Montaža plinskih klipova: opis, načelo rada i značajke ugradnje

Načelo proizvodnje kogeneracije omogućuje potrošačima da osiguraju nekoliko vrsta energije uz minimalne troškove. Na takvim platformama stanice rade tako da opskrbljuju poduzeća toplinom, hladnoćom, parom i električnom energijom. Količine proizvodnje i metode distribucije energije ovise o dizajnu i lokalnoj inženjerskoj podršci. Tipična implementacija ovog koncepta je plinska klipna jedinica (GPU), koja uključuje motor s unutarnjim izgaranjem. Unatoč tradicionalnoj metodi konstrukcijskog izvođenja, takve su jedinice učinkovite, funkcionalne i izdržljive. Međutim, one nisu pošteđene nedostataka.

GPU uređaj

Dizajn se temelji na masivnom motoru s unutarnjim izgaranjem, koji osigurava komoru za izgaranje i pomoćnu infrastrukturu za provedbu procesa stvaranja smjese i paljenja. Ostatak tehničkog dijela određuje se prema tome koje se vrste energije moraju dobiti tijekom prolaska ciklusa izgaranja. Na primjer, povezivanje vratila je uobičajeno zahvaljujući mehanički rad koji stvaraju električnu energiju. Mehaničko vratilo djeluje na trošak motora s unutarnjim izgaranjem. Izravno se toplinska energija, koja je već proizvedena u prvom ciklusu, može distribuirati ili akumulirati u kotlovima s krugovima. Isto vrijedi i za paru, koja će potrošačima prenijeti plinsku klipnu instalaciju. Uređaj modernog GPU-a ne radi bez sigurnosnih sustava, uključujući senzore regulatori temperature upravljačka ploča i kontrola detonacije. U isto vrijeme, takvi generatori ne djeluju uvijek kao samostalni objekti proizvodnje energije. Često su već integrirani u inženjersku infrastrukturu velikih poduzeća u fazi izgradnje. U ovom slučaju, oni su samo dio kompresora plina, pogona crpki ili rashladnih jedinica. Naravno, riječ je o industrijskoj opremi koja zahtijeva povezivanje velikih energetskih tokova.

Opći princip rada

Bez obzira na algoritam generiranja, transformacije i daljnje distribucije energije, na osnovnoj razini, GPU razvija energetski potencijal u procesu sagorijevanja plinskog goriva. Prema izračunima stručnjaka, toplinska energija na takvim stanicama omogućuje proizvodnju električne energije s učinkovitosti od oko 40%. Drugim riječima, većina proizvedene topline ide u okoliš, a gotovo polovica se akumulira i usmjerava od strane potrošača. U tom kontekstu, možemo se sjetiti koncepta ugrađenog u konstrukcijsku strukturu postrojenja - ova će shema omogućiti učinkovitije korištenje “lokalne” toplinske energije za grijanje prostora, itd. Osim toga, aktivne su i distribuirane višenamjenske plinske klipne jedinice čiji je princip rada orijentiran za segmentiranu proizvodnju energije različitih tipova u odvojenim blokovima. Riječ je o kogeneracijskim i trigeneracijskim stanicama koje omogućuju korištenje primarno proizvedene energije s učinkovitosti od oko 90%. Treba ih razmatrati odvojeno.

Načelo kogeneracije

Za početak, vrijedi naglasiti da je proizvodnja električne energije u mnogim instalacijama napravljena "po defaultu". To je najčešći tip ciljnog proizvoda GPU stanica. No, osim njega, toplinska se energija može pretvoriti u sredstvo za zagrijavanje vode i pare. ICE hlađenje se provodi u zatvorenom krugu, u kojem cirkulira hladna voda. Uzima toplinsku energiju iz motora, nakon čega se šalje u izmjenjivač topline. Na završnom ciklusu rashladna tekućina ulazi u kotao, koji koristi toplinu. Ova infrastruktura omogućuje korištenje kogeneracijskih jedinica za plinske klipove zajedno s gotovim modularnim zgradama ili gotovim kontejnerima. Nalaze se u poduzećima ili u blizini. Princip rada kogeneracije osigurava opskrbu potrošača električnom energijom, toplom vodom ili parom.

Princip trigeneracije

Trigeneracija podrazumijeva proširenje funkcionalnosti konvencionalnog hcp dodatkom zadatka generiranja hladnoće. Ova funkcija je također prilično široko tražena među poduzećima iz različitih industrija. Tehnički, trigeneracija se postiže u procesu istog postupka povrata topline, ali u velikim količinama. Za izravno nakupljanje protoka hladnoće i njihovu distribuciju koriste se apsorpcijski ili kompresorski klima uređaji. Štoviše, rashladni hladnjaci na temelju apsorpcije koriste već proizvedenu vruću vodu ili paru iz GPU-a. Plinska klipna instalacija s kompresorskim kondicioniranjem, zauzvrat, radi na trošak gotove električne energije. U svakom slučaju, instalacije za hlađenje zahtijevaju sekundarni proizvod za njihovu funkciju.

Gorivi materijal

Osnovna značajka GPU-a, po čemu se razlikuje od drugih elektrana, je rad uslijed izgaranja plina. Specifična uporaba ovog goriva posljedica je povećanja sigurnosnih zahtjeva za postrojenje i strogih propisa o zaštiti okoliša. Najčešće se prirodni plin, butan, propan, piroliza, drvo i koksni plinovi koriste za napajanje takvih objekata. U nekim slučajevima, zbog jeftinijih postupaka za proizvodnju motora s unutarnjim izgaranjem, plin se napaja povezanim plinom. rafiniranje nafte kao i plinove otpadne vode i odlagališta. Karakteristike kvalitete goriva određuju se parametrima sadržaja sumpora, stupnjem detonacije, sadržajem metana, toplinom izgaranja itd.

Instalacijske značajke instalacije

Nesastavljene stanice se isporučuju na mjesto instalacije pomoću posebne opreme. Do tog vremena, temelj mora biti pripremljen na radilištu, što odgovara veličini i masi GPU-a. U sljedećoj fazi izrađuje se sklop agregata - elementi motora s unutarnjim izgaranjem, hladnjaci, usisnici zraka, spremnici, kotlovi i drugi dijelovi radne infrastrukture sastavljaju se u jednu strukturu. Tada se povezivanje provodi s lokalnim inženjerskim komunikacijama, odnosno mrežama s kojima će stanica djelovati tijekom rada. Ovi kanali će se koristiti za raspodjelu topline, tople vode, struje, pare itd. Sustav kroz koji se kontrolira plinska jedinica će biti organiziran u posebnom redoslijedu. Instalacija u ovom dijelu sastoji se od organizacije mrežnih napajanja na gradilištu, ugradnje dispečerskih i automatizacijskih točaka, te ugradnje gromobranske zaštite i uzemljenja. Najodgovorniji rad s modularnim strukturama koje se mogu integrirati u poduzeće kao građevinska struktura. U tom se slučaju prvobitno razvija projekt instalacije postrojenja, njegova veza s komunikacijskim sustavom i sustavom opskrbe energijom.

Održavanje stanice

Odmah nakon montažnih radova prvo se provodi ispitivanje s postavljanjem opreme. Popis aktivnosti puštanja u rad uključuje provjeru funkcionalnih komponenti, mreža, krugova, mjerni instrumenti i senzori. U budućnosti se takve operacije mogu obavljati nakon rekonstrukcije ili modernizacije stanice. Što se tiče mjera popravka, plinska klipna jedinica može biti podvrgnuta planiranoj i kapitalnoj reviziji, zbog čega će glavni inženjer razviti projekt tehničke podrške. Osoblje za održavanje redovito treba mijenjati potrošne dijelove dijelova postrojenja, ažurirati radne tekućine i nadzirati temperaturne parametre.

Caterpillarove instalacije

Caterpillar je jedan od najvećih proizvođača inženjerske i industrijske opreme u svijetu. Segment plinskih klipnih jedinica predstavljen je modelima čija se snaga kreće u rasponu od 20 do 10.000 kW. Najveća potražnja zabilježena je u spektru od 360 do 2.000 kW. Što se tiče konstrukcijskih performansi, tvrtka nudi i spremne za upotrebu kontejnerske blokove i modularne velike stanice čija veličina može doseći 1400x340x340 cm. Korisnici instalacija ovog brenda bilježe svoj visoki radni vijek, produktivnost (prosječna učinkovitost je 90%) i trajnost. Tipična Caterpillar plinska klipna jedinica s električnom snagom od 1.000 kW može raditi bez potrebe za većim popravcima od približno 50.000 sati. Osim toga, vrijedi dodati napredne značajke inženjerske i komunikacijske povezanosti i niske razine buke.

Postavke MWM

Manje poznata marka koja proizvodi plinske klipne stanice, ali i svoje kupce pronalazi u raznim područjima. Prije svega, MWM modeli imaju koristi od progresivnog sustava upravljanja. Njegova osobitost leži u činjenici da se prate i nadziru ne samo svi dijelovi stanice od motora do susjednih kotlova i dovoda zraka, već i međusobno povezani elementi kompleksa. To vam omogućuje da držite pod kontrolom prijenosne kanale struje, vode i pare. Razlikuje se ugradnjom plinskih klipova MWM i mogućnosti rada na specijaliziranim plinovima. Za nadolijevanje goriva, osim uobičajenih plinova, dostupne su i mješavine bioplina, rudnika i pirolize. Posebno za ruske uvjete poslovanja, tvrtka također nudi nadograđena postrojenja koja osiguravaju mogućnost zagrijavanja zraka koji izlazi iz komore za izgaranje. U zimi, ovo rješenje štedi u prosjeku 10% goriva.

GE Jenbacher instalacije

Proizvođač Jenbacher je specijaliziran za srednji segment GPU-a, koji rade na teškim gorivima. Prosječni energetski potencijal takve opreme je 300-4 000 kW. Među tehnološkim značajkama takvih stanica uočen je jedinstveni sustav izgaranja goriva LEANOX. Zahvaljujući tome, plinski motori uspjeli su izravnati sadržaj metana, eliminirajući pad snage. Inženjeri tvrtke također brinu o kontrolnom sustavu koji im omogućuje proizvodnju funkcionalnih i ergonomskih plinskih klipnih jedinica. Cijena takvih modela je u prosjeku 1-1,5 milijuna rubalja. No to se odnosi na jedinice manjeg kapaciteta koje su prikladne za upotrebu u malim poduzećima.

Za i protiv GPU-a

Prednosti plinske klipne opreme su očigledne - one se sastoje od jeftinog goriva i skromnih financijskih troškova za servisiranje postaja. Također, one su prilično jednostavne, niske razine buke i stabilne. Međutim, čak i pod uvjetom glavnog dovoda, sklopovi plinskih klipnih generatora ostaju najopasniji način generiranja energije. Opasnosti vezane uz transport i uporabu mješavina plinova prvenstveno su izražene rizikom od požara i eksplozije. Osim toga, ostaju i nijanse u okolišu i problemi s toksičnom sigurnošću, budući da je širok raspon korištenih smjesa štetan za ljude ako nisu ispravno izolirani u krugovima postaja.

Obračun plinske klipne instalacije

Prije odabira određenog modela instalacije potrebno je napraviti neke izračune. Na prvom mjestu uzeti u obzir troškove mješavine plina. Ako je snaga jedinice oko 1.000 kW, tada će s punim opterećenjem od 278 Nm3 po satu biti ispušteno oko 1 rub. na 1 kWh S istim podacima o dizajnu i snazi, volumen nafte bit će oko 230 litara, što će koštati oko 0,04 rubalja. na 1 kWh Također ne zaboravite na potrošne i rezervne dijelove. Uzimajući u obzir da se najbliži ozbiljniji popravak može dogoditi nakon otprilike 40-50 tisuća sati, zatim 1 kWh. instalacija plinskih klipova s ​​prosječnim karakteristikama zahtijevat će oko 0,37 rubalja.

zaključak

Postaje na bazi plinskog klipnog motora optimalno su rješenje za poduzeća koja teže energetskoj neovisnosti. Korištenje plina kao glavnog goriva omogućuje smanjenje troškova opskrbe energijom, a značajke dizajna i načelo rada omogućuju stvaranje više vrsta energije odjednom. Istovremeno, trošak plinske klipne jedinice, koja prosječno iznosi 1-2 milijuna, je prilično visoka za prosječno poduzeće. Veliki industrijski kompleksi i uopće koriste snažna postrojenja čija je cijena veća od 5 milijuna, već su to multifunkcionalne trigeneracijske stanice, čiji popis zadataka uključuje i hlađenje ciljnog objekta.