Вентиляция газового генератора

Газовый генератор представляет собой бензиновый двигатель с оборудованием для работы на газу, который вращает генератор электрического напряжения (альтернатор). При всех плюсах использования газового генератора для выработки электрической энергии, у них есть и отрицательные стороны, и одним из таких моментов является низкий общий КПД. Коэффициент полезного действия газового генератора находится в пределах 25% - 30%, коэффициент полезного действия бензинового генератора еще ниже, 15% - 20%. Это означает, что только 20% затраченного топлива в генераторах, используется на выработку эл. энергии и 80% затраченного топлива используется механическую работу, нагрев и потери тепла. В общем виде распределение тепловых потерь в газовых генераторах можно продемонстрировать на следующем рисунке

Поэтому можно сказать, что при работе генератора, в окружающее пространство выделяется количество тепла, сравнимое с номинальной мощностью генератора. При установке генератора на улице, выделяемое тепло легко рассеивается, а вот при установке генератора в закрытом помещении, тепло выделяется в окружающий воздух и нагревает его. При повышении температуры окружающего воздуха свыше 50ºС, газовая электростанция начинает  «задыхаться», т.е. тепло выделяемое при работе двигателя перестанет удаляться, и генератор  может отключиться по уставке превышения максимальной температуры. Максимальная температура окружающего воздуха для  газового генератора - 60ºС. Максимальная температура двигателя генератора 95ºС. Основными элементами генератора, которые выделяют тепло в окружающее пространство являются:  радиатор охлаждения (23%), двигатель, генератор  и различные части корпуса (5%), выхлопная система (32%).

Поэтому любое помещение с установленным генератором мощностью 8-10кВт и выше нуждается в эффективной системе вентиляции и удалении избыточных теплопритоков, только с такой вентиляцией можно обеспечить длительную работу двигателя и генератора без перегрева
Очень важно при проектировании системы вентиляции  правильно ориентировать холодный воздушный поток. Воздух должен поступать в закрытое помещение со стороны электрического генератора (альтернатора), обдувать двигатель, затем проходить через радиатор системы охлаждения и выбрасываться наружу через вентиляционную решетку.
Не корректно спроектированная и смонтированная система притока и вытяжки не позволит газовому генератору длительное время работать с номинальной мощностью, что в итоге, приведет к аварийной остановке газогенератора по ошибке перегрева.

Рекомендации по устройству вентиляции электростанций с двигателями различного типа охлаждения.

Газовый генератор с двигателями воздушного охлаждения монтируется в помещении, в котором необходимо организовать постоянный приток свежего воздуха и вытяжку горячего воздуха вытяжным вентилятором. При наличии постоянного потока холодного воздуха, двигатель будет необходимым образом охлаждаться и получать достаточное количество холодного воздуха для сгорания топлива, а оставшийся нагретый воздух будет выводиться улицу. Холодный воздух всегда должен поступать в помещение генераторной установки снаружи с улицы (не из соседнего помещения), а нагретый воздух всегда должен удаляться наружу.
Для обеспечения вентилирования помещений с газовыми или дизельными генераторами водяного охлаждения, необходимо устройство приточного и отточного проёмов и отвод горячего воздуха от жидкостного радиатора двигателя на улицу. Приточный воздух всегда должен поступать в помещение генераторной установки с улицы, а нагретый воздух всегда должен отводиться также наружу. Для прогона потока воздуха через радиатор водяного охлаждения используются штатные вентиляторы с приводом от двигателя генератора, или от отдельного электродвигателя.
Для обеспечения правильного воздухообмена в помещении с установленным генератором необходимо учитывать следующие параметры:

• Проём для притока наружного воздуха должен обеспечивать приток воздуха равный сумме объёмов воздуха на сгорание топлива и воздуха для охлаждения жидкостного радиатора в соответствии с техническими требованиями завода-изготовителя. Скорость воздуха, проходящего через вентиляционные решетки должна быть не выше 3,5 м/с (такая скорость обеспечит минимальные потери давления и шум, а так же исключит вероятность попадание в жалюзи притока дождя, снега или других легких предметов, максимальная скорость воздуха должна быть не выше 7 м/с. При расчетах воздухообмена надо обязательно нужно учитывать потери давления на вентиляционных и защитных решетках, и если необходимо, увеличивать габариты вентиляционных проёмов.
• Вентилятор для вытяжки воздуха выбирается так, что бы он создавал расход воздуха больший или равный расходу охлаждающего воздуха двигателя, а затем необходимо проверить: достаточно ли расхода для удаления тепла, поступающего от остальных горячих источников, расположенных в помещении (выхлопной тракт, ЩС, ЩУ...), т.е. для сохранения разности температуры (максимум 15°С выше температуры окружающей среды). Если этого не достаточно, то необходимо увеличить производительность вентилятора.
• Располагать проём притока воздуха и и вентилятор вытяжки нужно таким образом, чтобы не допускать рециркуляцию горячего воздуха в внутри помещении, а холодный воздушный поток должен проходить через генератор, для обеспечения требуемого охлаждения.
• Направление выхлопа из двигателя нужно расположить таким образом, чтобы исключить рециркуляцию выхлопных газов обратно в объём помещения.
• Вентилятор вытяжки можно подключать к самому генератору, но не нужно забывать, что эту нагрузку надо учитывать при определении мощности генератора.
• Площадь вытяжной решетки для эффективного охлаждения должна быть в 1,5 раза больше площади радиатора водяного охлаждения двигателя.
• При расчетах воздухообмена необходимо также учитывать суммарные потери давления в системе вентиляции. Вентиляционные решетки, воздуховоды, защитные экраны и различные клапана снижают скорость потока воздуха, поэтому суммарные потери давления должны быть ниже, чем значение, указанное заводом - изготовителем в техническом паспорте на установку.

Автоматизация системы вентиляции генераторной установки

Как уже говорилось выше, в проёмах притока и вытяжки должны быть установлены вентиляционные решетки или жалюзи. Они могут быть неподвижными или подвижными. Подвижность лепестков (ламелей) вентиляционных решеток особенно важна в районах с отрицательными зимними температурами , так как подвижная конструкция лепестков позволяет закрывать жалюзи после остановки двигателя генератора, сохраняя при этом тепло в помещении генераторной. Надо сказать, что положительные температуры в генераторной, в зимний сезон, увеличивают надежность запуска дизельного генератора и сокращают время его выхода на рабочий режим. При работе электростанции в автоматическом режиме, привод подвижных жалюзи должен быть оборудован автоматическим сервоприводом, который открывает их после запуска газового генератора и закрывает их после его остановки.

Расчет размеров вентиляционных решеток для приточных и вытяжных систем.

Исходные данные:

• Расчетный воздушный поток, величина которого зависит от мощности генератора и способа его охлаждения (воздушное охлаждение двигателя, радиатор с водяным охлаждением двигателя, водяное охлаждение двигателя с радиатором воздушного охлаждения, выносной радиатор и.т.п.).
• Расчетная скорость воздуха через вентиляционную решетку, которую по возможности надо ограничивать, снижая шум и сопротивление протоку. Низкая скорость предотвращает подсос дождя, снега и пыли с улицы. Оптимальная скорость воздуха через вентиляционную решетку должна соответствовать значениям 3 - 3.5м/с, максимальная скорость воздуха не должна превышать 7м/с.

Формула для вычисления площади вентиляционных решеток: S=Q/V
Где:
Q - Расход воздуха в м/с.
V - Скорость воздуха в м/с
S - Площадь решетки в м²

Состав системы принудительной вентиляции помещения генераторной
Исходные паспортные данные генератора
- поток воздуха для горения – 1,5 м³ /с
- производительность радиатора охлаждения – 33 м³/с

1. Вытяжная и приточная наружная решетка 1000 х 500мм
2. Регулируемые вентиляционные решетки 1000 х 500мм
3. Электрические привода для вентиляционных решеток
4. Вентилятор вытяжной осевой
5. Термостат
6. Контроллер
7. Щит правления                                                                                                                                          

Автоматизация. Алгоритм работы системы вентиляции помещения с электростанцией.

Работа регулируемых вентиляционных решеток.
Летний режим:
- открытие решеток притока и вытяжки при включении генератора в работу.
Зимний режим:
- открытие решеток притока и вытяжки при включении генератора в работу.
Работа вентилятора.
Летний режим:
- включение вентилятора вытяжки при включении газового генератора
Зимний режим:
- включение вентилятора вытяжки при превышении температуры в помещении выше +28⁰С.
- выключение вентилятора вытяжки при понижении температуры в помещении ниже +25⁰С.
- Опция - возможность включения вентилятора вытяжки на пониженных скоростях (2-3 ступени)

Стоимость работ и комплектующих уточняйте у наших специалистов.