Montaż tłoków gazowych: opis, zasady działania i cechy instalacji

Zasada generowania kogeneracji umożliwia konsumentom dostarczanie kilku rodzajów energii przy minimalnych kosztach. Na takich platformach działają stacje, które zaopatrują przedsiębiorstwa w ciepło, zimno, parę i energię elektryczną. Wielkość produkcji i metody dystrybucji energii zależą od projektu i lokalnego wsparcia technicznego. Typową realizacją tej koncepcji jest zespół tłoka gazowego (GPU), który zawiera silnik spalinowy. Pomimo tradycyjnej metody realizacji konstrukcyjnej, takie jednostki są wydajne, funkcjonalne i trwałe. Jednak nie są one pozbawione wad.

Urządzenie GPU

Konstrukcja oparta jest na masywnym silniku spalinowym, który zapewnia komorę spalania i pomocniczą infrastrukturę do realizacji procesów mieszania i zapłonu. Reszta części technicznej zależy od tego, jakie konkretne rodzaje energii należy uzyskać podczas przechodzenia cykli spalania. Na przykład połączenie wału jest powszechne, dzięki praca mechaniczna który generował energię elektryczną. Mechaniczny wał napędowy działa kosztem silnika spalinowego. Bezpośrednio energia cieplna, która jest już produkowana w pierwszym cyklu, może być dystrybuowana lub akumulowana w kotłach z obwodami. To samo dotyczy pary, która będzie przekazywać konsumentom instalację tłokową z gazem trigeneracyjnym. Urządzenie nowoczesnego GPU nie obywa się bez systemów bezpieczeństwa, w tym czujników regulatory temperatury Panel kontrolny detonacji i kontrola. W tym samym czasie takie generatory nie zawsze działają jako niezależne obiekty produkcji energii. Często są już zintegrowane z infrastrukturą techniczną dużych przedsiębiorstw na etapie budowy. W tym przypadku są one tylko elementem sprężarek gazu, napędów pomp lub agregatów chłodniczych. Oczywiście mówimy o sprzęcie przemysłowym, który wymaga połączenia dużych przepływów energii.

Ogólna zasada pracy

Niezależnie od algorytmu generacji, transformacji i dalszej dystrybucji energii, na poziomie bazowym GPU rozwija potencjał energetyczny w procesie spalania paliwa gazowego. Zgodnie z obliczeniami specjalistów, energia cieplna na takich stanowiskach pozwala wytwarzać energię elektryczną z wydajnością około 40%. Innymi słowy, większość wytworzonego ciepła trafia do środowiska, a prawie połowa jest akumulowana i kierowana przez konsumentów. W tym kontekście możemy przypomnieć koncepcję wbudowaną w inżynieryjną strukturę zakładu - ten schemat pozwoli na bardziej efektywne wykorzystanie "lokalnej" energii cieplnej do ogrzewania pomieszczeń itp. Ponadto wielofunkcyjne zespoły tłoków gazowych są aktywnie dystrybuowane, a zasada działania jest ukierunkowana do segmentowej produkcji energii różnych typów w osobnych blokach. Są to stacje kogeneracji i trigeneracji, które pozwalają na wykorzystanie pierwotnie wygenerowanej energii o sprawności około 90%. Powinny być rozpatrywane osobno.

Zasada kogeneracji

Na wstępie warto podkreślić, że wytwarzanie energii elektrycznej w wielu instalacjach odbywa się "domyślnie". Jest to najczęstszy rodzaj docelowego produktu stacji GPU. Ale oprócz niego energia cieplna może zostać przekształcona w środek do podgrzewania wody i pary. Chłodzenie ICE realizowane jest w obiegu zamkniętym, w którym krąży zimna woda. Odbiera on energię cieplną z silnika, po czym jest przesyłany do wymiennika ciepła. W ostatnim cyklu chłodziwo wchodzi do kotła, który wykorzystuje ciepło. Ta infrastruktura pozwala na zastosowanie jednostek kogeneracji z tłokami gazowymi w komplecie z prefabrykowanymi budynkami modułowymi lub w gotowych pojemnikach. Znajdują się one w przedsiębiorstwach lub w pobliżu. Zasada działania kogeneracyjnego zapewnia zaopatrzenie konsumentów w energię elektryczną, gorącą wodę lub parę wodną.

Zasada trigeneracji

Trójgeneracja oznacza rozszerzenie funkcjonalności konwencjonalnego hcp przez dodanie zadania generowania zimna. Ta funkcja jest również dość popularna wśród przedsiębiorstw z różnych branż. Technicznie, trigenerację uzyskuje się w procesie tej samej procedury odzyskiwania ciepła, ale w dużych ilościach. Do bezpośredniego gromadzenia zimnych strumieni i ich dystrybucji stosuje się klimatyzatory absorpcyjne lub sprężarki. Ponadto agregaty chłodnicze oparte na wykorzystaniu absorpcji już wyprodukowały gorącą wodę lub parę z GPU. Instalacja tłoków gazowych z kondycjonowaniem sprężarek z kolei działa kosztem gotowej energii elektrycznej. Oznacza to, że w każdym przypadku instalacje chłodnicze wymagają produktu wtórnego do swojej funkcji.

Materiał paliwowy

Podstawową cechą GPU, odróżniającą go od innych elektrowni, jest działanie spowodowane spalaniem gazu. Specyficzne zastosowanie tego paliwa wynika zarówno ze zwiększonych wymagań bezpieczeństwa dla zakładu, jak i surowych przepisów dotyczących ochrony środowiska. Najczęściej do napędzania takich obiektów używa się gazu ziemnego, butanu, propanu, pirolizy, drewna i gazów z pieców koksowniczych. W niektórych przypadkach, ze względu na tańsze procesy generowania silników spalinowych, gaz jest ładowany z towarzyszącym gazem. rafinacja oleju jak również gazy ścieki i składowiska odpadów. Charakterystyka jakościowa paliwa zależy od parametrów zawartości siarki, stopnia detonacji, zawartości metanu, ciepła spalania itp.

Instalacja Funkcje instalacji

Niezmontowane stacje są dostarczane do miejsca instalacji przy użyciu specjalnego sprzętu. Do tego czasu należy przygotować fundament w miejscu pracy, odpowiadający rozmiarowi i masie GPU. W następnym etapie następuje montaż agregatów - elementy silnika spalinowego wewnętrznego spalania, chłodnice, wloty powietrza, zbiorniki, kotły i inne elementy infrastruktury roboczej są połączone w jedną strukturę. Następnie wiązanie odbywa się za pomocą lokalnej komunikacji inżynierskiej, czyli sieci, z którymi stacja będzie współdziałać podczas pracy. Kanały te będą wykorzystywane do rozprowadzania ciepła, ciepłej wody, elektryczności, pary itp. System, za pomocą którego kontrolowana jest jednostka tłoków gazowych, zostanie zorganizowany w oddzielnej kolejności. Instalacja w tej części polega na organizacji na miejscu sieci zasilania, instalacji punktów dyspozytorskich i automatyki oraz instalacji odgromowej i uziemienia. Najbardziej odpowiedzialna praca ze strukturami modułowymi, które można zintegrować z przedsiębiorstwem jako strukturą budynku. W takim przypadku projekt instalacji instalacji, jej połączenie z komunikacją i systemem zasilania jest początkowo opracowany.

Konserwacja stacji

Natychmiast po zakończeniu prac instalacyjnych pierwsze testy przeprowadza się przy pomocy ustawień sprzętu. Wykaz czynności rozruchowych obejmuje weryfikację elementów funkcjonalnych, sieci, obwodów, przyrządy pomiarowe i czujniki. W przyszłości takie operacje mogą być wykonywane po przebudowie lub modernizacji stacji. Jeśli chodzi o środki naprawcze, zespół tłoków gazowych może podlegać planowemu audytowi kapitałowemu, w wyniku którego główny inżynier opracuje projekt wsparcia technicznego. Regularnie, personel zajmujący się konserwacją powinien szybko zmieniać zużywalne części elementów instalacji, aktualizować płyny robocze i monitorować parametry temperatury.

Instalacje Caterpillar

Caterpillar jest jednym z największych producentów sprzętu inżynieryjnego i przemysłowego na świecie. Segment zespołów tłoka gazu reprezentują modele, których moc zmienia się w przedziale od 20 do 10 000 kW. Największe zapotrzebowanie występuje w widmie od 360 do 2000 kW. Jeśli chodzi o wykonanie konstrukcyjne, firma oferuje zarówno gotowe do użycia bloki kontenerowe, jak i modularne duże stacje, których wielkość może osiągnąć 1400x340x340 cm. Użytkownicy instalacji tej marki odnotowują ich wysoką żywotność, wydajność (średnia sprawność 90%) i trwałość. Typowy agregat tłokowy firmy Caterpillar o mocy 1000 kW jest w stanie pracować bez potrzeby poważnych napraw trwających około 50 000 godzin. Ponadto warto dodać zaawansowane funkcje łączności inżynieryjnej i komunikacyjnej oraz niski poziom hałasu.

Ustawienia MWM

Mniej znana marka produkująca stacje benzynowe, ale również znajduje klientów w różnych dziedzinach. Przede wszystkim modele MWM korzystają z progresywnego systemu zarządzania. Jego osobliwość polega na tym, że nie tylko wszystkie elementy stacji od silnika do sąsiednich kotłów i wlotów powietrza, ale także elementy wchodzące w interakcje kompleksu są monitorowane i monitorowane. Pozwala to na zachowanie kontroli nad kanałami transmisyjnymi elektryczności, wody i pary. Różni instalację tłoków gazowych MWM i możliwość pracy na specjalistycznych gazach. Do uzupełniania paliwa, oprócz zwykłych gazów, dostępne są mieszanki biogazowe, kopalniane i pirolityczne. Specjalnie dla rosyjskich warunków pracy firma oferuje również zmodernizowane urządzenia, które zapewniają możliwość ogrzewania powietrza wypływającego do komory spalania. Zimą rozwiązanie to pozwala zaoszczędzić średnio 10% paliwa.

Instalacje GE Jenbacher

Producent Jenbacher specjalizuje się w środkowym segmencie GPU, który napędzany jest ciężkim paliwem. Średni potencjał mocy takiego sprzętu wynosi 300-4 000 kW. Wśród cech technologicznych takich stacji wyróżnia się unikalny system spalania paliwa LEANOX. Dzięki temu silniki gazowe były w stanie wyrównać zawartość metanu, eliminując spadek mocy. Inżynierowie firmy dbają również o system sterowania, który pozwala im produkować funkcjonalne i ergonomiczne zespoły tłoków gazowych. Cena takich modeli wynosi średnio 1-1,5 miliona rubli. Dotyczy to jednak jednostek o małej mocy, które są odpowiednie do zastosowania w małych przedsiębiorstwach.

Plusy i minusy GPU

Zalety wyposażenia tłokowo-gazowego są oczywiste - polegają na tanim paliwie i niewielkich kosztach finansowych na obsługę stacji. Ponadto są one dość proste, ciche i stabilne. Jednak nawet w warunkach głównego zasilania, generatory tłoków gazowych pozostają najbardziej niebezpiecznym sposobem wytwarzania energii. Zagrożenia związane z transportem i stosowaniem mieszanin gazów są przede wszystkim wyrażane przez ryzyko pożaru i wybuchu. Ponadto niuanse środowiskowe i bezpieczeństwo toksyczne pozostają, ponieważ szeroki zakres stosowanych mieszanin jest szkodliwy dla ludzi, jeśli nie są one właściwie izolowane w obwodach stacji.

Obliczanie instalacji tłoka gazowego

Przed wyborem konkretnego modelu instalacji należy wykonać pewne obliczenia. Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę koszt mieszanki gazowej. Jeśli moc urządzenia wynosi około 1000 kW, to przy pełnym obciążeniu wynoszącym 278 Nm3 na godzinę zostanie zwolniony około 1 pocisku. na 1 kWh Przy tych samych danych projektowych i mocy, objętość oleju wyniesie około 230 litrów, co zwiększy koszty o około 0,04 rubla. na 1 kWh Nie zapomnij również o materiałach eksploatacyjnych i częściach zamiennych. Biorąc pod uwagę, że najbliższa poważna naprawa może nastąpić po około 40-50 tys. Godzin, a następnie 1 kWh. instalacja tłoków gazowych o przeciętnej charakterystyce będzie wymagać około 0,37 rubla.

Wniosek

Stacje na bazie silnika z tłokiem gazowym są optymalnym rozwiązaniem dla przedsiębiorstw dążących do niezależności energetycznej. Wykorzystanie gazu jako głównego paliwa pozwala obniżyć koszty zaopatrzenia w energię, a cechy konstrukcyjne i zasada działania umożliwiają generowanie kilku rodzajów energii jednocześnie. Jednocześnie koszt jednostki z tłokiem gazowym, która wynosi średnio 1-2 miliony, jest dość wysoki dla przeciętnego przedsiębiorstwa. Duże kompleksy przemysłowe i w ogóle wykorzystują potężne instalacje, których cena może przekroczyć 5 milionów. Są to już wielofunkcyjne stacje trigeneracyjne, których lista zadań obejmuje również chłodzenie obiektu docelowego.