Технические аргументы

На данный момент для строительства мини-ТЭС, работающих на жидком и газообразном топливе, применяется два вида оборудования: газопоршневые двигатели и газотурбинные установки.    Электрическая установленная мощность для таких станций лежит в пределах от 10 - 100 кВт до 50 - 60 МВт. Для мини-ТЭС мощностью до 40 МВт, где установленная мощность отдельного агрегата будет невелика, более выгодными с технико-экономической точки зрения являются газопоршневые двигатели. В диапазоне свыше 40 МВт более выгодным является применение газотурбинных установок, по возможности в сочетании с паросиловым оборудованием (парогазовый цикл). Ниже приведены сравнительные характеристики газопоршневого и газотурбинного оборудования.

1.   Электрическая и тепловая мощности

У газопоршневых двигателей установленная  электрическая мощность установок лежит в пределах от 10 кВт до 8 - 10 МВт. Максимальная установленная мощность составляет 27 МВт

Тепловая мощность газопоршневых двигателей в большинстве случаев немного больше или равна электрической мощности. То есть для двигателя установленной мощностью 2 МВт тепловая мощность будет составлять 2,3 МВт или же 2 Гкал/ч.

У газовых турбин диапазон установленных мощностей гораздо больше, чем у двигателей и лежит в пределах от 10 кВт до 300 МВт.

Электрическая и тепловая мощности турбин соотносятся как: 30-40% электрической мощности и 60-70% тепловой мощности. То есть турбины в отличае от двигателей производят большее количество тепла.

2.   КПД электрический, тепловой и общий
Газопоршневой двигатель - КПД по электричеству составляет 38-45% (в зависимости от мощности и типа аргегата), тепловой КПД таких агрегатов составляет 40-50%. Общий КПД газопоршневых двигателей 85-90%
Газовая турбина - КПД электрический (для мини-ТЭС мощностью до 30 МВт) значительно ниже, чем у газопоршневых двигателей 25-35%. Тепловой КПД таких установок находится на уровне 60-70%, общий КПД 80-90%.
При одинаковом потреблении топлива мощность на валу у газового двигателя больше, чем у газовой турбины. Газовая турбина использует топливо для производства большего количества тепла, а газопоршневой двигатель использует тоже количество топлива, чтобы производить больше электричества.

3.   Зависимость электрического КПД от нагрузки.

Изменение нагрузки по электричеству оказывает не значительное влияние на электрический КПД газопоршневых установок. 100% нагрузки 40-45% КПД 75% нагрузки 39-44% КПД 50% нагрузки 37-43% КПД

Снижение нагрузки оказывает гораздо более негативное влияние на КПД газовой турбины. 100% нагрузки 25-35% КПД 75% нагрузки 20-30% КПД 50% нагрузки 15-25% КПД

Исходя из данных, приведенных выше, можно сделать вывод, что при строительстве станции, работающей на непостоянной нагрузке более выгодна установка газопоршневых двигателей, установка газовой турбины приведет к перерасходу топлива при частичных нагрузках и как следствие к большим затратам.

4.   Зависимость электрического КПД от температуры, давления окружающей среды и высотой над уровнем моря.

Номинальная мощность и КПД у газопоршневых двигателей и  газовых турбин зависит от местных условий площадки: высотой над уровнем моря, температурой окружающей среды, давлением окружающей среды.

Газовый двигатель имеет не только более высокий электрический КПД во всем интервале температур, но и постоянный вплоть до +25...+30 °С. Номинальная мощность и газопоршневых двигатемей не меняется до +30 °С, а при определенных условиях (усиленном турбонадуве и установке мокрой градирни) до +40 °С. Давление атмосферного воздуха не оказывает существенное влияние на работу газопоршневого агрегата.

Электрический КПД газовой турбины начинает снижаеться от 15 °С до 30 °С, а при более высоких температурах падение КПД становится еще более ощутимым. Номинальная мощность газовых турбин также сильно зависит от услових окружающей среды. При увеличение давления и температуры атмосферного воздуха номинальная мощность газовой турбины снижается.

При установке газопоршневого двигателя на отметках от 0 м. до 500 м. над уровнем моря КПД установки практически не меняется, при дальнейшем увеличении высоты установки КПД снижается на 0,75...1% на каждые 100 м.

Для газотурбинных установок высота установки над уровнем моря влияет на КПД и выход мощности сильнее, чем у газопоршневых двигателем. При установке газовой турбины на отметках выше 0 м над уровнем моря КПД падает на 1...1,25 % на каждые 100 м.

Можно сделать вывод, что параметры атмосферного воздуха оказывают большее влияние на КПД и выход мощности газотурбинных агрегатов. Это можно объяснить большой разницей в объемах воздуха необходимых для работы агрегатов. Для работы газовых турбин на 1 нм3 природного газа необходимо подавать 70...80 нм3 воздуха, а для работы газопоршневого двигателя всего 15...17 нм3 воздуха. То есть в газовой турбине рабочим телом фактически является атмосферный воздух, а в газовом двигателе газовоздушная смесь.

5.   Различия в условия работы и эксплуатации.

Ниже приведена сравнительная таблица по различиям в условиях работы и эксплуатации газопрошневых и газотурбинных двигателей.

Параметр	Газопоршневой двигатель	Газотурбинная установка
Чуствительность к частым пускам и остановам.	Двигатель может запускаться и останавливаться неограниченное число раз в день.	Газовая турбина не может запускаться и останавливаться с такой же частотой.
Влияние число пусков и остановов на ресурс агрегата.	Количество пусков и остановов не влияет на число моточасов для газового двигателя.	Количество пусков увеличивает на соответствующую величину выработанные часы моторесурса (как следствие уменьшается ресус работы установки).
Время пуска оборудования.	Время пуска газового двигателя - 3-5 минут.	Время пуска для газовой турбины составляет 15-20 минут.
Срок эксплуатации до кап ремонта.	Срок эксплуатации газопоршневого двигателя до кап ремонта составляет 60000-64000 рабочих часов.	Типовой срок до капитального ремонта газовой турбины составляет 25000-30000 рабочих часов.
Техническое обслуживание	Сервисное обслуживание и ремонты газопоршневых двигателей производятся на месте установки. Самый продолжительный срок планового ремонта (кап ремонта) составляет 15 - 17 дней.	Ремонты осуществляются на заводе изготовителе оборудования. Ремонты могут занимать до одного месяца.