Гарантированное электроснабжение России КАЗАНЬ (843) 512-00-89
kazan@megadomoz.ru
Электростанции, ИБП, Стабилизаторы, Сварочное оборудование
КАТАЛОГ ОБОРУДОВАНИЯ
ПРАЙС-ЛИСТЫ
СКЛАД
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
ЭЛЕКТРОНАСОСЫ
ПРОМЫШЛЕННЫЕ НАСОСЫ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОДСТАНЦИИ
ПРАВИЛА технической эксплуатации электроустановок потребителей
ПРАВИЛА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
ИНСТРУКЦИИ и РУКОВОДСТВА
Умный Дом
О КОМПАНИИ
КОНТАКТЫ

НОВОСТИ ЭНЕРГЕТИКИ РОССИИ
ПРОМЫШЛЕННЫЙ ВЕСТНИК

СОВЕТЫ
ПРАЗДНИКИ


Все о дизельных электростанциях
Справочная по электоэнергетике и приборам
Дизельные электростанции Газовые генераторы и установки Судовые дизель-генераторы Бензогенераторы
Источники бесперебойного питания Стабилизаторы напряжения Сварочное и строительное оборудование Пусковые устройства

Баланс мощности, предельные коэффициенты использования топлива


2. Баланс мощности, предельные коэффициенты использования топлива

Механический КПД газопоршневого двигателя (ГПД) в рассматриваемом диапазоне мощности составляет 30-38 % при номинальной нагрузке. Особенностью ГПД является незначительное снижение эффективности вплоть до нагрузок, составляющих 0,3 - 0,5 от номинальной. Так, например, КПД агрегата на базе конвертированного для работы на природном газе дизельного двигателя Ярославского моторного завода ЯМЗ 8401 (12-цилиндровый двухрядный двигатель) при номинальной электрической нагрузке 320 кВт составляет 34 %, а при уменьшении нагрузки вдвое КПД снижается до 29 %.

Основные источники тепла установки (рис. 1): тепло охлаждающей блок цилиндров жидкости (воды, гликоля) - Q ож, тепло масляной системы двигателя - Qm , тепло охладителя надувочного воздуха (для двигателя с турбонаддувом) - Qhb , тепло газообразных продуктов сгорания - Qnc . Радиационные и конвективные потери тепла в окружающую среду от агрегата - QpK составляют 5-6 % от располагаемой мощности.

Уровень температуры системы охлаждения двигателя (80-90 °С), масляной системы (90-110 °С) и температуры продуктов сгорания за турбинами турбокомпрессоров (550-650 °С) вполне достаточен для того, чтобы использовать тепло двигателя как для целей отопления и горячего водоснабжения, так и для производства технологического пара. Контур системы промежуточного охлаждения наддувочного воздуха имеет относительно низкий температурный потенциал (30-50 °С) и отбираемое тепло может быть полезно использовано только для предварительного подогрева подпиточной воды внешних контуров теплоснабжения и системы горячего водоснабжения (ГВС).

Температурные ограничения в системе утилизации тепла выхлопных газов связаны с ограничением температуры продуктов сгорания на выходе из теплообменника температурой «точки росы» для предотвращения образования кислотного конденсата, обмерзания и коррозии трубопроводов. Известный, но далеко не всегда экономически оправданный способ полезного использования этого тепла - установка на выходе из теплообменника экономайзерного участка, выполненного из кислотостойкой стали. Скрытая теплота парообразования воды, содержащейся в отходящих газах, (разность между высшей и низшей теплотой сгорания топлива) составляет порядка 10 % от низшей теплоты сгорания, что для агрегата электрической мощностью 325 кВт соответствует дополнительной тепловой мощности 80-100 кВт.

В зависимости от степени сжатия температура воздуха на выходе из турбокомпрессоров составляет 90-120 °С. Для устойчивой работы двигателя на максимальных мощностях температура газовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя, не должна превышать 40 °С. Соответственно тепловая мощность, отбираемая в теплообменниках охладителях воздуха (интеркуллерах), составляет 5-8 % от мощности, запасенной в топливе.

Окончательно энергетический баланс замыкают потери энергии за счет теплоемкости уходящих газов. Рассчитанные по равновесному составу газа при перепаде температур 100 °С эти потери составляют 4-6 % от энергии, запасенной в топливе.

Из приведенных рассуждений и оценок следует, что предельный коэффициент использования топлива (без учета внутренней теплоты парообразования воды) составит 88-91 % независимо от КПД установки, т.к. всю тепловую энергию, за исключением потерь, можно утилизировать в эффективных теплообменниках.

Как уже отмечалось, температурный потенциал интеркуллеров относительно низкий и его использование в системах теплоснабжения проблематично. Соответственно, реально достижимый коэффициент использования топлива не будет превышать 86 %.

В качестве примера на рис. 2 приведена структура энергетического баланса газопоршневого двигателя QSK 19 G электрической мощностью 315 кВт производства компании Cummins Power Generation (США). Коэффициент использования топлива мини-ТЭЦ на базе этого двигателя составляет 76 %.

Относительно низкая тепловая эффективность установки (47 %) связана с тем, что двигатель рассчитан на работу на обедненной топливной смеси, вследствие чего значительно снижена температура продуктов сгорания за турбиной и их тепловой

 
Читайте также
Введение
Особенности теплового режима ДВС
Принципиальная схема теплообменного блока мини-ТЭЦ
Результаты стендовых испытаний теплоутилизационного блока мини-ТЭЦ на базе двигателя МЗ 8401
Заключение