Электростанции газопоршневые генераторы: Газопоршневые электростанции 10 кВт купить в Москве | Цена на промышленные газовые генераторы (ГПУ) 10 кВт

Газопоршневые электростанции от производителя, стоимость и цена на поставку ГПУ

Газопоршневые электростанции (ГПЭС), также называющиеся газопоршневыми установками (ГПУ) или газовыми генераторами — системы генерации, в которых установлен поршневой двигатель внутреннего сгорания. Современные конструкции применяют для промышленных, бытовых нужд. Работают ГПЭС на различном топливе.

Топливо для газопоршневых электростанций

Используют газы на основе метана, сжиженные углеводородные газы (СУГ). Газы на основе метана - природный, попутный нефтяной газ, пиролизный, шахтный, болотный, биогаз. СУГ – пропан, бутан, их смеси в различных пропорциях.

ГПЭС бывают однотопливными, двухтопливными. Чтобы станция работала и на магистральном газе, и на сжиженном, устанавливаются газовые смесители, которые производят газовоздушную смесь из пропана и бутана. По свойствам смесь близка к метану, поэтому перенастраивать оборудование после установки смесителя не понадобится.

Выбор газопоршневого генератора

«Интех» предлагает газопоршневые электростанции по ценам производителя для систем автономного, резервного газоснабжения промышленных предприятий, коттеджных поселков, загородных домов.

Газопоршневую электростанцию можно купить с доставкой по Санкт-Петербургу и в другие города России. При необходимости обеспечим поставку ГПУ в страны СНГ с помощью транспортных компаний.

Основными параметрами генераторов являются мощность, количество фаз, напряжение, частота тока.

Мощность для загородного коттеджа или дачи обычно составляет от 5 до 20 кВт. Возможно оснащение блоком автоматического ввода резерва (АВР) для перехода на автономное электроснабжение при отсутствии или падении ниже критического уровня напряжения в сети.

Единичная мощность для промышленных предприятий составляет от 100 до 6000 кВт, а моторесурс – 30-60 тыс.ч. Работа при нагрузке более 75% номинальной мощности приводит к быстрому износу, снижению моторесурса, увеличению расхода топлива. При больших потребностях, создают группы из генераторных установок одинаковой или разных мощностей, синхронизированных между собой, работающих параллельно или попеременно. Синхронизация распределяет нагрузку, обеспечивает бесперебойную работу всей генераторной группы.

Комплекс оборудования поддерживает резервный режим, а при нехватке мощности магистральных электросетей обеспечит параллельную работу с внешней сетью.

Среди промышленных генераторов преобладают трехфазные с напряжением 380 В, генераторы небольшой мощности могут быть однофазными с напряжением 220 В. Бытовые газовые генераторы производят однофазные и трехфазные.

ГПЭС выполняются в двух вариантах:

• открытом исполнении – на раме;
• закрытом – в кожухе.

Шумо- и виброзащитный всепогодный кожух обеспечит бесперебойную работу при установке на улице. Открытое исполнение предполагает установку внутри помещения.

Преимущества газопоршневых электростанций

Достоинства газовых генераторов по сравнению с дизельными, бензиновыми:

• меньшие расходы на топливо;
• отсутствие токсичных выхлопов;
• легкий запуск после длительного простоя.

Установка рассчитана на места, где подведен магистральный газ, применена система автономного газоснабжения или подключен газовый баллон.

Газовые генераторы рентабельно использовать в качестве резервных и основных источников энергии даже при централизованном электроснабжении. Себестоимость производимой энергии будет ниже действующих тарифов на электричество, поскольку природный газ – самый дешевый вид топлива в РФ.

Стоимость газопоршневой установки

Основная стоимость газопоршневой электростанции складывается из комплектации и мощности, а также зависит от производителя.

Газопоршневые генераторы не отличаются слишком низкими ценами, но быстро окупаются за счет значительной экономии электроэнергии. Траты на приобретение возможно покрыть за 1,5 года.

Чтобы избежать незапланированных расходов и переплат, рекомендуется покупать газопоршневую установку у зарекомендовавшей себя на рынке оборудования компании, работающей напрямую с производителями.

Ваша выгода — в «Интех»!

«Интех» — команда профессионалов. Поставляем газопоршневые электростанции по Санкт-Петербургу, России, в страны СНГ.

Предлагаем купить оборудование ГПУ от лидеров производства на российском рынке. Выбор газооборудования осуществляется под индивидуальные потребности, с учетом всех технических условий заказчика.

Мы найдем для вас лучший вариант при любых условиях. Обеспечим:

• гибкий подход к вопросам стоимости;
• полное, структурированное решение задачи;
• доставку оборудования по России, странам СНГ;
• гарантию на все оборудование.

Уточнить информацию о поставках ГПУ (газопоршневых установок), ценах, доставке, стоимости установки вы можете у наших консультантов. Задайте вопрос любым удобным для вас способом (онлайн-консультант или по телефону).

Мы поможем вам сделать правильный выбор!

Газопоршневые электростанции, установки и их особенности

Газопоршневые электростанции и установки

Система выработки электроэнергии, принцип функционирования которой основывается на использовании газопоршневого двигателя в сочетании с турбонаддувом, стартера и зарядного генератора называется

газопоршневой электростанцией (ГПЭ).

Конструктивные особенности газопоршневых электростанций

Стандартная комплектация подобной установки также предусматривает наличие механизма управления редуктором, системы охлаждения, в которой используется водяной радиатор. В результате высокой эффективности подобные агрегаты пользуются спросом, как для энергоснабжения дачных домиков, так и целых поселков, удаленных производственных комплексов. Это позволяет и широкий диапазон мощностей ГПЭ – от 20 кВт до 2 МВт.

• Вид топлива
  Чаще всего используются природный или нефтяной сжиженный газ, а в более современных установках – даже мусорный или биогаз. Хотя более популярны универсальные модели, которые могут функционировать и на жидком топливе – газодизели.
• Конструкция двигателя
  Этот модуль обязательно комплектуется системой программируемого управления, благодаря чему повышается его КПД, практически полностью сгорает топливо и снижается объем вредных выбросов в окружающую среду. Это существенно снижает себестоимость вырабатываемой электроэнергии.
• Номинальная нагрузка
  Камеры сгорания газопоршневых установок не позволяют снижения нагрузки ниже 30% от номинала. Несоблюдение этих рекомендаций является критичной для продолжительности срока эксплуатации ГПЭ.

Схема работы газопоршневых электростанций

Преимущества газопоршневых установок

• Газопоршневые электростанции превосходно адаптированы к ситуациям с кратковременной эксплуатацией и частыми запусками, а также прекрасно переносят резкие перепады температурного режима.
• Низкая стоимость обслуживания, что снижает эксплуатационные издержки.
• Различное исполнение электростанции, которая может представлять собой и блочно-модульную конструкцию.
• Продолжительность функционирования за счет конструктивных особенностей не имеет ограничений.
• Наличие модулей электронного управления позволяет производить старт ГПЭ посредством компьютера из диспетчерского пункта. Туда же выводятся и параметры работы установки.
• На рынке газопоршневых электростанций присутствуют модели и отечественных производителей, что увеличивает не только адаптацию агрегатов к местным условиям эксплуатации, но и их ремонтопригодность.

Недостатки газопоршневых установок

• Необходимость использования более сложной системы отвода отработанных газов в сочетании с фильтрами и катализаторами. Это объясняется применением моторного масла, сгорание которого повышает содержание в выхлопах вредных веществ.
• Высокая скорость двигателя становится причиной возникновения вибрации, что следует учитывать при монтаже газопоршневой установки: использование дополнительных опор

Статьи по теме:

Остались вопросы? Мы поможем Вам сделать правильный выбор!

Консультация специалиста:

Вызов инженера

Наши контакты:

8 (495) 120-17-70

Обратный звонок:

Заказать обратный звонок

Газопоршневые электростанции (установки) цена в Екатеринбурге

Газопоршневая установку (ГПУ) – это отличное решение для обеспечения дополнительного или основного электроснабжения в местах, где подача электричества по различным причинам ограничена или невозможна.

В качестве топлива используется сжиженный или магистральный природный газ, биогаз, а также попутный газ.

Главные преимущества ГПЭС:

• выработка тепла и электричества,
• энергетическая независимость,
• экономия,
• быстрая окупаемость оборудования,
• низкий расход топлива,
• экологическая безопасность.

Виды газопоршневых электростанций

Стоимость газопоршневой установки зависит не только от мощности оборудования и сферы его использования, но и других характеристик. Так, ГПУ отличаются по длительности автономной работы электростанции, вариантам пуска и особенностям регулирования напряжения.

При выборе установки специалисты компании PowerLink рекомендуют учитывать дополнительные критерии:

• класс защиты: от 0 до 5,
• вариант исполнения,
• уровень шума при работе,
• габариты оборудования.

Сферы применения газопоршневых установок

Компания PowerLink предлагает газопоршневые установки в Екатеринбурге, которые могут использоваться для электроснабжения различных объектов, включая небольшие жилые поселения, производственные цеха, торговые и спортивные центры, а также складские комплексы.

В качестве резервного источника энергоснабжения газопоршневые установки применяется на объектах, к которым предъявляются высокие требования (например, аэропорты, локомотивы, финансовые и коммуникационные организации).

Мощность газопоршневых генераторов

Цена газопоршневого генератора зависит от его мощности. При выборе оборудования, необходимо четко понимать, для каких целей вы будете его использовать. В нашем каталоге представлены газовые генераторы различной мощности.

• до 10 кВт - оптимальное решение для частных домов и дачных участков
• до 25 кВт - отличный выбор для коттеджей и загородных домов
• от 25 кВт - рекомендуются для предприятий, строительных и других объектов

Цена газопоршневой электростанции

По самым доступным ценам газопоршневые электростанции представлены в каталоге официального представителя компании PowerLink в России. Для их производства используются двигатели ведущих мировых производителей, включая MAN, MWM и Perkins.

Все оборудование соответствует требованиям по эффективному и безопасному преобразованию энергии.

Хотите узнать, как выбрать оборудование и сделать заказ? Свяжитесь со специалистами нашей компании по телефону 8 (800) 775-91-70 либо отправьте заявку по адресу электронной почты [email protected] – мы ответим на все возникающие вопросы!

Газопоршневые электростанции (ГПЭ, газопоршневые установки) на раме

Газопоршневые электростанции (ГПЭ) – это автоматическая установка для выработки электрической энергии, установленная на металлический каркас (раму). В состав ГПЭ на раме входит газопоршневый двигатель, состыкованный с генератором, и система полного управления. Комплектуются стартером и зарядным генератором для удобного запуска. Производство газопоршневых электростанций на раме от «Яринжком» обеспечивает Заказчику простоту в использовании, надежность установки, высокий КПД и экономичность. Возможно исполнение как с утилизатором тепла, так и без него.

Описание ГПЭ на раме

ГПЭ может использоваться для самых разных проектов. Будучи гарантированным и постоянным источником электроэнергии, газопоршневая генераторная установка является оптимальным вариантом для частной застройки, торговых комплексов, банков, аэропортов, производственных и промышленных предприятий, месторождений.

Использование газопоршневой установки в качестве основного источника получения энергии является экономически выгодным решением. Даже при возникающих перебоях в снабжении электроэнергией из единой энергетической системы мы гарантируем полное обеспечение потребителя недорогой энергией.

Газопоршневые электростанции на раме от компании «Яринжком» рекомендуется использовать как основной источник электроэнергии. Для безопасной работы ГПЭ мы предлагаем устанавливать электростанцию в параллельную работу с сетью. В случае внезапного отключения подачи газа или остановки двигателя централизованная сеть подключается автоматически без помощи персонала. Хорошим решением будет использование электростанции в удаленных районах, где нет возможности получать электроэнергию из центральных районов. Газопоршневые электростанции можно устанавливать на любых территориях, где необходимо получать экономию по стоимости электроэнергии. При использовании наших электростанций стоимость получаемой электроэнергии в 1,5–2,5 раза ниже.

В качестве топлива современные ГПЭ могут использовать:

• природный газ;
• попутный нефтяной газ;
• пропан, бутан;
• древесный газ;
• коксовый газ;

• пиролизный газ;
• газ мусорных свалок, сточных вод;
• биогаз/синтез газа;
• шахтный метан.

Газопоршневые генераторы мощностью 50, 100, 200, 260, 300, 350, 400, 430, 500 кВт

Когенерационынные газопоршневые установки (КГПУ)

Газопоршневые электростанции представляют собой современные генераторные установки, которые приводятся в действие природным либо другим газом. Учитывая доступность такого топлива и его демократичную цену, купить газопоршневую станцию и обслуживать ее будет недорого и практично. 

Принцип действия газопоршневой когенерационной установки заключается в передаче двигателем  механической мощности генератору, приводя его в действие для выработки электроэнергии, при этом образуемое в ходе работы двигателя тепло используется для производства тепловой энергии.

Газопоршневая установка MAN: комплектация и особенности

Немецкая компания MAN изготавливает высокотехнологичные и производительные в использовании установки, которые широко используются в промышленных и хозяйственных целях. Они могут быть постоянными или резервным и источниками электроснабжения, при этом четкий контроль работы оборудования и грамотная конструкция помогают минимизировать затраты на энергию.

Комплект каждой электростанции состоит из газопоршневого двигателя, синхронного генератора, системы управления и системы утилизации тепла, а также газовой линейки низкого давления. Оснащение поставляется в одном из двух возможных вариантов:

·         Открытого исполнения - для установки в помещении.

·         В специальном контейнере - для размещения на бетонном основании под открытым небом.

Контейнер дополняется нужными датчиками и сигнализацией на утечку газа, пожарной сигнализацией, и таким образом работа станции полностью защищается от непредвиденных ситуаций. В зависимости от требуемого объема вырабатываемой электроэнергии можно задействовать не одну, а несколько (до 16) электростанций

Основные режимы работы:

·         Островной - выдача мощности на распределительное устройство (РУ), к которому подключены все потребители,

·         Параллельно с сетью без выдачи – удобная система для сглаживания пиков нагрузки на основную сеть,

·         Параллельно с сетью с выдачей мощности в коммерческую сеть - островной режим работы, при котором есть возможность отправлять избытки мощности в коммерческую сеть.

Выберите свой вариант энергообеспечения с гарантией немецкого качества

Компания «Энергосистемы» предлагает клиентам обширный спектр газопоршневых, в том числе и когенерационных установок, от компании MAN. Команда специалистов без труда проконсультирует вас при подборе подходящего комплекса исходя из целей использования. На оборудование предоставляется гарантия, кроме того, наши мастера самостоятельно устанавливают технику и осуществляют наладку.

Газогенераторы | АМС-Энерго

Газогенераторы, ГПУ, газовые генераторы, газопоршневые электростанции в Новосибирске

ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ KIPOR

Модельный ряд газогенераторов:

---

ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ GENERAC POWER SYSTEMS(США)

Модельный ряд газогенераторов:

ООО «АэМэС-Энерго» является официальным представителем ООО «ГАЗ РЕГИОН ИНВЕСТ» в г. Новосибирске по поставке и сервисному обслуживанию газовых электрогенераторов компании GENERAC POWER SYSTEMS(США) для аварийного и постоянного электроснабжения.

Газовые генераторы c воздушным и жидкостным охлаждением, специально адаптированные для работы в сложных климатических условиях РФ.

Линейка газогенераторов GENERAC представлена от 7 до 300 кВт!

Генераторы GENERAC отличают стильный дизайн и высокая надежность.

---

ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ AKSA

Основанная в 1984 году, компания Aksa Power Generation (Казанчи Холдинг) превратилась в одну из лидирующих компаний в сфере, которая включает в себя создание и поставку газовых генераторов, а также обеспечение их последующего функционирования.

---

ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ CATERPILLAR

Компания Caterpillar в 1939 году первой в мире предложила генераторную электростанцию, в котором двигатель и генератор были разработаны одним производителем. Сегодня Caterpillar — мировой лидер в производстве газопоршневых электростанций. Применяемые в наших газогенераторах двигатели CAT созданы для длительной и бесперебойной работы.
В настоящее время невозможно представить себе повседневную жизнь без электроэнергии. Она необходима и в быту и на производстве. Но могут возникнуть некоторые проблемы связанные с существующим энергоснабжением.

Это и недостаток в предоставленной электрической мощности (возникают ограничения в развитии предприятия), надежность существующих линий электропередач, и, наконец, невозможность подвести электроэнергию.

Ввиду достаточно низкой стоимости природного или попутного газа газогенераторы, использующие его в качестве топлива, получают все более широкое распространение.

Существуют два технических решения для таких газовых генераторов: это газовые турбины и газопоршневые установки (ГПУ).

По По сравнению с газовыми турбинами газовые двигатели газопоршневых электростанций обладают рядом преимуществ, что оправдывает их установку при единичных мощностях менее 3 МВт. Газопоршневые двигатели имеют больший электрический КПД, и, как следствие, лучшую экономичность и более короткий срок окупаемости; более приспособлены для работы на частичных нагрузках; менее подвержены влиянию высокой температуры окружающего воздуха на КПД газовой электростанции (ГПУ); менее чувствительны к частым пускам/остановам и не требуют такого продолжительного времени запуска перед приемом нагрузки.

Мы готовы предложить газопоршневые электростанции производства компаний Caterpillar и Aksa. Единичная мощность газогенераторов от 10 до 2000 кВт.
Скачать опросный лист для заказа генератора

Газопоршневые электростанции на базе двигателей ЯМЗ

телефон в Москва
8 (800) 505-10-92

Головной офис
+7(4852) 59-91-31
+7(4852) 91-05-32

Москва
+7(495) 902-65-32

сайт: www.adkom.ru

email: [email protected]

Газопоршневые электростанции на базе двигателей ЯМЗ

Артикул: ГПУ
Цена: по запросу
Наличие: доступно под заказ

Газопоршневые электростанции на базе двигателей ямз

Постоянные потрясения, которые переживает энергетическая область во многих странах, в России в том числе, снабжение электроэнергией в частности, приводит к частым повышениям цены на этот продукт. Дорожает и обслуживание линий электропередач. Всё это заставляет многих руководителей задумываться об альтернативных источниках электропитания.
Оптимальное решение бесперебойного снабжения электроэнергией
            Одним из таких способов является приобретение и установка автономных электростанций. Наиболее выгодным вариантом, с точки зрения питания и надёжности, являются газопоршневые электростанции.
            Использование таких устройств позволяет сразу получить множество преимуществ, основными из которых являются:
·         независимость от поставщиков централизованного электроснабжения;
·          значительное удешевление получаемой электроэнергии;
·         возможность устанавливать электростанцию любой мощности;
·         бесперебойность получения электроэнергии за счёт установки газовых генераторов;
·         экологически чистый способ получение электричества;
·         возможность использования для питания электростанций различных внутренних возможностей собственного предприятия.
Это только основные преимущества, которые дают возможность получать экономию до 50%.
            Установка таких электростанций актуальна для многих предприятий, где очень важно постоянное снабжение электропитания. Это больницы, предприятия с бесперебойным циклом производства, металлургические предприятия и комбинаты химической промышленности. Незаменимыми они являются и для шахт, буровых платформ, крупных строительных площадок и других объектов с системами жизнеобеспечения.
Преимущества устройств отечественного производства
            Сегодня выпуск таких электростанций осуществляют многие предприятия, как зарубежные, так и отечественные. Мы же предлагаем газопоршневые установки на базе двигателей ЯМЗ.
           Это обыкновенные дизельные двигатели Ярославского моторного завода, которые переделаны на питание природным магистральным газом, а также нефтяным попутным (с предварительной очисткой). Это даёт возможность снизить себестоимость электроэнергии до минимума.
            Устанавливаются такие газовые двигатели в тандеме с генераторными установками. Это позволяет использовать электростанции для постоянной и периодической работы, в частности, при возникновении аварийных ситуаций. Кроме того, газопоршневые генераторы вырабатывают электроэнергию и в пиковые часы, а также дают возможность комбинировано получать электричество и тепло.
 Новые электроустановки не только дают возможность значительно уменьшить себестоимость электроэнергии, но и получить практически бесплатное тепло от сгорания газа. Комплектация электростанций системами утилизации тепла или когенерационными установками позволяет без проблем отапливать промышленные и административные помещения любого предприятия. А соединение их с холодильными установками даёт возможность в жаркое время года использовать и для обеспечения вентиляции этих же помещений.
            Приобретение отечественных газопоршневых электростанций на базе таких же двигателей отечественного производства – завода ЯМЗ даёт возможность сэкономить на цене товара, а также в будущем позволит без проблем и по доступным ценам приобретать необходимые запасные детали и узлы. Предлагаемые газопоршневые электроагрегаты позволяют отказаться от линий электропередач и получить полную независимость от электроснабжающих предприятий.  

Двигатель внутреннего сгорания для выработки электроэнергии - Введение

Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием во время такта сжатия

В дизельных двигателях топливо впрыскивается в цилиндр ближе к концу такта сжатия, когда воздух достаточно сжат для достижения температуры самовоспламенения. Сгорание топливовоздушной смеси вызывает ускоренное расширение газов под высоким давлением, которые толкают поршень к нижней части цилиндра во время рабочего хода, сообщая вращение коленчатому валу.Горение происходит периодически - только во время рабочего такта - тогда как в газовых турбинах горение происходит непрерывно. Когда поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра во время такта выпуска, продукты сгорания (выхлопные газы) выталкиваются через выпускной клапан. К коленчатому валу подключено несколько цилиндров, ориентированных таким образом, что, в то время как одни поршни сообщают коленчатому валу вращение во время рабочего хода, другие поршни выталкиваются обратно в верхнюю часть цилиндров во время их тактов выпуска.

Размер и мощность двигателя внутреннего сгорания зависят от объема сожженного топлива и воздуха. Таким образом, размер цилиндра, количество цилиндров и частота вращения двигателя определяют количество мощности, генерируемой двигателем. Увеличивая приток воздуха к двигателю с помощью нагнетателя или компрессора - так называемый наддув, - можно увеличить выходную мощность двигателя. Обычно используемый нагнетатель представляет собой турбонагнетатель, в котором в тракте выхлопных газов используется небольшая турбина для извлечения энергии для приведения в действие центробежного компрессора.

Гибкость топлива
Двигатели внутреннего сгорания могут работать на различных видах топлива, включая природный газ, легкое жидкое топливо, тяжелое жидкое топливо, биодизель, биотопливо и сырую нефть. Дизельные двигатели обычно более эффективны, чем двигатели SG, но также производят больше оксидов азота (NOx), диоксида серы (SO2) и твердых частиц (PM). Образование SO2 и PM зависит от топлива, при этом выбросы природного газа низкие. Образование NOx связано с температурой горения. В двигателях SG предварительное смешивание воздуха с топливом для создания «обедненных» условий (больше воздуха, чем требуется для сгорания) снижает температуру сгорания и препятствует образованию NOx.Были разработаны новые конструкции двигателей, позволяющие использовать преимущества дизельного процесса при сохранении преимуществ сжигания обедненной смеси. Двухтопливные двигатели (DF) спроектированы с возможностью сжигания как жидкого, так и газообразного топлива. При работе в газовом режиме газообразное топливо предварительно смешивается с воздухом, впрыскивается сразу после такта сжатия и воспламеняется от пламени запального топлива. В этом процессе пламя пилотного топлива действует как «свеча зажигания», воспламеняя обедненную газо-воздушную смесь. Двигатели DF сохраняют возможность использования резервного жидкого топлива при прекращении подачи газа.

На электростанции многие SG или дизельные ДВС сгруппированы в блоки, называемые генераторными установками. Каждый двигатель связан с валом, который соединен с его электрическим генератором. Эти генераторные установки обеспечивают модульную электрическую генерирующую мощность и имеют стандартные размеры от 4 до 20 МВт.

Силовые установки с поршневыми двигателями

Мощность поршня

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был усовершенствован и разработан в течение последних 100 лет для широкого спектра применений: от крошечных двигателей объемом 1 куб. См, приводящих в действие авиамодели, до гигантских морских двигателей с выходной мощностью в десятки мегаватт.Поршневой двигатель с его компактными размерами и широким диапазоном выходной мощности и вариантов топлива является идеальным первичным двигателем для питания электростанций (генераторных установок), используемых для обеспечения первичной энергии в удаленных местах или, в более общем смысле, для обеспечения мобильных и аварийных или резервных электроэнергия.

Приложения Генераторные установки

предназначены для работы на фиксированных скоростях из-за необходимости обеспечивать выходное напряжение переменного тока фиксированной частоты.Монитор скорости вращения ротора обеспечивает индикацию выходной частоты генератора, которая возвращается для управления клапаном подачи топлива, чтобы поддерживать постоянную частоту.

Напряжение также пропорционально скорости до тех пор, пока магнитная цепь не достигнет насыщения, когда скорость увеличения напряжения при увеличении скорости резко замедляется.

Выходной мощностью можно управлять с помощью регулятора с тиристорным управлением, который изменяет угол зажигания тиристора, который, в свою очередь, изменяет средний ток нагрузки.

• Первичная мощность

Большие дизельные генераторы используются для основных источников энергии

• Аварийное питание

Небольшие переносные генераторы, часто используемые для аварийного питания, могут работать на бензине (бензине) или дизельном топливе. Удаленные, неуправляемые приложения обычно имеют возможность автоматического запуска и остановки.

• Электротяга

Первый дизельный электрический гибридный автомобиль был запатентован в 1914 году Германом Лемпом. Он использовал электрическую тягу для системы трансмиссии, чтобы избежать использования сложных зубчатых передач, необходимых для передачи мощности дизельного ДВС на колеса во всем диапазоне скоростей поезда, поскольку электродвигатели могут работать в более широком диапазоне скоростей и легче контролируется. Для этой цели использовались двигатели постоянного тока, а мощность постоянного тока обеспечивалась генератором постоянного тока, приводимым в действие дизельным двигателем.Современные дизельные электрики используют машины переменного тока, чтобы избежать использования ненадежных коммутаторов и щеток в двигателях и генераторах. Использование дизельной электроэнергии обеспечивает гибкую маршрутизацию и позволяет избежать затрат на дорогостоящую инфраструктуру воздушных проводов, необходимую для чистых электропоездов. Выходная электрическая мощность может составлять от 200 кВт для небольшого пассажирского автомобиля и до 2 МВт для большого грузового поезда.

• Когенерация

(См. Диаграмму для гибридных морских приложений.)

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания состоят из одного или нескольких цилиндров, каждый из которых уплотнен с одного конца и открыт с другого, в которых плотно прилегающие поршни могут перемещаться вверх и вниз. (См. Диаграмму ниже) Двигатель получает свою мощность от последовательного сжигания сжатой топливовоздушной смеси в каждом из цилиндров. Топливо воспламеняется, когда поршень находится в верхней части своего хода, и расширение горючего газа перемещает поршень вниз.Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращательное движение коленчатым валом, который передает движущую силу желаемому приложению, в данном случае генератору. Воздух или топливовоздушная смесь вводится в цилиндр, когда поршень находится в самой нижней точке, а маховик на коленчатом валу обеспечивает импульс, который толкает поршень вверх для его сжатия.

Поршень и шатун в поршневом двигателе образуют большую массу, которая разгоняется от нуля до очень высокой скорости и снова замедляется обратно до нуля с каждым оборотом двигателя.(100 раз в секунду в двигателе, работающем со скоростью 6000 об / мин.) Это создает огромные силы для движущихся частей двигателя.

Многие методы подачи воздуха и топлива в цилиндры, управления зажиганием и удаления выхлопных газов были разработаны на протяжении многих лет. Двумя основными классами двигателей являются двигатели с искровым зажиганием или двигатели с циклом Отто и двигатели с воспламенением от сжатия или дизельные двигатели. Оба этих типа могут быть рассчитаны на четырехтактный или двухтактный режим работы.

Доступная мощность

Упрощенные уравнения, представляющие характеристики двигателя, предполагают, что рабочие вещества - идеальные газы, все процессы обратимы и трение отсутствует.

Следующее идеализированное уравнение применимо как к двигателям Отто (искровое зажигание), так и к дизельным двигателям (воспламенение от сжатия), описанным ниже.

P = η _f м _a N Q _HV (F / A) / n _R

P = Выходная мощность двигателя

η _f = Эффективность преобразования топлива

м _a = Масса воздуха, вводимого в цилиндр (цилиндры) за цикл

N = Частота вращения коленчатого вала

Q _HV = Теплотворная способность топлива

(F / A) = Массовый расход топлива / Массовый расход воздуха

n _R = Число оборотов кривошипа на рабочий ход (2 для 4-тактных двигателей, 1 для 2-тактных двигателей)

Из уравнения видно, что выходная мощность пропорциональна массе воздуха, проходящего через двигатель (объем или рабочий объем цилиндров), скорости вращения, энергосодержанию топлива и скорости, с которой он потребляется, и все это можно напрямую измерить.

Выходной крутящий момент T также пропорционален мощности двигателя и уровню расхода топлива и определяется по формуле:

T = P / N

Эффективность преобразования топлива, которая влияет как на мощность двигателя, так и на крутящий момент, является более сложной и зависит от термического и механического КПД двигателя.

Эффективность преобразования энергии

Основной задачей двигателя внутреннего сгорания является преобразование химической энергии в механическую энергию путем сжигания топлива в цилиндре, а термодинамический КПД является мерой того, насколько хорошо он выполняет эту работу в идеальных условиях. Однако практические системы подвержены различным потерям, которые приводят к снижению общей эффективности двигателя при передаче механической энергии на коленчатый вал до удивительно низких значений. КПД может достигать 50% или более для больших дизельных двигателей, в которых используются системы утилизации отработанного тепла, и всего 20% или 30% для более простых конструкций, таких как автомобильные электростанции и небольшие бытовые электростанции.

• Степень сжатия и термический КПД

  Эффективность сгорания может быть повышена за счет сжатия имеющихся молекул кислорода и топлива в очень маленькое пространство, что вместе с теплотой сжатия приводит к лучшему смешиванию и испарению топлива.γ-1

  , где r _v - степень сжатия двигателя, которая определяется как отношение между объемом, заключенным в цилиндре, и поршнем, когда поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ), охватываемый объем цилиндром и поршнем, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ).

  Гамма ( γ ) - отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении ( C _p ) и постоянной объем ( C _v ) рабочей жидкости (для большинства целей рабочей жидкостью является воздух, и трактуется как идеальный газ).Гамма-отношение для воздуха составляет 1,4. Чем сложнее молекулы газа, тем ниже гамма. Для топливной смеси, используемой в двигателе внутреннего сгорания, гамма обычно составляет 1,15. и 1,25

  Удельная теплоемкость C - это количество тепла на единицу массы, необходимое для повышения температуры на один градус Цельсия. Таким образом:

  C = Q / M * дельта T

  Где Q - приложенное тепло, M - масса образца, а Delta T - изменение температуры, которое возникает в результате. Это предполагает отсутствие фазового перехода, поскольку тепло, добавляемое или отводимое во время фазового перехода, не изменяет температуру.

  Уравнение теплового КПД для идеального цикла Отто показано графически ниже. Он показывает, что термический КПД и, следовательно, мощность двигателя увеличиваются с увеличением степени сжатия, однако для степеней сжатия, превышающих 17

  , улучшения практически отсутствуют.

  Сжатие газа поршнем в цилиндре вызывает повышение температуры газа, и это повышение температуры увеличивается с увеличением степени сжатия.Поскольку сжатый газ представляет собой смесь воздуха с летучим топливом, он может самовоспламеняться без искры, когда летучее топливо достигает точки воспламенения до того, как поршень достигнет верхней точки такта сжатия. Этот эффект называется предварительным зажиганием и ограничивает максимальную степень сжатия двигателя с искровым зажиганием примерно до 12: 1

  .

  Степень сжатия двигателей с искровым зажиганием обычно находится в диапазоне от 8: 1 до 12: 1

  Однако дизельные двигатели, которые зависят от повышения температуры, вызванного сжатием для воспламенения топлива, а не искры, могут и должны работать при гораздо более высоких степенях сжатия.Они могут это сделать, потому что сжатый газ - это чистый воздух, и топливо не вводится, пока воздух не будет сжат.

  Для данной степени сжатия дизельный двигатель на самом деле немного менее эффективен, чем двигатель с циклом Отто, но дизель более чем компенсирует это, поскольку он работает с гораздо более высокими степенями сжатия.

  Степень сжатия дизельных двигателей обычно находится в диапазоне от 14: 1 до 25: 1

  Одним из недостатков двигателей с высокой степенью сжатия является то, что чем выше пиковые температуры газа в баллоне вызывают более высокие количество производимых оксидов азота.

• Соотношение воздух / топливо

  Процесс горения - это химическая реакция, при которой топливо окисляется (сжигается) кислородом воздуха. Для полного сгорания требуется определенный вес воздуха, чтобы окислить все топливо, не оставляя лишнего кислорода. Соотношение веса воздуха и топлива, необходимого для полного сгорания, называется стехиометрическим соотношением.

  Для бензина (бензина) стехиометрическое соотношение воздух / топливо составляет 14,7: 1, а в двигателе с циклом Отто задача карбюратора или системы впрыска топлива поддерживать это соотношение. Если соотношение воздух / топливо намного выше, чем значение стехиометрии, как в случае бедной смеси, трудно воспламенить смесь с помощью свечи зажигания. Если это соотношение ниже, как в случае с богатой топливной смесью, часть топлива остается несгоревшей, и эффективность двигателя страдает.

  В отличие от этого, дизельные двигатели работают с переменным соотношением воздух / топливо. Это связано с тем, что воспламенение топлива вызвано высокой температурой, вызванной сжатием, а не искрой.

  При работе двигателя на холостом ходу требуется лишь небольшое количество топлива, но камера сгорания всегда заполнена чистым воздухом перед впрыском топлива, так что соотношение воздух / топливо может достигать 60 или 100: 1.По мере увеличения нагрузки на двигатель необходимо сжигать больше топлива, чтобы обеспечить мощность, поэтому количество впрыскиваемого топлива за цикл должно соответственно увеличиваться, но количество воздуха, впрыскиваемого в цилиндр за цикл, остается постоянным, так что воздух / топливо соотношение снижено.

  Поскольку неэффективное смешивание топлива с воздухом, связанное с дизельными двигателями, приводит к неполному сгоранию и последующему образованию частиц сажи при подаче с богатой топливной смесью, большинство дизельных двигателей должны работать на обедненной смеси используемого топлива стехиометрического значения. Таким образом, при одинаковом рабочем объеме безнаддувные дизельные двигатели не могут сжигать столько топлива, как эквивалентные двигатели с циклом Отто, что несколько снижает преимущество в эффективности, получаемое за счет более высоких степеней сжатия.

• Потери энергии

Все тепло, которое выходит в виде выхлопных газов или попадает в радиатор, является потраченной впустую энергией.

Обычно 35% подводимой тепловой энергии теряется в системе охлаждения и немного больше через выхлоп. Неполное сгорание топлива приводит к дополнительным потерям. На трение приходится еще 5–6% потерь энергии, и еще больше энергии используется для вращения различных вспомогательных насосов, вентиляторов и генераторов, необходимых для поддержания его работы.

См. Также Тепловые двигатели

Практическая выходная мощность

Практическая выходная мощность ограничена ограничениями по потоку воздуха из-за ограничений по размеру и форме впускных и выпускных каналов, эффективности смешивания топлива, скорости распространения пламени, трения, способности механических компонентов выдерживать высокое давление сжатия в цилиндры и чрезвычайно высокие инерционные силы на совершающих возвратно-поступательное движение частях, включая шатуны и клапанные механизмы.

Рабочие характеристики типичного двигателя малого объема, которые являются результатом всех этих ограничений, показаны ниже.

Мощность и крутящий момент увеличиваются с увеличением числа оборотов двигателя, но достигают пика и начинают спадать по мере того, как эти ограничения начинают действовать. Это серьезный недостаток для автомобильной техники, которая требует мощности и крутящего момента в широком диапазоне скоростей двигателя, но не обязательно для генератора, который обычно работает с постоянной скоростью.

Типы двигателей

• Двигатели с искровым зажиганием

Двигатель с искровым зажиганием был запатентован в 1876 году Николаусом Августом Отто.

До 1980-х годов в двигателях с искровым зажиганием использовался карбюратор для испарения топлива и его смешивания с воздухом.Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр за счет движения поршня вниз, а затем сжимается, когда поршень движется вверх. В верхней части цикла смесь воспламеняется от искры, и расширяющийся горящий газ снова опускает поршень. Впуск и выпуск газов в цилиндр и из него регулируется клапанными механизмами в верхней части цилиндра (головка цилиндра) или движением поршня мимо отверстий на боковой стороне цилиндра.

Скорость двигателя регулируется дроссельной заслонкой (дроссельной заслонкой), которая ограничивает поток топливовоздушной смеси в двигатель.Повышенное сопротивление воздушному потоку, вызванное этим механизмом, затрудняет дыхание двигателя и, таким образом, снижает его общую эффективность, особенно на низких скоростях.

После 100 лет использования карбюраторов в двигателях с циклом Отто в 1980-х годах были представлены системы впрыска топлива. Благодаря гораздо большему контролю над процессом сгорания они быстро заменили грубый, но надежный карбюратор. Они используют электронные датчики для измерения условий двигателя, таких как температура и давление воздуха, а также обороты двигателя.а также требования к двигателю, определяемые положением дроссельной заслонки, и использовать эту информацию для подачи точно рассчитанного заряда топлива в двигатель через инжектор. Топливо под высоким давлением впрыскивается непосредственно во впускной коллектор или цилиндр или в полость в головке блока цилиндров, когда поршень находится в верхней части своего хода и сжатие воздуха почти завершено. Топливо распыляется и смешивается с воздухом перед воспламенением от искры. Эта система позволяет более точно рассчитывать время и измерять расход топлива, улучшая процесс сгорания, повышая эффективность и в то же время сокращая вредные выбросы выхлопных газов.

• Дизельные двигатели

Двигатель с воспламенением от сжатия был запатентован в 1894 году Рудольфом Дизелем

. Дизельные двигатели

похожи на двигатели с циклом Отто, но предназначены для работы при гораздо более высоких степенях сжатия, чтобы достичь более высокого теплового КПД. Для этого они всасывают только воздух во время цикла сжатия, а топливо вводится только в конце цикла сжатия. Таким образом предотвращается преждевременное воспламенение топлива, поскольку во время сжатия топливо отсутствует.

Из-за сильного сжатия воздуха его температура поднимается выше 700–900 градусов Цельсия. Мазут впрыскивается под высоким давлением в этот горячий воздух, когда поршень находится на вершине своего цикла, в результате чего топливный заряд распыляется и немедленно происходит воспламенение.

Скорость двигателя регулируется путем изменения расхода топлива, а в дизельном двигателе нет дроссельной заслонки, ограничивающей поток воздуха. Это делает его более эффективным на низких оборотах, чем двигатель с циклом Отто.

Из-за высоких температур воспламенения, достигаемых в двигателях с высокой степенью сжатия, в дизельных двигателях можно использовать гораздо менее летучие или менее горючие топлива, что, в свою очередь, позволяет двигателю использовать гораздо более широкий диапазон видов топлива. Принудительное испарение топлива форсункой также помогает использовать менее летучие виды топлива.

Оригинальный двигатель Рудольфа Дизеля был разработан для работы на угольной пыли, а позже французское правительство, которое в то время изучали возможность использования арахисового масла в качестве топлива местного производства в своих африканских колониях, впервые разработало биотопливо, указав арахисовое масло в качестве топлива для двигатель он продемонстрировал в 1900 году на «Всемирной выставке» в Париже.

Большие судовые дизельные двигатели работают на мазуте, являющемся отходами нефтеперерабатывающей промышленности (иногда называемом «мазутом»). Он густой и вязкий, его трудно воспламенить, но он безопасен для хранения и дешев. Перед использованием топливо необходимо нагреть, чтобы оно стало жидким и способствовало испарению.

• Реальные и иллюзорные преимущества эффективности

Благодаря высокой степени сжатия дизельные двигатели обеспечивают реальное повышение эффективности по сравнению с двигателями с искровым зажиганием с более низким уровнем сжатия, однако это улучшение составляет всего около 20% и не учитывает повышение эффективности до 40%, заявленное для двигателя.

Остальные 20% улучшения связаны с природой топлива. Оба топлива имеют схожую плотность энергии с бензином (бензином) примерно на 1% лучше при 45,8 МДж / кг (МДж / кг) по сравнению с дизельным топливом с плотностью 45,3 МДж / кг. Но дизельное топливо намного плотнее, чем бензин, с плотностью 850 грамм / литр, что примерно на 18% плотнее, чем более летучий бензин, который имеет плотность всего 720 грамм / литр. Таким образом, один литр или галлон дизельного топлива содержит на 17% больше энергии, чем эквивалентный объем бензина.

При сравнении расхода топлива автомобильных двигателей важно помнить об этом.

Если мы на данный момент проигнорируем повышение эффективности на 20% из-за более высокой степени сжатия дизельного двигателя, может показаться, что автомобили с дизельным двигателем еще более эффективны, достигая дополнительных 17% более высоких миль на галлон. Однако это только потому, что мазут продается по объему, а не по весу. При измерении в милях на килограмм расход топлива будет почти таким же.

• Сравнение Отто / Дизель

Эффективность преобразования для бензиновых двигателей (химическая энергия в механическую энергию, подаваемую на коленчатый вал) составляет около 24% и около 32% для дизельных двигателей

• Цикл Отто
• Преимущества
• Относительно длительный период одного полного такта впуска, доступный для смешивания топлива с воздухом, означает, что в двигателях с циклом Отто возможно лучшее смешивание. Это приводит к лучшему контролю сгорания и меньшему количеству вредных выбросов.
• Превосходное смешивание топлива в сочетании с относительно низкой степенью сжатия позволяет двигателю с искровым зажиганием работать на высоких оборотах.
• Более высокие скорости позволяют уменьшить объем двигателя при той же выходной мощности.

(мощность = крутящий момент X об / мин)

• Из-за более низкой степени сжатия двигателя с циклом Отто он подвержен меньшим механическим силам и поэтому может быть сконструирован из более мелких и легких компонентов.
• Недостатки
• Поскольку в двигателе с циклом Отто используется летучее топливо, смешанное с воздухом, топливовоздушная смесь имеет относительно низкую температуру воспламенения. Это ограничивает возможную степень сжатия, которую можно использовать. Высокие степени сжатия поднимут температуру топливовоздушной смеси выше ее точки воспламенения, что приведет к преждевременному воспламенению топлива до того, как поршень достигнет верхней точки своего такта сжатия.Это приведет к движению поршня в обратном направлении и называется предварительным зажиганием. Однако в двигателях с впрыском топлива преждевременное зажигание можно минимизировать или избежать.
• Двигатель с циклом Отто менее эффективен, чем дизельный двигатель, из-за более низкой степени сжатия.
• Используемые виды топлива ограничиваются более летучими углеводородами.

• Дизельный цикл
• Преимущества
• Дизельные двигатели более эффективны, чем двигатели с циклом Отто, благодаря более высокой степени сжатия и, следовательно, более экономичны в эксплуатации.
• Сгорание не зависит от естественного испарения топлива, поэтому можно использовать широкий спектр менее летучих и менее горючих видов топлива.
• Дизельные двигатели, как правило, имеют более низкую температуру, чем двигатели с искровым зажиганием. Благодаря более высокой топливной эффективности они превращают большую часть тепловой энергии топлива в механическую и отбрасывают меньше отходящего тепла, чем двигатели с искровым зажиганием. По этой причине дизельные двигатели имеют меньший риск перегрева при длительном бездействии.Это делает их особенно подходящими для морских и удаленных систем выработки электроэнергии, где им может потребоваться работать без присмотра в течение нескольких дней.
• Недостатки
• Для воспламенения от сжатия необходимы высокие степени сжатия. Детонация топливовоздушной смеси приводит к более высоким силам и ударным нагрузкам на механические части двигателя, которые должны быть больше и тяжелее, чтобы выдерживать эти силы.
• Короткая продолжительность смешивания топлива с воздухом в верхней части такта впуска может привести к плохому смешиванию топлива и плохим характеристикам сгорания. Это, в свою очередь, ограничивает возможные обороты двигателя и, следовательно, возможную выходную мощность.
• Поскольку дизельные двигатели работают с меньшей скоростью, они должны иметь больший рабочий объем (мощность), чтобы обеспечивать такую ​​же мощность, как бензиновый двигатель. Это также означает, что они должны быть больше и тяжелее.
• Работа на более низкой скорости также означает, что дизельный двигатель должен обеспечивать больший крутящий момент, чтобы производить такую ​​же выходную мощность, что и двигатели с циклом Отто.
• Из-за детонации топливно-воздушной смеси дизельные двигатели имеют тенденцию быть более шумными, чем их аналоги Отто.
• Дизельные двигатели часто оснащаются наддувом, чтобы получить больше мощности от доступной мощности. Это может уменьшить общий вес двигателя, но увеличивает стоимость и сложность.
• Четырехтактные двигатели

Четырехтактный двигатель использует два оборота двигателя для каждого рабочего такта, один для сжигания топливно-воздушной смеси и очистки выхлопных газов, а другой для перезагрузки цилиндра рабочей жидкостью и ее сжатия для воспламенения. Поток воздуха через двигатель регулируется клапанными механизмами в головке блока цилиндров.

Смазочное масло удерживается в картере двигателя, изолированном от камеры сгорания, и перекачивается к опорным поверхностям через отдельный насос.

Источник: получено из SIU Carbondale

.
• Ход впуска / индукции

Четырехтактный цикл начинается с такта впуска, когда поршень находится на вершине своего хода. Впускной клапан открывается, и по мере движения поршня вниз он всасывает рабочую жидкость (воздух или топливовоздушную смесь) в цилиндр под атмосферным давлением.Выпускной клапан остается закрытым.

• Ход сжатия

Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускной клапан закрывается, и рабочая жидкость сжимается, когда поршень движется вверх.

• Рабочий ход

Когда поршень достигает максимума своего хода, в случае двигателя с циклом Отто, искра воспламеняет топливовоздушную смесь, инициируя рабочий такт, в котором горящий газ расширяется и толкает поршень вниз.В дизельных двигателях топливо впрыскивается в сжатый воздух, который самовоспламеняется, инициируя рабочий такт, как в двигателе Отто. Впускные и выпускные клапаны остаются закрытыми.

• Ход выхлопа

Когда поршень проходит конец своего движения вниз, выпускной клапан открывается, и движение поршня вверх приводит к вытеснению выхлопных газов.

После такта выпуска цикл запускается снова.

Точное время открытия и закрытия клапанов, а также время зажигания топлива можно изменять для улучшения потока газа и процессов сгорания.

Двигатель развивает мощность только во время рабочего хода. Во время трех других ходов движение поршней происходит за счет инерции маховика на коленчатом валу.

• Двухтактные двигатели

Двухтактный двигатель использует только один оборот для каждого рабочего хода, топливно-воздушная смесь сжигается, а выхлопные газы удаляются при ходе вниз, а цилиндр перезаряжается, а рабочая жидкость сжимается во время хода вверх.В своей простейшей форме, используемой в версии с искровым зажиганием, двухтактный двигатель обычно не имеет отдельных клапанных механизмов, как в четырехтактном двигателе. Вместо этого воздух и топливо поступают в цилиндр и выходят из него через порты (отверстия) на стороне стенки цилиндра, которые открываются или блокируются проходом поршня, который действует как клапан, когда он движется вверх и вниз через порты в цилиндре. стенка цилиндра. Впускной канал расположен рядом с нижней частью цилиндра и соединен с картером картера, который герметизирован и составляет важную часть системы управления воздухом-топливом в этом двигателе.Обе стороны поршня используются в двухтактном двигателе, верхняя сторона в цилиндре для обеспечения движущей силы, а нижняя сторона в сочетании с картером двигателя для нагнетания топливовоздушного заряда в цилиндр.

Выпускное отверстие расположено выше по цилиндру на противоположной стороне от впускного отверстия и открыто для атмосферы.

Источник: Получено из PilotFriend Flight Training

.
Дизельные версии

, описанные ниже, немного сложнее и обычно имеют внешние клапанные механизмы для управления воздушным потоком, а не полагаются на простую систему каналов.

Использование картера двигателя в качестве камеры наддува для нагнетания топливовоздушной смеси в цилиндр имеет последствия для смазки двигателя. Картер не может одновременно удерживать летучую топливную смесь и тяжелое смазочное масло. Вместо этого масло необходимо смешать с топливом для смазки коленчатого вала, шатунов и стенок цилиндров.

• Ход сжатия

Запуск, когда поршень находится в нижней части своего хода, и выпускное, и впускное отверстия открыты.В это время топливовоздушная смесь под давлением из картера двигателя поступает в цилиндр через впускной канал. Когда поршень движется вверх, он сначала закрывает впускное отверстие, затем закрывает выпускное отверстие, расположенное выше по цилиндру, и начинается сжатие воздушно-топливной смеси, которое продолжается до тех пор, пока поршень не достигнет верхней точки своего хода.

Во время этого движения поршня вверх, в картере двигателя под поршнем создается частичный вакуум, втягивающий топливовоздушную смесь через карбюратор в картер мимо язычкового невозвратного клапана, готового обеспечить следующую заправку топлива.

Версия с дизельным двигателем не зависит от герметичного картера двигателя для обеспечения наддува воздух-топливо. Поскольку дизель дышит только воздухом, всасывание обеспечивается нагнетателем с механическим или турбинным приводом (см. Ниже), который нагнетает воздух в цилиндр в соответствующей точке цикла. Это обеспечивает лучшую продувку и лучший контроль над сгоранием, а поскольку топливо не попадает в картер двигателя, он может быть герметичным, что позволяет двухтактному дизельному двигателю использовать обычную смазку из масляного резервуара в картере.

• Рабочий ход

В верхней части цикла сжатия воздушно-топливная смесь воспламеняется от искры, и расширение горящих газов толкает поршень вниз, поворачивая коленчатый вал.

В то же время движение поршня вниз сжимает газы в картере двигателя на нижней стороне поршня.

Когда поршень приближается к нижней части своего хода, он сначала открывает выхлопное отверстие, позволяя выпускать выхлопные газы высокого давления.Дальнейшее движение поршня вниз по направлению к нижней части его хода открывает впускное отверстие, позволяя заряду воздушно-топливной смеси под давлением из картера картера устремиться в цилиндр, помогая вывести любые оставшиеся выхлопные газы в процессе, известном как продувка. Верхняя часть поршня обычно имеет такую ​​форму, которая предотвращает утечку поступающей топливной смеси из выпускного отверстия. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, цикл начинается снова.

Обратите внимание, что выпуск и впуск происходят во время рабочего такта.

Маховик на коленчатом валу обеспечивает момент для завершения такта сжатия.

• Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей
  • Четырехтактные двигатели
  • Преимущества
  • Лучшее управление процессом сгорания возможно благодаря большему количеству возможностей управления с помощью клапана и угла опережения зажигания.Это позволяет повысить эффективность использования топлива при той же степени сжатия и лучше контролировать выбросы выхлопных газов.
  • Лучшее смешивание топлива с воздухом за счет раздельного цикла впуска и сжатия.
  • Недостатки
  • Меньшая удельная мощность, чем у двухтактного двигателя, поскольку на каждые два оборота двигателя приходится только один рабочий ход.
  • Более сложный и дорогой в производстве.

• Двухтактные двигатели
  • Преимущества
  • Поскольку двухтактные двигатели имеют один рабочий ход на каждый оборот двигателя, они имеют гораздо меньший вес и значительно лучшую удельную мощность, чем четырехтактные двигатели при той же выходной мощности.
  • В двухтактных двигателях обычно не используются сложные внешние клапанные механизмы, поэтому в них меньше движущихся частей и гораздо проще и дешевле конструкция. Это, в свою очередь, еще больше снижает их вес и позволяет им двигаться с очень высокой скоростью.
  • В целом двухтактная машина представляет собой мощную, недорогую, очень простую и очень легкую машину, способную работать на высоких скоростях.
  • Смазка путем смешивания масла с топливом позволяет избежать использования масляного поддона и позволяет двигателю работать в любом положении, что делает его пригодным для портативных электроинструментов.
  • Недостатки
  • Хотя двухтактный двигатель может иметь большую выходную мощность, его фактический КПД меньше, чем у эквивалентного четырехтактного двигателя. Неэффективное смешивание топлива с воздухом и неэффективная продувка приводят к неполному сгоранию, неэффективному использованию топлива и нежелательным выбросам выхлопных газов.
  • Для перекачивания картера двигателя требуется смазка двигателя маслом, смешанным с топливом.Может привести к менее эффективной смазке, а также к нежелательному сгоранию смазочного масла в процессе сгорания, создавая дальнейшее загрязнение.
  • ( Примечание : Дизельный двухтактный двигатель, который дышит воздухом и использует обычную смазку, не страдает ни одним из двух вышеупомянутых недостатков.)
  • Двухтактные дизельные двигатели обычно нуждаются в нагнетателях для достижения разумных уровней эффективности, что значительно увеличивает стоимость и сложность и исключает их применение с низкими затратами.

Наддув

Безнаддувные четырехтактные двигатели втягивают воздух в цилиндры за счет движения поршня вниз, что создает частичный вакуум внутри цилиндров. Скорость потока воздуха в цилиндр ограничена максимальной разницей давления между давлением внутри цилиндра и внешней атмосферой, а именно 1 бар или 14.5 фунтов на кв. Дюйм. Это, в свою очередь, ограничивает максимальную мощность, которая может быть получена от двигателя. Однако выходную мощность можно увеличить, закачивая воздух под давлением в цилиндры с помощью нагнетателя.

Аналогичные ограничения применяются к двухтактным двигателям. В этом случае воздух нагнетается в цилиндр из находящегося под давлением картера, также при низком давлении, но выходная мощность также может быть улучшена за счет наддува.

Нагнетатель - это, по сути, воздушный насос, который может приводиться в действие шестеренкой от коленчатого вала двигателя или турбиной, приводимой в движение потоком выхлопных газов.В обоих случаях повышение эффективности более чем компенсирует энергию, используемую для привода нагнетателя.

Двигатель DiesOtto

В настоящее время автомобильные инженеры работают над двигателями, в которых используется сочетание технологий дизельного двигателя и двигателя Отто.

Гибридный двигатель работает на бензине. При запуске он работает в стандартном режиме Отто, при этом от свечей зажигания бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.Когда двигатель прогрет и движется по маршруту, регулируемые фазы газораспределения позволяют увеличить степень сжатия (см. Цикл Миллера). Затем двигатель переключается на более эффективный дизельный режим, и свечи зажигания отключаются. Таким образом можно получить преимущества как двигателей Отто, так и дизельных двигателей.

См. Также Водородное топливо

Проблемы окружающей среды

Проблемы вредных выбросов выхлопных газов транспортных средств, работающих на ископаемом топливе, хорошо известны.К счастью, выработка электроэнергии с помощью поршневой энергии составляет очень небольшой процент от выработки электроэнергии. См. Источники топлива

См. Также генераторы и двигатели внешнего сгорания

Обзор электроснабжения

Турбинных газовых электростанций vs.Газовый двигатель

Теряют ли газовые турбины свою долю рынка в пользу газовых двигателей? Кажется, этот вопрос не сходит с уст игроков энергетической отрасли. Газовые турбины традиционно были единственной технологией, которую выбирали для крупных теплоэнергетических проектов. Если вы спросите любого отраслевого эксперта, ситуация может медленно, но заметно меняться из-за большей гибкости, которую демонстрируют двигатели. Поскольку традиция в электростанциях проверена, мы сравниваем два типа электростанций (газовая турбина и газовый двигатель ), показывая плюсы и минусы каждого из них.

Электростанция с газовым двигателем

Это относится к , двигателю внутреннего сгорания, работающему на топливе , таком как природный газ, доменный газ и генераторный газ. Это оборудование часто ассоциируется с доктором Отто, известным ученым, улучшившим оригинальную работу француза по имени Ленуар. Газовый двигатель основан на цикле Отто . В отличие от дизельного цикла, цикл Отто не подвергается так называемому самовоспламенению. Вместо этого свеча зажигания инициирует воспламенение топливовоздушной смеси.

Рис. 1: Газовый двигатель GE

Как и автомобильный двигатель, газовая силовая установка характеризуется четырехтактным циклом . Основное различие заключается в том, что в качестве топлива используется природный газ или другое топливо. Еще одно отличие состоит в том, что двигатель работает постоянно после того, как оператор установил требуемую мощность. Двигатель подключается к генератору для выработки электроэнергии. Подобно автомобильному двигателю, этот двигатель нагревается и выделяет отходящее тепло. К источникам тепла относятся:

• Выхлопные газы
• Производство газовой смеси
• Горячее смазочное масло

В настройках электростанции вы найдете несколько газовых двигателей, соединенных между собой, чтобы сформировать генераторные установки .Однако каждый двигатель подключается к своему валу, который соединяется с электрическим генератором. Установки доступны в стандартных типоразмерах до 20 МВт. Другие технологии могут столкнуться с более высокими затратами и проблемами, когда потребуется регулировать нагрузку в соответствии с фактическим спросом, но двигательные электростанции играют эту роль очень эффективно. Даже если на электростанции установлено более 20 таких двигателей, запуск и остановка их в течение нескольких минут в соответствии с потребностями не проблема. Модульность и высокая рентабельность делают газовые двигатели оптимальным решением для стабильного энергопотребления в любом месте.Вы легко можете установить небольшую или среднюю электростанцию ​​на крыше или в подвале. Вы даже можете поместить его в контейнер. Эти и другие характеристики кратко описаны ниже.

Турбинные газовые электростанции

Газовая турбина , мозг электростанции, представляет собой двигатель внутреннего сгорания , который преобразует жидкое топливо, особенно природный газ, в механическую энергию. Эта энергия приводит в действие генератор, который, в свою очередь, производит электричество.

Рис.1: Промышленная газовая турбина

Внутри газовой турбины находится топливно-воздушная смесь, нагретая до чрезвычайно высоких температур. Это приводит к быстрому вращению лопастей турбины. Рынок газовых турбин неуклонно растет, и ожидается, что эта тенденция сохранится и в 2020 году. Легко понять, почему это так, если вы посмотрите на преимущества, описанные ниже .

Для установки в зонах с высокой температурой окружающей среды часто пригодятся установки TIAC.

Газовая турбина или газовый двигатель?

Каждый девелопер энергетического проекта должен решать этот вопрос. Поршневые двигатели обычно являются технологией выбора для небольших проектов, но более крупные проекты подходят для газотурбинных электростанций . Проблема возникает, когда приходится выбирать между электростанциями. В ARANER мы можем помочь выбрать наиболее подходящее решение на основе конкретных атрибутов проекта. Вы всегда можете рассчитывать на нашу технологическую поддержку для газотурбинных электростанций, например, на решения для охлаждения воздуха на входе в турбину (TIAC).

Продажа электростанции, работающей на природном газе, 14 МВт

Продажа электростанции, работающей на природном газе Wartsila, 14,6 МВт:
(5) Генераторы природного газа Wartsila 2925 кВт - уже доступны!

Generator Source рада объявить о нашем новейшем предложении крупного энергетического оборудования - большой газовой электростанции мощностью 14 МВт! Электростанция оснащена пятью генераторами природного газа Wartsila мощностью 2925 кВт с малой продолжительностью рабочего времени, генераторами LeRoy Somer Gen Ends, распределительным устройством и всем сопутствующим оборудованием.

Генераторные установки содержатся в хорошем состоянии и в отличном состоянии. Генераторы приводятся в действие тихоходным промышленным газовым двигателем серии 220 со скоростью 1200 об / мин, который славится своей долговечностью и надежностью. Эти агрегаты рассчитаны на большие нагрузки и рассчитаны на длительный срок службы.

Электростанция на природном газе Wartsila мощностью 14,6 МВт

• (5) 2925 кВт Двигатели на природном газе серии 220 Wärtsilä
• 1200 об / мин
• 4160 Вольт
• Экологически чистый вид топлива: природный газ
• Рейтинг - Prime / Continuous
• 60 Гц Частота
• Оригинальные схемы и чертежи
• Год постройки: 1999 (281008 построено в 2000 году)
• Диапазон часов от 1500 до 1762
• Общий вес упаковки: 250 000 фунтов.
• Включает библиотеку папок (руководства по эксплуатации и вся документация)
• Распределительное устройство и компоненты
• Трехфазная панель 480 VSC
• Панель управления Basler Electric
• Фотографии внутренних деталей всех двигателей генераторной установки (включая кулачок, внутренний поршень двигателя и внутренний цилиндр двигателя).
• GEA Вентиляторы высокотемпературного и низкотемпературного охлаждения
• Вирджиния Трансформер
  • кВА: 16000/20000; ВН: 12000; LV: 4160Y / 2400
• Aqua Amonia и масляные баки
• Trico Blower (80,000 куб. Футов в минуту, 75 л.с.)
• Техники электростанции Wärtsilä проинспектировали и запустили установку
• Электростанция все еще установлена, но больше не используется
• Фотографии всех комплектующих и комплектующих
• Конфигурация с возможностью когенерации (при желании)

Технические характеристики двигателя серии 220

• Производитель: Wärtsilä
Серия
• 220, 1200 об / мин, 2925 кВт Mec.
• Серийные номера: с 281004 по 281008
• Год постройки: 1999 (281008 построено в 2000 году)
• Размеры: 288 x 80 x 110 дюймов, 35000 фунтов
• Часы работы:
  • 281004 = 1719 ч.
  • 81005 = 1602 ч.
  • 281006 = 1762 ч.
  • 281007 = 1537 часов.
  • 281008 = 1702 ч.

Технические характеристики генератора Leroy Sumer

• Производитель: Leroy Somer
• Тип LSA 54 UL11-6P
• 430 кВА, 0.8 пф, 4160 в
• 596,8 А

Дополнительная информация и запрос информации:
ЗВОНИТЕ СЕЙЧАС! 866-298-6907

Вентиляторы охлаждения для высоких и низких температур:

• Производство: GEA
• Модель / Ссылка: 552/57949
• Год постройки: 2001
• Количество: 10 блоков по 16 вентиляторов в каждом

Дополнительные особенности

• Генератор Источник электростанции Специалист дважды проверил все оборудование на месте
• Электростанция все еще установлена, и для серьезных покупателей могут быть организованы личные туры
• Техники электростанции Wärtsilä недавно проверили и запустили
• Сервис актуален, можем предоставить всю сервисную документацию по установке
• Wärtsilä широко представлена ​​по всему миру, а местные услуги доступны в большинстве крупных городов.
  • Большинство сервисных компаний по обслуживанию генераторов с большим опытом работы с двигателями, работающими на природном газе, могут обслуживать их, если вы будете устанавливать их в районе, где нет местного дилера Wärtsilä.

Чтобы узнать о других вариантах резервного питания, не забудьте также просмотреть наш:
Б / У ГЕНЕРАТОРЫ НА ПРОДАЖУ >>

Generator Source работает в сфере производства генераторов более 39 лет.
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Свяжитесь с нами онлайн или позвоните 844-205-1032 для вопросов и цен!

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Преобразование энергии | технология | Britannica

Энергия обычно и наиболее просто определяется как эквивалент или способность выполнять работу.Само слово происходит от греческого energeia: en , «в»; ergon , «рабочий». Энергия может быть связана либо с материальным телом, как спиральная пружина или движущийся объект, либо она может быть независимой от материи, как свет и другое электромагнитное излучение, пересекающее вакуум. Энергия в системе может быть доступна для использования только частично. Измерения энергии - это измерения работы, которая в классической механике формально определяется как произведение массы ( м ) и квадрата отношения длины ( l ) ко времени ( t ): мл ² / т ² .Это означает, что чем больше масса или расстояние, на которое он перемещается, или чем меньше времени требуется для перемещения массы, тем больше будет проделанная работа или больше затраченной энергии.

Развитие концепции энергии

Термин энергия не применялся как мера способности выполнять работу до довольно позднего периода развития науки механики. Действительно, развитие классической механики может осуществляться без обращения к концепции энергии.Однако идея энергии восходит к Галилею 17 века. Он признал, что, когда груз поднимается с помощью системы шкивов, прилагаемая сила, умноженная на расстояние, через которое эта сила должна быть приложена (произведение, называемое по определению работой), остается постоянной, даже если любой из этих факторов может меняться. Концепция vis viva, или живой силы, величины, прямо пропорциональной произведению массы и квадрата скорости, была введена в 17 веке. В 19 веке термин «энергия» применялся к концепции vis viva.

Первый закон движения Исаака Ньютона признает, что сила связана с ускорением массы. Почти неизбежно, что тогда интерес представляет интегральный эффект силы, действующей на массу. Конечно, есть два вида интеграла силы, действующей на массу, которые можно определить. Один - это интеграл силы, действующей вдоль линии действия силы, или пространственный интеграл силы; другой - интеграл силы за время ее действия на массу или временной интеграл.

Оценка пространственного интеграла приводит к величине, которая теперь используется для представления изменения кинетической энергии массы в результате действия силы и составляет лишь половину от vis viva. С другой стороны, временное интегрирование приводит к оценке изменения количества движения массы в результате действия силы. Некоторое время велись споры о том, какая интеграция привела к надлежащей мере силы: немецкий философ-ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц утверждал, что пространственный интеграл является единственной истинной мерой, в то время как ранее французский философ и математик Рене Декарт защищал временную шкалу. интеграл.В конце концов, в XVIII веке физик Жан Д'Аламбер из Франции показал законность обоих подходов к измерению силы, действующей на массу, и что полемика велась только по номенклатуре.

Итак, сила связана с ускорением массы; кинетическая энергия или энергия, возникающая в результате движения, является результатом пространственной интеграции силы, действующей на массу; импульс - это результат интегрирования во времени силы, действующей на массу; а энергия - это мера способности выполнять работу.Можно добавить, что мощность определяется как скорость передачи энергии (к массе, когда на нее действует сила, или по линиям передачи от электрического генератора к потребителю).

Сохранение энергии (см. Ниже) было независимо признано многими учеными в первой половине XIX века. Сохранение энергии как кинетической, потенциальной и упругой энергии в замкнутой системе в предположении отсутствия трения оказалось действенным и полезным инструментом.Кроме того, при более внимательном рассмотрении обнаруживается, что трение, которое служит ограничением для классической механики, выражается в выделении тепла, будь то на контактных поверхностях блока, скользящего по плоскости, или в объеме жидкости, в которой весло вращается или любое другое выражение «трения». Тепло было определено как форма энергии Германом фон Гельмгольцем из Германии и Джеймсом Прескоттом Джоулем из Англии в 1840-х годах. Джоуль также экспериментально доказал связь между механической и тепловой энергией в это время.Поскольку возникла необходимость в более подробном описании различных процессов в природе, подход заключался в поиске рациональных теорий или моделей процессов, которые позволяют количественно измерить изменение энергии в процессе, а затем включить его и соответствующий ему энергетический баланс в систему. представляет интерес, при условии общей потребности в сохранении энергии. Этот подход работал для химической энергии в молекулах топлива и окислителя, выделяющейся при их сгорании в двигателе, для производства тепловой энергии, которая впоследствии преобразуется в механическую энергию для работы машины; он также работал над преобразованием ядерной массы в энергию в процессах ядерного синтеза и ядерного деления.

Дни работы электростанции комбинированного цикла сочтены?

Когда-то зависящая от операторов электросети, парогазовая установка столкнулась с неопределенным будущим перед проблемой газовых поршневых двигателей.

(Источник: Factory_Easy / Shutterstock)

Электростанция с комбинированным циклом была рабочей лошадкой в ​​электроэнергетике в течение десяти лет и расширилась, чтобы заполнить нишу в энергетическом портфеле с большой долей возобновляемых источников энергии.Но сочтены ли его дни? Джанет Вуд пишет для журнала Modern Power Systems.

В октябре 2018 года британская коммунальная компания Centrica запустила новую газовую электростанцию. Но здесь не использовались газовые турбины, которые так долго были рабочими лошадками предприятия. Вместо этого она инвестировала 180 миллионов фунтов стерлингов в две группы газовых двигателей мощностью 49,8 мегаватт (МВт) на своих площадках в Бригге и Питерборо.

Группа двигателей в Brigg и судьба газовой турбины с комбинированным циклом (CCGT) на той же площадке электростанции иллюстрируют, как изменилась стратегия Centrica.

Первоначальная станция Brigg, запущенная в 1993 году, представляла собой ПГУ мощностью 240 МВт, предназначенную для работы на базовой нагрузке. В настоящее время паровая часть цикла выведена из эксплуатации, а паровая турбина удалена в 2016 году. Оставшаяся станция работает как газовая турбина открытого цикла (OCGT) мощностью всего 99 МВт.

Даже при этом более низком рейтинге он проработал только 3% времени зимой и всего 1% потенциальных часов летом (всего 150 часов в 2017 году). Технический срок службы стареющего завода может составлять 10-15 лет, но его экономический срок службы может быть намного короче.

Газопоршневые двигатели бросают вызов электростанции с комбинированным циклом

Выбор группы поршневых двигателей отчасти обусловлен ее более низкой стоимостью и профилем риска: ниже 50 МВт режим планирования и выдачи разрешений в Великобритании намного проще, строительство происходит быстрее и, следовательно, ценовой риск ниже, и группы двигателей могут быть построены на существующие промышленные земли.

Но не менее важно то, что сторонники газовых (поршневых) двигателей говорят, что они могут лучше реагировать на потребности энергетических систем с высоким уровнем проникновения возобновляемых источников энергии.

Для выхода на полную нагрузку газопоршневых двигателей на заводе Brigg требуется две минуты, по сравнению с 20 минутами для установки OCGT мощностью 99 МВт. Для обоих заводов эти цифры взяты из горячего старта - они требуют, чтобы растение было уже нагрето как минимум до 60 ° C.

Но в отличие от газовой турбины, газовые двигатели можно обогревать электрически - используя 100% возобновляемую электроэнергию из сети, поэтому при нулевых затратах на углерод для нахождения в резерве. Эти характеристики привлекательны для системного оператора, National Grid ESO (NGESO), который хочет быстрого реагирования и резервных вариантов с низким уровнем выбросов углерода.

Более того, новые двигатели имеют скорость разгона 15 МВт в минуту - вдвое больше, чем у их соседей, - а их КПД составляет около 45% по сравнению с примерно 25% для OCGT. По словам поставщика двигателей Wärtsilä, газовые двигатели, как правило, также могут останавливаться быстрее - в течение одной минуты.

Сужающийся рынок газовых турбин, используемых на электростанциях с комбинированным циклом

Brigg - это пример того, как меняется рынок производства газа в Великобритании - и другие страны, вероятно, пойдут по тому же пути.

Великобритания вложила значительные средства в предприятия по производству электростанций с комбинированным циклом в 1990-х годах, и в течение почти двух десятилетий они стали основой парка генерирующих мощностей. Они были более гибкими, чем атомные станции Великобритании, и постепенно исключили уголь из категории заслуг, поскольку стоимость очистки угольных электростанций от загрязнений - SOx, NOx, твердых частиц и т. Д. - стала сильно сказываться на угле еще до того, как это началось. нести бремя углеродных затрат.

Но теперь, в свою очередь, крупномасштабный газ выводится из строя, заменяется возобновляемыми источниками энергии с нулевыми предельными затратами.

Все это приводит к сокращению рынка газовых турбин. Производитель Siemens заявил в начале этого года, что ожидается, что мировой спрос на большие газовые турбины сократится до 110 турбин в год, по сравнению с текущими общими производственными мощностями отрасли, составляющими около 400 турбин.

Это также делает продажу дочернего предприятия по производству среднеоборотных двигателей Rolls-Royce в Бергене очень интересным.

Компания объявила, что продаст завод в марте этого года, и теперь она поручила Deloitte осуществить продажу.

Rolls Royce заявил, что в режиме комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) эти двигатели могут достигать КПД более 95%. Их ниша, ранее описанная Rolls Royce как районное отопление или промышленные приложения, где тепло используется локально, а электроэнергия либо потребляется локально в микросети, либо экспортируется в сеть, может оказаться привлекательной для покупателей.

Эти двигатели продаются как обеспечивающие переход энергии, «обеспечивающие баланс и резервное питание для сети, или как основу микросетей».

Конкуренция с такими известными именами, как Caterpillar, скорее всего, будет жесткой - у действующих компаний будет бизнес-модель, которая выпускает сотни двигателей каждый год, с пакетами финансирования и аренды наряду с технологиями.

Поддерживается рынком мощности

Газовые двигатели были поддержаны в Великобритании рынком мощности, а также платежами за дополнительные услуги.

Правительство с самого начала было обеспокоено тем, что наличие крупного транша возобновляемых источников энергии - с нулевыми предельными затратами - подорвет экономическое обоснование производства газа, и в ответ оно учредило рынок мощности, который предоставил плату за доступность для соответствующих заводов, сначала исключая, а затем сильно обесценивая возобновляемые источники энергии.

Рынок мощности был косвенно предназначен для поддержки новых крупных газовых заводов. Но на аукционе для заключения контрактов новые газовые поршневые двигатели могли быть оценены по цене ниже газовых турбин, не в последнюю очередь потому, что, установив мощность в 49 МВт, они обошли дорогостоящий режим планирования и выдачи разрешений Великобритании для крупных электростанций и могли быть построены быстро - а планы относительно легко. отказано в случае, если они не выиграют контракт на рынке мощности.

За прошедшие годы несколько гигаваттных систем с газовыми двигателями заявились на рынок мощности, и они - наряду с ранее мало учитываемой на месте генерацией, межсистемными соединениями и другими менее капиталоемкими мощностями - снизили цены намного ниже необходимого уровня. для оплаты новых газовых турбин (обычно считается, что это около 35 фунтов стерлингов за МВт), а иногда и ниже 1 фунта стерлингов за МВт.

На практике рынок мощности выдвинул только одну ПГУ, завод ESB в Кэррингтоне, но он гарантировал не только гигаватты газовых поршневых двигателей, но и гигаватты аккумуляторов.

И у комбинированного цикла газа появился новый конкурент.

Поддерживается вспомогательными услугами

Газовым турбинам было трудно заработать на продаже энергии, но в последние годы их финансы поддерживались важной ролью в предоставлении «дополнительных услуг» системному оператору Великобритании NGESO.

В системе с высоким содержанием возобновляемых источников энергии способность газовых турбин обеспечивать инерцию системы - помогая поддерживать частоту и напряжение и улучшать устранение неисправностей - за счет большого веса вращающегося оборудования, была хорошо вознаграждена.

Эта роль была исключительно важна этим летом по Covid-19. В условиях, когда промышленность и торговля были временно закрыты, что сдерживало спрос, а предложение ветровой и солнечной энергии было выше среднего, NGESO столкнулась с проблемой сохранения стабильности сети.

Ему пришлось искусственно поднять спрос на несколько ГВт и ограничить ветровую нагрузку - со значительными затратами - чтобы можно было задействовать тепловую установку (биомассу, а также газовые турбины) для увеличения инерции.

NGESO сочла полезным опытом, который позволил понять, как она будет управлять будущей системой с столь же высокой долей возобновляемых источников энергии. Но это оставило системного оператора непоколебимым в его убеждении, что к тому времени он сможет управлять системой без использования ископаемых.

Это была амбиция, о которой NGESO объявила в 2019 году, и она должна была стать неприятным шоком для операторов газовых турбин, которые были основными специалистами отрасли, предлагая услуги по балансировке, резервированию, запуску с нуля и инерции.

NGESO установила 2025 год в качестве даты, к которой она хочет иметь возможность управлять сетью со всеми этими услугами из других источников - возобновляемыми источниками энергии, хранилищами, реагированием на спрос и т. Д. - и уравновешивать ее без использования ископаемых растений до тех пор, пока будет достаточно низкий уровень генерация углерода в процессе эксплуатации. (Управление недельными периодами слабого ветра - это другая проблема, и она требует другого решения.)

Несмотря на все то, что газовые турбины сделали, чтобы подчеркнуть гибкость, которую они могут привнести в систему, факт остается фактом: у них не самые лучшие возможности для этого.

На открытых рынках вспомогательных услуг газовые турбины часто проигрывают. Теперь их побеждают группы газопоршневых двигателей. Все чаще их обгоняют аккумуляторы, предлагающие синтетическую инерцию или время отклика менее секунды.

Этой осенью NGESO запустила так называемый продукт динамического сдерживания, который, по ее словам, «начнет действовать менее чем за секунду, чтобы управлять дисбалансом частоты. Скорость и гибкость аккумуляторов делают их особенно подходящими для этой задачи, но в них может участвовать любой тип технологий, и мы ожидаем, что в будущем в них будет участвовать более широкий круг поставщиков.”

Это происходит в Великобритании - другие страны пойдут по тому же пути.

На самом деле, Британия в некоторых отношениях отстает. Он добивался отступления от новой Директивы ЕС о рынке электроэнергии, которая требует «закрытия ворот» - когда подрядчики прекращают торговлю на определенный период поставки - не более чем за 15 минут до отправки.

Действующие операторы в Великобритании жалуются на капитальные затраты на переход с текущих получасовых торговых интервалов. Но это также защита старых растений; чем ближе к реальному времени закрываются ворота, тем острее ценовые сигналы для участников рынка и тем лучше вознаграждаются заводы, которые могут меняться или запускаться в течение минуты.

Wärtsilä сообщает, что ее клиенты в США запускают свои газопоршневые установки до восьми раз в день, иногда всего на 15 минут, в то время как Германия рассматривает возможность перехода на пятиминутное закрытие ворот.