Газовий генератор і когенерація: коли газ вигідніший за дизель

У каталозі Güçbir — 27 газових генераторів на природному газі: 19 моделей на двигунах Yuchai потужністю від 30 до 2000 кВт (Prime) і 8 моделей на двигунах Cummins від 37 до 560 кВт. Усі вони трифазні й розраховані на тривалу роботу, а не на кілька годин резерву на рік.

Газовий агрегат дорожчий за дизельний тієї ж потужності й вимагає підведення газопроводу. Тому питання не в тому, «що краще», а в тому, скільки годин на рік генератор працюватиме і чи є на об'єкті газ і споживач тепла. Нижче — як це оцінити, які цифри дає завод і де газова установка програє дизелю.

Коли газ вигідніший за дизель

• Генератор працює постійно або багато годин на добу. Власна генерація підприємства, теплиця, ферма, виробництво з дорогим або нестабільним живленням від мережі. Що більше мотогодин, то більше важить вартість кіловат-години, а не ціна самого агрегату.
• На об'єкті є газопровід із достатнім лімітом. Пальне надходить трубою: не треба цистерн, підвезення, обліку й охорони запасів дизпалива.
• Є куди подіти тепло. Опалення цехів, гаряче водопостачання, технологічна гаряча вода, сушіння, теплиці. Саме в режимі когенерації газова установка дає найбільший економічний ефект.
• Важливі викиди й запах. Природний газ згоряє чистіше, без кіптяви і запаху солярки, що має значення поблизу житла чи всередині промислового майданчика.

Коли краще залишитися на дизелі

Якщо генератор потрібен як резерв на випадок відключень і працює десятки, а не тисячі годин на рік, дизельна установка майже завжди раціональніша: вона дешевша в купівлі, не залежить від газової мережі (яка під час аварій теж може бути обмежена), паливо зберігається на місці, а двигун швидше приймає навантаження після пуску. Як підібрати такий агрегат, розібрано в статті як вибрати дизельний генератор для підприємства.

Скільки газу споживають моделі Yuchai

Для лінійки на двигунах Yuchai завод наводить витрату природного газу при номінальному навантаженні. Останній стовпчик ми порахували самі: це витрата газу, поділена на потужність Prime, тобто скільки кубометрів потрібно на одну кіловат-годину електроенергії.

Зверніть увагу: питома витрата в моделях до 600 кВт тримається на рівні близько 0,29 м³ на кВт·год, а у великих агрегатах від GJY700-NG до GJY2000-NG знижується до 0,25–0,26 м³.

Для оцінки витрат помножте питому витрату на кількість кіловат-годин, яку плануєте виробляти, і на тариф на газ для вашого підприємства. Так само порахуйте дизельний варіант — і різниця покаже, за скільки мотогодин окупиться дорожчий газовий агрегат.

Газові генератори на двигунах Cummins

Лінійка Cummins охоплює діапазон від 37 до 560 кВт і побудована на газових двигунах серій GTA5.9, GTA8.3, G855/GTA855, GTA38 і GTA50. Витрату газу для цих моделей у наших даних завод не наводить — її уточнює менеджер за паспортом конкретного двигуна.

Когенерація: електрика і тепло з одного кубометра

Двигун внутрішнього згоряння перетворює на електроенергію лише третину-дві п'ятих енергії палива. Решта йде на нагрівання охолоджувальної рідини, оливи та вихлопних газів. У звичайному генераторі це тепло просто викидається радіатором і глушником. Когенераційна установка (CHP) забирає його теплообмінниками: з контуру охолодження двигуна і з вихлопу через котел-утилізатор — і віддає у вашу систему опалення чи гарячого водопостачання.

Завдяки цьому загальний ККД використання палива в когенерації зазвичай сягає 80 % і більше — замість 35–40 % у режимі «лише електрика». На практиці з тієї ж кількості газу ви отримуєте електроенергію і приблизно стільки ж або більше тепла, яке інакше довелося б виробляти котельнею.

Когенерація — окремий напрям виробництва Güçbir. Схема утилізації тепла (теплообмінники, котел-утилізатор, гідравлічна обв'язка, автоматика) підбирається під конкретний об'єкт, тому теплову потужність і склад установки підтверджує менеджер після розрахунку, а не таблиця в каталозі.

Коли когенерація окупається

• Потреба в теплі є впродовж більшої частини року, а не лише кілька зимових місяців: виробництво з технологічною гарячою водою, теплиці, басейни, лікарні, готелі, харчові підприємства.
• Електричне навантаження стабільне, а установка працює більшу частину доби — паузи й часті пуски знижують віддачу.
• Теплове навантаження розташоване поруч: тепло вигідно використовувати на місці, а не транспортувати далеко.
• Є можливість працювати паралельно з мережею або чітко розділити, які споживачі живляться від установки. Схему підключення погоджують із проєктувальником.

Обмеження газових генераторів, про які треба знати заздалегідь

• Тиск і пропускна здатність газопроводу. Газова рампа двигуна потребує певного тиску на вході, а трубопровід має пропускати потрібну витрату: для GJY800-NG це 196,4 м³/год, для GJY2000-NG — 515,5 м³/год. Підключення до газової мережі, проєкт і погодження з газорозподільною організацією — окремий етап, який варто починати одночасно з вибором агрегату.
• Склад газу. Моделі NG розраховані на природний газ. Біогаз, попутний нафтовий газ чи пропан-бутан мають іншу теплоту згоряння й домішки — для них потрібна інша конфігурація двигуна, а потужність може бути нижчою. Якщо газ не мережевий, повідомте це менеджеру одразу.
• Прийом навантаження. Газовий двигун приймає навантаження ступенями і повільніше, ніж дизельний такої самої потужності. Якщо потрібне миттєве підхоплення всього навантаження при зникненні мережі, підключення споживачів доводиться робити ступенями або залишати дизельний резерв. Як працює автоматичне введення резерву, читайте у статті про генератор з АВР.
• Тривала робота на малому навантаженні небажана — агрегат слід підбирати під реальний графік споживання, а не «з великим запасом».
• Обслуговування. Свічки запалювання, налаштування газової системи, аналіз оливи — регламент відрізняється від дизельного; плануйте ТО з фахівцями, які працюють саме з газовими двигунами.

Середня напруга і великі станції

Моделі GJY700-NG, GJY800-NG, GJY1000-NG, GJY1500-NG і GJY2000-NG за даними заводу можуть виконуватися не лише на 400 В, а й на напругу 3300–11 000 В — для підключення до мереж середньої напруги підприємства без окремого підвищувального трансформатора. GJY1000-NG і GJY1500-NG працюють на 1000 об/хв, решта моделей — на 1500 об/хв.

Що підготувати до запиту

• графік електричного навантаження: середнє, пікове, скільки годин на добу і днів на рік;
• дані газопроводу: тиск у точці підключення, доступний ліміт, тип газу;
• потребу в теплі: на що, скільки і в які місяці;
• режим роботи: автономно, паралельно з мережею чи як резерв;
• місце встановлення: приміщення чи вулиця, кожух або контейнер — див. виконання генератора.

Як читати потужність Prime і Standby в таблицях, пояснено у статті Standby чи Prime. Ціна і строк поставки газових установок — за запитом: агрегат комплектується під проєкт на заводі.