Generátor plynu: zařízení, princip činnosti, vlastnosti
Mnoho moderních zařízení vyžaduje elektrickou energii. Ne vždy je ale možné se k síti připojit. Důvodem je relativní odstranění vedení nebo neustálý pohyb spotřebitele. V takových situacích přichází k záchraně generátor plynu jako alternativní možnost autonomního napájení na stejných staveništích, venkovských domech, průmyslových podnicích a dokonce i vojenských zařízeních.
Zařízení a princip činnosti
Obrázek 1: Konstrukce vyvíječe plynu
Strukturálně jsou plynové elektrárny zařízení, které se skládá z bloků:
- Pro přivádění, směšování nebo generování plynu (jejich dostupnost a provedení se může lišit v závislosti na modelu a principu činnosti zařízení).
- Spalovací motor (ICE), ve kterém dochází ke spalování plynu.
- Generátor – přijímá rotační sílu ze spalovacího motoru.
- Elektronická jednotka je sada přístrojů, která umožňuje ovládat provozní režimy všech prvků generátoru plynu a jejich parametry (tlak plynu, napětí atd.).
- Rámy nebo kryty, které plní nosné funkce pro zařízení. V některých situacích mohou chránit generátor před mechanickým poškozením.
Podívejte se na obrázek, ukazuje princip fungování generátoru plynu. Zpočátku ze zdroje přívodu plynu se v této situaci uvažuje s variantou přívodu plynu z válce 1, do spalovacího motoru se přivádí hořlavá látka. V tomto případě se plyn v lahvích pohybuje přes reduktor a hadici upevněnou svorkami. Při zapálení plynu ve spalovacím motoru vzniká krouticí moment, který je přenášen na elektrický generátor pomocí hřídele. Generátor z takového nárazu začne generovat napětí pro jednofázové nebo třífázové spotřebiče.
Hlavní vlastnosti plynových generátorů
Při výběru konkrétního modelu generátoru plynu je podnik nebo spotřebitel v domácnosti odpuzován určitými parametry. Které stanoví jejich funkční data a předurčují možnost instalace generátoru plynu pro ten či onen účel.
Trvání práce
V závislosti na úkolech, které jsou nastaveny pro zdroj elektřiny, se generátory plynu dělí na:
- Stálá zařízení – jsou autonomní elektrárnou, která pracuje pro stálé napájení jakéhokoli spotřebitele bez připojení externích sítí.
- Jednotky pro periodické spínání – používají se v průmyslových instalacích s plovoucím pracovním plánem nebo pro letní chaty, malé osady atd.
- Zařízení nouzového napájení – umožňují napájet zařízení při výpadku proudu v hlavní síti.
Počet fází
V závislosti na počtu fází se takové zdroje elektřiny dělí na jednofázové a třífázové. První se z velké části používají pro domácí spotřebitele nebo malé průmyslové dílny se standardním lineárním zatížením. Druhý typ se používá pro třífázové sítě, ke kterým jsou připojeny vícefázové zátěže – motory, průmyslová zařízení, výkonná strojní zařízení atd. Ve kterém je vyžadováno použití několika fází.
Typ použitého paliva
Nejběžnější jsou plynové generátory, které běží na zemní plyn. Pokud je v bezprostřední blízkosti plynovod, lze přípojku provést z něj, je však nutné získat povolení plynárenské služby. Jinak mohou být lahve instalovány jako zdroj zemního plynu pro napájení generátoru plynu.
Kromě klasických paliv lze použít plyny s nízkými nebo vysokými parametry uvolňování tepla. To umožňuje nastavit určité provozní režimy, například lze použít plyn s nízkou detonační schopností nebo s nízkým obsahem určité látky (propan, butan nebo jiné nečistoty). Podle druhu paliva se proto dělí taková zařízení, která pracují na butan, propan, bioplyn a další kombinace plynných směsí.
Nejdůležitější charakteristikou plynových generátorů je výkon, který je schopen dodat na výstupu. Protože možnost připojení určitých elektrických zařízení bude záviset na tomto parametru. V současné době se vyrábí zařízení pro výkony od 2 do 500 kW. Pro zajištění dostatečné výkonové rezervy je zvolen konkrétní model na principu sečtení všech průmyslových nebo domácích spotřebičů připojených k síti a připočtení 20 – 30 % k výsledné hodnotě za sklad.
Typ chlazení
V důsledku neustálého spalování paliva se může generátor plynu přehřát. Aby se zabránilo účinkům vysoké teploty na konstrukční prvky, jsou vystaveny chlazení. V praxi se používají dva druhy chlazení – vzduchové a vodní.
Vzduch je rozdělen na přirozený (používá se v otevřených modelech s nízkým výkonem a provozní teplotou) a nucený. Poslední možnost vzduchového chlazení zahrnuje různé způsoby foukání a směrování proudu vzduchu do motoru a generátoru.
Kapalinové chlazení kromě funkce odebírání tepla z plynového generátoru umožňuje také využití ohřáté vody pro vytápění nebo vytápění obytných či průmyslových prostor.
Typ startu
Typ spouštění u plynových generátorů se dělí na ruční a automatický start. První možnost je nejrelevantnější v případech, kdy je jednotka zapínána zřídka a tento proces je periodický nebo jej lze předvídat (příjezd na chatu, práce na staveništi apod.) Automatické zapínání je vhodné v případech, kdy je nutné zajistit záložní napájení v případě hlavního.
Regulace napětí (AVR)
Většina plynových generátorů je vybavena jednotkou ATS, která umožňuje řídit napětí dodávané spotřebitelům. Tato jednotka poskytuje kvalitní přívod elektrického proudu a je stabilizátorem, který vyrovnává křivku podle zadaných parametrů. Napájení zařízení se díky tomu nebude nijak lišit od napájení externím zdrojem napájení.
Nejúčinnější z hlediska stabilizace napětí jsou invertorové jednotky. Takové plynové generátory produkují střídavé napětí, poté jej převádějí na stejnosměrný proud a následně stejnosměrný proud a napětí převádějí na střídavé napětí s ideálními parametry.
Možnost provedení
Obrázek 3: Otevřený a uzavřený generátor plynu
V závislosti na konstrukčních prvcích se rozlišují otevřené a uzavřené generátory plynu. První možnost je instalována uvnitř a znamená nepřítomnost ochranného krytu. Otevřené plynové generátory nabízejí lepší výkon volného chlazení a nižší hmotnost, ale jsou hlučnější. Uzavřené lze použít pro venkovní instalaci, protože vnější plášť zabraňuje narušení srážkami a dalšími faktory.
Také konstrukčně může být plynový generátor vybaven koly pro pohyb. Jejich přítomnost výrazně usnadňuje manipulaci i s malými modely. Proto byste při nákupu měli myslet na přítomnost kol, pokud pohybujete generátorem plynu.
Stupeň ochrany IP
Úroveň ochrany jakéhokoli plynového kotle se liší na stupnici od 0 do 5. Kde 0 znamená, že model nemá žádnou ochranu před vnějšími faktory. A 5 je nejvyšší stupeň ochrany, který vám umožňuje provozovat jednotku i v těch nejnepříznivějších podmínkách. Tento parametr je uveden na těle zařízení. Je třeba poznamenat, že nejběžnější pro domácí použití je stupeň IP od 2 do 3.
Hladina hluku
Jakýkoli plynový, naftový nebo benzínový generátor vytváří určitou hladinu hluku. Ale zvuk v závislosti na vzdálenosti má tendenci slábnout. Proto mohou modely pro domácnost v průměru vytvořit akustický tlak od 40 do 100 dB. Zařízení s vysokým výkonem mají mnohem vyšší hodnotu, ale jsou přijímána zvláštní opatření k jejímu snížení.
V závislosti na tom, kde se nachází, může toto nastavení výrazně zhoršit pracovní postup zařízení. Například v otevřeném prostoru není hluk cítit tolik jako v jakémkoli technologickém procesu ve výrobě. Ale doma může malá velikost místnosti a vysoká hladina zvuku způsobit obyvatelům nepohodlí. Proto se vyplatí zajistit zvukovou izolaci samotného plynového generátoru nebo místa jeho instalace.
Rozměry
Rozměry generátoru plynu do značné míry závisí na výkonu zařízení v něm umístěného. Jednotky s nízkým výkonem proto mají zpravidla rozměry 1 m × 0,5 m × 0,5 m nebo jim blízké. A zařízení s vysokým výkonem v oblasti 2 m × 1 m × 1 m a více. Nejvýkonnější generátory jsou 5 m x 2 m x 2 m.
Typ stroje
Podle typu stroje se záložní zdroje plynu dělí na asynchronní a synchronní. Ty první se vyznačují jednodušším designem, ale zároveň jsou odevzdané z hlediska kvality vyrobené elektřiny. Druhé jsou složitější a nákladnější na provoz, ale na výstupu spotřebitel dostává stabilní parametry výkonu, proudu a napětí. Proto je pro citlivé spotřebitele nutné instalovat plynové generátory se synchronním motorem.
Výhody a nevýhody
Mezi výhody plynových generátorů patří:
- Velký zdroj a účinnost motoru ve srovnání s generátory na jiné druhy paliva.
- Provoz je nenáročný – mohou snadno pracovat při teplotách od -50°C do +50°C ve srovnání se stejnými generátory na motorovou naftu.
- Delší životnost díky absenci srážek ze spalin plynu ve srovnání s tuhými palivy a ropnými produkty.
- Dlouhodobý provoz – jeden válec dává spotřebu plynu dvakrát delší než jedno natankování benzínových modelů.
- Automatizace a plná autonomie v práci za přítomnosti zdroje hlavního zemního plynu a systému autostart. Výroba elektřiny přitom není s výjimkou údržbových přestávek časově omezena.
- Vysoká spolehlivost, protože plyn neztrácí své vlastnosti. Ve srovnání s ropnými produkty, které se dokážou rozložit do šesti měsíců, zůstává i zkapalněný plyn dlouhodobě využitelný.
Nevýhody plynových generátorů zahrnují:
- Omezení uvádění do provozu – vzhledem k nebezpečí plynných směsí vyžaduje použití takové instalace získání příslušných povolení pro připojení, provoz a řadu dalších dokumentů.
- Vyrábí relativně méně energie než benzínová jednotka.
- Má poměrně velké rozměry.
- Nákladná a pracná oprava.
Kritéria výběru
Při výběru konkrétního modelu byste se měli řídit výše uvedenými charakteristikami zařízení, konkrétně:
- Kolik energie potřebujete dodat do sítě?
- Kolik fází potřebuje spotřebitel?
- Bude použit jako záložní nebo hlavní zdroj?
- Je napájen z hlavního plynovodu nebo z tlakové láhve?
- Kde bude generátor plynu instalován?
- Jaké rozměry jsou přijatelné pro instalaci?
Další nuance jsou uvažovány v souladu s místními podmínkami, charakteristikami zatížení a přáními zákazníka.
Co si vybrat? Přehled nejlepších modelů gasgen
Ze všech navrhovaných odrůd je třeba dávat pozor na málo známé výrobce. Protože často hřeší zveličováním parametrů a zamlčováním nedostatků. Proto, abyste lépe pochopili, které zařízení ve vašem případě použít, rozhodněte se o jeho účelu.
Pro soukromý dům nebo chalupu
Pro dodávku elektřiny do malého domu nebo chaty je vhodný jednofázový model od 5 do 25 kW. Ve vzácných případech jsou pro spotřebitele s třífázovou zátěží vyžadovány třífázové jednotky (elektrické stroje, speciální zařízení). Mezi nejjednodušší jednofázové generátory patří generátory řady REG GG, Briggs & Stratton nebo E3 POWER.
Pro použití jako mobilní elektrárna
Funkce mobilní elektrárny pro zásobování mobilního staveniště jsou ideální pro třífázové nebo jednofázové modely s výkonem 25 kW a více. Jednofázové zdroje nepřerušitelného napájení jsou vhodné pro situace, kdy není potřeba napájet třífázovou zátěž. Jedním z nejlepších příkladů na tuzemském trhu je plynový generátor SDMO. Která dokáže vyrábět elektřinu 8 dní bez přerušení.
Pro nepřetržité napájení
Pro nepřetržité nepřerušované napájení se používají výkonné jednotky od 100 do 500 kW. Ve spojení se stacionární instalací mohou být chlazeny vodou a použity pro vytápění jakýchkoliv předmětů.
Generátory Generac SG300 240 kW jsou široce používány jako příklad plynového generátoru pro dlouhodobé napájení na domácím trhu. Taková elektrárna je chlazená kapalinou a poskytuje třífázový proud. Jedním z nejvýkonnějších je 500 kW TSS AG-500S, který bez problémů dokáže pohánět i malou vesnici nebo továrnu.
Obrázek 4: Plynový generátor TSS AG
Instalace a připojení generátoru plynu
Proces připojení může být proveden buď k hlavnímu potrubí nebo k plynové láhvi. První možnost je poměrně komplikovaná, protože vyžaduje další koordinaci s plynárenskou společností, vypracování příslušných dokumentů, vypracování technického procesu atd. Je mnohem jednodušší napájet generátor z běžného válce.
Kromě toho je důležité dodržovat následující opatření:
- Dostatečná úroveň větrání – generátor plynu musí být dobře odvětrávaný, bez ohledu na to, kde je instalován (venku nebo uvnitř). Při nedostatečném pohybu vzduchu může být účinnost zařízení výrazně ovlivněna, proto je v praxi instalován přídavný ventilační systém.
- Objem místnosti – pokud je generátor plynu umístěn v místnosti, pak jeho objem musí být alespoň 15 m 3. Zároveň je zakázáno umísťování zařízení pracujících na zkapalněný plyn v suterénu.
- Je nutné zajistit odvod výfukových plynů prodloužením příslušného potrubí. Uvnitř se vyjímá do samostatného otvoru a na volném prostranství se způsob určuje v závislosti na místních podmínkách.
Podívejte se na obrázek, připojení je provedeno přes redukční ventil 1, ke kterému je připojen uzavírací ventil 2. Od uzavíracího ventilu k jednotce je položena pružná hadice a připojena k odpovídající odbočce vnitřního potrubí. spalovací motor. Napájení spotřebiče, kdy generátor pracuje společně s externím zdrojem, je použit rozvaděč 4. Pro zajištění bezpečnosti v případě zásahu elektrického potenciálu do pouzdra je generátor plynu připojen k zemní smyčce 3.
Jak vidíte, základní schéma zapojení má identický princip, jak pro hlavní přívod plynu, tak pro přívod plynu v lahvích.
Instalace a instalace plynového generátoru v místnosti
Samoinstalace generátoru plynu v soukromém domě je poměrně komplikovaná operace. Je vhodné jej vyrábět za pomoci dostatečně kvalifikovaných odborníků, jinak může být ohrožen jak nepřetržitý provoz jednotky, tak bezpečnost osob při provozu. V každém případě je třeba věnovat pozornost všem požadavkům uvedeným v návodu k jednotce.
Výhody plynových generátorů
Hlavním důvodem, proč si spotřebitelé vybírají plynové generátory, je to, že jedna standardní láhev se zkapalněným plynem umožňuje zařízení pracovat jeden a půl až dvakrát déle než benzínový nebo naftový protějšek. Doba provozu plynového generátoru napojeného na dálnici je prakticky neomezená.
Náklady na samotné zařízení jsou o něco vyšší než náklady na podobné modely napájení pracující na jiná paliva. Rozdíl v ceně je kompenzován cenou paliva. Hlavní podmínkou je správný výběr elektrárny, v souladu s aktuálními potřebami, a dodržení všech provozních podmínek.
Příprava pokoje
Nejčastěji se instalace plynových generátorů odehrává v suterénu, kotelně nebo jiné vhodné místnosti v domě. Provoz systému je povolen při kladné teplotě.
Místnost, kde bude generátor plynu pracovat, musí splňovat všechny požadavky na kotelny:
- Objem místnosti – od 15 metrů krychlových;
- Místnost musí být vybavena nuceným větráním;
- Výfukové plyny z generátoru musí být odváděny ven. K tomu se používá speciální plynové potrubí vyrobené z kovu. Nasadí se na výfukové potrubí, upevní se svorkou a odveze na ulici;
- Je zakázáno instalovat generátory plynu na zkapalněné palivo ve sklepech a jiných podzemních prostorách.
Požadavky na energetický systém
Elektrické generátory využívající různé druhy plynu mohou mít řadu požadavků na palivo a plynovod:
- Plynové generátory pracující na přírodní hlavní palivo. Bez ohledu na skutečné přetížení vyžadují taková zařízení určitý tlak plynu uvnitř hlavní sítě. Optimální hodnota je na úrovni 1,3-2,5 kPa. Plyn je přiváděn do generátoru pod tlakem 2-6 kPa. Na připojovací sekci do hlavního plynovodu je v případě potřeby instalován ventil, který v případě potřeby uzavírá přívod plynu do elektrárny.
- Plynové generátory využívající během provozu zkapalněné palivo. Hlavní tlak by neměl přesáhnout rozsah 280-355 milimetrů vodního sloupce. Požadavky na tlak plynu jsou podobné jako u zemního plynu. Pokud je k pohonu plynového generátoru použita láhev, musí být vybavena ventilem, kromě toho regulátorem tlaku nebo reduktorem.
- Existují další požadavky na schéma připojení:
- Musí být použit generátor plynu vybavený ručním startováním.
- Je nepřípustné, aby vstupní tlak regulátoru průtoku byl vyšší než 1,6 MPa.
Připojení generátoru plynu k hlavnímu plynu
Hlavní nebo lahvový plyn může sloužit jako zdroj energie pro generátory plynu. Je poměrně snadné připojit zařízení k plynové láhvi a s určitými znalostmi lze veškerou práci provádět ručně. Není potřeba získávat žádná oprávnění.
Před připojením generátoru plynu k hlavní síti je nutné provést předběžnou koordinaci s dodavatelem plynu. Seznam konkrétních akcí je uveden v dnes platných regulačních dokumentech. Majitel generátoru musí mít certifikát pro jeho nákup a také technický pas zařízení.
V procesu koordinace s potřebnými orgány se řeší řada důležitých otázek:
- Provádění požadovaných oprav a doplňků technického projektu.
- Vypracování a uzavření právní smlouvy mezi spotřebitelem a dodavatelem generátoru na údržbu plynové jednotky. Cena služby je stanovena samostatně.
- Vypracování a podpis tripartitní dohody o rozdělení odpovědnosti a povinností. Každá ze stran – prodejce zařízení, kupující, jakož i plynárenská služba, jsou výhradně odpovědné za svou část díla.
Podle současných pravidel budou v procesu připojení elektrického generátoru zapotřebí některé dokumenty:
- Technický průkaz plynového generátoru vydaný v době nákupu zařízení.
- Prohlášení o shodě
- Pokud je provoz generátoru plynu plánován v rizikových podnicích, vydává oddělení technického dozoru samostatné osvědčení opravňující k instalaci jednotky.
Výkon
Ve většině případů instalace plynového generátoru uvnitř odstraní problém s výpadky proudu.
Nejprve se musíte rozhodnout, k čemu přesně generátor plynu je. Pokud se neplánují časté odstávky hlavního napájení, není nutné napojení jednotky na hlavní plynovod, lze upustit od lahvového plynu. Nemusíte obcházet úřady, koordinovat, žádat o povolení. Stačí se řídit pokyny přiloženými ke konkrétnímu modelu vyvíječe plynu.
Zároveň, pokud si chcete zajistit zcela nepřetržitou dodávku elektřiny, má smysl použít plynový generátor připojený k hlavnímu vedení a vybavený funkcí autostart. V tomto případě je nevyhnutelný kontakt s místním plynárenským servisem.
