Pembangkit listrik bahan bakar alternatif di Rusia

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Selama beberapa tahun terakhir, pembangkit listrik otonom dengan mesin piston gas menjadi semakin populer di Rusia dan luar negeri. Unit-unit ini mudah dirawat dan mengkonsumsi lebih sedikit bahan bakar daripada unit diesel tradisional. Selain itu, berdasarkan mesin piston gas, dimungkinkan untuk merakit stasiun gabungan yang secara bersamaan menghasilkan panas dan listrik.

Kami berbicara dengan pengembang dari Transmashholding, mitra umum festival Polytech 360, tentang perbedaan unit piston gas dari mesin bensin atau diesel dan apakah itu dapat dipasang di mobil biasa. Pertanyaan kami dijawab oleh Alexander Terekhin, kepala departemen pengembangan mesin diesel di Transmashholding JSC, dan Igor Ovchinnikov, manajer proyek untuk pengembangan teknik diesel di Transmashholding JSC.

Pada dasarnya, mesin piston gas adalah mesin pembakaran internal konvensional yang menggunakan gas untuk beroperasi. Instalasi semacam itu pertama kali muncul pada akhir abad ke-19 dan digunakan terutama di pabrik-pabrik untuk menggerakkan berbagai peralatan produksi. Kemudian, mereka terutama digantikan oleh motor listrik. Mereka juga tidak banyak digunakan dalam transportasi. Namun dalam beberapa tahun terakhir, popularitas mesin piston gas mulai tumbuh. Ada beberapa alasan untuk ini, tetapi yang utama adalah kenaikan harga bahan bakar hidrokarbon cair (bensin, solar). Saat ini, mesin piston gas digunakan dalam generator listrik, generator panas, pompa, kompresor, dan unit pendingin.

N + 1: Di pabrik mana mesin piston gas digunakan dan mengapa?

Mesin piston gas digunakan di pembangkit listrik di hampir semua aplikasi: generator mesin stasioner dan pembangkit listrik, lokomotif, mobil, transportasi dan teknologi (untuk traktor, peralatan tambang) dan lain-lain.

Cadangan gas alam di negara kita dan di dunia secara signifikan melebihi cadangan bahan bakar hidrokarbon cair dari semua jenis. Secara alami, biaya bahan bakar gas jauh lebih rendah daripada bahan bakar hidrokarbon cair. Di negara kita, banyak generasi akan dapat menggunakan bahan bakar jenis ini.

Untuk apa mesin seperti itu bekerja?

Mereka menggunakan dua jenis bahan bakar gas. Pertama, itu adalah gas alam (mengandung sebagian besar metana), yang kami bakar, khususnya, di dapur kami. Dan, kedua, bahan bakar gas yang diperoleh dari penyulingan minyak (mengandung sebagian besar propana dan butana). Ini adalah yang terakhir dalam keadaan cair yang sebagian besar digunakan sebagai bahan bakar motor untuk mobil atau dalam silinder untuk pondok musim panas gas.

Sebagian besar mesin industri, truk dan bus menggunakan gas alam terkompresi atau cair. Baru-baru ini, ada proposal untuk konversi mobil penumpang menggunakan gas alam.

Bagaimana mesin seperti itu berbeda dari mesin pembakaran internal?

Mesin piston gas adalah mesin pembakaran internal yang sama, tetapi dengan beberapa fitur desain yang terkait dengan penggunaan jenis bahan bakar yang berbeda.

Pertama-tama, sistem penyimpanan gas dan peralatan gas harus dipasang pada produk akhir (mobil, lokomotif diesel, dll.) untuk mengubah parameter gas (tekanan, suhu) dan memasoknya ke mesin.

Perubahan pada mesin itu sendiri dapat dibagi menjadi dua bagian. Yang termasuk dalam yang pertama bersifat konstruktif dan berhubungan dengan perubahan rasio kompresi, desain bagian-bagian dari grup silinder-piston, pengaturan suplai udara dan turbocharger dan elemen lainnya. Yang terakhir terhubung dengan peralatan mesin dengan perangkat untuk memasok gas ke intake manifold atau ruang bakar.

Apakah mungkin untuk memasang mesin piston gas pada mobil biasa?

Bisa. Banyak yang memakai dan mengendarai dengan sukses. Solusi tersebut digunakan dalam mobil, traktor, lokomotif, kapal komersial bobot mati kecil dan kendaraan lainnya.

Transmashholding dan mesin gas

Pada 2013, lokomotif diesel shunting TEM19 diproduksi di pabrik Transmashholding di Bryansk. Ini adalah lokomotif diesel pertama di dunia yang mesin pistonnya menggunakan gas alam, yang pasokan otonomnya disimpan dalam bentuk cair dalam wadah kriogenik.

Saat ini, TMH telah memulai proyek untuk membuat lokomotif diesel shunting gas baru TEM29 dengan peningkatan daya. Desainnya akan didasarkan pada prinsip modularitas peralatan utama. Hal ini bertujuan untuk mengurangi biaya sumber daya yang terlibat dalam melakukan pemeliharaan dan perbaikan selama operasi karena penggunaan perbaikan agregat.

Di perusahaannya di Kolomna, TMH mengimplementasikan sejumlah proyek menggunakan bahan bakar alternatif, menguasai produksi jenis produk baru yang mendasar - mesin gas yang dirancang untuk menghasilkan listrik dan panas di pembangkit listrik untuk keperluan dasar, cadangan, dan darurat.

Saat ini, generator mesin gas 9GMG untuk lokomotif diesel shunting TEM29 sedang dibangun di pabrik Kolomna.

Mesin, yang dibuat di pabrik TMH Kolomna, akan menggunakan bahan bakar diesel, bahan bakar alami atau gas minyak terkait, serta minyak mentah dalam kisaran daya 1000 hingga 3500 kilowatt sebagai bahan bakar utama.

TMH juga bermaksud untuk mengembangkan modifikasi gas dari mesin diesel baru yang dibuat selama implementasi subprogram pengembangan mesin diesel dari Program Target Federal "Basis Teknologi Nasional".

Mengapa mesin ini tidak digunakan secara universal?

Kebetulan secara historis bahwa berbagai jenis bahan bakar hidrokarbon cair terutama digunakan sebagai bahan bakar motor. Infrastruktur yang luas telah dibuat untuk mereka. Oleh karena itu, untuk memperluas penggunaan gas, perlu untuk memperluas infrastruktur yang terkait dengan pengirimannya ke tempat pengisian bahan bakar dan, pada akhirnya, ke tempat pembakaran. Ini sekarang sedang aktif dikejar.

Saat ini, yang paling menjanjikan untuk pengoperasian lokomotif yang menggunakan bahan bakar mesin gas adalah jalur utara kereta api Sverdlovsk yang tidak dialiri listrik. Wilayah ini memiliki semua kondisi yang diperlukan: profil datar, volume kargo yang besar, ketersediaan gas alam yang murah, serta fasilitas produksi, yang menjadi dasar peluncuran produksi gas alam cair.

Secara umum, penggunaan gas sebagai bahan bakar motor di semua jenis transportasi dan penciptaan transportasi gas domestik dan peralatan stasioner sangat penting saat ini untuk pembaruan rolling stock, yang harus memenuhi standar keselamatan, lingkungan, dan keandalan internasional.

Mengapa mereka sering digunakan di pembangkit listrik kecil?

Ini menguntungkan dan ekonomis. Konsumsi bahan bakar dan biaya operasi merupakan masalah penting bagi pemilik pabrik. Unit piston gas memiliki konsumsi bahan bakar spesifik per kilowatt per jam yang diproduksi di bawah mode beban apa pun yang lebih kecil daripada unit turbin gas. Sebab, efisiensi mesin piston 36-45 persen, sedangkan untuk turbin hanya 25-34 persen.

Keuntungan utama mesin piston gas dibandingkan mesin diesel adalah bahan bakar yang lebih murah. Bahkan ketika campuran gas propana-butana digunakan sebagai bahan bakar cadangan, biaya satu unit energi listrik yang dihasilkan di pabrik piston gas adalah 1, 3 kali lebih rendah daripada di diesel.

Pengoperasian dan pemeliharaan unit piston gas, berbeda dengan unit turbin gas, tidak memerlukan personel teknik yang berkualifikasi tinggi. Perawatan rutin, perbaikan menengah dan perbaikan mesin piston gas dapat dilakukan di lokasi operasi tanpa memindahkan unit ke lokasi pabrikan atau perusahaan khusus.

Apa alasan semakin populernya unit piston gas dalam beberapa tahun terakhir, meskipun faktanya teknologi itu sendiri sudah ada sejak lama?

Analisis pasar konsumen untuk energi listrik dan panas mengungkapkan bahwa sekitar 30 persen konsumen tidak memerlukan daya puluhan dan ratusan megawatt dan, oleh karena itu, catu daya terpusat wajib, yang total kerugiannya selama transportasi melalui jaringan ke konsumen adalah hingga 25-30 persen.

Selain itu, pengguna tidak puas dengan tingginya biaya koneksi ke jaringan terpusat, dan secara umum, liberalisasi pasar energi di Rusia telah menyebabkan krisis dalam pengoperasian sistem pasokan energi terpusat yang besar.

Teknologi piston gas sangat cocok untuk pembangkit listrik skala kecil, sangat efektif menerapkan konsep pembangkit listrik "ekonomis" dengan kerugian minimal dari panas dan listrik yang dihasilkan. Sumber desentralisasi otonom lokal dari produksi gabungan listrik dan panas berdasarkan pembangkit piston gas memiliki efisiensi tinggi, sepenuhnya independen dari jaringan listrik regional, dan, akibatnya, dari pertumbuhan tarif, dapat diandalkan, tidak memerlukan biaya untuk pembangunan pasokan dan jaringan distribusi.

Mesin piston gas dapat digabungkan secara seri. Apa manfaat konsolidasi tersebut dibandingkan dengan penggunaan instalasi secara terpisah?

Tidak hanya mesin piston gas, tetapi juga mesin diesel dapat digabungkan menjadi "baterai". Itu semua tergantung pada fitur dan persyaratan pembangkit listrik stasioner. Secara khusus, sangat sering modul individu dapat dikirim ke tempat pemasangan dan pengoperasian hanya dengan helikopter. Tetapi ada pembangkit listrik khusus, persyaratan utamanya adalah daya maksimum yang mungkin dalam satu unit.