Газогенератор может запуститься нормально и поддерживать постоянную скорость, но при этом не достичь номинальной электрической мощности. Низкая теплотворная способность, изменение состава газа, плохая детонационная стойкость, недостаточное давление подачи, влага и загрязнения могут ограничить горение или привести к снижению защитных характеристик. Для выявления реальной причины требуется нечто большее, чем просто проверка концентрации метана или замена деталей двигателя. Изучая энергию топлива, метановое число, динамическое давление и распространенные загрязнения, операторы могут определить, почему Газовая генераторная установка теряет выходные данные, выберите правильное корректирующее действие.
Низкоэнергетический газ приводит к нехватке топлива в двигателе
Нижняя теплотворная способность устанавливает базовый предел энергии
Нижняя теплота сгорания, обычно сокращаемая до LHV, представляет собой полезную тепловую энергию, выделяемую при сжигании определенного количества газа. Ан промышленный Газовая генераторная установка преобразует часть этой тепловой энергии в механическую мощность на валу, а затем в электричество. Когда LHV снижается, двигатель должен получать больший объем газа, чтобы производить ту же мощность в кВт.
Система управления обычно реагирует дальнейшим открытием газового клапана и регулировкой соотношения воздух-топливо. Эта компенсация работает только тогда, когда смеситель, клапан, регулятор, трубопроводы, компрессор и система турбонаддува имеют достаточную мощность. Как только Видео-презентация 1 comp Видео-презентация 1 nt достигает предела расхода, двигатель не может получить тепловложение, необходимое для номинальной мощности. Он может продолжать работать плавно, но его максимальная электрическая мощность останется ниже значения, указанного на паспортной табличке.
Углекислый газ и азот разбавляют топливо
Углекислый газ, азот, кислород и другие негорючие компоненты Видео-презентация 1 занимают пространство в газовом потоке, не внося полезную энергию сгорания. Их присутствие уменьшает количество энергии топлива, поступающей в каждый цилиндр во время цикла впуска. Этот вопрос особенно актуален для свалочного газа, метантенкового газа, шахтного газа низкой концентрации и других промышленных газов, состав которых варьируется в зависимости от сырья или условий производства.
Стабильное, но разбавленное топливо часто можно контролировать путем правильного выбора двигателя и намеренного снижения мощности. Быстрое изменение разбавления сложнее, поскольку контроллер должен постоянно регулировать расход газа, момент зажигания и крепость смеси. Внезапные изменения могут привести к нестабильной температуре выхлопных газов, медленному реагированию на нагрузку или повторяющемуся переходу между нормальным и ограниченным режимом работы.
Стойкость к детонации может ограничивать мощность, даже если газ имеет достаточную энергию.
Метановое число указывает на риск аномального сгорания
Высокая теплотворная способность не означает автоматически, что газ пригоден для работы с полной нагрузкой. Метановое число оценивает устойчивость топлива к детонации в поршневом газовом двигателе. Теплотворность описывает, сколько энергии доступно, тогда как метановое число указывает, насколько безопасно двигатель может выделять эту энергию при заданной степени сжатия, давлении наддува, настройке смеси и моменте зажигания.
Метан обычно обладает сильной детонационной стойкостью. Пропан, бутан и другие более тяжелые углеводороды могут повысить теплотворную способность, одновременно снижая метановое число. В результате Газовая генераторная установка работающий на богатом энергией газе, может столкнуться с пределом детонации раньше, чем Видео-презентация 1 работающий на более бедной, но более детонационной смеси.
Защитные средства управления двигателем могут снизить нагрузку до того, как произойдет повреждение
Стук создает быстрые колебания давления внутри цилиндра, а не контролируемый фронт пламени. Продолжительная работа в условиях сильной детонации может увеличить термическую и механическую нагрузку на поршни, головки цилиндров, подшипники и клапаны. Современные средства контроля предназначены для вмешательства до того, как эти условия причинят значительный ущерб.
Контроллер может задерживать момент зажигания, изменять соотношение воздух-топливо, уменьшать наддув или снижать разрешенную нагрузку на цилиндр. Каждое действие защищает двигатель, но также может снизить мощность генератора. Операторы могут заметить, что высокомощный Газовая генераторная установка нормально воспринимает умеренную нагрузку, но прекращает увеличивать мощность вблизи верхней границы своего рабочего диапазона.
Проблемы с давлением газа часто выглядят как плохой состав газа
Давление необходимо измерять, пока генератор находится под нагрузкой.
Показания давления, снятые при остановленном Газовая генераторная установка мало что говорят о реальной мощности системы подачи. Статическое давление может оказаться приемлемым, поскольку газ почти не течет. Давление, измеренное на холостом ходу, более полезно, но оно все же не отражает потребность, создаваемую высокой электрической нагрузкой.
Динамическое давление должно регистрироваться вблизи входа в двигатель, когда агрегат запускается, принимает нагрузку и приближается к запланированной мощности. Подача, которая не может поддерживать давление, может вызвать медленную реакцию на нагрузку, бедное сгорание, пропуски зажигания, колебания скорости или остановку во время большого скачка нагрузки. Может показаться, что в генераторе используется некачественное топливо, когда реальная проблема заключается в том, что в смеситель поступает недостаточный объем газа.
Ограничения между источником газа и двигателем уменьшают доступный расход
Потеря давления может произойти где угодно между источником и двигателем. К частым причинам относятся трубопроводы недостаточного размера, чрезмерная длина труб, слишком много фитингов, засоренные фильтры, загрязненные сепараторы, частично закрытые клапаны или регуляторы, выбранные для средней, а не пиковой нагрузки. Нестабильность компрессора и нагнетателя может создавать аналогичные проблемы в установках, работающих на биогазе низкого давления или на промышленных газовых установках.
Давление и расход должны регистрироваться во время запуска, изменения нагрузки и устойчивой работы с полной нагрузкой. Сравнение этих тенденций с мощностью двигателя помогает отделить проблему мощности поставок от проблемы состава. Если давление падает по мере увеличения потребности в газовом клапане, перед изменением настроек сгорания следует проверить трубопровод, фильтрацию, регулятор или верхний источник.
Влага и загрязнения превращают потерю выходной мощности в постоянную проблему технического обслуживания
Конденсат нарушает регулирование и горение
Неочищенный газ может содержать водяной пар, пары углеводородов или и то, и другое. Когда газ охлаждается ниже точки росы, внутри трубопроводов, охладителей, фильтров или регуляторов образуется жидкость. Даже небольшое количество конденсата может помешать регулированию давления и вызвать прерывистую подачу топлива.
Скопление жидкости может заблокировать фильтрующий материал, повредить детали регулятора Видео-презентация 1 , вызвать коррозию стальных поверхностей или внезапно переместиться в сторону двигателя во время изменения нагрузки. Возникающие в результате симптомы включают нестабильное давление газа, неравномерное сгорание, пропуски зажигания и временную потерю мощности. Поскольку конденсат может собираться в нижних точках, очевидно сухая проба, взятая в другом месте системы, может не отражать условия на входе в двигатель.
Соединения серы вызывают коррозию и деградацию смазочных материалов
Сероводород и другие соединения серы не могут снизить энергию топлива настолько, чтобы вызвать немедленное падение производительности. Их последствия часто проявляются постепенно в виде коррозии, образования отложений и ускоренного износа смазки. Подшипники, клапаны, поверхности цилиндров, компоненты газового контроля Видео-презентация 1 и оборудование для очистки выхлопных газов могут быть повреждены.
Продукты сгорания серосодержащего газа могут попасть в смазочное масло и способствовать созданию кислой среды. По мере снижения эксплуатационных характеристик масла трение, износ и образование отложений увеличиваются. В таком случае Газовая генераторная установка могут потребоваться более короткие интервалы замены масла или снижение рабочей нагрузки, чтобы поддерживать температуру и износ в допустимых пределах.
Запах не является надежным методом измерения, а приемлемая концентрация серы не может быть установлена с помощью универсального числа. Ограничения должны отражать конструкцию двигателя, характеристики смазочного материала, часы работы, выхлопную систему и требуемый интервал технического обслуживания. Поэтому сероводород и другие соединения серы необходимо оценивать как часть общей схемы очистки газа.
Силоксаны и твердые частицы образуют отложения там, где горение имеет наибольшее значение
Силоксаны вызывают особую озабоченность в газах, образующихся при очистке сточных вод и на свалках. При прохождении кремнийсодержащих соединений через камеру сгорания они могут образовывать твердые минералоподобные отложения. Эти остатки могут накапливаться на свечах зажигания, клапанах, поверхностях поршней, головках цилиндров, компонентах турбокомпрессора Видео-презентация 1 и выхлопном оборудовании.
Загрязнение свечей зажигания может ослабить зажигание и вызвать пропуски зажигания под нагрузкой. Отложения на клапанах или поверхностях сгорания могут нарушить воздушный поток, увеличить количество горячих точек и изменить баланс цилиндров. Сгорание силоксана также может привести к образованию абразивных отложений кремнезема, которые ускоряют износ и повреждают газовые двигатели, теплообменники и системы очистки выбросов.
Масляный туман, ржавчина, пыль, смола и остатки компрессора создают дополнительные ограничения или отложения. Замена свечей зажигания или компонентов для очистки Видео-презентация 1 может временно восстановить производительность, но мощность снова снизится, если неочищенный газ останется неизменным. Силоксаны, сероводород, диоксид углерода, азот, кислород, влага и твердые частицы могут потребовать обработки перед попаданием газа в двигатель.
От низкой производительности к основной причине: практическая последовательность испытаний
Сопоставьте каждый рабочий симптом с правильным измерением
Устранение неполадок следует начинать с схемы работы, а не со случайной последовательности замен Видео-презентация 1 . Стабильная, но постоянно низкая максимальная мощность указывает на другую причину, чем внезапные пропуски зажигания во время этапа нагрузки. Сопоставление симптома с наиболее подходящим измерением сокращает время тестирования и помогает предотвратить ненужную настройку правильно функционирующего Газовая генераторная установка .
Не следует считать газ причиной только потому, что появляется Видео-презентация 1 из этих симптомов. Неисправности зажигания, ограниченный воздухозаборник, проблемы с турбокомпрессором, ограничения охлаждения, проблемы с генератором переменного тока и дисбаланс фаз могут привести к аналогичному поведению. Цель таблицы – выбрать следующее измерение, а не поставить окончательный диагноз без данных испытаний.
Создайте репрезентативную запись о качестве газа и испытаниях под нагрузкой
Полезный газовый анализ должен представлять топливо, которое попадает в двигатель во время нормальной работы. Отбор проб сразу после системы очистки, во время необычно низкого спроса или только в Видео-презентация 1 моменте переменного производственного цикла может привести к ошибочным результатам. Лабораторные испытания должны измерять основные горючие компоненты Видео-презентация 1 , углекислый газ, азот, кислород, более тяжелые углеводороды, влагу и соответствующие следовые примеси.
Полный протокол испытаний должен включать:
● Состав газа, LHV, индекс Воббе и метановое число.
● Влажность или точка росы, сероводород и общая сера.
● Силоксановые испытания на газ из свалок и сточных вод.
● Входное давление и расход во время испытания под нагрузкой.
● Положение газового клапана, детонационная активность, температура выхлопных газов и максимальная мощность.
● Сравнение с утвержденными спецификациями топлива для конкретного двигателя.
Одной пробы может быть недостаточно, если состав газа меняется в зависимости от сезона, сырья, производительности, условий на месторождении или промышленных процессов. Данные о тенденциях более ценны, чем отдельные результаты, поскольку они показывают, следует ли потеря мощности за повторяющимся изменением состава топлива или давления.
Выбирайте между лечением, регулировкой управления и снижением номинальных характеристик.
Корректирующее действие должно быть направлено на устранение подтвержденного ограничения. Разбавление углекислого газа или азота может потребовать модернизации, смешивания газа, увеличения топливной системы или намеренного снижения номинальных характеристик. Падение динамического давления требует внесения изменений в трубопроводы, регуляторы, фильтры, компрессоры или входную подачу, а не изменение схемы воспламенения.
Влага и твердые частицы требуют отделения, сушки, фильтрации и более эффективного управления конденсатом. Соединения серы и силоксаны требуют обработки, выбранной с учетом их концентрации, скорости потока и ожидаемого срока службы среды. Регулировки управления уместны только в том случае, если испытуемый газ остается в утвержденном рабочем диапазоне и конфигурация двигателя допускает повторную калибровку.
Некоторые источники топлива экономически не могут быть модернизированы настолько, чтобы обеспечить полную паспортную мощность. В этом случае документированное снижение номинальных характеристик безопаснее, чем многократное отключение сигналов тревоги или открытие газового клапана за пределами предполагаемого диапазона. KLY предлагает конфигурации Газовая генераторная установка для природного газа, биогаза, свалочного газа, сжиженного нефтяного газа, газификационного газа и некоторых специализированных промышленных газов. Поэтому выбор двигателя и топливной системы должен основываться на фактическом составе газа и условиях эксплуатации, а не на кВт al Видео-презентация 1 .
Заключение
Низкая мощность генератора не всегда является неисправностью двигателя или генератора. Низкая теплотворная способность, плохая ударопрочность, нестабильное давление, влага и следы загрязнений могут снизить полезную мощность Газовая генераторная установка . Надежная диагностика зависит от объединения анализа газа с данными о давлении, расходе, нагрузке и сгорании перед заменой элементов управления или заменой Видео-презентация 1 компонентов.
Цзянсу Келинюан чистая энергетическая технология Co., Ltd . предоставляет газогенераторные установки, системы очистки газа, а также поддержку конфигурации для конкретного проекта для различных условий топлива. Согласование генератора, оборудования для очистки и системы подачи с реальным газом помогает поддерживать стабильную производительность, контролировать эксплуатационные потери и сокращать объемы обслуживания, которых можно избежать.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Почему газогенератор может работать нормально, но производить меньшую мощность?
О: Низкая теплота сгорания, чрезмерное количество инертных газов, недостаточное давление топлива, сгорание с ограниченной детонацией или загрязнения могут снизить доступную мощность двигателя, даже если запуск и скорость кажутся нормальными.
Вопрос: Как качество газа влияет на Газовая генераторная установка ?
Ответ: Состав газа определяет энергоемкость, индекс Воббе и метановое число. Изменения этих значений могут увеличить потребность в топливе, вызвать защитное снижение мощности или помешать работе с полной нагрузкой.
Вопрос: Может ли низкое давление газа снизить мощность генератора?
А: Да. Статическое давление может казаться нормальным, тогда как давление падает по мере увеличения нагрузки. Ограниченные трубопроводы, фильтры, регуляторы или общий спрос могут препятствовать поступлению достаточного количества топлива в двигатель.
Вопрос: Что означает метановое число в топливе для генераторов?
A: Метановое число указывает на устойчивость двигателя к детонации. Более низкое значение может вызвать замедление воспламенения или снижение нагрузки, даже если газ содержит достаточную энергию сгорания.
Вопрос: Какие газовые загрязнители могут снизить производительность генератора?
О: Влага, сероводород, силоксаны, масляный туман и твердые частицы могут вызвать коррозию, отложения, пропуски зажигания, ограничение потока и прогрессирующую потерю мощности в газовых двигателях.
