Usina de pistão a gás: o princípio de operação. Operação e manutenção de usinas de pistão a gás

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

A usina de pistão a gás é usada como fonte de energia principal ou reserva. O dispositivo requer acesso a qualquer tipo de gás combustível para operar. Muitos modelos GPES também podem gerar calor para aquecimento e frio para sistemas de ventilação, armazéns, instalações industriais.

Usinas alternativas a gás: princípio de funcionamento

Os principais elementos do GPES são um motor-gerador e um motor de pistão a gás. O gás combustível na câmara GPA é inflamado por meio de uma vela de ignição e produz energia usada para girar o eixo de trabalho do gerador.

Usinas de energia automatizadas e unidades elétricas com motores alternativos a gás, além da energia elétrica, podem gerar energia térmica em uma caldeira de calor residual ou aquecedor de água para água. Menos comuns são os modelos que geram frio.

Dispositivo

A usina de pistão a gás consiste em:

• gásmotor e alternador conectados por um acoplamento de pino elástico;
• radiador;
• ventoinha acionada pela extremidade dianteira do virabrequim através de uma correia em V;
• filtros de purificação de ar e outros dispositivos auxiliares montados em uma estrutura comum da unidade.

O gerador possui um dispositivo completo separado com painéis de controle e distribuição.

Motor

A operação de uma usina de pistão a gás é impossível sem o GPA. Opera com gás natural, petróleo associado e gases industriais. O motor possui cabeçotes de bloco de alumínio fundido que são montados e fixados a dois blocos de cilindros. A câmara de combustão (geralmente tipo aberto) está localizada no cilindro entre o fundo plano da cabeça do bloco e o fundo do pistão com um recesso anular.

Com base nas condições para garantir uma combustão sem detonação da mistura gás-ar e limitar as pressões máximas de combustão, uma pequena taxa de compressão de 10,5 (para gás natural) é usada em um motor a gás em vez de 1415 em um Motor a gasóleo. Isto é conseguido através da instalação de juntas de anel de alumínio mais espessas sob as cabeças do bloco do que as de um motor diesel (separadas para cada cilindro).

Sistema de ignição

O motor utiliza um sistema de ignição por bateria, composto por:

• velas elétricas;
• bobina de ignição do disjuntor-distribuidor;
• fonte de alimentação;
• fios elétricos.

Para acender a mistura de trabalho nos cilindrossão usadas velas elétricas (uma vela para cada cilindro). Eles são instalados na cabeça do bloco em soquetes rosqueados e tubos de saída, que são fornecidos nos locais onde os bicos estão localizados no motor diesel. A localização central da vela de ignição elétrica em relação à câmara de combustão proporciona condições ideais para a combustão da mistura devido ao caminho mínimo de propagação da frente de chama no cilindro e ao resfriamento normal da vela de ignição pela água que circula no cabeçote do bloco.

Operação de usinas a gás

Diferentes tipos de gases são usados como combustível em motores a gás:

• natural (tanto tronco quanto liquefeito);
• associado (óleo);
• propano-butano;
• biogás;
• gás industrial (esgoto, mina, coque, pirólise);
• outros gases combustíveis.

A confiabilidade das usinas com motores de pistão a gás foi confirmada por sua operação de longo prazo na Sibéria Ocidental, Yakutia, Extremo Oriente e outras regiões da Federação Russa. Em primeiro lugar, eles são explorados em empresas, petróleo e gás, depósitos de carvão. A abundância de gás associado torna sua operação muito lucrativa.

Manutenção

Antes de comprar um GPES, a composição do gás utilizado como combustível e seus parâmetros são acordados com o fabricante. O ajuste e comissionamento das unidades de acordo com o consumidor também é realizado pelo fabricante.

Dependendo dea complexidade do equipamento, a manutenção da usina de pistão a gás é realizada pelo fornecedor ou por pessoal treinado e testado. A manutenção ou reparo de equipamentos de gás, bem como outros componentes e conjuntos do motor, devem ser realizados somente após a produção de gás a partir da linha de gás e do sistema de energia.

O ar não deve conter gases corrosivos e explosivos. Na casa de máquinas onde o motor a gás está instalado, o ar de trabalho não deve ter um teor de poeira superior a 0,002 g/m3. Em caso de maior teor de poeira, um sistema de limpeza adicional deve ser instalado na entrada do motor.

Benefícios

Uma usina de pistão a gás pode operar de forma autônoma e em paralelo com outras usinas idênticas com uma relação de potência de 3:1 a 1:3 ou uma rede industrial por um longo tempo e de forma estável.

Motor de pistão a gás, gerador, radiador do sistema de refrigeração montado em uma estrutura comum. O motor e o gerador são interligados por flanges, eliminando a necessidade de alinhamento do eixo. A unidade pode ser fornecida em versão estacionária em estrutura e em versão móvel em corpo isolado.

Durante a operação das usinas, o monitoramento automático é realizado para:

• estabilidade dos parâmetros elétricos de saída;
• superaquecimento do líquido de arrefecimento;
• sobreaquecimento do óleo;
• queda de pressão do óleo no sistema de lubrificação do motor;
• menor resistência de isolamento;
• aparecimento de um potencial perigoso no caso.

GPES pode ser protegidocontrole automático ou remoto de partida, funcionamento e parada do motor.

Especificações

Principais dados técnicos sobre o exemplo do modelo russo AD200S-T400-R:

• Potência nominal: 200 kW.
• Tensão: 400 V.
• Frequência atual: 50 Hz.
• Tipo de corrente: trifásica, variável.
• Velocidade nominal: 1500 rpm.
• Partida do motor: partida.
• Consumo de gás: não mais que 50 kg/h.
• Dimensões totais da unidade: 2950x1320x1610 mm.
• Peso seco da máquina: 2960 kg.
• Vida útil do motor antes da revisão: 15.000 horas

Uma usina de pistão a gás descarregada garante a partida de um motor elétrico assíncrono de gaiola de esquilo com potência de até 125 kW com uma relação de corrente de partida de até 7. O GPES é equipado com meios de aquecimento que garantem a partir de uma temperatura abaixo de +5Cᵒ e dispositivos para aquecer o ar dentro da sala (corpo).