Газопоршневые установки Wartsila — утилизация попутного нефтяного газа

Электростанции на базе газопоршневых установок Wartsila  - эффективное использование энергии попутного газа

Мир больше не может позволять себе расточительно относиться к энергоресурсам. Сжигание попутного газа в факелах — пример такой характерный порочной практики, ведущей к загрязнению окружающей среды. C экономической точки зрения утилизация попутного газа выгодна и целесообразна лишь в больших объемах. Трудно - практически невозможно подвести разумную экономическую базу под переработку ПНГ микротурбинами, например. Особенно с учетом стоимости микротурбинных электростанций - это ~3000$ за 1 кВт установленной мощности, при низком электрическом КПД и маленькой мощности.

Для решения задач утилизации "попутки" гораздо в большей степени оправданы и приспособлены мощные, энергоэффективные газопоршневые установки новой формации WARTSILA. Газопоршневой силовой агрегат Wartsila 32GD позволяет эффективно использовать попутный газ в качестве топлива для электростанций.

Большинство газообразных и жидких побочных продуктов, в том числе и попутный газ, не совсем пригодно для использования на обычных электростанциях.

Кроме того, состав попутного нефтяного газа может значительно варьироваться даже в пределах короткого промежутка времени.

Таким образом, с экономической точки зрения, КПД процесса преобразования газового топлива в полезную энергию должен быть достаточно высоким, чтобы оправдать инвестиции в необходимое оборудование и соответствующую инфраструктуру.

Газодизельный двигатель (GD) Wartsila — отличное решение этой проблемы!

Газопоршневой агрегат сочетает в себе очень высокий КПД преобразования и гибкость по отношению к составу и количеству топлива.

Получить бесплатные консультации специалистов можно по телефону: +7 (495) 649-81-79

Wartsila — газодизельный режим работы электростанции

Компания Wartsila разработала газодизельную технологию в 1987 году — в результате 32GD стал первым газовым двигателем в ее линейке. Технология Wartsila сначала использовалась в основном на морских нефтепромысловых объектах, но нашла применение и в энергетическом секторе. Технология Wartsila позволяет эксплуатировать электростанцию на газах с содержанием тяжелых углеводородов или на мазуте, что обеспечивает владельцу независимость от перебоев с поставками газа.

В двигателе Wartsila 32GD дизельный цикл используется на всех рабочих режимах, обеспечивая непревзойденную мощность. Он способен работать на таком «трудном» топливе, как попутный газ с нефтяных месторождений, причем при значительных колебаниях состава газа.

Двигатель электростанции Wartsila может работать на жидком топливе или на газе и жидком топливе одновременно. Фактически есть три режима работы: газодизельный, жидкотопливный и режим одновременного использования топлив.

В жидкотопливном режиме применяются обычные насосы для впрыска жидкого топлива, и система работает так же, как обычный дизельный двигатель.

Кроме дизельного топлива, в электростанциях Wartsila могут использоваться мазут, сырая нефть, а также масла растительного происхождения.

В газодизельном режиме и режиме одновременного использования топлив жидкое топливо применяется в качестве источника зажигания. Это связано с тем, что у газового топлива весьма ограниченные свойства самовоспламенения. Впрыск жидкого и газообразного топлив должен быть очень точным.

Момент впрыска, оптимальная форма и направление факела распыла имеют решающее значение для достижения максимального КПД и минимизации выбросов.

Неправильные настройки двигателя могут привести к ситуации, когда дизельное топливо и газ будут «конкурировать» за кислород в непосредственной близости от форсунки. Это может привести к неустойчивому горению, увеличению содержания несгоревших углеводородов и более высоким уровням выбросов, а также к недостатку мощности и низкому КПД электростанции.

Высокое давление впрыска газа гарантирует достаточно глубокое проникание газовой струи, в результате чего горючая смесь образуется в большом объеме. Свойства газа должны тщательно контролироваться.

В случае использования высококалорийных газов необходимо обеспечить хорошее проникание и перемешивание, чтобы образовалось достаточное количество воздуха для полного и эффективного сгорания. Низкокалорийные газы должны иметь достаточное объемное энергосодержание, для того чтобы выделяющаяся при сгорании энергия обеспечила работу двигателя при установленной нагрузке.

В газодизельном режиме основным является газообразное топливо. Минимальное количество жидкого топлива для обеспечения стабильного и надежного сгорания зависит от нагрузки двигателя — при полной нагрузке оно составляет около 5% от потребляемой энергии топлива. Газодизельный режим реализуется при нагрузке двигателя от 30 до 100%.
Оба вида топлива (запальное и основное) впрыскиваются через одну и ту же форсунку: сначала жидкое, а затем газообразное при давлении 35 МПа. Режим одновременного использования топлив реализуется в широком диапазоне нагрузок на двигатель.

Соотношения топлив можно моментально отрегулировать с помощью интерфейса оператора WOIS (Wartsila Operators Interface System).

Двухтопливный режим обеспечивает сжигание газообразного и жидкого топлива в очень широком диапазоне их соотношения.

Получить бесплатные консультации специалистов можно по телефону: +7 (495) 649-81-79

Электростанции Wartsila — современные газопоршневые двигатели

Новая модификация Wartsila 32GD, появившаяся недавно на российском рынке, установила новые стандарты высокопроизводительной работы с использованием перспективных видов топлива — как газообразных, так и жидких. Конструкция двигателя Wartsila основана на хорошо отработанной технологии предыдущей модели, но имеет существенные усовершенствования, присущие новой платформе Wartsila 32. К ним относятся улучшенные встроенные каналы для смазочного масла и охлаждающей воды.

Первоначально двигатель Wartsila имел максимальную мощность 420 кВт на цилиндр. В течение 2009 года проводились интенсивные испытания и проектные работы с целью усовершенствования характеристик двигателя и системы автоматизации.

Основная цель заключалась в том, чтобы найти оптимальное время впрыска жидкого и газообразного топлива в режиме их одновременного использования.

Предыдущая модификация Wartsila 32GD не могла работать при некоторых соотношениях жидкого топлива и газа при нагрузках двигателя, близких к 100%. Эта проблема была вызвана недостатком кислорода, поскольку весь кислород потреблялся в процессе горения жидкого топлива и впрыскиваемый газ не мог воспламениться. После проработки многих вариантов было найдено оптимальное время впрыска.

Доработанная система автоматизации и новые компоненты двигателя Wartsila расширили практический диапазон соотношения топлив. Эти изменения дали хорошую отправную точку для дальнейшего развития, и в начале 2010 года мощность двигателя была увеличена до 460 кВт на цилиндр.

Работы по совершенствованию двигателя Wartsila продолжаются, и в этом году проходят испытания на использование новых видов топлива, в основном это тяжелые углеводороды – чистый пропан и гексан. Они подаются в двигатель в жидком виде через обычную газовую систему. Для подачи жидкого газа при соответствующем давлении необходимо заменить компрессор высокого давления мембранным насосом. Если результаты испытаний окажутся положительными и эти новые виды топлива будут одобрены, двигатель Wartsila 32GD сможет работать практически на любом доступном газе или жидком топливе.

Газовые моторы для электростанций Wartsila 32GD — топливная гибкость и адаптивность

Способность Wartsila 32GD работать на топливе низкого качества делает его пригодным для эксплуатации на автономных электростанциях в самых сложных условиях.

Основным преимуществом силового агрегата Wartsila 32GD  является топливная гибкость: он может работать и при отсутствии газа (как более дешевого и чистого топлива), и когда поставки газа ограничены или имеют место временные перебои — в качестве резервного топлива может использоваться нефть.

Недавно двигатели Wartsila 32GD  нашли интересное применение: ими будут оснащаться насосные установки, предназначенные для г. Таманрассет в Алжире.

Город расположен глубоко в горах Ахаггар пустыни Сахара, на высоте 1320 м, что почти на 1000 м выше ближайшего источника воды в Ин-Салахе. По условиям контракта компания Wartsila должна поставить 18 насосных установок с приводом от двигателя и вспомогательное оборудование для шести насосных станций, расположенных вдоль 740-километровой трассы водопровода.

Условия в этом районе пустыни являются экстремальными: очень высокие дневные температуры и пронизывающий холод ночью.

По окончании проекта два трубопровода диаметром по 800 мм смогут поставлять 100000 м3 воды в сутки. Расход воды составит 4000 м3 в час. Каждая насосная станция будет состоять из трех двигателей Wartsila 6L32GD, приводящих в действие центробежные насосы через повышающий редуктор.

Выбор двигателей Wartsila для этого проекта обусловлен двумя основными причинами — способность работать как на дизельном топливе, так и на газе и возможность регулирования их мощности. В течение первых нескольких лет они будут работать на дизельном топливе.

Получить бесплатные консультации специалистов можно по телефону: +7 (495) 649-81-79

Wartsila 32GD — заключение

Двигатель Wartsila 32GD обеспечивает высокий КПД и значительную эксплуатационную гибкость, предлагая в качестве опции уникальное газодизельное сгорание в режиме одновременного использования топлив. При необходимости владельцы станций имеют возможность переоборудовать существующие дизельные двигатели Wartsila в Wartsila 32GD.

Это не только повысит возможности и/или гибкость электростанции, но и значительно снизит вредное воздействие на окружающую среду.