
Ремонт головок цилиндров |
| 10 000 |
15 000 |
30 000 |
| Полный капитальный ремонт |
20 000 |
30 000 |
60 000 |
В-пятых, относительно низкие капиталовложения.
Как показывают расчёты, удельное капиталовложение (Евро/кВт) в производство электрической и тепловой энергии газопоршневыми двигателями ниже. Это преимущество газопоршневых двигателей неоспоримо для мощностей до 30 МВт. ТЭЦ мощностью 10 МВт на основе газопоршневых двигателей требует вложений около 7,5 миллионов €, при использовании газовой турбины затраты возрастают до 9,5 миллионов € (рис. 3).
Давление газа в сети для газового двигателя не превышает 4-х атмосфер, давление подачи газа для газовой турбины должно быть минимум 6…10 атмосфер. Таким образом, при использовании на станции в качестве силового агрегата газовой турбины, необходима установка газовой компрессорной станции, что еще больше увеличивает капиталовложения.
Рис. 3. Объемы капитальных вложений в ТЭЦ с разными силовыми агрегатами.
1. Техническая реализация мини-ТЭЦ 2. Поршневой двигатель
3. Паровая турбина
4. Газовая турбина
5. Двигатель Стирлинга
6. Микротурбины
7. Топливные элементы
8. Парогазовые установки
9. Сравнение газопоршневых и газотурбинных установок
10. Сравнение газопоршневого двигателя и паровой турбины
11. Сравнение газопоршневых и дизельных установок
12. Тепловые насосы
| 
