Fizika | Energetika » Sándor László - Gázmotor-telepítések tapasztalatai

Gázmotor-telepítések tapasztalatai* Sándor László A cikk a gázmotorok létesítésével kapcsolatos tapasztalatokat foglalja össze. A tapasztalatok kiterjednek a beruházást megelőző szakaszra, a tervezésre, a telepítésre, a berendezések üzembe helyezésére és a karbantartásra. * The article summarizes the experience gained at the gas engine insta/lation works. The experience presented covers the pre-investment phase, the design, the installation, the commissioning and the maintenance activities. Ilyen lehetőség a gázmotorba jutó gázkeverék turbó fokozat utáni alacsonyabb hőmérsékletre (38--42°C) való hű­ tésére használt, külön vízkörben keringtetett 28-35°C-os víz hasznosítása, pl. gőzkazánok pótvizének előmelegítésére Ugyancsak hasonló, környezetbe jutó hőt tudunk hasznosítani kondenzációs füstgáz hasznosítással, ott ahol erre lehetőség van. 1. 3 Villamos hálózatra csatlakozás lehetőségei 1. A beruházást

megelőző szakasz A gázmotor kiválasztását megelőzően lényeges megvizsgálni a villamoshálózatra kapcsolódás lehetőségét. Meg kell vizsgálni, hogy a gázmotortól milyen távolságra lehet a hálózatra rákapcsolódni. Milyen feszültségszinten üzemel ott a hálózat? A hálózat kapacitása elegendő-e a termelt villamos energia fogadására? A rákapcsolódás kiépítése milyen műszaki követelményekkel jár? Ezeket a feltételeket mindenképpen tisztázni kell a helyi Áramszolgáltatóval. 1. 1 A fogyasztói igények pontos meghatározása 1. 4 A megfelelő teljesítményű gázmotor kiválasztása A fogyasztói igények meghatározásánál - kapcsolt energiatermelésről lévén szó - a fogyasztók hőigényét kell pontosan meghatározni. Kedvező esetben a fogyasztók rendelkeznek napi, sőt talán óránkénti hőfelhasználás adatokkal. Esetenként, főleg a hőt saját felhasználásra termelőknél, csak napi vagy havi gázfogyasztás adat áll

rendelkezésre. A többé-kevésbé rendelkezésre álló adatok alapján kell meghatározni a minimális hőigényt. Kapcsolt energiatermelés esetén ez a nyári minimális hőigény, trigeneráció esetén a tavaszi, illetve őszi minimális hőigény. Ez a hő­ igény fogja meghatározni a folyamatos, évi 8000-8300 órás kihasználáshoz kiválasztható maximális hőteljesít­ ményű gázmotort. A maximális, téli hőigény és a gázmotorral megtermelhető hőmennyiség különbségét egy vagy több kazánnal kell biztosítani. Amennyiben a gázmotor az év egy rövid időszakában nem működik, pl. trigeneráció esetén 1-2 hónap átmeneti időszakban, úgy a kiválasztható maximális teljesítményű gázmotort az üzemeltetési időszakban előforduló minimális hőigény fogja meghatározni. Ez esetben viszont, az éves kihasználási óraszám csökkenése miatt, azzal arányosan nő a beruházás megtérülési ideje. Ugyancsak a beruházás megtérülését

fogja növelni, ha heti vagy napi időszakokban, pl. éjszaka vagy hétvégén nincs hőigény, vagy csak erőteljesen lecsökkent hőigény van. A napi vagy heti hőigény-ingadozások gazdaságtalanná tehetik a beruházást A villamosenergia-törvény végrehajtásának ez évi módosulása értelmében - mint az már közismert - a preferált villamos energia átvételi ár eléréséhez a gázmotor összes hatásfoka havi szinten nem lehet kevesebb, mint 65%. Ebből adódik, hogy a gázmotor teljesítményének kiválasztásánál a hőigényből kell kiindulni. A gázmotor akkor üzemel leggazdaságosabban, ha névleges terhelésen folyamatosan működik, azaz folyamatosan a névleges villamos energiát termeli értékesítésre. A villamos hatásfok ez alapján adódik A villamos hatásfokot kivonva a 65%-ból megkapjuk, hogy mennyi a minimálisan értékesítendő hőre jutó hatásfok. Az így kapott értéket elosztva a termikus hatásfokkal megkapjuk, hogy a gázmotor

névleges hőteljesítményének legalább hány százalékát kell értékesíteni havonta. Példa: a gázmotor villamos hatásfoka 41,0%, a gázmotor termikus hatásfoka 46,0%, az összes hatásfok 87%. Ezekből 65% - 41 % = 24% és 24% / 46%= 52% Tehát a gázmotor névleges hőteljesítményének legalább 52%-át kell havi szinten értékesíteni ahhoz, hogy elérjük a bűvös 65%-ot, és ezzel preferált átvételi árat érvényesíthessünk az értékesített villamos energiára. 1.2 A helyi Kedvező lehetőségek kihasználása kihatással van a gázmotoros beruházás gazdaságosságára, ha helyi többlethő-felhasználási lehetősé­ gek állnak rendelkezésre, és azokat beillesztjük a gázmotor hőkapcsolásába. 2. Tervezés 2. 1 A gázmotor helyes illesztése a hőtechnológiai rendszerhez, meglévő hőközponthoz Lényeges, hogy a gázmotor úgy illeszkedjen a hőtechno­ lógiai rendszerbe, hogy hője a lehető legnagyobb mértékben hasznosuljon.

Kényszerhűtő csak akkor lépjen működésbe, ha már több hőt nem tud fogadni a fűtési rendszer. * A Magyar Kapcsolt Energia Társaság KonferenciáJán 2003. március 19-20-án Miskolc-Lillafüreden elhangzott előadás alapján 36 MAGYAR ENERGETIKA 2003/3 Hiba például egy hidraulikai rövidzárra csatlakozó gázmotornál, na a fűtési hálózat felöl érkező víz huzamosabb ideig visszahűti a gázmotorról érkező vizet, és ezáltal a fűtési hálózatba kevesebb hő jut, mint amennyit a gázmotor termel, ugyanakkor a gázmotorra visszatérő víz pedig melegebb a megkívántnál. A hiba oka lehet a helytelenül kialakított hidraulikai rövidzár. Ugyancsak hiba, ha a fűtési rendszer nem tudja felvenni a gázmotor által termelt hő többségét, azaz a gázmotor nem tudja hőteljesítményét a fogyasztó felé leadni, és emiatt több hő jut a vészhűtőbe, mint a rendszerbe. A hiba oka lehet a fűtési hálózat fogyasztói oldali hőcserélőjének

helytelen mérete, helytelenül beállított változó tömegárama, vagy a hőigényekhez képest túlméretezett gázmotor. Ezek a hibák gondos, átgondolt tervezéssel elkerülhetők. burkolat. A burkolat a motoron kívül általában néhány, esetenként az összes tartozékot magában foglalja. Ha a motor olyan helyiségben kerül elhelyezésre, ahol kezelő­ személyzet nem tartózkodik, akkor elég, ha a helyiség fala van zajszigeteltre kialakítva, speciális zajszigetelő téglából felépítve. Tapasztalat mutatja, hogy zajszigetelő téglából készült 30 cm-es falazattal jobb zajcsillapítás érhető el, mint lemezes zajcsillapító burkolatú gázmotor üvegezett kazánházi telepítésével. Ha a motor kezelő­ személyzet tartózkodására szolgáló kazánházba kerül, akkor is kialakítható csak a motort befogadó falazott zajcsillapítás. Ez egy olyan oldalfallal és tetővel rendelkező fülke, amelyben a beépített gázmotor körbejárható (szerelési

szempont), ugyanakkor a fülkén kívül, pl. annak tetején kerül elhelyezésre a katalizátor, a füstgáz hőcserélő és a kipufogódob(ok). 2.2 Villamos rendszerhez való csatlakozás ty1ár a tervezés fázisában figyelembe kell venni, hogy az Aramszolgáltató milyen védelmi berendezéseket és fogyasztásmérő kiolvasást követel meg. Kedvező, ha a beépítésre tervezett berendezések az Ar 9mszolgáltató által elfogadott típusúak. Szükséges az Aramszolgáltatóval még a tervezés fázisában rögzíteni az általa megkövetelt, a hálózatra kapcsolódás feltételét biztosító berendezések listáját úgy, hogy az a beruházás további fázisaiban ne módosuljon. A gázmotoros egység oldaláról a vezérlőegység rendelkezzen mindazzal a védelmi funkcióval (vektorvédelem, feszültségvédelem, frekvenciavédelem, teljesítmény irányvédelem), amelyek a generátor védelmét biztosítják, védik a generátort a hálózati zavaroktól. 2.3

Tartozékok helyes méretezése A gázmotorhoz kapcsolódó hőcserélők és szivattyúk, amelyek a megfelelő hőleadást biztosítják, hidraulikailag és energetikailag is helyesen legyenek méretezve. Legyen teljesítmény tartalék a hőcserélőknél a működés során adódó hőátadási tényezők romlásának ellensúlyozására. Előfor­ dulhat ugyanis, hogy ha a turbófokozat hűtésére nedves rendszerű hűtőtornyot alkalmazunk, amire nem kezelt vizet vezetünk rá és párologtatunk el, akkor huzamosabb használat után vízkövesedés miatt hűtési teljesítmény romlik. 2.4 Környezetvédelem A magyar szabvány emissziós előírása a német TA-Luft előírással megegyezik, de ettől eltérően a gázmotor telepítésének helye szigorúbb emissziós értékek elérését is szüks égessé teheti. Az is lehet, hogy a területileg illetékes Onkormányzat ír elő szigorúbb feltételt, általában TA-Luft érték felét. A tervezésnél célszerű figyelembe

venni, hogy a későbbiek során - esetleg évek múlva - várható-e a ½ TA-Luft-os követelmény, mert akkor a gázmotort mindenképpen½ TA-Luft-nak megfelelő Nüx-kibocsátásúra kell választani, az oxidációs katalizátor betétet viszont később is lehet cserélni a szigorúbb CO és NMHC értékeket biztosítóra. Tehát a motor már induláskor alkalmas legyen a 250 mg/Nm 3 Nüx-kibocsátásra, de az oxidációs katalizátor még lehet a TA-Luft-nak megfelelő. A motor zajcsillapítására a zajcsillapító burkolat a megszokott, ami egy zajszigetelő anyaggal bélelt lemez- MAGYAR ENERGETIKA 2003/3 2. 5 Engedélyeztetések Célszerű az engedélyeztetéseket a lehető leghamarabb elindítani, mert időigényesek, és a kivitelezés tervezett kezdési időpontját az engedélyeztetés elhúzódása késleltetheti. Esetenként több hónap csúszás is adódhat belőle 3. Telepítés 3. 1 Ütemterv Az ütemterv adja meg a beruházás optimális időüteme­ zését.

Meghatározza, hogy mely munkák végezhetők egymással párhuzamosan és megmutatja mennyi a teljes beruházási folyamat időigénye. A befejezés késedelmét eredményezheti, ha valamely munkafázis elhúzódása az azt követő munka eltolódását vonja maga után, és az így kialakult csúszást nem lehet a későbbi munkafázisoknál behozni. 3.2 Helyszíni összeszerelés vagy blokkosított egység előregyártása Mindkét telepítési módnak vannak előnyei és ezzel együtt, ami az egyiknek előnye, a másiknak hátránya. A helyszíni összeszerelés előnye, hogy a helyi sajátosságokhoz és lehetőségekhez a lehető legnagyobb mértékben igazítható, így az üzemeltető a meglévő rendszeréhez egy jól illesztett és optimálisan elhelyezett gázmotoros egységhez jut. Számolni kell viszont a helyszíni szerelléssel járó elkerülhetetlen kellemetlenségekkel (pl. zaj, több ember jelenléte, mozgása az üzemi területen). A blokkosított egység

előregyártásának előnye a pontosabb kiviteli ütemezhetőség, kevesebb helyszíni munka. Hátránya viszont, hogy a helyszínt kell alkalmassá tenni az elhelyezéshez, ami esetenként megoldhatatlan. Ezért leginkább új épületbe való telepítést célszerű választani A blokkosított, előre gyártott változathoz tartozik még a konténerben való elhelyezés, amely olyan helyen praktikus, ahol nincs lehetőség épületben való elhelyezésre. Mindig a helyi adottságok és lehetőségek határozzák meg, hogy melyik telepítési mód választása az optimális. A helyszíni összeszerelés mindig optimális lehetőséget nyújt, viszont sok esetben megfelelő az előregyártott változat is. Konténeres változat választása helyi szükségletből adódik 37 3.3 Gázmotorhoz kapcsolódó tartozékok beszerzése, helyszínre szállítása Lényeges, hogy minden tartozék időben az összeépítés helyszínére kerüljön. Ezt az egyes egységek időben történő

megrendelésével és a leszállítási időpontok koordinált ütemezésével el lehet érni Esetenként a beszállítót rövidebb határidő tartására kell ösztönözni. 3.4 Alvállalkozók egymás melletti tevékenysége A fővállalkozónak úgy kell meghatározni az egymással egy időben végezhető munkákat, hogy a kivitelezők (alvállalkozók) térben is egymás mellett tudjanak dolgozni. Például villamos szerelési munkák végezhetők egy idő­ ben a gépészeti szerelés befejező fázisával (csővezeté­ kek hőszigetelésével), de egy térben nem. lyességét. Mérni kell a motor paramétereit - ennek része az emisszió mérés is - és be kell hangolni a motort. A próbaüzemi járatás során derül ki, hogy szükséges-e még valamely beállítási értéket módosítani. 4. 4 Próbaüzemi tapasztalatok értékelése A próbaüzemi tapasztalatok érékelése több napos próbaüzem után történjen. A tapasztalatok alapján kerüljenek módosításra

mindazok a beállítási értékek, amelyek módosítása a tartós megbízható üzem és a teljesítményértékek, valamint emissziós értékek tartása miatt szükséges. A próbaüzemet valójában két fő szakaszra célszerű osztani. Az egyik a berendezés beszabályozása és ellenőrzése különböző üzemi állapotok mellett, a másik az üzemszerű próbafuttatás (48 vagy 72 órás), amikor az átadás feltételeiben rögzített paraméterek kerülnek ellenőrzésre. 4. Üzembe helyezés 4. 5 Átadás üzemeltetésre 4. 1 A rendszer feltöltése Az üzembe helyezés a rendszer feltöltésével veszi kezdetét. A motor vagy annak kenőolaj ellátó tartálya feltöltésre kerül megfelelő minőségű kenőolajjal. A motor hűtővíz rendszerét lehetőleg előkevert fagyálló hűtőfolyadékkal töltik fel, amely lehet speciális, a motor gyártója által ajánlott adalékkal ellátott hűtőfolyadék is. Külön vízkörrel hű­ tött turbófokozat esetén, annak

vízköre is fagyálló vízzel kerül feltöltésre, de természetesen adalék nélkülivel. Végül ne felejtsük el a fűtési rendszer technológiai vizét sem ráengedni a hőcserélők rendszer felöli oldalára. Lényeges, hogy minden folyadék a megfelelő helyre kerüljön, és még véletlenül se cserélődjenek fel. Villamos oldalon feszültség alá kell helyezni a vezérlést, az akkumulátorokat rá kell kötni a motorra. A berendezés üzemeltetésre átadása a próbaüzem lezárása, és egyben a beruházás és telepítés végső fázisa. Ekkor kerüljenek dokumentálásra a műszaki paraméterek és beállítási értékek. Az üzembe helyezés folyamata, vagyis a motor elindításától az üzemeltetésre való átadásig tartó időszak legalább 1 hét legyen. Ennél kevesebb idő nem nyújt elég biztonságot arra, hogy az üzembe helyezett berendezés az ezt követő néhány hétben problémamentesen visel bármilyen üzemállapotot. Ne elégedjünk meg

azzal, ha a gázmotorszállító erre csak két napot szán, azaz csak a 48 vagy 72 órás próbafuttatást tekinti üzembe helyezésnek. 5. Előírás szerinti ellenőrzés, karbantartás 4.2 A rendszer ellenőrzése Az indítást megelőzően a rendszert gépészeti és villamos oldalról egyaránt ellenőrizni kell. Víz oldalon nincs-e valahai tömítetlenség Villamos vezérlési oldalon tesztelni kell valamennyi reteszfeltételt. A villamos kapcsolószekrényben ellenőrizni kell a hálózati kapcsolatot 4. 3 Próbaüzem A próbaüzem során a generátort hálózatra kell kapcsolni, és ellenőrizni az összes jelzési és beavatkozási érték heA Hő- és Villamosenergetikai Tagozat közgyűlése A Magyar Mérnöki Kamara Hő- és Villamosenergetikai Tagozata 2003. június 3-án tartotta tisztújító közgyűlését. Az Elnökség beszámolóját Büki Gergely leköszönő elnök terjesztette elő, amit a közgyűlés egyhangúlag elfogadott. A tagozat ebben az évben

adta ki először a Ronkay Ferenc Energiamérnöki Díjat. A Varjú György vezette díjbizottság egy hőenergetikus mérnök és egy villamos energetikus mérnök kitüntetésére tett javaslatot. A díjazottak: Dezső György (hőenergia) és Benkő Kálmán (villamos energia). A közgyűlés gratulált a díjazottaknak 38 A gázmotoros kapcsolt energiatermelő vagy trigenerációs egység hosszú távú megbízható működése az üzemeltető által végzendő előírás szerinti ellenőrzések betartásán és a szakszerű karbantartáson dől el. A szakszerű karbantartások és javítások elvégzését lehetőleg bízzuk a gázmotor szállítója által megadott szakszervizre. Legkedvezőbb eset az, amikor maga a motor szállítója rendelkezik magyarországi szakszervizzel, mert így elejét lehet venni az egymásra mutogatásnak, és a külföldről ellátott esetleges késedelmes hibaelhárításnak. A közgyűlés módosította a tagozat ügyrendjét. A tagozati

közgyűlés szerepét a jövő­ ben küldöttgyűlés veszi át. A módosított ügyrendbe be kell emelni a Ronkay Ferenc Energiamérnöki Díjat, valamint a „a Tagozat alapító elnöke cím" létrehozását is A tagozat Elnökségének és Minősítő Bizottságának négy éves mandátuma lejárt, a közgyűlés - munkájuk megköszönése mellett felmentette a leköszönő testületeket. A kamarai törvény értelmében a tagozat két ciklust betöltött elnöke nem választható Újra A jelblőbizoit­ ság törekedett arra, hogy a tagság arányának megfelelően a gépész- és a villamosmérnökök egyenlő súllyal legyenek képviselve A megválasztott tisztségviselők· Elnök: Zarándy Pál, Alapító elnök: Büki Gergely. Elnökség: Büki Gergely, Homola Viktor, Jászay Tamás, Lontay Zoltán (hőenergeti­ kusok), Gábor András. Gönczy Péter, Hunyadi Sándor, Varjú György (villamos energetikusok), Minősítő Bizottság: Bódás János, Buzna Vilmos,

Kéri János, Környei Tamás, Osztheimer Márton, Perneczky László, Ronkay Ferenc (hőenergetikusok), Berta István, Kollár Mátyás, Kovács A Kálmán. Szurdoki János, Váncza József, Varjú György (villamos energetikusok). MAGYAR ENERGETIKA 2003/3