Каждый, кто задумывался об организации независимого источника электропитания на своем предприятии, скорее всего сталкивался с таким понятием как собственная генерация или «газопоршневая электростанция». Многие ошибочно полагают, что газопоршневая электростанция – это газовый двигатель, но это неверное утверждение.
Газовый двигатель – это только часть газопоршневой электростанции. Далее мы более подробно рассмотрим данное оборудование.
Газовый двигатель – это двигатель внутреннего сгорания, работающий по циклу Отто или циклу Миллера и использующий в качестве топлива различные виды газа. Топливом может служить: природный газ, попутный нефтяной газ, пропан–бутан, сингаз, биогаз и т.д. Наипростейшая комплектация газопоршневой электростанции представляет собой газовый двигатель и генератор электрического тока. В двигателе внутреннего сгорания при сгорании топлива происходит выделение тепловой энергии, которая в свою очередь преобразуется в механическую энергию при движении поршня и далее в электрическую энергию генератором электрического тока.
Особенностью работы газопоршневых электростанций является возможность получения при генерации не только электрической энергии, но и тепловой энергии. Данный процесс называется когенерацией. Так же при использовании специальных установок, абсорбционных холодильных машин (далее – АБХМ) или парокомпрессионных холодильных машин (далее – ПКХМ), возможно получить помимо электричества и тепла еще и холод, такой процесс называется тригенерация.
Таким образом, газопоршневая электростанция может работать по трем основным схемам выработки энергии. В первом случае это только генерация электрической энергии: тепло, получаемое при генерации, не используется для нужд потребителя, а отводится от двигателя через драйкулер, в котором охлаждение циркулирующей жидкости происходит за счет использования наружного воздуха, имеющего более низкую температуру.
В режиме когенерации существует несколько способов снятия тепловой энергии для дальнейшего использования, например: в основной контур охлаждения встраивается пластинчатый теплообменник, с которого потребитель может снять тепло для своих технологических нужд, также тепло для нужд потребителя может быть получено при использовании котла утилизатора, посредством преобразования тепла отходящих газов в энергию тепла воды или пара.
При тригенерации, комбинированном производстве электричества, тепла и холода, АБХМ/ПКХМ позволяет преобразовывать тепло в холод посредством особых технологических процессов. Полученный холод может быть использован, например, в системе кондиционирования.
Типовая тепловая схема представлена на рисунке ниже.
Одним из ведущих производителей газопоршневых электростанций является Siemens Energy Engines, департамент Siemens, появившийся после того, как компания Dresser–Rand (Guascor) вошла в компанию Siemens в 2014 году.
Далее приведены некоторые исторические факты: