УДК 338.32

Принцип работы модульной газопоршневой электростанции и преимущества выбора собственной генерации электроэнергии на предприятии

Игнатьев Дмитрий Романович – студент Машиностроительного факультета Калужского филиала Московского Государственного Технического Университета имени Н.Э. Баумана.

Аннотация: В последние годы, растущий интерес к повышению эффективности деятельности энергетического хозяйства предприятия является актуальной задачей, поскольку оно позволяет достичь множества положительных результатов как для самого предприятия, так и для общества в целом. В данной статье предлагается вариант внедрения собственной газопоршневой электростанции на предприятии для перехода на самостоятельную выработку электроэнергии и повышения его экономической эффективности. Также в статье будут рассмотрены принципы работы ГПЭС, процесс пуска в эксплуатацию, а также основные преимущества и недостатки выбора такого метода генерации электроэнергии.

Ключевые слова: энергетика, электростанция, эффективность, инвестиции, оптимизация, экономия.

Существует несколько причин, по которым для предприятий актуально вырабатывать электроэнергию самостоятельно:

Экономия на энергозатратах: производство электроэнергии в собственных стенах позволяет сократить затраты на покупку электроэнергии у поставщиков.

Независимость от поставщиков энергии: производство электроэнергии самостоятельно позволяет предприятию быть независимым от колебаний цен на электроэнергию на рынке. Когда предприятие производит электроэнергию самостоятельно, оно не зависит от монополий поставщиков и может контролировать расходы на энергию.

Оптимизация энергетического потребления: при производстве электроэнергии самостоятельно предприятия получают возможность более эффективно контролировать и оптимизировать свое энергопотребление. Они могут включать и отключать производственное оборудование в соответствии с потребностями и сокращать потери энергии, что способствует энергоэффективности и экономии ресурсов.

Устойчивость к аварийным ситуациям: при отключении электроэнергии от поставщиков предприятие, обладающее собственной системой генерации электроэнергии, может продолжать работу без простоев и убытков. Это особенно важно для предприятий со строгими требованиями к непрерывности производства, таких как больницы или заводы, где простой может привести к серьезным последствиям.

Для самостоятельного производства электроэнергии предлагается выбрать возведение на предприятии собственной модульной газопоршневой электростанции. Модульная газопоршневая электростанция (МГПЭС) работает на основе газопоршневых двигателей, оборудованных генераторами переменного тока (Рис. 1).

Рисунок1

Рисунок 1 – Модульная газопоршневая электростанция

Основной принцип работы МГПЭС заключается в следующих этапах:

  1. Подача газа: МГПЭС использует природный газ или другой газовый топливо в качестве источника энергии. Газ поступает в электростанцию через соответствующую систему подачи газа.
  2. Обработка газа: Газ проходит через процесс очистки и подготовки в специальных фильтрах и регуляторах давления. Это необходимо для устранения вредных примесей и получения оптимального давления газа для работы двигателей.
  3. Сгорание газа: Подготовленный газ подается в цилиндры газопоршневых двигателей. В цилиндрах газ смешивается с воздухом и подвергается сгоранию в результате взрыва. Это приводит к движению поршня, предоставляя механическую энергию.
  4. Преобразование в электроэнергию: Механическая энергия поршней передается генераторам, которые преобразуют ее в электрическую энергию переменного тока. Генераторы соединены с двигателями через системы механической передачи.
  5. Передача электроэнергии: Полученная электроэнергия может быть использована непосредственно на месте или передана в систему электроснабжения через трансформаторы и соответствующую инфраструктуру.
  6. Управление и контроль: Вся система МГПЭС управляется и контролируется автоматическими и пользовательскими программными интерфейсами. Они обеспечивают мониторинг работы двигателей и генераторов, регулировку давления газа и другие параметры для обеспечения эффективной работы электростанции.

Модульная газопоршневая электростанция может быть различных размеров и мощностей, что позволяет ее гибко использовать для разных потребностей.

Процесс строительства и пуска в эксплуатацию модульной ГПЭС включает несколько этапов:

  1. Планирование: В данном этапе определяются требования к мощности и параметрам электростанции, а также проводится обследование участка для определения оптимального расположения станции.
  2. Проектирование: Разрабатывается проект ГПЭС, включающий в себя выбор и проектирование газопоршневых двигателей, выбор системы охлаждения и вентиляции, проектирование электрической и тепловой сети.
  3. Подготовка места строительства: Очищается территория, осуществляется подготовка фундамента для установки модульных блоков ГПЭС.
  4. Монтаж и строительство: Производится установка модульных блоков ГПЭС на заранее подготовленный фундамент. Вместе с этим производится монтаж системы топливопровода, системы охлаждения, вентиляции и прочих инженерных коммуникаций.
  5. Подключение к сети: После того как строительство и монтаж завершены, производится подключение ГПЭС к электрической сети и тепловым сетям (если они предусмотрены).
  6. Настройка и испытания: После подключения производятся настройка и испытания всех систем ГПЭС, включая двигатели, генераторы, систему охлаждения и вентиляции.
  7. Пуск в эксплуатацию: После успешных испытаний и настройки систем электростанция готова к запуску. Проводится пусконаладочные работы, включаются газопоршневые двигатели, и станция начинает работу по производству электроэнергии и тепловой энергии.
  8. Эксплуатация: После пуска в эксплуатацию станция заходит в режим постоянной работы. Осуществляется регулярное обслуживание и техническое обслуживание систем, а также контроль и мониторинг параметров работы ГПЭС.

Преимущества модульной газопоршневой электростанции:

  1. Экономическая эффективность: модульные газопоршневые электростанции имеют более низкие затраты на строительство и эксплуатацию по сравнению с традиционными централизованными электростанциями.
  2. Гибкость: модульная система позволяет легко масштабировать электростанцию в зависимости от потребностей. Новые модули могут быть добавлены или удалены для увеличения или уменьшения общей мощности.
  3. Быстрая установка: модульные газопоршневые электростанции имеют преимущество быстрой установки и запуска по сравнению с более сложными и масштабными энергетическими системами.
  4. Высокая эффективность: газопоршневые двигатели обладают высокой тепловой эффективностью, что позволяет достичь высокой полезной мощности при меньшем расходе газа.
  5. Улучшение экологического имиджа: многие предприятия стали больше обращать внимание на экологические вопросы и стремятся снизить свою экологическую нагрузку. Собственное производство электроэнергии позволяет использовать возобновляемые источники энергии, что уменьшает выбросы углекислого газа и негативное влияние на окружающую среду.

Недостатки модульной газопоршневой электростанции:

  1. Ограниченная мощность: модульные газопоршневые электростанции обычно имеют ограниченную общую мощность, что ограничивает их применимость в крупных городах или промышленных комплексах с высокими энергетическими потребностями.
  2. Зависимость от доступности газа: модульные газопоршневые электростанции требуют надежного и доступного источника газа для их работы. Их эффективность и надежность зависят от постоянной подачи газа.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что внедрение технологической установки для собственной генерации электроэнергии поможет предприятию при достижении множества положительных результатов – снижение затрат, сокращение негативного влияния на окружающую среду, повышение устойчивости и развитие инноваций. Это приносит выгоду как самому предприятию, так и обществу в целом.

Список литературы

  1. Балашова, Р.И. Теория и практика ресурсосбережения / Р.И. Балашова – М. : ЭБС “Университетская библиотека ONLINE”, 2016. — 288 с. URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=7562864 (дата обращения: 22.11.2023)
  2. Безносов, Г.А. Современные представления об экономическом механизме ресурсосбережения - 3-е изд., дораб. / Г.А. Безносов. – М. : ИНФРА-М, 2017. – 336 с.
  3. Веклич, О.А. Теоретические и практические основы работы газопоршневых электростанций/И.В. Загинайло — СПб.: Лань, 2016. — 284 с. — URL: http: //e.lanbook.com/book/74924 (Дата обращения: 22.11.2023)
  4. Павленко Н.С. Методы генерации энергии на предприятии / Н.С. Павленко. – СПб. : Лань, 2019. – 421 с. – URL: http:// e.lanbook.com/book/417289 (дата обращения: 22.11.2023)
  5. Пантелеев, С. В. Принципы эффективности энергетического хозяйства предприятия / С. В. Пантелеев. // Молодой ученый. — 2017. — № 45 (179). — С. 196-201. — URL: https://moluch.ru/archive/179/46319/ (дата обращения: 23.11.2023).
  6. ГОСТ Р 52104-2013 Ресурсосбережение. Термины и определения (с Изменением №1). М.: Изд-во стандартов, 2013.