16 ru modernization of water and road vehicles for lng use

Модернизации двигателей водного и автомобильного транспорта по переводу их на

СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ (СПГ)

Цель проекта

Предоставить в Калининградской области комплекс услуг по поставке всего необходимого оборудования и выполнения работ для возможности применения сжиженного природного газа в качестве моторного топлива для:

• водного транспорта;

• автомобильного транспорта;

• сельскохозяйственной техники.

Что такое Сжиженный природный газ?

• Сжиженный природный газ (СПГ, англ. LNG — liquefied natural gas) — природный газ (преимущественно метан, CH4), искусственно сжиженный путём охлаждения до −162 °С, для удобства хранения или транспортировки. Объем газа при сжижении уменьшается в 600 раз, что является основным преимуществом этой технологии.

• Для использования СПГ подвергается испарению до исходного состояния без присутствия воздуха.

• СПГ не имеет запаха, бесцветный, не вызывает коррозии, не горюч и не токсичен. Хранится и транспортируется при сверхнизких температурах при атмосферном давлении (отсутствие высоких давлений).

• В своей жидкой форме сжиженный природный газ не взрывается и не воспламеняется.

• Сжиженный природный газ представляет собой безопасный, экологически чистый вид топлива с высокими энергетическими характеристиками и октановым числом. При воздействии на окружающую среду СПГ быстро испаряется, не оставляя следов на воде или почве.

• Цена СПГ по стоимости для потребителя в разы ниже цены сжиженного нефтяного газа, мазута, дизельного топлива и бензина.

Преимущества СПГ при его использовании в качестве газомоторного топлива

ЭКОНОМИЧНОСТЬСущественное снижения затрат на топливо

ПРАКТИЧНОСТЬ

Увеличение ресурса работы двигателя в 1,5-2 раза

КОМПАКТНОСТЬОбъем уменьшается в 600 раз, что в 3 раза больше чем КПГ.

ЭКОЛОГИЧНОСТЬСнижение токсичных выбросов в атмосферу, увеличение экологического класса

БЕЗОПАСНОСТЬЧетвертый, самый безопасный класс топлива, по классификатору МЧС.

Преимущества СПГ при его использовании в качестве газомоторного топлива

Природный газ имеет:

- самый низкий индекс глобального потепления (Global Warming Index);- самые низкие выбросы СО2 (для бензина АИ-95 — 100%; для бензина АИ-76 и дизтоплива — 88 %; для природного газа — 72 %);- самое слабое влияние на разрушение озонового слоя (бензин — 950 мг озона/кг, природный газ — 30 мг озона/кг);- в нем отсутствуют токсичные и канцерогенные выбросы (у бензина альдегиды и формальдегиды составляют 42 %, ароматические бутадиены — около 1 %);- самую низкую эмиссию окиси углерода (СО) (дизельное топливо — 22 г/км, природный газ — 4,0 г/км).

При использовании СПГ полностью исключается попадание жидкого топлива в атмосферу (как это имеет место при использовании нефтяных топлив). При возможных аварийных проливах криогенное горючее испаряется. Любое воспламенение испаряющегося криогенного топлива приводит лишь к относительно медленному сгоранию из-за медленного испарения.

СПГ как топливо для ДВС, Газодизель

На текущее время в России преимущественно используется толькокомпримированный природный газ (КПГ). В нашем проекте предусматриваетсяинновационное применение в качестве моторного топлива сжиженного природногогаза (СПГ).

Станция по

сжижениюКомпрессорная

станция

СПГ бак 100 литров.

без давления

КПГ баллон 100 литров.

Давление 20 МПа





+

+

ПРИМЕР

60 м³

природный

газ

КПГ

ёмкость

300

литров

СПГ

ёмкость

100

литров

=

Уменьшение объема в 600 разУменьшение объема в 200 раз


Основные аспекты целесообразности перевода дизельного

двигателя на газовое топливо:

Использование СПГ в качестве альтернативы дизельному топливу —

одна из тенденций мирового автомобилестроения.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ

Стоимость природного газа

регулируется государством

и не может превышать 1/3 от

стоимости дизельного топлива


Общее сокращение выбросов парниковых

газов более 25%

В отработавших газах, уменьшаются

Дымность и содержание твердых частиц

оксид углерода ниже в 2-3 раза,

окись азота ниже в 1,2 раза,

углеводородов меньше в 1,9 раза,

не содержат соединений серы

снижается шумность


Способы газификации дизельного двигателя

Конвертация дизеля

в газовый двигатель

Газодизельный

двигатель

Достоинства:- Единственное топливо – ГАЗ, самый

дешевый и экологический вид топлива

Недостатки:- Сложный процесс конвертации

- Установка дополнительных элементов

системы зажигания (свечи, катушки,

провода, дроссельная заслонка, и т.п.),

- Больше нет возможности работать на

дизельном топливе

- Квалифицированное обслуживание

Достоинства:- Простая и не дорогая конвертация

- При окончании газового топлива есть

возможность работы на дизельном

- Простота в обслуживании

Недостатки:- Меньший экономический эффект

- Меньший экологический эффект


Газовый двигатель

Конвертация дизеля в двигатель с искровым зажиганием - это более радикальный способ, связанный со значительными изменениями, вносимыми в конструкцию базового агрегата. С двигателя полностью демонтируется топливная аппаратура, Двигатель становиться чисто газовым. После конвертации мотор уже не сможет работать на дизельном топливе, обратная операция практически невозможна. Мировые автопроизводители все активнее проявляют интерес к созданию монотопливных газовых двигателей. Еще на стадии конструирования у этих моторов учитываются все особенности газового цикла. Газовые двигатели наиболее применимы на автобусах, развозных автомобилях и различной муниципальной технике — там, где проблема шума и загазованности наиболее актуальна.

Версии грузовиков и автобусов,приспособленные для работы наметане, уже серийно выпускаютсягруппой известных мировых брендов,таких, как Scania, Iveco, Renault. Естьпримеры и среди отечественныхпроизводителей, таких какОАО «КамАЗ» и ОАО «НефАЗ».


Газодизельный двигатель

В газодизельном режиме двигатель потребляет два вида топлива: основное -газовое, которое подается во впускной коллектор, и запальное - дизельное для воспламенения газо-воздушной смеси. Степень замещения зависит от нескольких

факторов, в том числе от типа газового топлива (метан или пропан).

Самым эффективным являетсяметан, полученный прирегазификации СПГ, так как егооктановое число можетдостигать 128. В наиболееблагоприятных условияхпроцентное соотношение газак дизельному топливу вавтомобильных двигателяхможет достичь 80%.


Газодизельный двигатель

Подача дизельного топлива ограничивается либо механически, либо электронно, с помощью устанавливаемых на транспортное средство газовой аппаратуры с компьютерным управлением и эмуляторов. В зависимости от особенностей дизеля, впрыск газа идет или центральный, перед турбонагнетателем, или отдельными форсунками во впускной коллектор перед впускными клапанами.

Электронный блок управления расчитывает необходимое для двигателя количество газа, а так же несет в себе защитные функции, не позволяя перегрузить двигатель по сравнению с его штатным использованием на дизельном топливе.

Одной из целей нашего проекта является оказание услуг по поиску и

внедрению комплексных решений по переводу морских судов,

работающих на жидком топливе для их работы на СПГ

Газовое моторное топливо на водном транспорте нашло практическое

применение на морских судах-газовозах для транспортировки сжиженного

природного газа, где во время перевозок СПГ происходит непрерывное испарение

газов – 0,2-0,3 % в сутки от объема груза.

СПГ как судовое топливо

Основные типы конструкции грузовых танков,

применяемых на судах, для перевозки СПГ.

СПГ-танкер типа Moss (сферические резервуары)

СПГ-танкер GazTransport & Technigaz (мембранные конструкции)


Совет Европы и Европейский Парламент приняли предварительное решение

о сокращении содержания серы в топливе для морских судов

Так содержание серы в судовом топливе требуется сократить почти на 90%

По предварительной договоренности и в

соответствии с Приложением VI Конвенции

МАРПОЛ, на всех судах, действующих в

пределах районов контроля выбросов серы у

берегов ЕС, включающих Балтийское море,

Северное море и Английский канал, к 2015 г.

содержание серы в топливе должно быть

снижено с 1% до 0,1%, то есть – в 100 раз.


Вопросы, с которым сталкиваются судовладельцы

Какой из способов является наилучшим для

удовлетворения нынешних и будущих правилпо ограничению выбросов выхлопных газов?

Как сократить затраты на приобретение судового топлива?


Технологии по очистке выхлопных газов

скрубберскруббер +

теплообменник (Waste Heat Recovery (WHR)

СПГ + теплообменник

(Waste Heat Recovery (WHR)

СПГ

Для каждой технологии определены свои показатели:объем капитальных затрат на ее внедрение на судне,

размер потери части доходов, например, в результате снижения грузоподъемности,расходы на топливо с учетом специфики использования судна.стоимость эксплуатации судна,

Проанализировав эти показатели, можно сделать вывод, что перевод главного ивспомогательного двигателей судна на СПГ является очень перспективным направлениемпри модернизации действующих и строительстве новых судов. Это позволяет существенно,примерно вдвое, снизить издержки на топливо и вписаться в действующие с начала 2015года во многих бассейнах нормы на выбросы без дорогостоящих скрубберов.

Проведенные после переоборудования судна исследования, показали, что

при использовании в двигателях внутреннего сгорания в качестве горючего

природного газа, в выхлопных газах происходят следующие изменения:

- практически исчезают твердые частицы;

- в 3 раза снижается концентрация углеводородов;

- в 1,5-3 раза снижается концентрация окислов азота;

- в 5-10 раз, вплоть до практически полного исчезновения снижается

концентрация сернистых веществ.


Поэтому на а сегодняшний деньбольшинство крупных производителейсудовых двигателей имеет в своей линейкемоделей газовые модификации, чащевсего работающие по газодизельномуциклу.

На судне требуется устройство газовой топливной системы, размещение емкостей

для хранения, либо вкладных, либо съемных или в составе корпуса. Так же

требуются устройства для бункеровки, газификации, контрольные и другие системы,

соответствующие требованиям РМРС. Вместе с тем, не смотря на сложность и

затратность перевода судна на СПГ , это все же является экономически и

экологически целесообразным. Срок окупаемости модернизации судна под

использование СПГ, вырьируется от 5 до 10 лет, в зависимости от типа судна, от

ходового времени и от установленной газовой системы.


Модернизация сельскохозяйственной

техники для работы на СПГ

Перевод сельскохозяйственной техники и транспорта агротехнических предприятий на

СПГ позволяется существенно снизить издержки хозяйств на закупку топлива,

которые сегодня составляют существенную часть стоимости сельхозпродукции.

Модернизация включает в себя установку криобака для СПГ с необходимым

оборудованием и модернизацию двигателя для работы на метане. Оказание услуг по

подбору и монтажу необходимого оборудования и модернизации дизельных

двигателей тракторов и комбайнов для работы по газодизельному циклу является

одной из целей нашего проекта.

Благодарим за внимание

16 ru modernization of water and road vehicles for lng use

Environment