Loji kuasa bahan api alternatif di Rusia

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, loji kuasa autonomi dengan enjin omboh gas telah menjadi semakin popular di Rusia dan di luar negara. Unit ini mudah diselenggara dan menggunakan lebih sedikit bahan api berbanding unit diesel tradisional. Di samping itu, berdasarkan enjin omboh gas, adalah mungkin untuk memasang stesen gabungan yang menjana haba dan elektrik secara serentak.

Kami berbincang dengan pembangun dari Transmashholding, rakan kongsi umum festival Polytech 360, tentang cara unit omboh gas berbeza daripada enjin petrol atau diesel dan sama ada ia boleh dipasang pada kereta biasa. Soalan kami dijawab oleh Alexander Terekhin, ketua jabatan pembangunan enjin diesel di Transmashholding JSC, dan Igor Ovchinnikov, pengurus projek untuk pembangunan kejuruteraan diesel di Transmashholding JSC.

Pada dasarnya, enjin omboh gas ialah enjin pembakaran dalaman konvensional yang menggunakan gas untuk beroperasi. Pemasangan pertama sedemikian muncul pada penghujung abad ke-19 dan digunakan terutamanya di kilang untuk memacu pelbagai peralatan pengeluaran. Kemudian, kebanyakannya digantikan oleh motor elektrik. Mereka juga tidak digunakan secara meluas dalam pengangkutan. Tetapi dalam beberapa tahun kebelakangan ini, populariti enjin omboh gas telah mula berkembang. Terdapat beberapa sebab untuk ini, tetapi yang utama ialah kenaikan harga bahan api hidrokarbon cecair (petrol, diesel). Hari ini, enjin omboh gas digunakan dalam penjana kuasa, penjana haba, pam, pemampat dan unit penyejukan.

N + 1: Di loji manakah enjin omboh gas digunakan dan mengapa?

Enjin omboh gas digunakan dalam loji kuasa hampir semua aplikasi: penjana enjin pegun dan loji kuasa, lokomotif, kereta, pengangkutan dan teknologi (untuk traktor, peralatan kuari) dan lain-lain.

Rizab gas asli di negara kita dan di dunia jauh melebihi rizab bahan api hidrokarbon cecair semua jenis. Sememangnya, kos bahan api gas jauh lebih rendah daripada bahan api hidrokarbon cecair. Di negara kita, banyak generasi akan dapat menggunakan bahan api jenis ini.

Apakah fungsi enjin sedemikian?

Mereka menggunakan dua jenis bahan api gas. Pertama, ia adalah gas asli (ia mengandungi kebanyakan metana), yang kita bakar, khususnya, di dapur kita. Dan, kedua, gas petroleum yang diperoleh daripada penapisan minyak (ia mengandungi kebanyakan propana dan butana). Ia adalah yang terakhir dalam keadaan cair yang kebanyakannya digunakan sebagai bahan api motor untuk kereta atau dalam silinder untuk kotej musim panas gas.

Kebanyakan enjin industri, trak dan bas menggunakan gas mampat atau cecair asli. Baru-baru ini, terdapat cadangan untuk menukar kereta penumpang menggunakan gas asli.

Bagaimanakah enjin sedemikian berbeza daripada enjin pembakaran dalaman?

Enjin omboh gas ialah enjin pembakaran dalaman yang sama, tetapi dengan beberapa ciri reka bentuk yang berkaitan dengan penggunaan jenis bahan api yang berbeza.

Pertama sekali, sistem penyimpanan gas dan peralatan gas mesti dipasang pada produk akhir (kereta, lokomotif diesel, dll.) untuk menukar parameter gas (tekanan, suhu) dan membekalkannya ke enjin.

Perubahan pada enjin itu sendiri boleh dibahagikan kepada dua bahagian. Mereka yang tergolong dalam yang pertama adalah bersifat membina dan berkaitan dengan perubahan dalam nisbah mampatan, reka bentuk bahagian kumpulan silinder-omboh, bekalan udara dan tetapan pengecas turbo dan elemen lain. Yang terakhir disambungkan dengan peralatan enjin dengan peranti untuk membekalkan gas ke pancarongga masuk atau kebuk pembakaran.

Adakah mungkin untuk meletakkan enjin omboh gas pada kereta biasa?

boleh. Ramai yang memakai dan menunggang dengan kejayaan. Penyelesaian sedemikian digunakan dalam kereta, traktor, lokomotif, kapal komersial berat mati kecil dan kenderaan lain.

Transmashholding dan enjin gas

Pada tahun 2013, lokomotif diesel shunting TEM19 telah dihasilkan di kilang Transmashholding di Bryansk. Ini adalah lokomotif diesel pertama di dunia yang enjin ombohnya menggunakan gas asli, bekalan autonomi yang disimpan dalam bentuk cecair dalam bekas kriogenik.

Pada masa ini, TMH telah memulakan projek untuk mencipta lokomotif diesel TEM29 shunting gas baharu dengan peningkatan kuasa. Reka bentuknya akan berdasarkan prinsip modulariti peralatan utama. Ia bertujuan untuk mengurangkan kos sumber yang terlibat dalam menjalankan penyelenggaraan dan pembaikan semasa operasi kerana penggunaan pembaikan agregat.

Di perusahaannya di Kolomna, TMH sedang melaksanakan beberapa projek menggunakan bahan api alternatif, menguasai pengeluaran jenis produk asas baharu - enjin gas yang direka untuk menjana elektrik dan haba dalam loji kuasa untuk tujuan asas, sandaran dan kecemasan.

Pada masa ini, penjana enjin gas 9GMG untuk lokomotif diesel shunting TEM29 sedang dalam pembinaan di kilang Kolomna.

Enjin, yang dicipta di loji TMH Kolomna, akan menggunakan bahan api diesel, bahan api asli atau gas petroleum yang berkaitan, serta minyak mentah dalam julat kuasa dari 1000 hingga 3500 kilowatt sebagai bahan api utama.

TMH juga berhasrat untuk membangunkan pengubahsuaian gas bagi enjin diesel baharu yang dicipta semasa pelaksanaan subprogram pembangunan enjin diesel Program Sasaran Persekutuan "Pangkalan Teknologi Nasional".

Mengapa enjin ini tidak digunakan secara universal?

Ia berlaku secara sejarah bahawa pelbagai jenis bahan api hidrokarbon cecair digunakan terutamanya sebagai bahan api motor. Infrastruktur yang luas telah diwujudkan untuk mereka. Sehubungan itu, untuk memperluaskan penggunaan gas, adalah perlu untuk mengembangkan infrastruktur yang berkaitan dengan penghantarannya ke tempat mengisi bahan bakar dan, akhirnya, ke tempat pembakaran. Ini kini sedang giat dijalankan.

Pada masa ini, yang paling menjanjikan untuk operasi lokomotif yang menggunakan bahan api enjin gas ialah jajaran utara tidak berelektrik kereta api Sverdlovsk. Wilayah ini mempunyai semua syarat yang diperlukan: profil rata, jumlah kargo yang besar, ketersediaan gas asli yang murah, serta kemudahan pengeluaran, yang berdasarkannya pengeluaran gas asli cecair boleh dilancarkan.

Secara umum, penggunaan gas sebagai bahan api motor dalam semua jenis pengangkutan dan penciptaan pengangkutan gas domestik dan peralatan pegun adalah sangat penting hari ini untuk pembaharuan stok rolling, yang mesti memenuhi piawaian keselamatan, alam sekitar dan kebolehpercayaan antarabangsa.

Mengapa ia sering digunakan dalam loji kuasa kecil?

Ia menguntungkan dan menjimatkan. Penggunaan bahan api dan kos operasi adalah isu penting bagi pemilik loji. Unit omboh gas mempunyai penggunaan bahan api khusus setiap kilowatt sejam yang dihasilkan di bawah mana-mana mod beban kurang daripada unit turbin gas. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kecekapan mesin omboh adalah 36-45 peratus, manakala untuk turbin hanya 25-34 peratus.

Kelebihan utama enjin omboh gas berbanding enjin diesel ialah bahan api yang lebih murah. Walaupun apabila campuran gas propana-butana digunakan sebagai bahan api simpanan, kos satu unit tenaga elektrik yang dihasilkan pada loji omboh gas adalah 1, 3 kali lebih rendah daripada pada satu diesel.

Operasi dan penyelenggaraan unit omboh gas, berbeza dengan unit turbin gas, tidak memerlukan kakitangan kejuruteraan yang berkelayakan tinggi. Penyelenggaraan rutin, pembaikan pertengahan dan baik pulih enjin omboh gas boleh dilakukan di tapak operasi tanpa memindahkan unit ke tapak pengilang atau perusahaan khusus.

Apakah sebab peningkatan populariti unit omboh gas dalam beberapa tahun kebelakangan ini, walaupun pada hakikatnya teknologi itu sendiri telah wujud untuk masa yang lama?

Analisis pasaran pengguna untuk tenaga elektrik dan haba mendedahkan bahawa kira-kira 30 peratus pengguna tidak memerlukan puluhan dan ratusan megawatt kuasa dan, oleh itu, bekalan kuasa terpusat mandatori, jumlah kerugian yang semasa pengangkutan melalui rangkaian kepada pengguna adalah sehingga 25-30 peratus.

Di samping itu, pengguna tidak berpuas hati dengan kos tinggi untuk menyambung ke rangkaian berpusat, dan secara umum, liberalisasi pasaran tenaga di Rusia telah membawa kepada krisis dalam operasi sistem bekalan tenaga berpusat yang besar.

Teknologi omboh gas sangat sesuai untuk penjanaan kuasa berskala kecil, dengan sangat berkesan melaksanakan konsep penjanaan kuasa "ekonomi" dengan kehilangan haba dan elektrik yang dijana minimum. Sumber terdesentralisasi autonomi tempatan gabungan pengeluaran elektrik dan haba berdasarkan loji omboh gas mempunyai kecekapan tinggi, sepenuhnya bebas daripada grid kuasa serantau, dan, akibatnya, daripada pertumbuhan tarif, boleh dipercayai, tidak memerlukan kos untuk pembinaan bekalan dan rangkaian pengedaran.

Enjin omboh gas boleh digabungkan secara bersiri. Apakah faedah penyatuan sedemikian berbanding dengan penggunaan pemasangan yang berasingan?

Bukan sahaja enjin gas-omboh, tetapi juga enjin diesel boleh digabungkan menjadi "bateri". Semuanya bergantung pada ciri dan keperluan loji kuasa pegun. Khususnya, selalunya modul individu boleh dihantar ke tempat pemasangan dan operasi hanya dengan helikopter. Tetapi terdapat loji kuasa khas, keperluan utamanya ialah kuasa maksimum yang mungkin dalam satu unit.