» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Ноябрь, 2019 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №11 (32) 2019
Автор: Стоцкий Кирилл Степанович, Магистрант 2 курс
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Принцип действия и устройство газопоршневой установки
Дата публикации: 12.11.2019
УДК 621.11
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ГАЗОПОРШНЕВОЙ УСТАНОВКИ
Стоцкий
Кирилл Степанович
Фазылов
Ильшат Занфирович
студенты 2
курса магистратуры
кафедра
электромеханики факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций
Уфимский
Государственный Авиационный Технический Университет, г. Уфа
Стоцкая
Диана Рашитовна
студент 3
курса бакалавриата
кафедра
экологии и природопользования, биологический факультет,
Башкирский Государственный Университет, г. Уфа
научный
руководитель: Максудов Денис Вилевич
доцент кафедры
электромеханики
Уфимский
Государственный Авиационный Технический Университет, г. Уфа
Аннотация. В данной статье описывается принцип
действия и устройство газопоршневой установки.
Ключевые слова: ГПУ, газопоршневая установка, силовая
установка, энергетика, генерация.
Газопоршневая установка это двигатель
внутреннего сгорания, который использует топливо, такое как природный газ.
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. Подобно автомобильному двигателю, газопоршневая
установка характеризуется четырехтактным циклом. Основное различие заключается
в том, что в качестве топлива используется природный газ или другие (сухой
отбензиненный газ, метан угольных пластов, пропан-бутан, магистральный газ и
т.д.).
Рисунок 1. Газопоршневая установка
Помимо электрической энергии
газопоршневая установка, выделяет и тепло, которая может использоваться для
нагрева воды [1].
Каждый двигатель соединяется со своим
валом, который соединяется с электрическим генератором. Энергия,
выделившаяся при сгорании топлива, в газовом двигателе производит механическую
работу на валу, которая используется для выработки электроэнергии генератором
электрического тока. Газовые двигатели используются для работы в составе
генераторных установок, предназначенных для постоянной и периодической работы
(пиковые нагрузки) с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла, а также
в качестве аварийных источников энергии. Кроме того, они могут работать как в
составе холодильных установок, так и для привода насосов и газовых
компрессоров.
Главные части ГПУ:
Двигатель – при сгорании топлива
заставляет крутиться вал. Чем больше мощность двигателя, тем больше тепловой и
электрической энергии вырабатывается установкой. Двигатели могут работать как
на жидком, так и на газообразном виде топлива.
Генератор – соединен с помощью вала с
двигателем, преобразует механическую энергию в электрическую [2].
Система охлаждения. При воздушной
системе охлаждения лишнее тепло отводится вентиляторами. При водяном охлаждении
соответственно водой. При когенерации это замкнутый контур, с помощью этого
контура вырабатывается тепловая энергия [3].
Теплообменник – необходим для системы
утилизации тепла ГПУ. В рекуперативных конструкциях холодная и нагретая вода
разделяются стенкой, а в регенеративных поверхность теплообменника поочередно
омывается теплым и прохладным носителем.
Трубы – транспортировка топлива,
движение воды.
Системы управления и контроля,
которая состоит из пультов, контроллеров и датчиков. Управление новыми моделями
ГПУ происходит дистанционно, на расстоянии (телемеханика). Благодаря
автоматической регулировке удается поддерживать эффективную работу ГПУ, снижая
затраты и ускоряя окупаемость [4].
Пуск силовой установки двигателя
внутреннего сгорания.
Силовая установка двигателя
внутреннего сгорания может очень быстро запускаться и нарастать до полной
нагрузки благодаря быстрому воспламенению топлива в цилиндрах и
скоординированному запуску нескольких генераторных установок. Электростанции с
ГПУ используют высокоэффективную технологию бережливого сжигания, которая может
достичь полной нагрузки всего за две минуты в условиях «горячего запуска».
Чтобы соответствовать условиям «горячего пуска», охлаждающую воду
предварительно нагревают и поддерживают при температуре выше 70ºC, подшипники двигателя непрерывно предварительно
смазывают, насос подкачки обеспечивает предварительное смазывание подшипников
генератора, и двигатель медленно вращается (работает на холостом ходу).
Газопоршневые электростанции, в
зависимости от производителя весят от трех до тринадцати и более тонн, поэтому
их устанавливают на бетонную основу или другой фундамент при помощи
строительной спецтехники. После этого установка подключается к энергосистеме и
газовой линии. Сроки службы электростанций при
правильной эксплуатации и обслуживании составляет 25 лет .
Список литературы:
- Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К, Электрооборудование электрических станций и подстанций, Москва – 2013;
- Газопоршневая установка [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://npo-ges.ru/gazoporshnevaya-ustanovka (дата обращения: 12.10.2019);
- Газопоршневая электростанция (ГПЭС). [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://neftegaz.ru/tech-library/elektrostantsii/141677-gazoporshnevaya-elektrostantsiya-gpes (дата обращения: 12.10.2019);
- Цанев С.В., Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций, Москва – 2012.
Комментарии:
