Plynová piestová elektráreň: princíp činnosti. Prevádzka a údržba plynových piestových elektrární

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Plynová piestová elektráreň sa používa ako hlavný alebo záložný zdroj energie. Aby zariadenie fungovalo, vyžaduje prístup k akémukoľvek typu horľavého plynu. Mnohé modely GPES môžu dodatočne vytvárať teplo na vykurovanie a chlad pre ventilačné systémy, sklady, priemyselné zariadenia.

Plynové piestové elektrárne: princíp činnosti

Hlavnými prvkami GPES sú motor-generátor a plynový piestový motor. Horľavý plyn v komore GPA sa zapaľuje pomocou zapaľovacej sviečky a vytvára energiu používanú na otáčanie pracovného hriadeľa generátora.

Automatizované elektrárne a elektrické jednotky s piestovými plynovými motormi môžu okrem elektrickej energie vyrábať tepelnú energiu v kotli na odpadové teplo alebo v ohrievači vody na vodu. Menej časté sú modely, ktoré generujú chlad.

Device

Plynová piestová elektráreň pozostáva z:

• plynmotor a alternátor sú spojené elastickou kolíkovou spojkou;
• radiator;
• ventilátor poháňaný z predného konca kľukového hriadeľa cez klinový remeňový pohon;
• filtre na čistenie vzduchu a iné pomocné zariadenia namontované na spoločnom ráme jednotky.

Generátor má samostatné kompletné zariadenie s ovládacími a distribučnými panelmi.

Motor

Prevádzka plynovej piestovej elektrárne nie je možná bez GPA. Funguje na prírodné, súvisiace ropné a priemyselné plyny. Motor má liate hliníkové blokové hlavy, ktoré sú namontované a pripevnené k dvom blokom valcov. Spaľovacia komora (zvyčajne otvorený typ) je umiestnená vo valci medzi plochým dnom hlavy bloku a dnom piestu s prstencovým vybraním.

Na základe podmienok na zabezpečenie bezklepového spaľovania zmesi plynu so vzduchom a obmedzenia maximálnych spaľovacích tlakov sa v plynovom motore používa malý kompresný pomer 10,5 (pre zemný plyn) namiesto 1415 v naftový motor. Dosahuje sa to inštaláciou hrubších hliníkových krúžkových tesnení pod hlavy bloku ako pri dieselovom motore (samostatné pre každý valec).

Systém zapaľovania

Motor používa batériový zapaľovací systém, ktorý pozostáva z:

• elektrické sviečky;
• prerušovač-rozdeľovač zapaľovacej cievky;
• napájací zdroj;
• elektrické drôty.

Na zapálenie pracovnej zmesi vo valcochpoužívajú sa elektrické sviečky (jedna sviečka na každý valec). Sú inštalované v hlave bloku v závitových objímkach a výstupných potrubiach, ktoré sú umiestnené na tých miestach, kde sú dýzy umiestnené v dieselovom motore. Centrálne umiestnenie elektrickej zapaľovacej sviečky vzhľadom na spaľovaciu komoru poskytuje optimálne podmienky pre spaľovanie zmesi vďaka minimálnej ceste šírenia čela plameňa vo valci a bežnému chladeniu zapaľovacej sviečky vodou cirkulujúcou v hlave bloku.

Prevádzka plynových elektrární

V plynových motoroch sa ako palivo používajú rôzne druhy plynov:

• prírodné (hlavné aj skvapalnené);
• pridružené (ropa);
• propán-bután;
• bioplyn;
• priemyselný plyn (odpadové vody, baňa, koks, pyrolýza);
• iné horľavé plyny.

Spoľahlivosť elektrární s plynovými piestovými motormi potvrdila ich dlhodobá prevádzka na západnej Sibíri, v Jakutsku, na Ďalekom východe a v ďalších regiónoch Ruskej federácie. V prvom rade sa využívajú v podnikoch, ropa a plyn, ložiská uhlia. Množstvo súvisiaceho plynu robí ich prevádzku veľmi ziskovou.

Údržba

Pred kúpou GPES sa zloženie plynu používaného ako palivo a jeho parametre dohodnú s výrobcom. Nastavenie a uvedenie jednotiek do prevádzky po dohode so spotrebiteľom tiež vykonáva výrobca.

V závislosti odzložitosť zariadenia, údržbu plynovej piestovej elektrocentrály vykonáva buď dodávateľ alebo vyškolený a vedomostne preverený personál. Údržba alebo oprava plynového zariadenia, ako aj ostatných komponentov a zostáv motora by sa mala vykonávať až po produkcii plynu z plynového potrubia a energetického systému.

Vzduch nesmie obsahovať korozívne a výbušné plyny. V strojovni, kde je inštalovaný plynový motor, by pracovný vzduch nemal mať obsah prachu vyšší ako 0,002 g/m3. V prípade vyššieho obsahu prachu musí byť na vstupe motora nainštalovaný dodatočný čistiaci systém.

Výhody

Plynová piestová elektráreň môže dlhodobo a stabilne fungovať autonómne a paralelne s inými rovnakými elektrárňami s pomerom výkonu 3:1 až 1:3 alebo priemyselnou sieťou.

Plynový piestový motor, generátor, chladič chladiaceho systému namontované na spoločnom ráme. Motor a generátor sú vzájomne prepojené prírubami, čím sa eliminuje potreba zarovnania hriadeľa. Jednotku je možné dodať v stacionárnej verzii na ráme a mobilnej verzii v izolovanom tele.

Počas prevádzky elektrární sa vykonáva automatické monitorovanie pre:

• stabilita výstupných elektrických parametrov;
• prehrievanie chladiacej kvapaliny;
• prehrievanie oleja;
• pokles tlaku oleja v systéme mazania motora;
• nižší izolačný odpor;
• zjavenie nebezpečného potenciálu na puzdre.

GPES je možné zabezpečiťautomatické alebo diaľkové ovládanie štartovania, chodu a vypínania motora.

Špecifikácie

Hlavné technické údaje na príklade ruského modelu AD200S-T400-R:

• Menovitý výkon: 200 kW.
• Napätie: 400 V.
• Aktuálna frekvencia: 50 Hz.
• Typ prúdu: trojfázový, variabilný.
• Menovitá rýchlosť: 1500 ot./min.
• Štart motora: štartér.
• Spotreba plynu: nie viac ako 50 kg/h.
• Celkové rozmery jednotky: 2950x1320x1610 mm.
• Suchá hmotnosť stroja: 2960 kg.
• Životnosť motora pred generálnou opravou: 15 000 hodín

Nezaťažená plynopiestová elektrocentrála zabezpečuje štart asynchrónneho elektromotora s kotvou nakrátko s výkonom až 125 kW s pomerom rozbehového prúdu až 7. GPES je vybavený vykurovacími prostriedkami, ktoré zaisťujú začínajúc pri teplote pod +5Cᵒ a zariadenia na ohrev vzduchu vo vnútri miestnosti (telo).