Jak podłączyć generator do linii gazu ziemnego

Podłączenie generatora przemysłowego do sieci gazu ziemnego wymaga czegoś więcej niż tylko poprowadzenia rury od źródła gazu do silnika. System musi zapewniać prawidłowy przepływ gazu, ciśnienie wlotowe, przepustowość rur, regulację, elementy sterujące bezpieczeństwa i jakość paliwa wymaganą przez generator.

W przypadku zastosowań przemysłowych projekt linii gazowej i końcowe podłączenie powinny zostać wykonane przez wykwalifikowanych specjalistów, zgodnie ze specyfikacjami producenta generatora i obowiązującymi przepisami lokalnymi.

DIYPOWER zapewnia rozwiązania w zakresie przemysłowych generatorów gazu ziemnego do zastosowań w trybie rezerwowym, podstawowym, ciągłym i w elektrowniach. W tym przewodniku wyjaśniono główne kwestie inżynieryjne związane z podłączaniem generatora do źródła gazu ziemnego.

Czy można podłączyć generator do linii gazu ziemnego?

Tak, jeśli generator jest specjalnie zaprojektowany lub zatwierdzony do pracy na gazie ziemnym.

Przed podłączeniem generatora należy sprawdzić:

• Maksymalne zużycie gazu ziemnego

• Wymagane ciśnienie wlotowe

• Dostępne ciśnienie gazu

• Wydajność rurociągu

• Wartość opałowa gazu

• Długość rury i spadek ciśnienia

• Wydajność regulatora

• Inne ładunki gazu obiektowego

Generator gazu ziemnego nie może działać niezawodnie, jeśli linia zasilająca nie jest w stanie utrzymać wymaganego przepływu i ciśnienia przy pełnym obciążeniu.

Informacje o zapotrzebowaniu na paliwo generatorowe zob Ile gazu zużywa generator?.

Schemat podłączenia generatora gazu ziemnego

Typową konfigurację przemysłową można przedstawić jako:

Dopływ gazu ziemnego
↓
Licznik gazu / główne zasilanie
↓
Zawór odcinający
↓
Regulacja ciśnienia
↓
Filtr / Oczyszczanie gazu
↓
Zawór odcinający bezpieczeństwa
↓
Przewód gazowy
↓
Elastyczne przyłącze końcowe
↓
Generator gazu ziemnego

Dokładna konfiguracja zależy od generatora, silnika, źródła gazu, warunków w miejscu instalacji i mających zastosowanie wymagań instalacyjnych.

Kluczowy wymóg jest prosty:

Generator musi otrzymywać wystarczający przepływ gazu przy prawidłowym ciśnieniu wlotowym we wszystkich oczekiwanych warunkach pracy.

Co sprawdzić przed podłączeniem generatora

1. Zużycie gazu przez generator

Zacznij od specyfikacji producenta generatora dotyczącej maksymalnego zużycia paliwa.

Zapotrzebowanie na gaz można wyrazić wzorem:

• m³/godz

• stopa⊃3;/godz

• SCFH

• MMBtu/godz

Użyj oczekiwanego profilu obciążenia, ale upewnij się, że układ paliwowy może obsłużyć wymagane maksymalne zapotrzebowanie generatora.

Szczegółowe obliczenia zużycia paliwa znajdziesz w artykule Przewodnik po zużyciu paliwa przez generator na gaz ziemny.

2. Wymagane ciśnienie wlotowe

Silnik wymaga gazu ziemnego w określonym zakresie ciśnienia.

Nie należy stosować uniwersalnej wartości ciśnienia dla każdego generatora.

Dane referencyjne EPA dotyczące silników tłokowych ilustrują, jak znacząco wymagane ciśnienie paliwa i gazu może się różnić w zależności od wielkości i konstrukcji silnika, od wymagań stosunkowo niskiego ciśnienia w mniejszych jednostkach do znacznie wyższych ciśnień w niektórych silnikach wielomegawatowych.

Zawsze należy stosować wymagania dotyczące ciśnienia paliwa określonego producenta generatora dla danego projektu.

3. Dostępne ciśnienie gazu

Wymagane ciśnienie i dostępne ciśnienie są różne.

Sprawdź ciśnienie dostępne w rzeczywistym miejscu instalacji generatora – nie tylko na przyłączu mediów.

Na ciśnienie mogą mieć wpływ:

• Długość rury

• Średnica rury

• Armatura

• regulatory

• Jednoczesne obciążenia gazem

• Warunki zasilania mediów

Ciśnienie dostępne podczas pracy innego sprzętu może być ważniejsze niż statyczny pomiar bez obciążenia.

4. Przepustowość rurociągu

Linia gazowa musi zapewniać wystarczającą objętość przy maksymalnym zapotrzebowaniu generatora.

Obiekt przemysłowy może już wykorzystywać gaz ziemny do:

• Kotły

• Piece

• Piekarniki

• Suszarki

• Ogrzewanie procesowe

• Inne generatory

Należy zatem wziąć pod uwagę całe zapotrzebowanie obiektu na gaz.

5. Jakość gazu ziemnego

Wydajność silnika może również zależeć od charakterystyki paliwa.

Potwierdź odpowiednie specyfikacje paliwa, takie jak:

• Wartość opałowa

• Zawartość metanu

• Zanieczyszczenia

• Wilgoć

• Stabilność dostaw

Producent generatora lub silnika powinien określić akceptowalne wymagania dotyczące jakości paliwa.

Jak podłączyć generator przemysłowy do linii gazu ziemnego

Krok 1: Potwierdź zapotrzebowanie na gaz generatora

Uzyskaj specyfikację zużycia paliwa przez generator przy odpowiednich obciążeniach.

Na przykład:

25% obciążenia → Zapotrzebowanie na gaz

50% obciążenia → Zapotrzebowanie na gaz

75% obciążenia → Zapotrzebowanie na gaz

100% obciążenia → Maksymalne zapotrzebowanie na gaz

Układ paliwowy należy ocenić pod kątem maksymalnych wymaganych warunków pracy generatora.

Krok 2: Sprawdź dostępność gazu

Potwierdzać:

Dostępny przepływ + dostępne ciśnienie + wartość opałowa gazu

Istniejąca instalacja gazowa lub instalacja gazowa musi być w stanie obsłużyć generator wraz z innymi jednoczesnymi odbiorami gazu.

W przypadku dużych generatorów istniejący licznik, regulator lub magistrala gazowa mogą wymagać modernizacji.

Krok 3: Rozmiar przewodu gazowego

Rozmiar przewodu gazowego zależy głównie od:

Zapotrzebowanie na gaz generatora + długość rury + dostępne ciśnienie + dopuszczalny spadek ciśnienia

Nie dobieraj wymiarów przewodu gazowego generatora przemysłowego, kierując się ogólną zasadą mieszkaniową.

Ostateczną średnicę rury należy określić, stosując obowiązujące przepisy paliwowo-gazowe, warunki projektu, wymagania dotyczące generatora i obliczenia inżynieryjne.

Krok 4: Zaprojektuj pociąg gazowy

Łańcuch gazowy kontroluje i chroni dostawę paliwa pomiędzy zasilaniem a silnikiem.

W zależności od generatora i projektu komponenty mogą obejmować:

• Ręczny zawór odcinający

• regulator ciśnienia

• Filtr gazu

• Ciśnieniomierz

• Przełączniki ciśnieniowe

• Automatyczne zawory odcinające

• Zawór sterujący gazem

• Elastyczne złącze

• Sprzęt do wykrywania i monitorowania wycieków

Dokładny układ powinien być zgodny z wymaganiami producenta silnika i obowiązującymi normami.

Krok 5: Zakończ podłączanie generatora

Po prawidłowym zaprojektowaniu układu paliwowego poprzedzającego można wykonać ostateczne połączenie z wlotem gazu generatora.

Unikaj niepotrzebnego obciążania złącza paliwowego silnika.

Instalacja powinna uwzględniać także:

• Wibracje generatora

• Ruch termiczny

• Dostęp serwisowy

• Wymagania dotyczące izolacji

• Ekspozycja na świeżym powietrzu

• Ochrona mechaniczna

Ostateczny montaż powinien być wykonany przez wykwalifikowany personel.

Krok 6: Testowanie ciśnienia i szczelności

Przed wprowadzeniem paliwa do silnika, skompletowaną instalację gazową należy przetestować pod kątem obowiązujących wymagań.

Testowanie powinno sprawdzić:

• Integralność rurociągów

• Wspólna integralność

• Działanie regulatora

• Działanie zaworu

• Wymagane ciśnienie zasilania

NFPA 54, krajowy kodeks paliw gazowych, ustanawia minimalne wymagania bezpieczeństwa dotyczące projektowania i montażu systemów rurociągów paliwowo-gazowych.

Patrz NFPA 54 Krajowy Kodeks Paliwa Gazowego i obowiązujące lokalne wymagania dotyczące projektu.

Krok 7: Uruchomienie generatora pod obciążeniem

Ostateczne uruchomienie powinno potwierdzić wydajność generatora w realistycznych warunkach pracy.

Sprawdzać:

• Ciśnienie gazu

• Prędkość silnika

• Woltaż

• Częstotliwość

• Akceptacja ładunku

• Stan wydechu

• Alarmy

• Funkcje wyłączania

Ciśnienie gazu należy sprawdzać, gdy generator jest obciążony, ponieważ podaż może wydawać się odpowiednia bez obciążenia, ale spadać poniżej wymagań, gdy wzrasta zapotrzebowanie na paliwo.

Jak dobrać rozmiar linii gazu ziemnego dla generatora

Dobór rozmiaru przewodu gazowego jest jedną z najważniejszych części instalacji.

Podstawowa zależność to:

Wymagany przepływ gazu + długość rury + dostępne ciśnienie → wymagana przepustowość rury

Dłuższe rury i dodatkowe złączki zwiększają straty ciśnienia.

Większy generator wymaga również większego przepływu paliwa.

Dlatego przy doborze rur należy wziąć pod uwagę:

W przypadku dużych generatorów przemysłowych może być wymagane dedykowane zasilanie gazem lub zmodernizowana infrastruktura wydobywcza.

Dlaczego ciśnienie gazu ma znaczenie

Zbyt niskie ciśnienie gazu może spowodować, że silnik nie otrzyma wystarczającej ilości paliwa.

Możliwe objawy obejmują:

• Trudny rozruch

• Niestabilna praca silnika

• Zmniejszona moc wyjściowa

• Słaba reakcja przejściowa

• Nieprzyjęcie ładunku

• Wyłączenie generatora

Nadmierne ciśnienie może również powodować problemy, jeśli przekroczy ograniczenia projektowe układu paliwowego.

Dlatego minimalne, jak i maksymalne dopuszczalne ciśnienie wlotowe . należy sprawdzić zarówno

Dane referencyjne EPA dotyczące silników tłokowych na gaz pokazują, że wymagania dotyczące ciśnienia paliwa różnią się znacznie w zależności od wielkości silnika i technologii, co wzmacnia potrzebę stosowania specyfikacji specyficznych dla modelu, a nie wartości ogólnej.

Co to jest przemysłowy pociąg gazowy z generatorem?

Łańcuch gazowy to kontrolowana ścieżka paliwa pomiędzy głównym zasilaniem a silnikiem generatora.

Uproszczony układ to:

Zasilanie → Izolacja → Regulacja → Filtracja → Wyłącznik bezpieczeństwa → Kontrola paliwa → Silnik

Jego funkcje mogą obejmować:

• Izolowanie generatora

• Regulacja ciśnienia

• Usuwanie zanieczyszczeń

• Monitorowanie ciśnienia

• Automatyczne zatrzymanie przepływu paliwa

• Sterowanie dopływem gazu do silnika

Duże instalacje przemysłowe mogą wymagać bardziej złożonych ciągów gazowych niż małe generatory rezerwowe.

Ostateczny projekt zależy od wydajności generatora, ciśnienia paliwa, technologii silnika, wymagań projektu i lokalnych przepisów.

Typowe problemy z podłączeniem generatora gazu ziemnego

Niewystarczający przepływ gazu

Rura może zapewniać odpowiednie ciśnienie, gdy generator jest zatrzymany, ale nie dostarcza wystarczającej ilości gazu przy pełnym obciążeniu.

Sprawdź: przepustowość rury, wydajność reduktora, pojemność licznika i zasilanie przed zaworem.

Nadmierny spadek ciśnienia

Długie lub zbyt małe rurociągi mogą powodować nadmierną utratę ciśnienia.

Sprawdź: średnicę rury, całkowitą długość równoważną, złączki i wymagane ciśnienie wlotowe generatora.

Niewymiarowy regulator

Reduktor musi obsługiwać maksymalny wymagany przepływ generatora, utrzymując akceptowalne ciśnienie za generatorem.

Inne obciążenia obiektu

Kotły lub urządzenia procesowe działające jednocześnie mogą zmniejszyć ilość gazu dostępnego dla generatora.

Oblicz całkowite jednoczesne zapotrzebowanie, a nie zapotrzebowanie samego generatora.

Nieprawidłowa konfiguracja paliwa

Silnik skonfigurowany na propan nie powinien być automatycznie podłączany do gazu ziemnego.

Gaz ziemny i propan mają różne właściwości paliwa i wymagania dotyczące dostaw.

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Czy generatory gazu ziemnego i propanu mogą używać obu paliw?.

Nieprawidłowy dobór generatora

Problemy z układem paliwowym mogą czasami zacząć się od wyboru generatora.

Niepotrzebnie przewymiarowany generator może wymagać znacznie większej szczytowej wydajności gazu, niż faktycznie potrzebuje obiekt.

Dlatego też prawidłowe dobranie generatora powinno nastąpić przed ostatecznym zaprojektowaniem systemu gazowego.

Bezpieczeństwo instalacji generatora gazu ziemnego

Gaz ziemny jest palny, dlatego instalacja powinna być zgodna z wymaganiami producenta generatora i obowiązującymi przepisami paliwowo-gazowymi, elektrycznymi, przeciwpożarowymi, wentylacyjnymi i budowlanymi.

Ważne kwestie obejmują:

• Izolacja gazu

• Zapobieganie wyciekom

• Wentylacja

• Prowadzenie wydechu

• Ochrona przeciwpożarowa

• Luzy generatora

• Wyłączenie awaryjne

• Uziemienie elektryczne

• Wymagania dotyczące instalacji na zewnątrz/wewnątrz

Norma NFPA 37 obejmuje kryteria bezpieczeństwa pożarowego dotyczące instalacji i eksploatacji stacjonarnych silników spalinowych i turbin gazowych stosowanych w zastosowaniach obejmujących generatory awaryjne, systemy rezerwowe i systemy mocy szczytowej.

Wymagania dotyczące rurociągów paliwowo-gazowych należy również ocenić pod kątem mających zastosowanie NFPA 54 Krajowy Kodeks Paliwa Gazowego i przepisy lokalne.

Instalację przemysłowego generatora gazu należy zatem traktować jako zaprojektowany system paliwowo-energetyczny, a nie proste podłączenie urządzenia.

Podłączanie wielu generatorów gazu ziemnego

Instalacja wielogeneracyjna wymaga dodatkowego planowania układu paliwowego.

Na przykład:

Potencjalne zapotrzebowanie generatora na gaz

System może wymagać:

• Większy główny kolektor gazu

• Dedykowane regulatory

• Indywidualne zawory odcinające

• Oddzielne linie gazowe

• Monitorowanie ciśnienia

• Sekwencyjna praca generatora

Dla Elektrownia na gaz ziemny DIYPOWER , projekt układu paliwowego powinien uwzględniać możliwość równoległej pracy wielu agregatów prądotwórczych.

Asortyment produktów DIYPOWER do elektrowni obejmuje rozwiązania wielogeneratorowe i rozwiązania energetyczne o dużej mocy do zastosowań przemysłowych.

Instalacja dużego przemysłowego generatora gazu ziemnego

Wymagania dotyczące dostaw gazu stają się szczególnie ważne w miarę wzrostu mocy generatora.

Na przykład Wysokonapięciowy generator gazu ziemnego JiChai DIYPOWER 2000 kW reprezentuje typ wielomegawatowych zastosowań, w których infrastrukturę paliwową należy ocenić na wczesnym etapie projektowania projektu.

W przypadku generatora tej klasy potwierdź:

• Maksymalne zużycie gazu

• Wymagane ciśnienie wlotowe

• Dostępne ciśnienie użytkowe

• Pojemność główna gazu

• Wydajność regulatora

• Jakość gazu

• Wydajność przy pełnym obciążeniu

• Wymagania dotyczące pracy równoległej

• Przyszła rozbudowa

Dane EPA dotyczące tłokowych silników gazowych pokazują również, że wymagane ciśnienie paliwa może się znacznie różnić w zależności od mocy generatora i technologii silnika.

Dlatego wymagania dotyczące układu gazowego należy uzyskać dla rzeczywistego silnika, a nie szacować wyłącznie na podstawie kW generatora.

Lista kontrolna podłączenia linii gazu ziemnego

Przed uruchomieniem generatora sprawdź:

Udokumentuj końcowe ciśnienie gazu i wydajność generatora podczas uruchamiania w celu przyszłej konserwacji i rozwiązywania problemów.

Rozwiązania generatorów gazu ziemnego DIYPOWER

DIYPOWER zapewnia przemysłowe generatory i rozwiązania zasilania do zastosowań w trybie gotowości, zasilania podstawowego, pracy ciągłej, centrów danych i elektrowni.

W ofercie produktów DIYPOWER znajdują się dedykowane Generatory gazu ziemnego , a także konfiguracje większych elektrowni.

W przypadku projektu generatora gazu ziemnego należy zapewnić:

• Wymagane kW/kVA

• Woltaż

• Częstotliwość

• Tryb gotowości, główny lub ciągły

• Załaduj profil

• Dostępne ciśnienie gazu

• Wartość opałowa gazu

• Wysokość miejsca

• Temperatura otoczenia

• Wymagania dotyczące pracy równoległej

Parametry te pomagają określić zarówno wybór generatora, jak i wymagania dotyczące układu paliwowego.

Powiązane przewodniki DIYPOWER:

Jak działa generator gazu ziemnego?

Ile gazu zużywa generator?

Jak wydajny jest generator gazu ziemnego?

Ile kosztuje eksploatacja generatora gazu ziemnego?

Czy generatory gazu ziemnego i propanu mogą używać obu paliw?

Często zadawane pytania

Czy mogę podłączyć generator bezpośrednio do sieci gazu ziemnego?

Generator dopuszczony do zasilania gazem ziemnym można podłączyć do odpowiedniego źródła gazu, ale system musi zapewniać wymagane ciśnienie i przepływ oraz być zgodny ze specyfikacjami producenta i obowiązującymi wymaganiami instalacyjnymi.

Instalacje przemysłowe powinny być projektowane i wykonywane przez wykwalifikowanych fachowców.

Jakiego rozmiaru przewód gazu ziemnego potrzebuje generator?

Nie ma uniwersalnego rozmiaru rur.

Wymagana przepustowość rury zależy od:

• Zużycie gazu przez generator

• Dostępne ciśnienie zasilania

• Wymagane ciśnienie wlotowe

• Długość rury

• Dopuszczalny spadek ciśnienia

• Armatura

• Inne jednoczesne obciążenia gazem

Jakiego ciśnienia gazu potrzebuje generator?

To zależy od silnika i układu paliwowego.

Dane referencyjne EPA pokazują, że wymagane ciśnienie gazu różni się znacznie w zależności od wydajności i technologii silników gazowych.

Użyj wymagań konkretnego producenta generatora.

Czy istniejąca linia gazowa może zasilać generator przemysłowy?

Prawdopodobnie.

Należy sprawdzić istniejącą linię, licznik, reduktor i zasilanie poprzedzające, aby określić, czy są w stanie pokryć maksymalne zapotrzebowanie generatora na gaz wraz z innymi obciążeniami obiektu.

Czy większy generator potrzebuje większej linii gazowej?

Ogólnie rzecz biorąc, wyższa moc generatora wymaga większego przepływu paliwa, co może wymagać większej przepustowości rurociągu.

Jednakże ostateczny rozmiar rury zależy również od ciśnienia, odległości, złączek, sprawności silnika i dopuszczalnego spadku ciśnienia.

Czy ciśnienie gazu ziemnego może spaść po uruchomieniu generatora?

Tak.

Układ gazowy, który wydaje się odpowiedni bez obciążenia, może doświadczyć spadku ciśnienia, gdy silnik zacznie zużywać znaczną ilość paliwa.

Dlatego ciśnienie należy sprawdzać pod obciążeniem roboczym.

Co to jest pociąg gazowy z generatorem?

Zespół gazowy to grupa elementów regulujących, sterujących, monitorujących i izolujących dostarczanie paliwa do generatora.

Może obejmować regulatory, filtry, zawory odcinające, przełączniki ciśnienia, manometry i sprzęt do kontroli paliwa.

Czy generator propanu można podłączyć do sieci gazu ziemnego?

Tylko jeśli silnik i układ paliwowy zostały specjalnie zatwierdzone lub przystosowane do zasilania gazem ziemnym zgodnie z wymaganiami producenta.

Nie zakładaj, że propan i gaz ziemny są bezpośrednio zamienne.

Kto powinien podłączyć generator przemysłowy do sieci gazu ziemnego?

Prace związane z rurociągami gazowymi i układem paliwowym generatora powinny być wykonywane przez odpowiednio wykwalifikowanych specjalistów, zgodnie z wymaganiami producenta generatora i obowiązującymi przepisami lokalnymi.

Czy po podłączeniu generator należy poddać próbie obciążeniowej?

Tak.

Uruchomienie pod obciążeniem pomaga sprawdzić, czy ciśnienie gazu, osiągi silnika, napięcie, częstotliwość, akceptacja obciążenia, elementy sterujące, alarmy i funkcje bezpieczeństwa działają prawidłowo przy realistycznych wymaganiach.

Wniosek

Podłączenie generatora przemysłowego do sieci gazu ziemnego wymaga spełnienia czterech podstawowych warunków:

Prawidłowy przepływ gazu + prawidłowe ciśnienie + odpowiednia przepustowość rurociągu + odpowiednie kontrole bezpieczeństwa

Zacznij od specyfikacji producenta generatora dotyczących zużycia paliwa i ciśnienia wlotowego. Następnie sprawdź dostępność gazu w lokalizacji, oblicz przepustowość rurociągu i spadek ciśnienia, zaprojektuj wymaganą sieć gazową i uruchom generator pod obciążeniem.

W przypadku dużych instalacji przemysłowych zasilanie gazem powinno być zaprojektowane razem z generatorem, a nie dodawane po wybraniu generatora.

DIYPOWER zapewnia rozwiązania w zakresie przemysłowych generatorów gazu ziemnego i elektrowni do zastosowań w trybie rezerwowym, głównym, ciągłym i na dużą skalę. Podanie dokładnych informacji o obciążeniu i dostawie gazu na miejscu na początku projektu pomaga zapewnić prawidłowe dopasowanie zarówno generatora, jak i układu paliwowego.