Elektrownia gazowo-tłokowa: zasada działania. Eksploatacja i konserwacja elektrowni gazowo-tłokowych

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Elektrownia gazowo-tłokowa jest wykorzystywana jako główne lub zapasowe źródło energii. Urządzenie do działania wymaga dostępu do dowolnego rodzaju gazu palnego. Wiele modeli GPES może dodatkowo generować ciepło do ogrzewania i zimna dla systemów wentylacyjnych, magazynów, obiektów przemysłowych.

Elektrownie tłokowe gazowe: zasada działania

Głównymi elementami GPES są silnik-generator i silnik tłokowy gazowy. Gaz palny w komorze GPA zapalany jest za pomocą świecy zapłonowej i wytwarza energię wykorzystywaną do obracania wału roboczego generatora.

Zautomatyzowane elektrownie i jednostki elektryczne z tłokowymi silnikami gazowymi, oprócz energii elektrycznej, mogą wytwarzać energię cieplną w kotle odzysknicowym lub podgrzewaczu woda-woda. Mniej powszechne są modele generujące zimno.

Urządzenie

Elektrownia gazowo-tłokowa składa się z:

• gazsilnik i alternator połączone elastycznym sprzęgłem sworzniowym;
• grzejnik;
• wentylator napędzany od przedniego końca wału korbowego przez napęd pasowy;
• Filtry oczyszczające powietrze i inne urządzenia pomocnicze zamontowane na wspólnej ramie urządzenia.

Generator ma oddzielne kompletne urządzenie z panelami sterowania i dystrybucji.

Silnik

Praca elektrowni gazowo-tłokowej jest niemożliwa bez GPA. Działa na gazach naturalnych, towarzyszących ropie naftowej i przemysłowych. Silnik ma odlewane aluminiowe głowice blokowe, które są zamontowane i przymocowane do dwóch bloków cylindrów. Komora spalania (zwykle otwarta) znajduje się w cylindrze pomiędzy płaskim dnem głowicy bloku a dnem tłoka z pierścieniowym wgłębieniem.

W oparciu o warunki zapewnienia bezstukowego spalania mieszanki gazowo-powietrznej i ograniczenia maksymalnych ciśnień spalania, w silniku gazowym stosuje się mały stopień sprężania 10,5 (dla gazu ziemnego) zamiast 1415 w przypadku silnik wysokoprężny. Osiąga się to poprzez zainstalowanie grubszych aluminiowych uszczelek pierścieniowych pod głowicami bloków niż te w silniku wysokoprężnym (oddzielne dla każdego cylindra).

Układ zapłonowy

Silnik wykorzystuje układ zapłonowy akumulatora, składający się z:

• świece elektryczne;
• cewka zapłonowa wyłącznika-rozdzielacza;
• zasilanie;
• przewody elektryczne.

Aby zapalić mieszankę roboczą w cylindrachstosowane są świece elektryczne (jedna świeca na każdy cylinder). Montowane są w głowicy bloku w gniazdach gwintowanych i rurach wylotowych, które znajdują się w miejscach, w których znajdują się dysze w silniku wysokoprężnym. Centralne usytuowanie świecy elektrycznej względem komory spalania zapewnia optymalne warunki spalania mieszanki dzięki minimalnej drodze frontu propagacji płomienia w cylindrze oraz normalnemu chłodzeniu świecy przez wodę krążącą w głowicy bloku.

Eksploatacja elektrowni gazowych

Różne rodzaje gazów są używane jako paliwo w silnikach gazowych:

• naturalny (zarówno pień, jak i upłynniony);
• skojarzony (olej);
• propan-butan;
• biogaz;
• gaz przemysłowy (ścieki, kopalnie, koks, piroliza);
• inne gazy palne.

Niezawodność elektrowni z tłokowymi silnikami gazowymi została potwierdzona ich wieloletnią eksploatacją w zachodniej Syberii, Jakucji, na Dalekim Wschodzie iw innych regionach Federacji Rosyjskiej. Przede wszystkim są eksploatowane w przedsiębiorstwach, złożach ropy i gazu, węgla. Obfitość towarzyszącego gazu sprawia, że ich eksploatacja jest bardzo opłacalna.

Konserwacja

Przed zakupem GPES skład gazu używanego jako paliwo oraz jego parametry są uzgadniane z producentem. Regulacja i uruchomienie jednostek w porozumieniu z odbiorcą są również wykonywane przez producenta.

W zależności odzłożoność sprzętu, konserwacja elektrowni gazowo-tłokowej jest wykonywana przez dostawcę lub przez przeszkolony i sprawdzony personel. Konserwację lub naprawę urządzeń gazowych, a także innych elementów i zespołów silnika należy przeprowadzać dopiero po wytworzeniu gazu z przewodu gazowego i układu zasilania.

Powietrze nie może zawierać gazów żrących i wybuchowych. W maszynowni, w której zainstalowany jest silnik gazowy, powietrze robocze nie powinno zawierać pyłu więcej niż 0,002 g/m3. W przypadku wyższej zawartości pyłu, na wlocie silnika należy zainstalować dodatkowy system czyszczenia.

Korzyści

Elektrownia gazowo-tłokowa może pracować autonomicznie i równolegle z innymi identycznymi elektrowniami o stosunku mocy od 3:1 do 1:3 lub siecią przemysłową przez długi czas i stabilnie.

Gazowy silnik tłokowy, generator, chłodnica układu chłodzenia zamontowane na wspólnej ramie. Silnik i generator są połączone kołnierzami, eliminując potrzebę osiowania wału. Urządzenie może być dostarczone w wersji stacjonarnej na ramie oraz mobilnej w obudowie izolowanej.

Podczas pracy elektrowni prowadzony jest automatyczny monitoring:

• stabilność wyjściowych parametrów elektrycznych;
• przegrzanie płynu chłodzącego;
• przegrzanie oleju;
• Spadek ciśnienia oleju w układzie smarowania silnika;
• niższa rezystancja izolacji;
• pojawienie się niebezpiecznego potencjału na obudowie.

GPES można zabezpieczyćautomatyczne lub zdalne sterowanie uruchamianiem, uruchamianiem i zatrzymywaniem silnika.

Specyfikacje

Główne dane techniczne na przykładzie rosyjskiego modelu AD200S-T400-R:

• Moc znamionowa: 200 kW.
• Napięcie: 400 V.
• Aktualna częstotliwość: 50 Hz.
• Rodzaj prądu: trójfazowy, zmienny.
• Prędkość znamionowa: 1500 obr./min.
• Uruchomienie silnika: rozrusznik.
• Zużycie gazu: nie więcej niż 50 kg/h.
• Wymiary gabarytowe urządzenia: 2950x1320x1610 mm.
• Sucha masa maszyny: 2960 kg.
• Żywotność silnika przed remontem: 15000 godzin

Nieobciążona elektrownia gazowo-tłokowa zapewnia rozruch klatkowego asynchronicznego silnika elektrycznego o mocy do 125 kW przy współczynniku prądu rozruchowego do 7. GPES jest wyposażony w elementy grzewcze, które zapewniają zaczynając od temperatury poniżej +5Cᵒ i urządzenia do ogrzewania powietrza wewnątrz pomieszczenia (korpusu).