| Расчет онлайн

Газопоршневые электростанции 1000 кВт - Мини-тэц 1 МВт

Газопоршневые электростанции на природном газе мощностью 1000 кВт или 1 мВт - одна из самых популярных категорий ГПУ, представленных на нашем сайте. На базе этих газопоршневых установок строятся самые разнообразные Мини-Тэц мощностью, кратной 1 мВт. На сегодняшний день на рынке России представлено несколько основных производителей этого оборудования*, которые условно можно разделить на несколько групп:

Группа А - качественные "базовые" производители, которые изначально разработали и производят специализированные газопоршневые двигатели, и на их основе - газопоршневые электростанции. Это заводы, основной продукцией которых являются газопоршневые двигатели и газопоршневые электростанции на базе этих двигателей. Кто-то ранее производил дизеля для тепловозов, кто-то производил танковые или морские двигатели - сейчас эти заводы являются лидерами отрасли ГПУ, каждый в своём сегменте мощности.
Группа В - электростанции, собираемые пакетировщиками на базе какого-либо двигателя, производимого другой компанией. Особой популярностью пользуются недорогие европейские сборщики (Словакия, Польша, Чехия) и ряд российских компаний, которые под заказ могут собрать любую электростанцию на любом двигателе. Обычно компании этой группы являются небольшими площадками по сборке дизельных генераторов, которые имеют желание выйти на рынок газовых машин.
Группа С - прежде всего китайские (и русско-китайские) компании, у которых сложно проверить заявляемые ими технические характеристики.  Достоверность информации проверить не всегда удаётся, так как сам производитель, зачастую, не очень разбирается в технических вопросах и может декларировать показатели в несколько раз лучше чем у лучших европейских грандов.

Группа "А": Европейские ГПУ высокого качества от основных производителей


ГПУ MWM (CAT ENERGY) на мощность 1000 кВт представил новую разработку, форсированный двигатель TCG 3016V16, на базе блока из 16-ти цилиндров, имеющего мощность 800 кВт. (Ранее мощность 1 мВт была представлена дефорсированным двигателем TCG 2020 V12). Мы пока не располагаем данными, как новый двигатель будет работать на реальную островную нагрузку. В некоторых заводских материалах серия TCG 3016 до сих пор заканчивается на мощности 800 кВт. Можем предположить, что это будет двигатель только для параллельной работы, с большими ограничениями по набросам и сбросам мощности.

Модель Jenbacher J320 SIEMENS 56SL SIEMENS 42HM MTU 8V4000 L64 FNER
Источник исходных технических характеристик (заводская спецификация) Скачать файл Скачать файл Скачать файл Скачать файл
Элеткрическая мощность, кВт 1063 1001 1011 1013
Элеткрический КПД 40,8% 39,3% 42,50% до 44%
Объем двигателя, л. 48,7 56 42 38
Компановка двигателя V20 V16 V12 V8
Требования к газу по метановому числу MN от 75 MN от 55 MN от 75 MN от 70
Топливная гибкость Высокая Очень высокая Средняя Невысокая
Работа в островном режиме с переменной нагрузкой ДА ДА ДА не подтверждена
Комментарий эксперта
Электростанция MTU, выполненная на базе экстремально малого двигателя объёмом 38 литров с восемью цилиндрами выглядит, по крайней мере, очень необычно. Ранее на эту же мощность (1000 кВт) производитель предлагал полноценный 12-ти цилиндровый двигатель. По всей видимости, мы видим попытку произвести ГПУ, предназначенную только для работы в режиме постоянной выдачи мощности в сеть, на идеальном газе, на постоянной нагрузке. Нагрузочно-разгрузочные характеристики этой ГПУ имеют достаточно низкие показатели. Достижимость столь высокого КПД в реальных условиях вызывает большие сомнения.
Интервалы технического обслуживания 2500-3333 2500-3500 2500 3000
Интервал до капитального ремонта 64 000 60 000 60 000 80 000
Комментарий эксперта
Практически все основные производители декларируют схожий ресурс до капитального ремонта. MTU, ранее указывал ресурс 63 000 часов для всех своих моторов серии - 8V4000 L32/L33/L62/L63/L33. Однако с выпуском нового мотора L64 ресурс резко увеличился. Сложно сказать, как это будет подтверждаться в реальности с учетом того, что новая версия мотора выпускается всего несколько лет.
Примечание: последнее время компании, продающие оборудование Jenbacher в России указывают интервал капитального ремонта до 80 000 часов.
Объём масла для смены (в картере двигателя) 437 272 433 442
Температура выхлопа на 100%, С 427 396 431 426
Стоимость одной свечи зажигания, по данным 2021г., евро с НДС 490 256 733 498
Ревизия и обслуживание свечей зажигания Требуется нет нет нет  
Норма затрат на техническое обслуживание до капитального ремонта. 
Экспертная оценка различных программ ТО, приведённых к одному базису**
0,78 руб.
на 1 кВт*ч
0,50 руб.
на 1 кВт*ч
0,81 руб.
на 1 кВт*ч
нет достоверных данных
Комментарий специалиста службы сервиса
Как можно видеть, двигатель наибольшего объёма в итоге работает в наиболее щадящем режиме, что сразу же сказывается на затратах на стоимости технического обслуживания. Более форсированный двигатель требует более пристального внимания, более дорогих компонентов и более высокой квалификации собственной службы эксплуатации заказчика. В  России, в стране с невысокой стоимостью природного газа, более выгодно использовать ГПУ не с наивысшим КПД, а с наименьшей стоимостью сервиса.

Как видно из сравнения официальных заводских характеристик, стоимость затрат на сервисное обслуживание напрямую зависит от степени форсированности мотора, от его КПД. Логично, что для двигателя, работающего с более высоким КПД требуется либо более дорогой сервис (форкамерные свечи вместо обычных, дорогая турбина, более термостойкие и дорогие элементы ЦПГ, больше запас масла и частота его смены), либо более высокие требования к внешним параметрам эксплуатации (холодный воздух на горение, очень качественное топливо, отсутствие набросов и сбросов мощности).

Группа "В": ГПУ "на базе" двигателей от сборочных компаний

Большое количество компаний, собирающих дизельные электростанции рано или поздно приходят к идее сборки собственных газопоршневых электростанций на базе двигателей от известных (или не очень известных) производителей. Чаще всего ими выбираются двигатели от известных двигателестроительных заводов, массово выпускающих дизельные двигатели и  открывших небольшие ответвления по производству своих собственных газовых двигателей. Эти газовые двигатели могут занимать менее одного процента в объёме производимой продукции и могут выпускаться двигателестроительным заводом скорее для демонстрации своих возможностей и широты ассортимента. Так как основным бизнесом для этих заводов являются именно дизельные двигатели (автомобили, дорожная и судовая техника), заводы не заинтересованы в производстве комплектных (готовых) газовых электростанций и отдают возможность сборки ГПУ на своих двигателях заинтересовавшимся сборочным площадкам.

ГПУ 1 мВт на базе двигателей PERKINS 4016-61 TRS2 - известный 16-ти цилиндровый двигатель большого объёма, 61,123 литра, который часто используется в составе ГПУ восточноевропейскими пакетировщиками. Бытует мнение, что после переноса компанией Perkins производства из Англии в Китай качество двигателей и запасных частей изменилось.

ГПУ на базе китайского двигателя Baudouin 16M33NG (выпускается китайским заводом Weichai под выкупленной маркой Baudouin) относительно недавно появились на рынке и активно предлагаются в России не смотря на то, что сам производитель этих двигателей на официальном сайте указывает на то, что двигатель не может работать в постоянном режиме с изменяющейся мощностью (данные на середину 2021г.).

Другими словами, "разогнанный" двигатель работает только на постоянной нагрузке (заводская спецификация):
  • Переменная мощность PRP отсутствует;
  • Длительная мощность имеет указание "для постоянной нагрузки" - Continuous Power is the maximum power available for an unlimited period of use at a constant load factor.
Если у вас есть дополнительная информация или новые данные по двигателям, указанным в этой статье, вы можете их направить в наш аналитический отдел

Выпущенный в 2017 году 20-ти цилиндровый двигатель Liebherr G9620 не завоевал, на наш взгляд, большой популярности у сборщиков газопоршневых электростанций. Нам известно только о двух опытных объектах, где установлены ГПУ мощностью 1 мВт на базе этого двигателя.

Опыт эксплуатации двигателя G9620 на Челябинском предприятии оказался не самым удачным, возможно, из-за "сырости" конструкции. Можно предположить что, двигатель так и останется "экспериментальным".

Наша компания имеет постоянный доступ к этому объекту, выполняя на нём ряд инжиниринговых работ. Более подробную консультацию по работе оборудования могут предоставить инженеры нашей компании.

Концерн MAN не имеет в своём ассортименте больших двигателей, которые могли бы лечь в основу газопоршневой электростанции мощностью 1 мВт, но пытаясь войти в этот сегмент мощности они предлагают возможность покупки двух лёгких форсированных двигателей MAN E3262 LE202 по специальной цене, в попытке реализовать сдвоенные установки 2 х 500.

Как и все "лёгкие" автомобильные двигатели (MAN, SCANIA, LIEBHERR) E3262 LE202 имеет достаточно низкий интервал технического обслуживания (от 800 до 1000 моточасов заявляет завод и от 800 до 1200 часов заявляют российские поставщики).

Если двигатель класса "А" потребует 2-3 обслуживания в год с соответствующими простоями и затратами, то два двигателя по 500 кВт автомобильного класса потребуют 16-20 обслуживаний в год с соответствующими простоями и затратами.

Основные параметры двигателя E3262 LE202 Natural Gas - 1500 min-1 (50 Hz) - NOx < 500 mg/mN³ - 50 °C;
Механическая мощность - 550 кВт.мех;
Допустимый max расход смазочного масла - 180 г/час или 0,32 г/кВт;
Вносимый поток энергии топлива на 100% мощности - 1348 кВт/час, что при 8000 ккал составляет 144,88 нм3/час;
Механический КПД - 550/1348= 40,80%;

КПД электростанции, собранной на базе этого двигателя, зависит от КПД генератора переменного тока, который преобразует механическую энергию вращения в электрический ток.

К примеру, при использовании популярного генератора переменного тока Marelli Motori MJB 355 MA4, имеющего КПД=94,7% выходные параметры ГПУ будут иметь следующие значения:
  • Максимальная электрическая мощность: 550 х 0,947 = 520,85 кВт эл
  • Электрический КПД ГПУ: 40,80 х 0,947 = 38,63%

При использовании генератора переменного тока Leroy Somer LSA49.3S4, имеющего КПД=94,4%  выходные параметры ГПУ будут иметь следующие значения:
  • Максимальная электрическая мощность: 550 х 0,944 = 519,2 кВт эл
  • Электрический КПД ГПУ: 40,80 х 0,944 = 38,51%

Следует заметить, что вносимый поток энергии топлива не изменится, и для 100% мощности продолжит составлять 1348 кВт/час, что при 8000 ккал составляет 144,88 нм3/час. Отдельное удивление вызывают некоторые российские компании.

Группа "С": Китайские дизельные двигатели

Большое количество китайских компаний с радостью готовы переделать обычный дизельный генератор (с присвоением ему любого нового имени) и продать его заказчику в России под видом газопоршневой установки. В своей практике мы встречали  электростанции, якобы газопоршневые, собранные на базе дизельного двигателя только для резервного применения, с изначальным ресурсом 5000-8000 часов. Кроме того, непосредственно в нашей стране появилось большое количество микро-компаний, переделывающих любые дизельные двигателя в якобы промышленную газопоршневую установку.

Все эти сомнительные установки объединяют три технических момента:
  1. Изначальным силовым приводом является дизельный двигатель PRP режима (не для непрерывной работы COP).
  2. При переделке дизельного двигателя ЦПГ не перестраивалась или менялась крайне незначительно:
    - компрессия слишком высокая, так как у дизельного двигателя она изначально значительно выше
    - термостойкость элементов рассчитана на температуру вспышки дизельного топлива, а не газа (которая значительно выше).
    - турбина и система маслоснабжения рассчитаны на работу с температурами дизельного процесса.
  3. Все технические параметры - КПД, угар масла, интервалы ТО не рассчитаны опытным путём, а скопированы с параметров дизельного "родоначальника".
    Самыми частыми проблемами таких двигателей, работающих в условиях несоответствующих их изначальному предназначению, являются:
    - ранний выход турбины из строя;
    - перегрев элементов ГБЦ;
    - ранний прогар клапанов;
    - заклинивание элементов ЦПГ;

* Технические данные в соответствии с ISO 3046, Температура окружающей среды 25С. Размещенная информация не является офертой. Технические параметры оборудования могут отличаться. Оценка оборудования произведена на основе субъективного опыта реальной эксплуатацией. Не является рекламным материалом.

** На основании пересчёта сервиса официальных представителей, после приведения к единому базису. Не является офертой.

*** Вся изложенная информация.

Габариты и цены газопоршневых электростанций 1000 кВт

Газопоршневая электростанция мощностью 1000 кВт с системой утилизации тепла стандартно помещается в контейнер длинной 12 (15 метров). Для удобства технического обслуживания контейнер делают более широким, нежели стандартный ЖД габарит 2,4х2,4м. Обычно ГПУ устанавливают в контейнер, шириной-высотой 3,2х3,2 метра.

На сегодняшний день, средняя цена на ГПУ 1 мВт 400В с СУТ основного контура в контейнерном исполнении составляет 360 - 460 тысяч евро (без НДС) или 430 - 550 евро с НДС. Цена указана на новое оборудование класса "А", без восстановленных элементов. Дополнительные опции или высоковольтное исполнение обязательно изменят цену в сторону её увеличения. Более подробный расчёт стоимости (и стоимость вырабатываемой электроэнергии) можно получить, предоставив дополнительные данные для расчёта.

×
Loading...