Planta de pistón de gas: el principio de funcionamiento. Operación y mantenimiento de centrales eléctricas de pistón de gas

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La central eléctrica de pistón de gas se utiliza como fuente de energía principal o de respaldo. El dispositivo requiere acceso a cualquier tipo de gas combustible para operar. Muchos modelos de GPES también pueden generar calor para calefacción y frío para sistemas de ventilación, almacenes, instalaciones industriales.

Centrales eléctricas de pistón a gas: principio de funcionamiento

Los elementos principales del GPES son un motor-generador y un motor de pistón de gas. El gas combustible en la cámara GPA se enciende por medio de una bujía y produce energía que se utiliza para hacer girar el eje de trabajo del generador.

Las centrales eléctricas automatizadas y las unidades eléctricas con motores de gas alternativos, además de la energía eléctrica, pueden generar energía térmica en una caldera de calor residual o un calentador de agua a agua. Menos comunes son los modelos que generan frío.

Dispositivo

La central eléctrica de pistón de gas consta de:

• gasolinamotor y alternador conectados por un acoplamiento de pasador elástico;
• radiador;
• ventilador impulsado desde el extremo delantero del cigüeñal a través de una transmisión por correa en V;
• filtros de purificación de aire y otros dispositivos auxiliares montados en un marco común de la unidad.

El generador tiene un dispositivo completo separado con paneles de control y distribución.

Motor

La operación de una central eléctrica de pistón de gas es imposible sin GPA. Opera con petróleo natural, asociado y gases industriales. El motor tiene cabezas de bloque de aluminio fundido que están montadas y unidas a dos bloques de cilindros. La cámara de combustión (generalmente de tipo abierto) está ubicada en el cilindro entre la parte inferior plana de la cabeza del bloque y la parte inferior del pistón con un rebaje anular.

Basándose en las condiciones para garantizar una combustión sin detonaciones de la mezcla de gas y aire y limitar las presiones máximas de combustión, se utiliza una pequeña relación de compresión de 10,5 (para gas natural) en un motor de gas en lugar de 1415 en un motor diesel. Esto se logra instalando juntas anulares de aluminio más gruesas debajo de las cabezas de los bloques que las de un motor diésel (separadas para cada cilindro).

Sistema de encendido

El motor utiliza un sistema de encendido por batería, que consta de:

• velas eléctricas;
• bobina de encendido del disyuntor-distribuidor;
• fuente de alimentación;
• cables eléctricos.

Para encender la mezcla de trabajo en los cilindrosSe utilizan velas eléctricas (una vela por cada cilindro). Se instalan en la cabeza del bloque en casquillos roscados y tubos de salida, que se encuentran en los lugares donde se encuentran las boquillas en el motor diesel. La ubicación central de la bujía eléctrica con respecto a la cámara de combustión proporciona condiciones óptimas para la combustión de la mezcla debido al mínimo recorrido de propagación del frente de llama en el cilindro y al enfriamiento normal de la bujía por el agua que circula en la cabeza del bloque.

Operación de centrales eléctricas a gas

Diferentes tipos de gases se utilizan como combustible en los motores de gas:

• natural (tanto troncal como licuado);
• asociado (petróleo);
• propano-butano;
• biogás;
• gases industriales (aguas residuales, minas, coque, pirólisis);
• otros gases combustibles.

La fiabilidad de las centrales eléctricas con motores de pistón de gas ha sido confirmada por su operación a largo plazo en Siberia Occidental, Yakutia, el Lejano Oriente y otras regiones de la Federación Rusa. En primer lugar, se explotan en empresas, petróleo y gas, yacimientos de carbón. La abundancia de gas asociado hace que su operación sea muy rentable.

Mantenimiento

Antes de comprar un GPES, se acuerda con el fabricante la composición del gas utilizado como combustible y sus parámetros. El fabricante también realiza el ajuste y la puesta en servicio de las unidades de acuerdo con el consumidor.

Dependiendo deDebido a la complejidad del equipo, el mantenimiento de la planta de pistón de gas lo realiza el proveedor o personal capacitado y con conocimientos probados. El mantenimiento o la reparación del equipo de gas, así como de otros componentes y conjuntos del motor, debe llevarse a cabo solo después de que se haya producido gas desde la línea de gas y el sistema de energía.

El aire no debe contener gases corrosivos ni explosivos. En la sala de máquinas donde está instalado el motor de gas, el aire de trabajo no debe tener un contenido de polvo superior a 0,002 g/m3. En caso de mayor contenido de polvo, se debe instalar un sistema de limpieza adicional en la entrada del motor.

Beneficios

Una central eléctrica de pistón de gas puede funcionar de forma autónoma y en paralelo con otras centrales eléctricas idénticas con una relación de potencia de 3:1 a 1:3 o una red industrial durante mucho tiempo y de forma estable.

Motor de pistón de gas, generador, radiador del sistema de enfriamiento montado en un marco común. El motor y el generador están interconectados por bridas, lo que elimina la necesidad de alinear el eje. El equipo se puede suministrar en versión estacionaria sobre bastidor y en versión móvil en cuerpo aislado.

Durante el funcionamiento de las centrales eléctricas, se realiza un seguimiento automático de:

• estabilidad de los parámetros eléctricos de salida;
• sobrecalentamiento del refrigerante;
• sobrecalentamiento del aceite;
• caída de presión de aceite en el sistema de lubricación del motor;
• menor resistencia de aislamiento;
• apariencia de un potencial peligroso en el caso.

GPES se puede asegurarcontrol automático o remoto de arranque, funcionamiento y parada del motor.

Especificaciones

Principales datos técnicos sobre el ejemplo del modelo ruso AD200S-T400-R:

• Potencia nominal: 200 kW.
• Tensión: 400 V.
• Frecuencia actual: 50 Hz.
• Tipo de corriente: trifásica, variable.
• Velocidad nominal: 1500 rpm.
• Arranque del motor: arrancador.
• Consumo de gas: no más de 50 kg/h.
• Dimensiones totales de la unidad: 2950x1320x1610 mm.
• Peso seco en máquina: 2960 kg.
• Vida útil del motor antes de la revisión: 15000 horas

Una central eléctrica de pistón de gas descargada asegura el arranque de un motor eléctrico asíncrono de jaula de ardilla con una potencia de hasta 125 kW con una relación de corriente de arranque de hasta 7. El GPES está equipado con medios de calentamiento que aseguran a partir de una temperatura inferior a +5Cᵒ y dispositivos para calentar el aire dentro de la habitación (cuerpo).