Что такое газопоршневой двигатель

Что такое газопоршневой двигатель

• UA
• RU
• EN

(044) 499-78-78

(044) 237-11-54

Региональные

• UA
• RU
• EN

• Главная
• О Компании
• Новости
• Газопоршневые установки FG Wilson: эффективное и надежное энергоснабжение

В 2007 году на заводе компании Perkins в г. Стаффорд (Великобритания), имею­щей опыт создания газопоршневых двига­телей с 1965 г., началось производство новых двигателей серии 4000TRS. Эта модель была поставлена на конвейер вместо хорошо себя зарекомендовавших, но уже устаревших двига­телей серии 4000TESI.

Двигатели 4000TRS имеют рядное (6 и 8) и V-образное (12 и 16) расположение цилиндров. Производство 12-цилиндровых двигателей TRS будет осваиваться в течение 2011 года. Все двигатели имеют водяное охлаждение блоков цилиндров, открытые камеры сгорания (без форкамер) и оснащаются головками блока с че­тырьмя клапанами на цилиндр. В двигателях используется турбонаддув с жидкостным ох­лаждением газовоздушной смеси, что в сово­купности с новыми системами зажигания поз­воляет работать на обедненных смесях. Это значительно сокращает содержание вредных веществ в выхлопных газах двигателей.

В новых двигателях применены модернизи­рованные детали шатунно-поршневой группы, изменена конструкция поршневых колец – в результате удельный расход масла снизился с 0,3 до 0,2 г/кВт.ч. Также в двигателях серии 4000TRS используются головки цилиндров и выхлопные коллекторы новой конструкции. Применены новые турбины наддувочного воздуха, системы зажигания, системы подачи газа и электронные модули управления двига­телями.

Всего в конструкцию двигателей было внесено несколько тысяч изменений. В результате усо­вершенствований межремонтный интервал для серии TRS увеличился с 1500 до 2 000 часов. Кроме того, унификация шатунно-поршневой группы, вкладышей, головок блока цилиндров, систем зажигания и т.д. позволила снизить затра­ты на техническое обслуживание двигателей.

Система подачи газа в двигатель оснащена новыми устройствами производства компа­нии Woodward. Для рядных двигателей преду­смотрена электронная система Kronos 20, для V-образных – Electra. Их применение позво­ляет двигателю работать при низком входном давлении (3…10 кПа). Обе системы работают с обратной связью по давлению наддува, тем­пературе газовоздушной смеси и частоте вра­щения двигателя, поддерживая устойчивое соотношение воздух/топливо.

Наличие турбонаддува с промежуточным охлаждением газовоздушной смеси делает двигатель менее чувствительным к пониже­нию или колебаниям содержания метана в топливном газе. Таким образом, сохранятся устойчивая работа двигателя при использова­нии газа с содержанием метана до 40 %.

В новых двигателях с рядным расположе­нием цилиндров применена модернизирован­ная система зажигания Altronic. Она подает индивидуальную искру для каждого цилинд­ра, оптимизируя угол зажигания в зависимос­ти от нагрузки, давления наддува, частоты вращения и других параметров двигателя. Для V-образных двигателей используется си­стема зажигания Motortech MIC500, работа­ющая по аналогичному принципу.

Применение специальных свечей зажига­ния обеспечивает преимущество перед фор-камерными двигателями (при отсутствии их недостатков). Центральный электрод свечи закрыт специальным куполом из жаростой­кой стали. Этот купол является мини-фор-камерой с пятью отверстиями и одновременно боковым электродом свечи с большой площа­дью искрообразования. При такой конструк­ции отмечается устойчивое искрообразование даже при низкой энергии искры – топливная смесь заполняет купольный конец свечи и, загоревшись при появлении искры, выходит из купола пятью факелами. Таким образом, обеспечивается надежный и равномерный фронт пламени в камере сгорания цилиндров двигателя и, благодаря более низким темпе­ратурам сгорания, – меньший уровень выбросов NO_x.

Такая работа системы зажигания, совместно с другими системами двигателя, обеспечи­вает оптимальный процесс сгорания газо­воздушной смеси в цилиндрах двигателя и уровень вредных выбросов в выхлопных газах, соответствующий европейским стан­дартам. Для двигателей 4000TRS уровень эмиссии NO_x составляет менее 500 мг/м₃ при 5 %-м содержании О₂.

Благодаря нововведениям двигатели серии 4000TRS стали более долговечными: так, срок службы до первого капитального ремон­та увеличился с 48 000 до 64 000 часов. Это позволяет довести суммарную наработку двигателя (при возможности проведения двух капремонтов) до 192 000 часов.

Кроме того, новые двигатели могут рабо­тать не только на стандартном газе, но ина биогазе, газе мусорных свалок, попутных нефтяных газах практически без снижения своего ресурса.

На базе двигателей Perkins 4000TRS компа­нией FG Wilson в 2008 г. был разработан и внедрен в производство новый модельный ряд газопоршневых генераторных установок в диапазоне мощности 276….1000 кВт. Они используются и как электрогенераторы, и как когенерационные установки (утилизация тепловой энергии). Электроагрегаты могут ра­ботать автономно, а также в составе крупных энергетических комплексов. Генераторные установки изготавливаются на напряжение 0,4; 3,3; 6,6; 10,5 (или 11) кВ.

В новых генераторных установках примене­ны панели управления нового поколения – EasyGen3200 производства фирмы Woodward. Они обеспечивают высоконадежное управле­ние энергокомплексами, контроль их состоя­ния и защитные функции. Панели EasyGen3200 предназначены для управления как отдельным электроагрегатом, так и для синхронизации до 32 генераторных устано­вок, работающих и в автономном режиме, и параллельно с внешней электросетью, при этом комплекс может быть разделен на не­сколько отдельных блоков.

Панель имеет интерфейс в виде интер­активного дисплея с русскоязычным ЖК-монитором большого размера. Простая нави­гация системы управления при помощи сен­сорных клавиш ориентирована на удобство пользователя.

Интерфейс панели управления имеет не­сколько протоколов связи с модулями управле­ния двигателем, оснащен внешними дополни­тельными платами ввода и вывода информа­ции. Интерфейс обеспечивает контроль выход­ных электрических параметров генераторной установки и внешней сети, а также соединение с АСУ ТП верхнего уровня (SCADA), управ­ляющей работой всех систем энергокомплекса.

Применение панелей управления серии EasyGen3200 позволяет адаптировать работу когенерационных установок фирмы FG Wilson к переменному суточному графику электри­ческой и тепловой нагрузки. При этом гаран­тируется устойчивая работа генераторных установок при нагрузках от 30 % до 100 % от номинальной мощности без ограничения срока эксплуатации, количества пусков и т.д.

Основные приоритеты компании FG Wilson (Engineering) Ltd. – обеспечение экологичес­ких требований, снижение себестоимости вырабатываемой энергии и повышение эксплу­атационной надежности генераторных устано­вок. Для реализации этих задач постоянно обновляется модельный ряд газовых генера­торных установок, модернизируются панели управления и другое оборудование.

FG Wilson (Engineering) Ltd. является круп­нейшим в мире производителем газопорш­невых генераторных установок, поставки ко­торых по всему миру осуществляются через систему официальных дилеров компании. В сферу их деятельности входит решение всего комплекса вопросов, связанных с подготовкой проектных решений, продажей и сервисной поддержкой генераторных установок.

Всего через официальных дилеров компании в Россию в период с 2003 г. была обеспечена поставка более 160 генераторных установок с газопоршневыми двигателями Perkins. При этом с 2008 г. поставлено 39 энергокомплексов на базе двигателей 4000TRS. Они введены в эксплуатацию и зарекомендовали себя надежными и экономичными установками.

*Cтатья опубликована в №3 журнала «Турбины и Дизели»

Газовые двигатели для когенерации

Эффективное производство электрической и тепловой энергии

Производители и операторы когенерационных установок предъявляют жесткие требования к комплектующим: двигатели должны быть компактными и надежными и обеспечивать безотказную работу 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Огромное значение имеет экономичность эксплуатации электростанции в течение всего жизненного цикла. Поэтому требуется высокий уровень эффективности за счет максимального использования первичной энергии и низкой стоимости эксплуатации электростанции. Благодаря программе непрерывного развития двигатели MAN стабильно способствуют повышению эффективности. Надежность идет рука об руку с низким уровнем выбросов.

Преимущества глазами заказчика

• Высокая мощность и максимальная эффективность
• Низкая стоимость эксплуатации за счет низкого расхода топлива и смазочных материалов, а также расширенных межсервисных интервалов
• Низкий уровень выбросов за счет современной технологии сгорания
• Компактная конструкция требует меньшую площадь для размещения
• Надежность благодаря технологиям,испытанным в реальных условиях
• Длительный срок службы благодаря конструкции, разработанной специально для когенерации.

Высочайшее качество

Что касается конструкции этих двигателей, качества их изготовления и сборки, то здесь всё и так ясно. Газовые двигатели MAN – просто эталон, на который должны равняться все остальные производители.

Кроме того, необходимо обязательно учитывать, что компания MAN не предлагает ГПУ как законченные изделия. Она производит только сами газовые двигатели — пять моделей, которые разработаны на базе обычных дизелей небольшой мощности, используемых на грузовых автомобилях, автобусах, катерах и тому подобной технике. Данные двигатели поставляются пакетировщикам, которые уже и собирают готовые газопоршневые электростанции. Поэтому, говоря о любой ГПЭС MAN надо понимать, что от этой фирмы в таком электроагрегате будет только сам ДВС. Всё остальные комплектующие, которые использовал пакетировщик — от других производителей.

Таким образом, вы можете быть совершенно точно уверенны, что газовые двигатели MAN абсолютно одинаковые у всех производителей и поставщиков, предлагающих данную технику на российском рынке. А вот готовая продукция, газопоршневая установка, по качеству у всех получается разная. Конечный результат зависит от того:

• насколько грамотную конструкцию ГПУ разработали инженеры-конструкторы компании-пакетировщика,
• насколько качественные комплектующие были использованы,
• насколько тщательной была сборка.

И результат у всех получается разным.

Сервисная программа

MAN предлагает производителям когенерационных установок индивидуально подобранную сервисную программу. Тем самым MAN дает возможность производителям самостоятельно и в полном объеме осуществлять сервисную поддержку своих конечных заказчиков. Для этого предлагается комплексное обучение, программа которого соответствует вашим индивидуальным потребностям.