Двухтопливные (газодизельные) электростанции

ООО «Техэкспо» предлагает двухтопливные (газодизельные) электростанции единичной мощностью от 1 до 2 МВт на двигателях Perkins и Cummins. ДГУ комплектуются специальной системой двухтопливного регулирования GTI Bi-Fuel, которая разработана компанией Altronic для дизельных двигателей на топливной смеси с содержанием газа до 70%. Система переключает топливные режимы без остановки двигателя, переключение режимов газ/дизель происходит автоматически при неизменной скорости вращения и выходной мощности двигателя.

По достижении пороговых значений нагрузки происходит автоматическое переключение в 100% дизельный режим. Для проектов со значительными колебаниями нагрузки применяется версия дискретного управления STEPCON, которая изменяет соотношение компонентов топлива на основе табличной функции нагрузки. Прямой экономический эффект дает замещение доли дизельного топлива на газ, содержащий метан.

• Цена двухтопливной системы GTI Altronic для двигателя мощностью 1 МВт – около 3 млн рублей.

Проекты энергоснабжения на газодизельных станциях

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 1 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 2 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 3 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 4 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 5 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 6 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 7 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 8 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 9 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 10 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 11 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 12 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 13 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 14 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 15 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 16 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 17 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 18 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 19 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 20 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 21 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 22 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 23 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 24 из 25

Двухтопливные (газодизельные) электростанции – фото 25 из 25

Описание технологии работы

Газ подается в пространство между корпусом воздушного фильтра и турбокомпрессором под давлением, примерно равным атмосферному. Патентованный смеситель позволяет подготовить однородную газовоздушную смесь при минимальном ограничении воздушного потока. После выхода из смесителя газовоздушная смесь сжимается в турбокомпрессоре и по впускному коллектору распределяется в цилиндры двигателя. Обедненная газовоздушная смесь затем сжимается в цилиндре в ходе такта сжатия и воспламеняется в момент впрыска дизельного топлива. Обедненный состав газовоздушной смеси гарантирует невозможность преждевременного воспламенения.

Количество газа, поступающего в двигатель, зависит от нагрузки и будет меняться с изменениями воздушного потока. Система изменяет подачу  газа в соответствии с изменением уровня разрежения в двигателе. Таким образом система восполняет потребность двигателя в топливе с изменением нагрузки, не влияя при этом на работу оригинальной системы управления.

В стандартный комплект поставки двухтопливной системы входит дроссельное устройство для ручной регулировки соотношения компонентов топлива. Штатная система управления двигателем регулирует подачу дизельного топлива как в дизельном, так и в двухтопливном режиме.

Контроллер двухтопливной системы предназначен для мониторинга различных параметров двигателя и собственно системы, таких как давление и температура воздуха в коллекторе, температура выхлопных газов, разрежение на входе, давление газа и вибрация двигателя.

На основе полученной информации контроллер активирует или деактивирует двухтопливный режим в зависимости от производительности двигателя, нагрузки, температуры окружающей среды, уровня вибрации или давления газа.

Контроллер может передавать информацию в систему дистанционного мониторинга двигателя через RS-232/RS- 485 (протокол ASCII или ModBus RTU).

Характеристики двигателя при работе в двухтопливном режиме сохраняются обычно на том же уровне, что и в дизельном режиме. Количество теплоты, отводимое системой охлаждения и отработавшими газами, остается в пределах нормы. Реакция двигателя на увеличение или уменьшение нагрузки при работе в двухтопливном режиме обычно такая же или лучше, чем при работе в дизельном режиме, благодаря уникальной конструкции двухтопливной системы и особенностям горения газовоздушной смеси. Соответственно, способность приема нагрузки двигателем (при внезапном набросе) сохраняется на прежнем уровне или улучшается.

Документация:

Двухтопливная система GTI Altronic: инструкция по монтажу и эксплуатации

Installation & Operating Manual GTI Altronic Bi-Fuel System

Комплект Bi-Fuel

Основные компоненты газодизельной системы

Газовоздушный смеситель

Для оптимального перемешивания газа и поступающего в двигатель воздуха используется патентованный газовоздушный смеситель. Специальная конструкция, в которой отсутствуют подвижные элементы, способствует тщательному перемешиванию и гарантирует поступление в двигатель достаточного количества газовоздушной смеси, поддерживая при этом заданную производительность двигателя. В производстве использовались аэрокосмические технологии, обработка на станках с ЧПУ и современная техника сварки. Смеситель не имеет подвижных элементов и после установки не нуждается в обслуживании.

Дроссельное устройство

Составной частью двухтопливной системы является регулируемый элемент, установленный перед газовоздушным смесителем. Дроссельное устройство – специальный компонент системы, который дозирует максимальную подачу газа в двигатель при данной нагрузке и разрежении на входе. Дроссельное устройство совместно с газовоздушным смесителем и регулятором нулевого давления обеспечивает подачу в двигатель необходимого количества газа. Дроссель обработан на станке с ЧПУ и не нуждается в обслуживании.

Газовая магистраль

Газовая магистраль включает в себя 50 микронный фильтр, электронный соленоидный клапан, приводимый в действие в случае опасности или для отключения системы, и регулятор нулевого давления переменного расхода (уменьшает рабочее давление газа 21±7кПа до давления, практически равного атмосферному). В конструкции реализована схема управления «по потребности», когда поток газа зависит от потока воздуха, поступающего в двигатель. С изменением нагрузки изменяется количество воздуха, поступающего в двигатель, что автоматически вызывает изменение потока газа, поступающего в газовоздушный смеситель.

Система управления

Система управления построена на базе контроллеров Altronic разработана специально для двухтопливной системы GTI Bi-Fuel. На основе мониторинга температуры и давления в нескольких точках система возвращает двигатель к работе в 100% дизельном режиме в случае отклонения значений параметров от заданных пределов. Счетчик моточасов учитывает наработку в двухтопливном режиме. Контроллер отображает тревожные сообщения и хранит в памяти записи о 100 последних событиях.

Видео: устройство смесителя, дросселя, магистрали

Дискретное управление (STEPCON)

Расширением базовой двухтопливной системы GTI Bi-Fuel является опция STEPCON - топливный коллектор, измерительный преобразователь мощности и специальная панель управления (оптимизирует соотношения газ/дизель в ответ на быстрые изменения нагрузки). Конструктивное решение не требует модификации двигателя, средств управления или датчиков и использует все те же основные системы безопасности для защиты двигателя. Для определения нагрузки двигателя опция STEPCON комплектуется измерительным преобразователем мощности; управляемый топливный коллектор устанавливается непосредственно на выходе газовой магистрали. Параллельно стандартному ручному дроссельному устройству в топливном коллекторе установлены три дискретных соленоидных топливных клапана. Эффективное проходное сечение каждого клапана подбирается в процессе ввода системы в эксплуатацию. Стандартная процедура пуско-наладки выполняется в диапазоне нагрузки, где ожидается наименьшее замещение. Все три соленоида при этом закрыты; начальное (наименьшее) замещение задается положением ручного дроссельного устройства. Процедура пуско-наладки затем повторяется для второго, третьего, четвертого дискретных уровней, каждый раз задавая процент замещения для соответствующего диапазона нагрузки путем изменения проходного сечения каждого соленоидного клапана.

Адаптированное ПО используется для моделирования различных комбинаций состояния трех соленоидных клапанов в топливном коллекторе. Таким образом формируется закон управления, учитывающий толерантность двигателя к газообразному топливу с изменением нагрузки и обеспечивающий оптимальное замещение в широком диапазоне. Табличная зависимость используется панелью управления GTI для быстрого перехода к избранной комбинации клапанов при изменениях нагрузки с целью максимального использования преимуществ двухтопливного режима работы.