Что обеспечивает функция аварийной остановки на гпэс cummins
Газопоршневые генераторные установки Cummins (Камминз)
Внимание! Акция! Продается выставочный экземпляр
Описание Газопоршневые генераторные установки Cummins (Камминз)
Газопоршневые генераторные установки Cummins, имеют единичную мощность от 315 до 1750 кВт.
Газопоршневые установки Cummins могут работать как на природном, так и на попутном газе. Газопоршневые двигатели – силовые агрегаты электростанций Cummins проектировались и создавались специально для работы на газовом топливе с рабочим давлением не менее 0,2 бар.
Электростанции на базе газопоршневых установок Cummins могут комплектоваться дополнительным оборудованием для работы в комбинированном цикле, с одновременным производством двух видов энергий: электрической и тепловой. Дополнительная возможность получения тепловой энергии приносит существенные экономические выгоды потребителю и сокращает срок возврата инвестиций. Режим получения тепловой энергии при производстве электричества называется когенерация.
Компанией Cummins разработано несколько модификаций двигателей с различной степенью сжатия для работы на газах с разными метановыми числами. Газопоршневые двигатели генераторных установок Cummins работают без снижения мощности на топливном газе с метановым числом от 52, а двигатели серии QSV81/91 могут работать на газе с метановым числом до 38, со снижением номинальной мощности на 30%.
Газопоршневые двигатели генераторных установок Cummins оснащаются цифровой системой управления PCS, которая обеспечивает параллельную работу силовых агрегатов, автоматическую синхронизацию и распределение нагрузки. Система управления позволяет принимать единовременно до 50% нагрузки с сохранением значений частоты и напряжения в допустимых пределах.
Электронный блок контроля распределения активной и реактивной нагрузок, управляя двигателем и системой возбуждения генератора, минимизирует потери мощности при параллельной работе нескольких газопоршневых установок.
Газопоршневые генераторные установки Cummins — автономные электростанции Камминз*
Газопоршневые генераторные установки Cummins — мощность и надежность
Газопоршневые генераторные установки Cummins, имеют единичную электрическую мощность от 150 до 2700 кВт.
Газопоршневые установки Cummins могут работать как на природном, так и при особой подготовке, на попутном газе. Газопоршневые двигатели — силовые агрегаты электростанций Cummins проектировались и создавались специально для работы на газовом топливе с низким рабочим давлением, от 0,2 бар.
Электростанции на базе газопоршневых установок Cummins могут комплектоваться дополнительным оборудованием для работы в когенерационном цикле, с одновременным производством двух видов энергий: электрической и тепловой. Дополнительная возможность получения тепловой энергии на установках Cummins приносит существенные экономические выгоды потребителю и сокращает срок возврата инвестиций. Режим получения тепловой энергии при производстве электричества называется когенерация.
Газопоршневые генераторные установки Cummins — технические особенности
В газопоршневых двигателях Cummins используется камера сгорания открытого типа. По сравнению с двигателями с предварительной камерой сгорания, температурный режим работы такого двигателя менее напряженный, а это положительно сказывается на сроке службы до капитального ремонта.
Газопоршневые двигатели генераторных установок Cummins работают на обедненной газовой смеси, при соотношении массы воздуха к массе топлива 1,7 (система Lean Burn). Это позволяет достичь низкого для газопоршневых электростанций уровня выбросов вредных веществ — содержание окислов азота в выхлопных газах не более 350 мг/м3. Эти цифры полностью соответствуют стандарту Ta Luft.
Частота вращения коленчатого вала некоторых газопоршневых двигателей Cummins — достигает 1800 об./мин, что относит их к классу высокооборотных двигателей.
Компанией Cummins разработано несколько модификаций двигателей с различной степенью сжатия для работы на газах с разными метановыми числами. Газопоршневые двигатели генераторных установок Cummins работают без существенного снижения мощности на топливном газе с метановым числом от 52, а двигатели серии QSV81/91 могут работать на газе с метановым числом до 38, со снижением номинальной мощности на 30%.
Газопоршневые генераторные установки Cummins — системы контроля и управления
Для непрерывного контроля основных параметров — температуры и объема нагнетаемого воздуха, давления подачи газа — на двигателях Cummins QSV81/91 антидетонационные датчики установлены на каждом цилиндре. На основании получаемых данных микропроцессорный контроллер, автоматически регулируя поток газа, подачу воздуха и момент зажигания, выводит процесс горения из зоны детонации.
Газопоршневые двигатели генераторных установок Cummins оснащаются цифровой системой управления PCS, которая обеспечивает параллельную работу силовых агрегатов, автоматическую синхронизацию и распределение нагрузки. Система управления позволяет принимать единовременно до 50% нагрузки с сохранением значений частоты и напряжения в допустимых пределах.
Электронный блок контроля распределения активной и реактивной нагрузок, управляя двигателем и системой возбуждения генератора, минимизирует потери мощности при параллельной работе нескольких газопоршневых установок.
Cummins — о компании
Компания Cummins Inc. основана в США в 1919 г. Штаб-квартира компании находится в г. Коламбус, Индиана, США, основные производственные предприятия расположены в США, Великобритании, Китае, Индии, Бразилии и Японии. Газопоршневые установки и системы управления производятся и собираются на заводах Cummins и Cummins Power Generation в Великобритании. На ГПУ Cummins устанавливаются электрические генераторы производства компании Newage Stamford — подразделения Cummins Inc, являющейся мировым лидером в производстве электрических генераторов различных типов и мощностей. Дизель-генераторы Cummins нашли широкое применение в различных отраслях и сферах российской экономики. Дизель-генераторы Cummins заслужили доверие потребителей благодаря надежности и экономичности. Генераторные установки Cummins дают электричество и тепловую энергию различным промышленным и социальным объектам. В настоящее время компания Cummins производит дизельные и газопоршневые генераторные установки, топливные ячейки, электрогенераторы и другое электроэнергетическое оборудование.
Больше полезной информации о газопоршневых установках Cummins можно получить на корпоративном сайте.
* Камминз или Каминс — так на русском языке могут быть написаны названия газопоршневых двигателей генераторных установок Cummins.
Особенности газопоршневых установок Cummins QSV81/91
Ввиду достаточно низкой стоимости природного или попутного газа генераторные установки, использующие его в качестве топлива, получают всё более широкое распространение. Существуют два технических решения для таких установок: это газовые турбины и газопоршневые двигатели.
Газовые поршневые двигатели Cummins QSV81/91 проектировались и создавались специально для работы на газовом топливе, с учетом специфики газового цикла, в отличие от многих других производителей, использующих газовую модификацию дизельных двигателей.
Двигатели Cummins QSV81/91 работают на обедненной газовой смеси (избыточное содержание воздуха), что позволяет обеспечить низкий уровень вредных веществ в выхлопных газах, по содержанию оксидов азота не более 350 mg/Nm³, что соответствует 70% от стандарта ТА LUFT.
Двигатели Cummins QSV81/91 позволяют работать без снижения мощности на топливном газе с метановым числом от 52. При этом, для топливных газов с различными метановыми числами разработано несколько модификаций двигателей со степенью сжатия 10,5:1, 11,4:1, 12:1. При эксплуатации двигателей с выбранной степенью сжатия, при изменении метанового индекса газа происходит автоматическая подстройка параметров установки, что обеспечивает номинальную мощность установки. Кроме того, двигатели Cummins QSV81/91 могут работать на топливном газе с пониженным метановым числом (до 38) с некоторым снижением номинальной мощности. В частности, при метановом индексе 38, снижение выходной мощности составляет не более 30%.
Система управления генераторных установок с двигателями Cummins QSV81/91 позволяет принимать до 50 % нагрузки в один прием с сохранением значений частоты и напряжения в допустимых для нагрузки пределах.
Генераторные установки на базе двигателей Cummins QSV81/91 полностью оснащены цифровой системой управления PCS, которая обеспечивает автоматическую синхронизацию, ввод агрегатов в параллельную работу и распределение нагрузки. Заложенный в алгоритм системы управления цифровой контроль распределения активной и реактивной нагрузки, принцип которого заключается в воздействии непосредственно на электронные блоки управления двигателем и системой возбуждения генератора, приводит к минимизации потерь мощности при работе параллельно нескольких электростанций. Суммарные потери мощности, таким образом, не превышают 0,5%. Опыт параллельной работы газопоршневых электростанций, в количестве до 12 агрегатов, показывает даже существенно меньшее снижение общей мощности.
Что такое газопоршневые электростанции
Оглавление
Газопоршневая электростанция (сокращенно ГПЭС) представляет собой комплектный, компактный, автономный и эффективный генерирующий объект по выработке электрической и тепловой энергии. ГПЭС работает на базе газопоршневого двигателя внутреннего сгорания и генератора переменного тока – газопоршневой установки (сокращенно ГПУ).
Топливом для двигателя является природный газ или другой горючий газ соответствующего качества. Технология работы газопоршневой электростанции, при которой вырабатывается одновременно два ресурса – электрическая энергия и тепло – называется когенерацией. Газопоршневая электростанция позволяет также получать дополнительный ресурс – холод. Такая технология называется тригенерацией.
Устройство газопоршневой электростанции
«Сердцем» газопоршневой электростанции является газовый двигатель MWM, соединенный на одном валу и установленный на одной раме с генератором переменного тока. Установка оснащается сопутствующим оборудованием, необходимым для нормальной эксплуатации. В процессе конструирования газопоршневых установок MWM используются последние научные разработки и знания, накопленные за 150 лет успешной работы концерна.
Общий вид газопоршневых установок MWM:
Газопоршневая установка в комплекте, согласно требованиям заказчика, устанавливается внутри блок-модуля (контейнера) или стационарно (в здании). Для обеспечения необходимых условий эксплуатации ГПУ, а также требований нормативно-технической документации, электростанция оснащается необходимыми системами и вспомогательным оборудованием.
Основные системы инженерного обеспечения и безопасности:
Принцип работы газопоршневой электростанции
Горючий газ необходимых параметров поступает на газопоршневой двигатель. В процессе сжигания топлива образуется механическая энергия, которая передается через единый вал на генератор и преобразуется в электрическую энергию стандартных параметров качества. Вырабатываемая электроэнергия через кабельные линии передается на генераторное распределительное устройство необходимого уровня напряжения (генераторная ячейка) с последующим распределением до существующего распределительного устройства энергосистемы предприятия заказчика.
Во время работы установки высвобождается большое количество тепла (рубашка охлаждения двигателя, отработавшие дымовые газы, нагретое масло), которое снимается с помощью теплообменников и котлов-утилизаторов (система утилизации попутного тепла). Вырабатываемая тепловая энергия подается в существующую тепловую сеть предприятия. При неиспользовании попутного тепла с электростанции тепловая энергия сбрасывается в атмосферу.
Общая схема технологического процесса:
Точки подключения газопоршневой установки в действующую систему энергоснабжения предприятия уточняются на стадии выполнения проектных работ и зависят от существующей схемы электро-, тепло- и газоснабжения предприятия.
Режим работы электростанции
В зависимости от условий работы потребителя, газопоршневая электростанция может работать в двух режимах по отношению к внешней энергосистеме:
Топливо
Газопоршневые установки работают на различных видах горючего газообразного топлива. Наиболее распространенным и эффективным видом топлива является природный газ.
Другие возможные виды газообразного топлива:
При использовании альтернативных видов газообразного топлива необходим предварительный анализ газа, проверка состава и параметров газа на соответствие требованиям завода-изготовителя.
Система утилизации тепла
Система утилизации тепла позволяет снимать попутное тепло от работающего двигателя с помощью теплообменников и котлов-утилизаторов.
Система позволяет получить тепловую энергию необходимых параметров:
3D-визуализация возможной компоновки ГПУ и парового котла-утилизатора:
Исполнение газопоршневых электростанций
Под исполнением электростанции понимается вид и характер ее установки на площадке предприятия заказчика, т.к. открытое положение ГПУ на улице не предполагается. В зависимости от требований заказчика и условий установки электростанции на предприятии выделяют два основных вида исполнения газопоршневых установок:
Блочно-модульное исполнение значительно сокращает сроки запуска объекта в эксплуатацию и стоимость его реализации, а также не имеет жестких ограничений по размерам. Блок-модуль может быть демонтирован, перемещен, смонтирован и запущен в работу в течение нескольких недель.
Пример блочно-модульной электростанции производства Группы компаний «МКС»:
Пример стационарной электростанции производства Группы компаний «МКС»:
Преимущества блочно-модульного исполнения ГПЭС
Блочно-модульное исполнение газопоршневых электростанций обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами исполнений:
Реализация проектов газопоршневых электростанций
При реализации объектов газопоршневых электростанций основное внимание уделяется качеству и комплексу оказываемых услуг, поэтому, как правило, такие проекты реализуют инжиниринговые компании, выполняющие весь комплекс работ «под ключ» – от проектно-изыскательских работ до запуска объекта и его обслуживания.
На следующей диаграмме представлена укрупненная блок-схема процесса выполнения работ по строительству ГПЭС «под ключ» силами одного из лидеров отрасли малой распределенной энергетики в России – Группы компаний «МКС».
Каждый этап этой технологической цепочки очень важен, невозможен без других и требует высочайшей компетенции исполнителей. Очевидно, что если все работы выполняются одной компанией «под ключ», то итоговая стоимость такого объекта будет ниже, чем если бы каждый этап выполняли разные подрядчики. Также единый исполнитель проконтролирует качество работ на каждом этапе, чего нельзя сказать о нескольких подрядчиках, где каждый отвечает только за свой конкретный объем, а не за проект в целом.
Проектирование
Выполнение проектно-изыскательских работ является одним из наиболее ответственных этапов реализации газопоршневой электростанции. Именно на данном этапе формируются основные технические решения, выпускается и согласовывается проектная документация, обозначается визуализация целого объекта и отдельных узлов.
Группа компаний «МКС» как одно из передовых инжиниринговых предприятий России предоставляет качественные услуги в области проектирования энергетических объектов разной степени сложности.
Поставка оборудования
В зависимости от потребностей заказчика и условий реализации проекта согласовывается спецификация объема поставки основного генерирующего оборудования – газопоршневой установки. ГПУ марки MWM обладают разнообразными техническими характеристиками, позволяющими покрывать практически любые потребности в электрической энергии.
Группа компаний «МКС» является официальным дилером и сервис-партнером MWM – одной из ведущих марок в сфере производства когенерационных газопоршневых установок автономного энергоснабжения. С 2017 по 2019 гг. Группа компаний «МКС» по итогам реализации двигателей MWM является дилером №1 в России.
Производство
После заказа основного оборудования необходимо выполнить его пакетировку – увязать оборудование и все необходимые для работы системы внутри блок-модуля, произвести необходимые опорные и ограждающие конструкции (в том числе сами блок-модули), изготовить дополнительное оборудование. На площадку заказчика оборудование должно поступить в максимальной заводской готовности.
Одно из конкурентных преимуществ Группы компаний «МКС» – наличие собственных производственных мощностей, расположенных в г. Челябинске, где ведется разработка и изготовление блок-модулей и пакетирование газопоршневых установок различной мощности: 4,5 МВт, 2 МВт, 1,2 МВт, 0,6 МВт.
Строительно-монтажные работы
Выполнение строительно-монтажных работ на площадке заказчика включает следующие основные виды работ: земляные работы, устройство фундаментов, строительство зданий и сооружений, монтаж технологического оборудования, монтаж блок-модулей и контейнеров, строительство линейных и сетевых объектов, организация ограждений и подъездных путей, благоустройство и др.
Группа компаний «МКС» имеет допуск на выполнение широкого спектра строительных работ и предлагает заказчику комплексные и эффективные решения.
Пусконаладочные работы
Наладка является завершающим этапом реализации проекта. На данном этапе под наблюдением инженеров-представителей завода-изготовителя ГПУ проводятся комплексные опробования, испытания и запуски оборудования, производятся лабораторные испытания вспомогательного оборудования. Главной задачей пусконаладочных работы является проверка всех режимов работы ГПУ на холостом ходу и под нагрузкой, обеспечение выхода оборудования на номинальные параметры работы.
Группа компаний «МКС» предоставляет полный комплекс пусконаладочных работ на объектах любой степени сложности.
Диспетчеризация и мониторинг
По желанию заказчика инжиниринговая организация может осуществлять удаленную диспетчеризацию и мониторинг за работой генерирующего оборудования в режиме реального времени из единого диспетчерского пункта. Данный вид сервиса позволяет повышать надежность работы ГПЭС и оперативно реагировать на любые изменения в работе оборудования.
Группа компаний «МКС» предлагает услуги по удаленной диспетчеризации и мониторингу новых или уже действующих газопоршневых электростанций.
Сервисное обслуживание
Эксплуатация газопоршневой электростанции – не простое дело и требует от владельца высоких компетенций и технического уровня сотрудников. Поэтому в большинстве случаев собственники мини-ТЭС заключают долгосрочные договора на сервисное техническое обслуживание и эксплуатацию генерирующего оборудования. Дополнительным преимуществом является, если обслуживающая организация является официальным дилером или сервис-партнером завода-изготовителя. Это позволяет получить наиболее оптимальные цены на запасные части, сократить сроки их поставки, а также повысить качество оказываемых услуг.
Группа компаний «МКС» проводит сервисное обслуживание введенного в эксплуатацию энергооборудования в различных регионах России, а также за рубежом.
Преимущества газопоршневых электростанций
Наибольшие преимущества от использования газопоршневых электростанций можно получить лишь при комплексе оказываемых услуг: поставка оригинального генерирующего оборудования с завода-изготовителя и выполнение всех работ по реализации объекта «под ключ».
Крупнейшими производителями газопоршневых установок в мире являются MWM, Caterpillar, Jenbacher, Cummins, Man и др. Газопоршневые установки MWM имеют ряд преимуществ по сравнению с другими генерирующими установками или ГПУ других марок:
Экономика газопоршневых электростанций
Один из основных критериев установки ГПЭС – снижение затрат на энергоснабжение. Экономический эффект от использования газопоршневой электростанции связан с размещением генерирующего объекта в непосредственной близости от потребителя – энергоснабжение производится по себестоимости выработанной электроэнергии, что в большинстве случаев гораздо ниже покупной цены с рынка.
На следующей диаграмме приведена примерная структура удельной себестоимости и экономического эффекта для потребителя при использовании ГПЭС. В итоге, потребитель имеет возможность получать электроэнергию значительно дешевле, чем от гарантирующего поставщика.
В связи с этим, проекты реализации газопоршневых электростанций сейчас имеют довольно привлекательный срок окупаемости для предприятия-потребителя – до 5 лет. При этом, сроки реализации таких проектов укладываются, как правило, в один календарный год. Для сравнения, технологическое присоединение нового мощного производства к внешним электрическим сетям может занимать до нескольких лет, особенно если требуется строительство новых линий и подстанций.
Крупные распределительные сети, к которым подключается новый объект, довольно статичны и медлительны в вопросах изменения или строительства своих сетей. Зачастую крупные потребители вынуждены платить немаленькие деньги для такого подключения, чтобы компенсировать сетям их затраты. В этом разрезе реализация проекта ГПЭС становится не только доступным, но и очевидно выгодным и логичным шагом.
Стоимость газопоршневых электростанций
Преимущества газопоршневых электростанций для потребителя очевидны, но каждый владелец бизнеса умеет считать деньги, особенно свои, поэтом вопрос стоимости реализации таких проектов всегда остается одним из основных. По средним оценкам инжиниринговых компаний, организующих реализацию проектов мини-ТЭС, ориентировочная удельная стоимость строительства такого объекта «под ключ» составляет около 600-650 евро за 1 кВт установленной мощности. Данные расценки являются абсолютно конкурентными в разрезе получения упомянутых выше преимуществ, и грамотные бизнесмены это понимают.
Примерная укрупненная структура затрат при реализации проекта ГПЭС «под ключ»:
Безопасность и экологичность
Рассеивание загрязняющих веществ
Основное генерирующее оборудование ГПЭС является источником загрязняющих веществ. При работе на природном газе выбросы загрязняющих веществ (NOx) в атмосферу для установок MWM составляет менее 500 мг/Нм3.
Уровень рассеивания загрязняющих веществ определяется расчетным способом исходя из конкретных фактических условий и основного нормативного требования – срез дымовой трубы ГПЭС должен быть выше на 3 м, чем подпор ближайшего здания.
Шумовое воздействие
Основное шумопроизводящее оборудование ГПЭС — это ДВС ГПУ, вентиляторы системы вентиляции и вентиляторы сухих градирен. Наибольшим источником шума является ДВС ГПУ. При блочно-модульном исполнении двигатель располагается внутри блок-модуля, собранного из сэндвич-панелей, имеющих шумопоглащающие характеристики (по паспорту) около 31-32 дБа. Таким образом, шум ДВС ГПУ за блок-модулем значительно снижается. В зависимости от расстояния от места установки ГПЭС до ближайшего строения вне предприятия Заказчика достигается нелинейное снижение уровня шума. Расчеты уровня шума и звукового давления производятся по ГОСТ 31295.2-2005 / ИСО 9613-2:1996. Дополнительно (при необходимости), могут использоваться иные средства защиты от физического воздействия газопоршневой электростанции.