موتورگازسوز چیست و تولید همزمان برق و حرارت(CHP) چگونه انجام می شود؟

موتور گازی یا موتور گازسوز یا موتور گاز طبیعی، موتوری است که گاز طبیعی را می سوزاند و به انرژی مکانیکی تبدیل می کند و سپس انرژی مکانیکی ایجاد شده را به وسیله ژنراتور به برق تبدیل می کند. نیروگاه های گاز طبیعی تقریباً یک چهارم برق جهان و  می توانند برای تولید برق در محل مصرف با صرف هزینه های کمتر برای صاحبان صنایع  مورد استفاده قرار گیرند و همچنین برای متعادل کردن تولید برق از طریق انرژیهای تجدیدپذیر که بعضا به صورت فصلی متغیر می­باشند، مورد استفاده قرارگیرند.

نیروگاه گازی که در آن گاز طبیعی که عمدتاً متان است، به طور متوالی به انرژی حرارتی، انرژی مکانیکی و در نهایت انرژی الکتریکی تبدیل می شود. اگرچه آنها نمی توانند از محدودیت چرخه کارنو برای تبدیل انرژی گرمایی به کار مفید تجاوز کنند، گرمای اضافی ممکن است در نیروگاه های تولید همزمان برق و حرارت  (CHP-CCHP) برای گرم کردن ساختمان ها، تولید آب گرم یا برای گرم کردن مواد در مقیاس صنعتی استفاده شود.

ژنراتورها

به طور معمول ژنراتورها از نظر نوع سوختی که دریافت می کنند تا به برق تبدیل کنند، با یکدیگر تفاوت دارند. مولد گازسوز متشکل از یک موتور گازسوز که از گاز طبیعی برای تولید انرژی مکانیکی استفاده می کند و یک ژنراتور (آلترناتور) می باشد که قادر به تبدیل سوخت گازی به برق است.

اجزای تشکیل دهنده موتورژنراتور گازسوز

تصویر زیر اصول اولیه یک موتور گازی ثابت و ژنراتور مورد استفاده برای تولید نیرو را نشان می دهد. این موتور از چهار جزء اصلی تشکیل شده است - موتوری که توسط گازهای  مختلف می تواند برق تولید کند. هنگامی که گاز در سیلندرهای موتور محبوس و شمع ها باعث انفجار آن می شوند، انرژی ایجاد شده میل لنگ را در داخل موتور می چرخاند. میل لنگ یک دینام را می چرخاند که منجر به تولید برق می شود. گرمای حاصل از فرآیند احتراق از سیلندرها خارج می شود که در پیکربندی تولید همزمان برق و حرارت که chp نامیده می شود قابل بازیابی است و یا از طریق رادیاتورهای تخلیه که در نزدیکی موتور قرار دارند دفع می شود. در نهایت، و مهمتر از همه، سیستم های کنترل پیشرفته ای برای تسهیل عملکرد قوی ژنراتور وجود دارد.

قطعات تشکیل دهنده موتور در مولد گازسوز

شناخت قطعات تشکیل دهنده مولد گازی و وظایف آن ها به اطلاع از نحوه عملکرد آن کمک می کند. در ادامه به معرفی و شرح وظایف هرکدام از قطعات موتور می­پردازیم:

۱-فیلتر روغن

فیلتر روغن در حفظ کیفیت روغن موتور و تمیز ماندن آن با پیشگیری از ورود آلاینده ها به درون روغن، نقش دارد. تمیز ماندن روغن مصرفی موتور به افزایش طول عمر آن و حفظ کیفیت عملکرد موتور و همچنین پیشگیری از آسیب به آن کمک می کند.

۲-مخزن روغن

مخزن روغن همانطور که از نامش پیدا است، محلی می باشد که در آن روغن موتور قرار می­گیرد.

۳-فیلتر هوا

فیلتر هوا یکی دیگر از اجزایی می باشد که در حفظ کیفیت و عملکرد موتور و همچنین بالا بردن طول عمر آن نقش دارد. این قطعه که از مواد فیبری ساخته شده است، وظیفه پاک کردن و از بین بردن ذراتی مانند گرد وغبار، آلودگی ها، گاز های مضر و همچنین باکتری ها از هوای ورودی به درون موتور را بر عهده دارد و به این ترتیب نقش خود را در مراقبت از موتور ایفا می­کند.

۴-شیر برقی گاز

شیر برقی گاز که وظیفه خود را با استفاده از برق و فرمان کنترل پنل انجام می دهد، عملکردی مشابه شیر آب دارد. به این ترتیب که عبور گاز و یا پشت لوله ماندن آن، با باز و بسته شدن شیر برقی گاز صورت می­گیرد.

۵-رگولاتور گاز

این قطعه عملکردی مشابه شیر کنترل فشار دارد و در واقع وظیفه تنظیم فشار گاز را برعهده دارد. اهمیت تنظیم فشار گاز ورودی به موتور به این دلیل است که در صورتی که فشار گاز ورودی کم یا مناسب نباشد، عمل احتراق سوخت به درستی انجام نمی شود و فرایند تولید انرژی مکانیکی با مشکل مواجه می گردد. بنابراین رگولاتور گاز میزان فشار گاز خروجی را با توجه به میزان فشار گاز ورودی تنظیم کرده و آن را کاهش داده و یا افزایش می­دهد.

۶-گاورنر

اندازه گیری و تنظیم سرعت و تعداد دور موتور نیاز به کنترل توسط سیستمی دارد که این سیستم در موتور گاورنر نامیده می شود.

۷-استارت و اتوماتیک استارت

به طور کلی استارت ها می توانند برقی، پنوماتیکی و یا هیدرولیکی باشند که در موتور برق های گازی و ژنراتور های گاز سوز نوع برقی آن ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. این استارت­ها موظف هستند که میل­لنگ را تا زمانی که احتراق سوخت درون موتور صورت گیرد و موتور روشن شود، به چرخش درآورند.

۸-شمع

روشن شدن ژنراتور گازی نیاز به جرقه برای احتراق سوخت دارد. این جرقه توسط شمع ها به هنگام استارت زدن ایجاد می­شود. شمع قطعه­ای است که برای انجام این کار انرژی مورد نیاز خود را از باتری دریافت می­کند.

۹-اگزوز

دود های تولید شده در نتیجه احتراق سوخت درون موتور، از طریق اگزوز خارج می شوند. اگزوز های موتور های گاز سوز به گونه ای طراحی شده اند که موجب کاهش فشار های ناشی از دود های خروجی از موتور در مراحل مختلف می شوند و به این ترتیب بر کاهش قابل توجه صدای کارکرد ژنراتور تاثیر می گذارد. در صورتی که اگزوز به خروجی دستگاه متصل نباشد، فعالیت دستگاه با تولید صدای بسیار بلندی همراه خواهد بود.

مزایای احداث نیروگاه مقیاس کوچک با موتورگازسوز

۱- عدم نیاز به در اختیار داشتن منابع مالی سنگین

۲- عدم نیاز به در اختیار داشتن فضای زیاد و زیرساخت های ویژه

۳- عدم نیاز به هزینه تبلیغات، بازاریابی و همچنین انبارمحصول نهایی

۴- بازگشت سرمایه گذاری کمتر از ۳ سال

۵- سرمایه در گردش اندک با توجه به مواد اولیه مورد نیاز

۶- زمان احداث کوتاه

شما می توانید برای اطلاعات بیشتر در خصوص موتورهای گازسوز و طرح توجیهی در خصوص احداث نیروگاه های مقیاس کوچک با شماره  ۴۳۹۴۷-۰۲۱  شرکت خدمات انرژی توسعه ایستگاهی نیرو خاصه تماس حاصل فرمایید.

این مطلب رپورتاژ آگهی است و توسط تیم تحریریه اقتصادآنلاین تهیه نشده است.