Газопоршневые установки для животноводческих комплексов

Крупное животноводство и птицеводство — постоянный источник отходов и постоянный потребитель энергии. Навоз и помёт сбраживают в биогазовой установке, биогаз сжигают в газопоршневой установке (ГПУ), а электричество и тепло возвращают на ферму. Это одно из основных применений газовых генераторных установок наряду с нефтегазодобычей, угольной промышленностью и полигонами отходов.

Как устроена схема

1. Сбор сырья. Навоз, помёт и стоки поступают в метантенк.
2. Сбраживание. Без доступа воздуха органика превращается в биогаз; остаток — удобрение.
3. Подготовка биогаза. Охлаждение и осушка, очистка от сероводорода, фильтрация, стабилизация давления.
4. ГПУ. Двигатель работает на биогазе, генератор вырабатывает трёхфазный ток 400/230 В, 50 Гц.
5. Тепло. Тепло рубашки охлаждения, масла и выхлопа идёт на подогрев метантенка и на отопление помещений.
6. Резерв. Дизельная установка закрывает периоды, когда биогаза не хватает, и аварии.

В схеме с рекуперацией тепла общий КПД достигает 85–95 % против 35–45 % при раздельной выработке (когенерация).

Что потребляет ферма

Круглосуточные потребители делают нагрузку фермы близкой к постоянной, что подходит газопоршневым установкам. Пусковые токи электродвигателей учитывают при выборе мощности (как выбрать мощность).

Выбор мощности

Мощность ГПУ ограничена двумя величинами: сколько биогаза даёт установка и какая электрическая нагрузка у фермы. Берётся меньшая из них, остальное покрывается сетью или дизелем.

Серия NV показана как ряд по мощности: она работает на природном газе. Для работы на биогазе в каталоге есть 35 моделей ГПУ с топливом «биогаз» — фильтр «Топливо» на странице газопоршневых установок.

Ряд газовых установок на биогазе охватывает мощности 30–1 200 кВт и выше (30, 50, 100, 150, 300, 400, 500, 800, 1 200 кВт); габариты и масса по ступеням — в статье ГПУ на биогазе. Конфигурацию под биогаз определяют по анализу газа.

Резерв: ДГУ рядом с ГПУ

Остановка электроснабжения на ферме приводит к потерям: нарушается вентиляция, доение и охлаждение. Поэтому рядом с ГПУ ставят дизельную установку с АВР: при пропадании сети и недостатке биогаза она запускается и принимает нагрузку за секунды (открытое исполнение выходит на номинальную мощность за несколько секунд, в аварийной ситуации принимает полную нагрузку в течение 15 с).

Схемы подробнее — параллельная работа и резервирование.

Исполнение и размещение

На ферме устанавливают контейнерную ГПУ: герметичный контейнер для работы на открытом воздухе, внутри — рабочее пространство для обслуживания, взрывозащищённое освещение и огнетушитель. Если площадка рядом с жилыми домами или помещениями с животными, учитывают шум: шумозащитный кожух, когда он нужен. Сравнение — контейнерные ГПУ и ДГУ.

Обслуживание в условиях фермы

Биогаз из навоза влажный и содержит сероводород, поэтому масло, свечи и фильтры меняют чаще, чем на природном газе. Для двигателей NV30–NV250 сервисный интервал — 500 моточасов, капитальный ремонт — через 24 000 моточасов (регламент ТО). Расходники — фильтры, свечи, датчики — поставляются со склада; обслуживание и ремонт выполняет сервис Innovagas, поддержка работает 24/7.

Экономика

Экономия складывается из электроэнергии, которую ферма не покупает, тепла для метантенка и отопления и продажи или использования удобрения. Затраты — подготовка газа, ТО, ремонтный резерв и амортизация. Расчёт — по методике себестоимости кВт·ч ГПУ; срок окупаемости ГПУ обычно составляет 2–7 лет.

Что получает ферма

• Электроэнергию для вентиляции, доения, кормораздачи, охлаждения молока и освещения без зависимости от перебоев в сети.
• Тепло для подогрева метантенка и отопления помещений.
• Переработку навоза и помёта вместо хранения и вывоза; остаток после сбраживания используют как удобрение.
• Автономность хозяйства: сеть остаётся как дополнительный источник, дизельная установка — как резерв.

Этапы проекта

1. Данные хозяйства: поголовье, объём навоза или помёта, нагрузка, график потребления.
2. Расчёт выхода биогаза и подбор мощности ГПУ и резервной ДГУ.
3. Выбор исполнения: контейнер или кожух.
4. Изготовление, испытания, доставка по всей России.
5. Монтаж, пусконаладка, обучение персонала фермы.
6. Обслуживание и запасные части по регламенту.

Сезонность и подогрев

Бродильный процесс в метантенке идёт устойчиво, когда сырьё подогрето, поэтому зимой тепло ГПУ возвращают в метантенк, а летом излишки направляют на горячее водоснабжение и сушку. Электрическая нагрузка фермы остаётся постоянной круглый год: вентиляция и микроклимат работают круглосуточно. Эта комбинация — постоянная электрическая нагрузка и стабильный выход газа — делает животноводство одним из лучших применений ГПУ.

Безопасность на площадке

Биогаз горюч, поэтому площадку оборудуют так же, как газовую: контейнер с взрывозащищённым освещением и огнетушителем, газоанализаторы, огнепреградители на газовой линии, автоматическое отключение подачи газа при выходе параметров за допуск. Выхлоп отводят от помещений с животными и птицей, а установку размещают на расстоянии от навозохранилища.

Запросить расчёт

Опишите поголовье, объём навоза или помёта, нагрузку фермы и режим в форме подбора или позвоните: +7 (960) 458-19-69. Доставка — по всей России, гарантия — до 5 лет. Цена — по запросу. Другие материалы — в статьях.