Mitambo mbadala ya nishati ya mafuta nchini Urusi

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Katika miaka michache iliyopita, mitambo ya nguvu ya uhuru yenye injini za bastola ya gesi imezidi kuwa maarufu nchini Urusi na nje ya nchi. Vitengo hivi ni rahisi kutunza na hutumia mafuta kidogo kuliko vitengo vya jadi vya dizeli. Kwa kuongeza, kwa misingi ya injini ya pistoni ya gesi, inawezekana kukusanya kituo cha pamoja ambacho wakati huo huo huzalisha joto na umeme.

Tulizungumza na watengenezaji kutoka Transmashholding, mshirika mkuu wa tamasha la Polytech 360, kuhusu jinsi kitengo cha pistoni ya gesi kinatofautiana na injini ya petroli au dizeli na ikiwa inaweza kusakinishwa kwenye gari la kawaida. Maswali yetu yalijibiwa na Alexander Terekhin, mkuu wa idara ya maendeleo ya injini ya dizeli katika Transmashholding JSC, na Igor Ovchinnikov, meneja wa mradi wa maendeleo ya uhandisi wa dizeli katika Transmashholding JSC.

Kwa asili, injini za pistoni za gesi ni injini za kawaida za mwako wa ndani zinazotumia gesi kufanya kazi. Mitambo ya kwanza kama hii ilionekana mwishoni mwa karne ya 19 na ilitumiwa hasa katika viwanda kuendesha vifaa mbalimbali vya uzalishaji. Baadaye, walibadilishwa hasa na motors za umeme. Pia hazitumiwi sana katika usafiri. Lakini katika miaka ya hivi karibuni, umaarufu wa injini za pistoni za gesi umeanza kukua. Kuna sababu kadhaa za hili, lakini moja kuu ni kupanda kwa bei ya mafuta ya hidrokaboni ya kioevu (petroli, dizeli). Leo, injini za pistoni za gesi hutumiwa katika jenereta za nguvu, jenereta za joto, pampu, compressors na vitengo vya friji.

N + 1: Injini za bastola za gesi hutumiwa katika mimea gani na kwa nini?

Injini za pistoni za gesi hutumiwa katika mitambo ya nguvu ya karibu maombi yote: jenereta za injini za stationary na mitambo ya nguvu, locomotive, gari, usafiri na teknolojia (kwa matrekta, vifaa vya machimbo) na wengine.

Akiba ya gesi asilia katika nchi yetu na ulimwenguni kwa kiasi kikubwa huzidi akiba ya mafuta ya hydrocarbon ya kioevu ya kila aina. Kwa kawaida, gharama ya mafuta ya gesi ni ya chini sana kuliko ile ya mafuta ya hidrokaboni ya kioevu. Katika nchi yetu, vizazi vingi vitakuwa na uwezo wa kutumia aina hii ya mafuta.

Injini kama hizo hufanya kazi gani?

Wanatumia aina mbili za mafuta ya gesi. Kwanza, ni gesi asilia (ina methane nyingi), ambayo tunachoma, haswa katika jikoni zetu. Na, pili, gesi ya petroli iliyopatikana kutokana na kusafisha mafuta (ina mengi ya propane na butane). Ni ya mwisho katika hali ya kimiminika ambayo hutumiwa zaidi kama mafuta ya gari kwa magari au kwenye mitungi ya nyumba za majira ya joto za gesi.

Injini nyingi za viwandani, lori na basi hutumia gesi asilia iliyobanwa au iliyoyeyushwa. Hivi karibuni kumekuwepo na mapendekezo ya kubadilishiwa magari ya abiria ili kutumia gesi asilia.

Injini kama hiyo inatofautianaje na injini ya mwako wa ndani?

Injini ya pistoni ya gesi ni injini sawa ya mwako wa ndani, lakini yenye vipengele vingine vya muundo vinavyohusiana na matumizi ya aina tofauti ya mafuta.

Kwanza kabisa, mfumo wa kuhifadhi gesi na vifaa vya gesi lazima viweke kwenye bidhaa ya mwisho (gari, injini ya dizeli, nk) ili kubadilisha vigezo vya gesi (shinikizo, joto) na kuisambaza kwa injini.

Mabadiliko katika injini yenyewe yanaweza kugawanywa katika sehemu mbili. Wale ambao ni wa kwanza wao ni wa asili ya kujenga na yanahusiana na mabadiliko katika uwiano wa compression, muundo wa sehemu za kikundi cha silinda-pistoni, usambazaji wa hewa na mipangilio ya turbocharger na vipengele vingine. Mwisho huo umeunganishwa na vifaa vya injini na vifaa vya kusambaza gesi kwa wingi wa ulaji au chumba cha mwako.

Je, inawezekana kuweka injini ya pistoni ya gesi kwenye gari la kawaida?

Unaweza. Wengi huvaa na kupanda kwa mafanikio. Suluhisho kama hizo hutumiwa katika magari, matrekta, injini, meli ndogo za kibiashara zilizokufa na magari mengine.

Transmashholding na injini za gesi

Mnamo mwaka wa 2013, injini ya dizeli ya shunting TEM19 ilitolewa katika kiwanda cha Transmashholding huko Bryansk. Hii ni injini ya kwanza ya dizeli duniani ambayo injini ya pistoni inaendesha gesi asilia, usambazaji wa uhuru ambao huhifadhiwa katika fomu ya kioevu kwenye chombo cha cryogenic.

Kwa sasa, TMH imeanza mradi wa kuunda treni mpya ya kufukuza gesi ya dizeli TEM29 yenye nguvu iliyoongezeka. Muundo wake utazingatia kanuni ya modularity ya vifaa kuu. Inalenga kupunguza gharama za rasilimali zinazohusika katika kufanya matengenezo na ukarabati wakati wa operesheni kutokana na matumizi ya ukarabati wa jumla.

Katika biashara yake huko Kolomna, TMH inatekeleza miradi kadhaa kwa kutumia mafuta mbadala, ikisimamia uzalishaji wa aina mpya ya bidhaa - injini za gesi iliyoundwa kutoa umeme na joto katika mitambo ya nguvu kwa madhumuni ya kimsingi, chelezo na dharura.

Kwa sasa, jenereta ya injini ya gesi ya 9GMG ya treni ya dizeli ya kuzima TEM29 inajengwa katika kiwanda cha Kolomna.

Injini hizo, zilizoundwa katika kiwanda cha TMH Kolomna, zitatumia mafuta ya dizeli, mafuta asilia au gesi ya petroli inayohusika, pamoja na mafuta yasiyosafishwa katika safu ya nishati kutoka kilowati 1000 hadi 3500 kama mafuta kuu.

TMH pia inakusudia kuendeleza marekebisho ya gesi ya injini mpya za dizeli iliyoundwa wakati wa utekelezaji wa programu ndogo ya ukuzaji wa injini ya dizeli ya Mpango wa Lengo la Shirikisho "Msingi wa Kitaifa wa Teknolojia".

Kwa nini injini hizi hazitumiki kwa ulimwengu wote?

Ilifanyika kihistoria kwamba aina tofauti za mafuta ya hidrokaboni kioevu hutumiwa hasa kama mafuta ya gari. Miundombinu pana imeundwa kwa ajili yao. Kwa hiyo, ili kupanua matumizi ya gesi, ni muhimu kupanua miundombinu inayohusishwa na utoaji wake mahali pa kuongeza mafuta na, hatimaye, mahali pa mwako. Hili sasa linafuatiliwa kikamilifu.

Kwa sasa, inayoahidi zaidi kwa uendeshaji wa injini zinazoendesha mafuta ya injini ya gesi ni safu ya kaskazini isiyo na umeme ya reli ya Sverdlovsk. Kanda hii ina hali zote muhimu: wasifu wa gorofa, kiasi kikubwa cha mizigo, upatikanaji wa gesi ya asili ya bei nafuu, pamoja na vifaa vya uzalishaji, kwa misingi ambayo uzalishaji wa gesi ya asili ya kioevu inaweza kuzinduliwa.

Kwa ujumla, matumizi ya gesi kama mafuta ya gari katika aina zote za usafiri na uundaji wa usafiri wa gesi ya ndani na vifaa vya stationary ni muhimu sana leo kwa upyaji wa hisa, ambayo inapaswa kufikia viwango vya kimataifa vya usalama, mazingira na kuegemea.

Kwa nini mara nyingi hutumiwa katika mimea ndogo ya nguvu?

Ni faida na kiuchumi. Matumizi ya mafuta na gharama za uendeshaji ni masuala muhimu kwa mmiliki wa mtambo. Kitengo cha bastola ya gesi kina matumizi maalum ya mafuta kwa kilowati kwa saa inayozalishwa chini ya hali yoyote ya upakiaji chini ya ile ya kitengo cha turbine ya gesi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba ufanisi wa mashine za pistoni ni asilimia 36-45, wakati kwa turbines ni asilimia 25-34 tu.

Faida kuu ya injini za pistoni za gesi juu ya injini za dizeli ni mafuta ya bei nafuu. Hata wakati mchanganyiko wa gesi ya propane-butane hutumiwa kama mafuta ya hifadhi, gharama ya kitengo cha nishati ya umeme inayozalishwa kwenye mmea wa pistoni ya gesi ni mara 1, 3 chini ya dizeli.

Uendeshaji na matengenezo ya kitengo cha pistoni ya gesi, tofauti na kitengo cha turbine ya gesi, hauhitaji wafanyakazi wa uhandisi waliohitimu sana. Matengenezo ya mara kwa mara, ukarabati wa kati na ukarabati wa injini ya bastola ya gesi inaweza kufanywa kwenye tovuti ya operesheni bila kuhamisha kitengo kwenye tovuti ya mtengenezaji au biashara maalum.

Je! ni sababu gani ya kuongezeka kwa umaarufu wa vitengo vya pistoni ya gesi katika miaka ya hivi karibuni, licha ya ukweli kwamba teknolojia yenyewe imekuwepo kwa muda mrefu?

Uchambuzi wa soko la watumiaji wa nishati ya umeme na mafuta ulibaini kuwa karibu asilimia 30 ya watumiaji hawahitaji makumi na mamia ya megawati za umeme na, kwa hivyo, usambazaji wa umeme wa lazima wa kati, hasara ya jumla ambayo wakati wa usafirishaji kupitia mitandao kwenda kwa watumiaji ni. hadi asilimia 25-30.

Kwa kuongeza, watumiaji hawana kuridhika na gharama kubwa ya kuunganisha kwenye mitandao ya kati, na kwa ujumla, huria ya soko la nishati nchini Urusi imesababisha mgogoro katika uendeshaji wa mifumo kubwa ya usambazaji wa nishati ya kati.

Teknolojia za pistoni za gesi zinafaa kwa uzalishaji mdogo wa nguvu, kwa ufanisi sana kutekeleza dhana ya uzalishaji wa "kiuchumi" wa nguvu na hasara ndogo ya joto na umeme unaozalishwa. Vyanzo vya ugatuzi vya uhuru vya mitaa vya uzalishaji wa pamoja wa umeme na joto kulingana na mitambo ya pistoni ya gesi vina ufanisi mkubwa, ni huru kabisa na gridi za nguvu za kikanda, na, kwa hiyo, kutokana na ukuaji wa ushuru, ni za kuaminika, hazihitaji gharama za ujenzi wa usambazaji. na mitandao ya usambazaji.

Injini za pistoni za gesi zinaweza kuunganishwa katika mfululizo. Je, ni faida gani ya uimarishaji huo kwa kulinganisha na matumizi tofauti ya mitambo?

Sio tu injini za gesi-pistoni, lakini pia zile za dizeli zinaweza kuunganishwa kuwa "betri". Yote inategemea sifa na mahitaji ya kituo cha nguvu cha stationary. Hasa, mara nyingi moduli za mtu binafsi zinaweza kutolewa mahali pa ufungaji na uendeshaji tu kwa helikopta. Lakini kuna mimea maalum ya nguvu, hitaji kuu ambalo ni nguvu ya juu inayowezekana katika kitengo kimoja.