Generator gas alam biasanya menjadi pilihan yang lebih baik jika lokasi memiliki pasokan gas perpipaan yang andal dan genset akan beroperasi banyak jam per tahun sebagai sumber daya utama, kontinu, atau pengurang beban puncak, karena bahan bakarnya lebih murah per satuan energi di banyak pasar, interval penggantian oli lebih panjang, dan emisinya lebih rendah. Generator diesel biasanya menjadi pilihan yang lebih baik untuk daya siaga darurat, lokasi terpencil, dan penggunaan bergerak, karena bahan bakarnya disimpan sendiri di lokasi, mampu menerima beban besar sekaligus dengan cepat, dan biasanya memiliki harga beli lebih rendah untuk kW yang sama.
Poin utama
- Genset gas alam menggunakan mesin torak dengan penyalaan busi; genset diesel menggunakan penyalaan kompresi dan umumnya memiliki kepadatan daya lebih tinggi untuk volume langkah yang sama.
- Diesel menyimpan bahan bakarnya di lokasi, sedangkan gas perpipaan bergantung pada jaringan utilitas. Hal ini penting untuk beban siaga yang berkaitan dengan keselamatan jiwa dan harus diterima oleh otoritas yang berwenang.
- Menurut panduan produsen yang dipublikasikan, mesin gas sering beroperasi sekitar 1000 jam di antara penggantian oli dalam penggunaan siaga, dibandingkan dengan sekitar 250–300 jam yang umum untuk diesel.
- Mesin gas dengan pembakaran campuran miskin bekerja dengan udara berlebih untuk menurunkan NOx dan meningkatkan efisiensi; mesin gas dengan pembakaran campuran kaya memerlukan katalis tiga arah, tetapi secara tradisional lebih mudah menerima beban.
- Diesel biasanya unggul dalam biaya awal dan penggunaan siaga yang jarang; gas cenderung unggul dalam biaya bahan bakar dan perawatan ketika jam operasi tahunan tinggi.
- Untuk listrik 60 Hz, generator empat kutub berputar pada 1800 rpm, dan untuk 50 Hz pada 1500 rpm, apa pun bahan bakar yang digunakan mesin.
Bagaimana cara kerja generator gas alam?
Generator ini terdiri dari mesin torak dengan penyalaan busi yang dikopel ke alternator. Gas ditakar oleh regulator dan pencampur atau melalui injeksi port, dicampur dengan udara, dikompresi, dan dinyalakan oleh busi; poros engkol memutar alternator pada kecepatan sinkron untuk menghasilkan listrik.
Banyak mesin gas industri dikembangkan dari blok mesin diesel. Blok, poros engkol, dan bantalan digunakan bersama, tetapi kepala silinder, piston, dan rasio kompresi diubah, sistem pengapian menggantikan injektor, dan mesin dilengkapi rangkaian suplai gas, katup gas, serta kontrol rasio udara-bahan bakar. Karena mesin dengan penyalaan busi harus menghindari detonasi, versi gas suatu blok biasanya memiliki daya nominal lebih rendah daripada versi diesel dengan volume langkah yang sama.
Dua strategi pembakaran mendominasi:
- Pembakaran campuran kaya (stoikiometrik): bekerja pada rasio udara-bahan bakar yang tepat secara kimia. Suhu gas buang dan NOx lebih tinggi sehingga biasanya memerlukan katalis tiga arah, tetapi secara tradisional kemampuan menerima bebannya baik.
- Pembakaran campuran miskin: bekerja dengan udara berlebih, yang menurunkan suhu pembakaran dan NOx serta biasanya meningkatkan efisiensi bahan bakar. Mesin modern dengan pembakaran campuran miskin menggunakan turbocharging dan kontrol cepat untuk meningkatkan kemampuan menerima beban.
Generator gas alam vs diesel: bagaimana perbandingannya?
Kedua bahan bakar cocok untuk profil kerja yang berbeda. Tabel ini merangkum kelebihan dan kekurangan yang umum; setiap model berbeda, jadi periksa lembar data genset.
| Faktor | Genset gas alam | Genset diesel |
|---|---|---|
| Penyalaan | Penyalaan busi | Penyalaan kompresi |
| Pasokan bahan bakar | Jaringan pipa utilitas, CNG atau LNG, gas lapangan, biogas | Disimpan di lokasi dalam tangki dasar atau tangki harian |
| Masalah penyimpanan bahan bakar | Tidak ada di lokasi untuk gas perpipaan | Bahan bakar menurun mutunya seiring waktu dan memerlukan pengujian serta pemurnian |
| Kemampuan menerima beban sekaligus | Baik pada mesin modern yang dirancang untuk penggunaan siaga, bergantung pada model | Secara tradisional paling kuat |
| Kepadatan daya | Lebih rendah per liter volume langkah | Lebih tinggi |
| Biaya awal per kW | Biasanya lebih tinggi | Biasanya lebih rendah, terutama jika Tier 2 atau yang setara diizinkan |
| Interval penggantian oli | Sering sekitar 1000 h | Sering 250–500 h, bergantung pada model |
| Emisi | Partikulat dan NOx lebih rendah, terutama pada pembakaran campuran miskin | Memerlukan pengolahan gas buang lanjutan untuk batas non-darurat yang ketat |
| Penggunaan paling sesuai | Daya utama, kontinu, CHP, pengurangan beban puncak | Siaga darurat, lokasi terpencil, penggunaan bergerak, kapal |
Apakah generator cadangan gas alam cukup andal untuk penggunaan siaga?
Ya, untuk banyak lokasi komersial, tetapi sumber bahan bakarnya harus dapat diterima oleh otoritas yang mengawasi penerapan peraturan. Sistem NFPA 110 Type 10 harus memulihkan daya dalam 10 detik, dan genset gas terkini dari produsen besar dapat memenuhinya, meskipun kemampuan menerima beban masih lebih bervariasi antar model gas daripada antar model diesel.
Pertanyaan yang lebih penting adalah keamanan pasokan bahan bakar. Generator siaga gas alam bergantung pada jaringan pipa yang tetap bertekanan selama pemadaman. Pasokan gas utilitas sering lebih tahan terhadap badai dan banjir dibandingkan logistik pengiriman diesel, tetapi gempa bumi atau penghentian pasokan yang disengaja dapat mengganggunya. Untuk rumah sakit dan beban lain yang berkaitan dengan keselamatan jiwa, insinyur perancang, penyedia gas, dan otoritas yang berwenang biasanya perlu menyepakati bahwa gas utilitas dapat dianggap sebagai sumber yang andal. Jika hal itu tidak diterima, diesel atau konfigurasi bahan bakar ganda biasanya menjadi solusinya.
Di mana genset gas alam paling tepat digunakan?
Genset gas alam menguntungkan jika jam operasi tinggi serta gas murah dan tersedia. Penggunaan umum meliputi:
- Daya utama untuk lokasi minyak dan gas, dengan gas lapangan atau gas ikutan yang jika tidak dimanfaatkan akan dibakar di suar digunakan sebagai bahan bakar mesin. Kualitas gas, angka metana, dan nilai kalor harus diperiksa, dan daya mesin sering diturunkan saat menggunakan gas kaya atau gas asam.
- Pembangkit panas dan listrik terpadu (CHP) di pabrik, rumah kaca, dan hotel, dengan memanfaatkan kembali panas air pendingin jaket dan gas buang.
- Pengurangan beban puncak dan respons permintaan, dengan genset beroperasi selama periode tarif tinggi.
- Proyek biogas dan gas tempat pembuangan sampah, biasanya dengan pemurnian gas dan daya nominal mesin khusus.
- Daya siaga komersial di tempat otoritas menerima gas perpipaan dan pemilik ingin menghindari perawatan bahan bakar diesel.
Diesel tetap menjadi pilihan standar untuk tambang terpencil, pasokan listrik konstruksi, kapal dan unit lepas pantai, serta lokasi mana pun yang bahan bakarnya harus diangkut masuk.
Mesin torak atau turbin gas alam?
Untuk sebagian besar proyek di bawah beberapa megawatt, mesin torak merupakan pilihan yang umum. Generator turbin gas alam ringkas dan ringan untuk daya keluarannya serta cocok untuk instalasi besar yang beroperasi kontinu dan pembangkit listrik gas siklus gabungan, tetapi turbin siklus sederhana kehilangan efisiensi pada beban parsial dan sensitif terhadap suhu lingkungan. Sebaliknya, mesin gas mempertahankan efisiensi dengan baik pada beban parsial dan dapat dipasang dalam beberapa unit sehingga unit dapat dinyalakan dan dimatikan mengikuti kebutuhan.
Pendekatan modular tersebut menjadi alasan banyak pembangkit gas berkapasitas beberapa megawatt dibangun dari beberapa set mesin-generator berkapasitas 1 MW atau lebih, bukan satu turbin. Pembeli generator besar sebaiknya membandingkan efisiensi beban parsial, waktu penyalaan, perawatan, dan jaringan servis setempat, bukan hanya daya pada pelat nama.
Berapa biaya kepemilikan generator gas alam?
Biaya total lebih bergantung pada jam operasi daripada harga pembelian. Genset gas biasanya memiliki biaya awal per kW lebih tinggi daripada genset diesel, ditambah biaya saluran gas, regulator, dan perizinan, tetapi biaya bahan bakar dan perawatan per jam operasi lebih rendah di banyak wilayah. Diesel sering lebih murah secara keseluruhan jika genset hanya beroperasi untuk pengujian dan pemadaman sesekali.
Faktor biaya utamanya adalah:
- Daya nominal dan kapasitas: unit 20 kW dan unit 2 MW merupakan produk yang sepenuhnya berbeda, dan harga per kW turun seiring meningkatnya kapasitas.
- Persyaratan emisi: di AS, genset diesel darurat umumnya dapat menggunakan mesin bersertifikasi Tier 2 atau Tier 3, tetapi diesel non-darurat biasanya memerlukan Tier 4 Final, yang menambahkan pengolahan gas buang lanjutan dan memperkecil selisih biaya dengan gas.
- Rasio harga bahan bakar antara gas perpipaan, CNG, dan diesel di pasar Anda.
- Jam operasi tahunan, yang melipatgandakan selisih biaya bahan bakar dan perawatan.
- Selubung, kontrol, dan perangkat hubung bagi untuk operasi paralel.
Sebagai gambaran kasar penggunaan bahan bakar, genset diesel pada beban yang baik biasanya mengonsumsi sekitar 0.25 liter per kWh, sedangkan genset gas berukuran menengah biasanya memerlukan sekitar 0.3 meter kubik gas perpipaan per kWh. Kedua angka ini bervariasi menurut model, beban, dan kualitas gas, jadi gunakan kurva konsumsi pada lembar data untuk setiap kajian bisnis. Gas perpipaan rata-rata memiliki nilai kalor sekitar 1000 Btu per kaki kubik standar (sekitar 37 MJ per meter kubik), tetapi nilai kalor sebenarnya bervariasi menurut pasokan.
Bisakah generator dioperasikan dengan gas alam terkompresi?
Ya. Gas alam terkompresi biasanya disimpan pada sekitar 200–250 bar (3000–3600 psi), lalu tekanannya diturunkan melalui regulator ke tekanan rendah yang dibutuhkan mesin. Trailer CNG digunakan untuk pasokan listrik sementara atau peralihan jika jaringan pipa tidak tersedia, dan LNG dapat melayani lokasi dengan kebutuhan daya utama yang lebih besar, meskipun penguapan LNG membuatnya kurang cocok untuk penggunaan siaga dengan masa tidak aktif yang lama. Infrastruktur pengisian CNG yang dibangun untuk truk dan bus gas alam jarang dapat langsung membantu genset stasioner; sebagian besar lokasi menggunakan gas perpipaan.
Memilih mesin untuk genset gas alam
Bagi perakit genset, mesin menentukan daya nominal, batas kualitas gas, dan rencana servis. Periksa hal-hal berikut sebelum memesan:
- Daya nominal pada 1500 atau 1800 rpm, untuk penggunaan utama atau kontinu, pada ketinggian dan suhu lingkungan Anda.
- Angka metana minimum dan tekanan pasokan gas di saluran masuk mesin.
- Kompatibilitas pengapian, kontrol rasio udara-bahan bakar, dan pengatur putaran dengan pengendali Anda.
- Interval penggantian busi dan oli serta ketersediaan suku cadang.
Contoh kelas menengah adalah mesin gas alam 120 kW pada platform WP6, unit enam silinder yang digunakan untuk genset dan peralatan bertenaga gas; proyek genset gas alam menunjukkan bagaimana mesin tersebut dipasok ke perakit. Untuk perakitan diesel, mesin enam silinder seperti mesin 6BT untuk genset dan kapal tetap umum digunakan. Bandingkan pilihan lainnya di halaman mesin gas dan bensin serta mesin diesel, dan lihat panduan kami tentang cara menentukan kapasitas generator diesel.
MARS memasok mesin genset gas dan diesel dengan ketentuan FOB atau CIF Shanghai, dan setiap mesin dapat menjalani uji pengoperasian dengan laporan tertulis serta video sebelum pengiriman. Untuk memastikan daya nominal sesuai dengan analisis gas Anda, kirimkan detail proyek Anda.
Pertanyaan yang sering diajukan
Apakah generator gas alam lebih baik daripada diesel?
Tidak ada yang lebih baik untuk semua pekerjaan. Gas alam biasanya unggul untuk jam operasi panjang jika gas perpipaan tersedia, sedangkan diesel biasanya unggul untuk daya siaga darurat, lokasi terpencil, dan biaya awal terendah.
Berapa lama generator gas alam dapat beroperasi?
Dengan pasokan jaringan pipa yang andal, generator dapat beroperasi selama diizinkan oleh klasifikasi daya mesin dan rencana perawatan, karena tidak ada tangki yang perlu diisi ulang. Klasifikasi daya utama atau kontinu diperlukan untuk pengoperasian lama tanpa pengawasan.
Bisakah generator diesel dikonversi menjadi gas alam?
Generator diesel dapat dipasangi kit bahan bakar ganda yang menggantikan sebagian diesel dengan gas setelah pemanasan, tetapi tetap memerlukan diesel untuk penyalaan. Konversi penuh ke pengoperasian gas dengan penyalaan busi memerlukan kepala silinder atau piston baru, sistem pengapian, dan kontrol, serta jarang ekonomis.
Berapa kapasitas genset gas alam yang saya perlukan?
Tentukan kapasitasnya seperti genset lainnya: jumlahkan kW operasi, tambahkan beban awal motor, dan konversikan ke kVA pada faktor daya 0.8. Kemudian periksa apakah respons transien model gas yang dipilih mampu memenuhi beban terbesar Anda yang diterapkan sekaligus.
Apa itu generator gas alam 1800 rpm?
Ini adalah genset empat kutub yang menghasilkan listrik 60 Hz, umum di Amerika Utara. Genset 1800 rpm dan 1500 rpm yang berputar lebih lambat lebih disukai untuk tugas utama dan kontinu karena beroperasi lebih dingin dan mengalami keausan lebih lambat daripada genset 3600 rpm.
