Centrale a pistoni a gas: il principio di funzionamento. Gestione e manutenzione di centrali elettriche a pistoni a gas

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

La centrale elettrica a pistoni a gas viene utilizzata come fonte di energia principale o di riserva. Il dispositivo richiede l'accesso a qualsiasi tipo di gas combustibile per funzionare. Molti modelli GPES possono inoltre generare calore per il riscaldamento e freddo per sistemi di ventilazione, magazzini, impianti industriali.

Centrali a gas: principio di funzionamento

Gli elementi principali del GPES sono un motogeneratore e un motore a pistoni a gas. Il gas combustibile nella camera GPA viene acceso per mezzo di una candela e produce energia utilizzata per ruotare l'albero di lavoro del generatore.

Le centrali elettriche e le unità elettriche automatizzate con motori a gas alternativi, oltre all'energia elettrica, possono generare energia termica in una caldaia per il calore di scarto o in uno scaldabagno. Meno comuni sono i modelli che generano freddo.

Dispositivo

La centrale a pistoni a gas è composta da:

• gasmotore e alternatore collegati da un giunto elastico a perno;
• radiatore;
• ventola azionata dall'estremità anteriore dell'albero motore tramite una trasmissione a cinghia trapezoidale;
• filtri di purificazione dell'aria e altri dispositivi ausiliari montati su un telaio comune dell'unità.

Il generatore ha un dispositivo completo separato con pannelli di controllo e distribuzione.

Motore

Il funzionamento di una centrale elettrica a pistoni a gas è impossibile senza GPA. Opera su petrolio naturale, associato e gas industriali. Il motore ha teste di blocco in alluminio pressofuso che sono montate e fissate a due blocchi cilindri. La camera di combustione (solitamente di tipo aperto) si trova nel cilindro tra il fondo piatto della testa del blocco e il fondo del pistone con una rientranza anulare.

In base alle condizioni per garantire una combustione senza colpi della miscela gas-aria e limitare le pressioni massime di combustione, in un motore a gas viene utilizzato un piccolo rapporto di compressione di 10,5 (per il gas naturale) anziché 1415 in un motore diesel. Ciò si ottiene installando guarnizioni ad anello in alluminio più spesse sotto le teste dei blocchi rispetto a quelle di un motore diesel (separate per ciascun cilindro).

Sistema di accensione

Il motore utilizza un sistema di accensione a batteria, composto da:

• candele elettriche;
• bobina di accensione interruttore-distributore;
• alimentazione;
• cavi elettrici.

Per accendere la miscela di lavoro nei cilindrisi utilizzano candele elettriche (una candela per ogni cilindro). Sono installati nella testa del blocco in prese filettate e tubi di uscita, che sono forniti nei punti in cui si trovano gli ugelli nel motore diesel. La posizione centrale della candela elettrica rispetto alla camera di combustione fornisce le condizioni ottimali per la combustione della miscela grazie al percorso minimo di propagazione del fronte di fiamma nel cilindro e al normale raffreddamento della candela da parte dell'acqua che circola nella testata del monoblocco.

Gestione di centrali elettriche a gas

Diversi tipi di gas sono usati come carburante nei motori a gas:

• naturale (sia tronco che liquefatto);
• associato (olio);
• propano-butano;
• biogas;
• gas industriale (liquame, miniera, coke, pirolisi);
• altri gas combustibili.

L'affidabilità delle centrali elettriche con motori a pistoni a gas è stata confermata dal loro funzionamento a lungo termine in Siberia occidentale, Yakutia, Estremo Oriente e altre regioni della Federazione Russa. Prima di tutto, vengono sfruttati presso imprese, petrolio e gas, giacimenti di carbone. L'abbondanza di gas associato rende il loro funzionamento molto redditizio.

Manutenzione

Prima di acquistare un GPES, la composizione del gas utilizzato come combustibile ei suoi parametri vengono concordati con il produttore. Anche la regolazione e la messa in servizio delle unità in accordo con il consumatore viene effettuata dal produttore.

Dipende dala complessità delle apparecchiature, la manutenzione della centrale a pistoni a gas viene effettuata dal fornitore o da personale formato e collaudato. La manutenzione o la riparazione delle apparecchiature a gas, nonché di altri componenti e assiemi del motore, devono essere eseguite solo dopo che il gas è stato prodotto dalla linea del gas e dal sistema di alimentazione.

L'aria non deve contenere gas corrosivi ed esplosivi. Nella sala macchine dove è installato il motore a gas, l'aria di lavoro non deve avere un contenuto di polvere superiore a 0,002 g/m3. In caso di maggiore contenuto di polvere, è necessario installare un sistema di pulizia aggiuntivo all'ingresso del motore.

Vantaggi

Una centrale a pistoni a gas può funzionare in modo autonomo e in parallelo con altre centrali identiche con un rapporto di potenza da 3:1 a 1:3 o una rete industriale per lungo tempo e stabile.

Motore a pistoni a gas, generatore, radiatore del sistema di raffreddamento montato su un telaio comune. Il motore e il generatore sono interconnessi da flange, eliminando la necessità di allineamento dell'albero. L'unità può essere fornita in versione fissa su telaio e in versione mobile con corpo isolato.

Durante il funzionamento delle centrali elettriche, viene effettuato il monitoraggio automatico per:

• stabilità dei parametri elettrici di uscita;
• surriscaldamento liquido di raffreddamento;
• surriscaldamento olio;
• caduta di pressione dell'olio nel sistema di lubrificazione del motore;
• resistenza di isolamento inferiore;
• comparsa di un potenziale pericoloso sul caso.

GPES può essere protettocontrollo automatico o remoto di avviamento, funzionamento e arresto del motore.

Specifiche

Dati tecnici principali sull'esempio del modello russo AD200S-T400-R:

• Potenza nominale: 200 kW.
• Tensione: 400 V.
• Frequenza attuale: 50 Hz.
• Tipo di corrente: trifase, variabile.
• Velocità nominale: 1500 giri/min.
• Avvio motore: motorino di avviamento.
• Consumo di gas: non superiore a 50 kg/h.
• Dimensioni complessive dell'unità: 2950x1320x1610 mm.
• Peso a secco della macchina: 2960 kg.
• Durata del motore prima della revisione: 15000 ore

Una centrale elettrica a pistoni a gas scarico assicura l'avviamento di un motore elettrico asincrono a gabbia di scoiattolo con una potenza fino a 125 kW con un rapporto di corrente di spunto fino a 7. Il GPES è dotato di mezzi di riscaldamento che garantiscono a partire da una temperatura inferiore a +5Cᵒ e dispositivi per il riscaldamento dell'aria all'interno della stanza (corpo).