Перевод дизельного двигателя на газ
Работа дизельного мотора начинается с зажигания. Однако просто подвести газ к камерам сгорания недостаточно. Газ не воспламенятся сам по себе от сжатия, так как его температура самовозгорания гораздо выше чем у солярки: 700 градусов у газа против 320-380 у дизельного топлива. Поэтому при переводе дизеля на газ даже теоретически невозможно использовать только один вид топлива. В этом случае в цилиндрах температуры сжатого воздуха будет недостаточно. Для решения данной проблемы разработано два типа модернизации: переоборудование дизеля в газовый двигатель, а также совместное использование дизтоплива и газа.
Газовый двигатель
Этот метод более простой в эксплуатации, но требует радикальных переделок в конструкции движка. Необходимо демонтировать топливную аппаратуру, вместо которой устанавливают новую систему зажигания. Форсунки снимаются, вместо них устанавливают свечи зажигания. Затем монтируется газобаллонное оборудование. Газ при помощи дозатора поступает во впускной коллектор.
Но этого для долгосрочной работы мотора недостаточно. Та степень сжатия, которая используется для возгорания дизельного топлива, слишком высока для метана с октановым числом 120. При эксплуатации мотора без дальнейших улучшений будет возникать детонация, которая приведёт со временем к поломке двигателя.
Для долговременной службы мотора степень сжатия надо сократить до 12-14. Делается это увеличением внутреннего объёма камеры сгорания. Можно расточить или днища поршней, или камеры сгорания головки блока. Необходимо учитывать, что можно снять лишь небольшой слой металла, чтобы конструкция не разорвалась во время воспламенения. Если расточки металла недостаточно для увеличения объёма камеры, под ГБЦ дополнительно устанавливают прокладки.
В результате переделок от дизеля мало чего остаётся, поэтому модернизированный двигатель называют газовым. По техническим характеристикам переделанный дизельный двигатель будет сопоставим с переведённым на газ бензиновым мотором (если будет соблюдена степень сжатия 12-14). В результате повышается его экономичность, меньше вредных выбросов, существенно увеличивается ресурс двигателя. Для работы газового двигателя потребуется заправляться только газом.
Газодизель
Двигатель данного типа получается адаптацией обычного дизельного мотора для работы на смеси метана и солярки без радикальных переделок конструкции. Однако как всегда возникает проблема воспламенения газа. В газодизеле используется следующая схема: в цилиндры движка в конце такта сжатия нагнетается немного дизтоплива, которое поджигает газовоздушную смесь, поданную на такте впуска.
На газодизель можно перевести любой дизельный движок. Кроме монтажа газовой системы необходимо установить для подачи запальных (небольших) порций солярки насос высокого давления.
Важным преимуществом газодизельных моторов является их универсальность. При наличии газа можно существенно экономить на поездках. Но если судьба забросила в Тьмутаракань, где ближайшая газозаправочная станция находится в 200 км, можно ехать только на солярке. Из других плюсов отметим:
- Благодаря уменьшению налёта гари на деталях цилиндропоршневой группы увеличивается срок службы мотора.
- Масло можно менять реже.
- Содержание СН (углеводорода) в выхлопных газах увеличивается, но экология страдает меньше. В выхлопах просто больше несгоревшего метана, зато почти отсутствует самый ядовитый элемент дизелей — бензопирен.
- При работе газодизеля в режиме 20% дизтоплива и 80% газа исчезает характерный для дизелей чёрный дым.
Экономическая целесообразность
Газовое оборудование устанавливают не ради экспериментов, а чтобы сэкономить лишнюю копейку. Прослеживается прямая зависимость между разницей в стоимости дизтопливо-газ и расходом горючего. То есть, сроки окупаемости ГБО зависят от прожорливости движка. Дизеля достаточно экономичны, поэтому при переводе дизельного двигателя на газ необходимо чётко понимать, что экономическая выгода для легковых автомобилей будет ощутима только при больших пробегах. Для грузовой техники выгода от установки ГБО более очевидна вследствие большого расхода топлива.
В будущем дизтопливо будет дорожать быстрее газа, так как запасов последнего гораздо больше. И добывать его легче. Поэтому со временем станет актуальным перевод на газ легковушек со средним ежегодным пробегом. Добавим расширяющуюся сеть АГЗС. А также нарабатываемый опыт специалистами по квалифицированной установке, обслуживанию и ремонту газобаллонного оборудования (ГБО).
Перевод дизель генератора на газ
Перевод на газ генераторов
с дизельными двигателями
Зачем переводить дизельный двигатель на питание газовым топливом.
Существуют два основных аспекта целесообразности перевода дизельного двигателя на газовое топливо (здесь и далее будут рассматриваться стационарные электрогенераторные установки – дизельгенераторы и дизель электростанции).
Первый и самый значимый аспект – это экономический. Из-за разности стоимости дизельного и газового топлив, переводить дизельный двигатель на газ крайне выгодно. Например, на конец января 2008 г. средняя стоимость 1 литра дизтоплива в Московском регионе составляла 19,5 руб., стоимость 1 кубометра трубопроводного метана составляла около 2,5 руб. При этом, себестоимость (по топливным затратам) вырабатываемой электроэнергии на номинальной мощности 100 кВт дизельгенератором АД-100 с двигателем ЯМЗ-238 составляет 4,87 руб. за 1 кВт*ч. Себестоимость (по топливным затратам) вырабатываемой электроэнергии на номинальной мощности 100 кВт газопоршневым генератором АГ-100 с базовым двигателем ЯМЗ-238 составляет 0,9 руб. за 1 кВт*ч. Экономия составляет 5,4 раза.
Вторым аспектом является экология — уменьшение токсичности выхлопных газов при переводе дизеля на газовое топливо. Практически отсутствует дымность в выхлопе и твердые частицы (сажа). В случае работы оборудования в жилых зонах, больницах и других местах нахождения людей – этот аспект может иметь существенное (либо определяющее) значение.
Способы перевода дизельных двигателей на газовое топливо.
На практике используются два принципиально различающихся способа перевода дизельных двигателей на питание газовым топливом:
(1) Использование газодизельного режима.
В газодизельном режиме в двигатель подают два топлива – основное дизельное (но в меньшем количестве, чем в базовом), дополнительное — газовое (топливо для замещения). При этом основное дизельное топливо играет роль «запальной» дозы для воспламенения интегральной газовоздушной топливной смеси. Данный способ имеет один существенный недостаток, который заключается в необходимости использования сразу 2-х видов топлива: при организации подвода трубопроводного метана к дизельгенератору остается необходимость в периодическом подвозе дизельного топлива (только уже в меньших объемах). Этот недостаток, на наш взгляд, является серьезным ограничением распространения практического использования газодизельных генераторов.
(2) Второй, наиболее удобный для конечного пользователя способ – это конвертация дизельного двигателя в двигатель внутреннего сгорания с воспламенением газовоздушной смеси от искры (полное 100 % замещение топлива, дизельное топливо не потребляется вообще).
Данный способ достаточно радикальный и связан со значительным изменением конструкции базового двигателя. Эта операция может производиться только в специализированном промышленном предприятии. При этом с двигателя демонтируют дизельную топливную аппаратуру, изменяют камеру сгорания под новый вид топлива, устанавливают систему зажигания, топливоподающую газовую систему и электронную систему поддержания стабильной частоты вращения ротора генератора (50 Гц). В результате двигатель работает на газовом топливе, которое имеет значительно ниже стоимость, чем дизельное топливо. Экологические параметры отработавших газов конвертированного дизеля выше исходного двигателя, мощностные параметры находятся на одном уровне с базовым двигателем (либо немного уступают). После выполнения конвертации двигатель уже не может больше работать на дизельном топливе, обратная операция практически невозможна.
В каких случаях целесообразно рассмотреть вопрос по переводу имеющегося у вас в эксплуатации дизельгенератора на газ:
1. Затраты на закупку дизельного топлива стали существенны.
2. Дизельгенератор имеет мощность выше 30 кВт, загрузка его больше нескольких часов в день, периодическая или постоянная эксплуатация.
3. Дизельгенератор изношен, требуется решить вопрос о его капитальном ремонте или покупке нового дизельгенератора.
4. Имеется потенциальная возможность выполнить подключение к трубопроводу подачи газового топлива, либо подключение уже есть, но требуется пересмотр квот потребления газа.
Наше предложение.
Обладая всеми необходимыми технологиями, сертификатами соответствия и разрешительными документами наша компания предлагает услуги по конвертации (переводу) вашего дизельгенератора на использование газового топлива со 100% замещением топлива. Имеющиеся у нас в распоряжении технологии позволяют конвертировать практически любые типы дизельных двигателей мощностью от 30 до 1000 кВт.
Для определения возможности и стоимости выполнения конвертации вашего дизельгенератора загрузите пожалуйста файл с опросным листом, заполните его и вышлите нам обратно по электронной почте или факсу (координаты в разделе Контакты).
Пример обоснования экономической целесообразности конвертации дизельгенератора (на примере дизельгенератора АГ-315 ,номинальная мощьность 315квт) на природный газ: скачать документ
Для определения возможности и полной стоимости переоборудования, пожалуйста свяжитесь с нашей сервисной службой по тел. (495) 661-1112.
Проблемы переделанных дизелей на газ, простым языком
Срок возврата инвестиций 1,5 — 2 года
Электроэнергия от 1,6 руб/кВт
Бесплатное тепло при когенерации
Экономия от 500 000 руб./месяц
Высокий КПД наших установок
Короткие сроки строительства
Телефон отдела продаж:
Особенности метана как моторного топлива
Температура горения метана составляет 1800 – 2000 градусов по Цельсию), что почти в два раза выше, чем у дизтоплива (примерно 1100 градусов). Кроме того, у метана больше удельная теплота сгорания и дольше продолжительность процесса горения в цилиндрах двигателя.
Этими особенностями и объясняется необходимость внесения серьёзных конструктивных изменений в двигатели внутреннего сгорания, предназначенные для работы на природном газе.
Проблемы переделанных дизелей
Практика показывает: стандартные дизельные электростанции, простейшим образом переделанные под природный газ (при этом меняют только системы управления, зажигания и топливоподачи) нормально работать не могут. Поскольку конструкция камеры сгорания и головки цилиндра на таком моторе не оптимизирована под работу на газе, то переделанный дизель очень сильно перегревается. Обычно перегрев наблюдается после того, как нагрузка электроагрегата превышает 50% от номинала.
Изменения в конструкции двигателя
Таким образом, при переходе на природный газ только переделкой системы зажигания и топливной системы обойтись нельзя. «По уму» под метан в двигателе необходимо менять практически всё – и материалы (так как температура горения выше, чем у дизельного топлива), и конструкцию, (как отдельных деталей, так и целых узлов).
Например, головка цилиндра газового двигателя должна быть совершенно другой, чем у дизеля. Здесь и иные, более жаростойкие металлы, и особенная конструкция каналов, обеспечивающая более эффективное охлаждение.
Или поршень. Для работы на природном газе он должен быть изготовлен из более жаростойкого металла, чем для дизтоплива. Кроме того, из-за особенностей горения топливной смеси донце поршня на газовом двигателе должно иметь иную форму, чем на дизельном. А поскольку топливная смесь на основе метана горит в цилиндре дольше, чем дизтопливо, то и рабочий цикл газового двигателя получается иным, чем у дизельного. Соответственно, для работы на метане должны быть внесены изменения и в конструкцию распредвала.
В результате, почти все детали и узлы двигателя разработаны специально для работы на природном газе.
Зачастую такие электростанции имеют привлекательную цену, так как стоимость дизельного двигателя значительно ниже. Мы постоянно сталкиваемся с такими переделанными двигателями, так как Заказчикам отказывают в сервисном обслуживании, либо его совсем нет, станции останавливаются и больше не работают. И с таким электростанциями уже ничего не сделать. Обслуживающему персоналу приходится буквально «ночевать» возле такой ГПУ, так как горит практически все, приходится проводить ТО каждую неделю. Соответственно тратятся большие суммы на ежемесячное обслуживание и ремонты.
Конструкция газовых двигателей специально оптимизирована для работы на метане, а не является переделкой стандартного дизельного движка, как у многих отечественных производителей.
В России нет производств газовых двигателей, все что предлагается под видом «газопоршневых электростанций российского производства» — это все дизельные электростанции, которые не работают на метане.
Что касается конструкции газовых двигателей MAN, качества их изготовления и сборки, то весь модельный ряд – это просто эталон, на который должны равняться все остальные производители.