ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЯД АГНКС ПРОИЗВОДСТВА ОАО «СУМСКОЕ НПО ИМ. М.В.ФРУНЗЕ»

Компримированный природный газ (КПГ), наряду со сжиженным углеводородным газом (СУГ), на сегодня является единственной реальной альтернативой традиционным видам нефтяных моторных топлив, будучи при этом даже более эффективным по энергетическим, экономическим и экологическим показателям. Особую актуальность проблема использования газа в качестве моторного топлива приобретает в наши дни, когда в Европе заканчивается действие нормативных требований по токсичности отработавших газов двигателей автотранспортных средств Евро-2 и Евро-3, и внедряются более жесткие нормативы Евро-4. В этой ситуации реальная возможность компенсации технологического и нормативного отставания отечественных производителей – использование газового двигателя или применение доработочных комплектов для перевода двигателей внутреннего сгорания на КПГ. Так, при установке на газобаллонный автомобиль каталитического нейтрализатора достигаются как минимум нормы выброса Евро-3, а при применении чисто газового двигателя - Евро-4.Все это говорит о том, что интерес к природному газу как к экологически чистому моторному топливу будет только возрастать. Вот почему специалисты и ученые сходятся во мнении, что ХХI век должен быть «эпохой метана». [1]

Понимая важность задачи замещения моторных топлив на газ и, оценивая ее как очень перспективное направление в развитии машиностроения, ОАО «Сумское НПО им. М. В. Фрунзе» освоило серийное производство технологического оборудования автозаправочных станций в блочно-контейнерном исполнении (см. табл.).

Выпускаемая объединением продукция, как для внутреннего, так и для мирового рынка представлена автомобильными газонаполнительными компрессорными станциями (АГНКС) производительностью 40, 50, 75, 125 и 250 заправок в сутки, предназначенными для заправки автомобилей сжатым природным газом от городских газовых сетей с давлением 0,05...1,2 МПа или магистральных газопроводов с давлением 2,5...7,5 МПа.

Основой для создания высокоэффективного газозаправочного оборудования, отвечающего требованиям мировых стандартов, является богатый опыт предприятия по разработке и изготовлению компрессорного оборудования, насосных установок, теплообменного и емкостного оборудования, запорной и регулирующей арматуры.

Поставка газозаправочного оборудования, имеющего высокие эксплуатационные показатели, гарантируется значительным научно-техническим и производственным потенциалом объединения, применением прогрессивных технологий и высокоточного обрабатывающего оборудования, испытанием всех изделий на натурных стендах, обеспечивающих проверку работоспособности узлов и систем в условиях, идентичных условиям эксплуатации.

Производство АГНКС в объединении осуществляется на основе параметрического ряда конструкций различного типа. Первой из освоенных АГНКС еще в 1987 году была станция на 250 заправок автомобилей в сутки с компримированием газа от входного давления 0,3 … 1,1 до 25 МПа (рис. 1). Базовым элементом АГНКС является компрессорный модуль, созданный на основе трех компрессоров оппозитного типа 4ГМ2,5 разработки ЛенНИИхиммаша.

Для расширения функциональных возможностей АГНКС-250 и увеличения ее загрузки, объединением выпускаются также комплекты технологического оборудования, позволяющие при минимальных затратах довести давление компримирования газа до 32 МПа и производить компрессорную заправку не только газобаллонных автомобилей (ГБА), но и передвижных автогазозаправщиков для последующих бескомпрессорных заправок ГБА.

В 1993 году по заказу РАО «Газпром» в объединении была разработана и запущена в серийное производство АГНКС на 125 заправок в сутки, рассчитанная на работу при пониженных давлениях в городских газовых сетях 0,15 … 0,3 МПа (рис. 2).

В конструкции этой станции впервые применены:

- компоновка технологического блока на двух уровнях, что позволяет с максимальной плотностью использовать его внутреннее пространство;

- бесконтактный тиристорный преобразователь для «мягкого» запуска главного электропривода компрессорной установки;

- система автоматизированного управления на основе комплекса средств микропроцессорных систем контроля и управления.

АГНКС МБКИ-125/25-2 отвечает всем требованиям действующих нормативных документов, обеспечивает критерии безопасности и защиты окружающей среды и, сохраняя высокие эксплуатационные показатели ранее выпускаемых станций, имеет невысокую цену.

К настоящему времени для дальнейшего повышения экономической эффективности оборудования для заправки автомобилей и с целью расширения параметрического ряда АГНКС потребовалось создание малогабаритных, надежных и простых в эксплуатации заправочных станций средней и малой производительности. Относительная дешевизна таких АГНКС обеспечит устойчивый спрос у частных покупателей, а быстрый запуск в эксплуатацию и более полная загрузка оборудования, позволят быстро окупить затраты и увеличить прибыльность бизнеса.

Станции, имеющие среднюю и малую заправочную мощность, условно можно разделить на две группы. Первая - это муниципальные станции, которые устанавливаются в районах плотной городской застройки. Они используются в инфраструктуре городского хозяйства, обладают достаточной для "быстрой" заправки автомобилей производительностью компрессорных агрегатов и оснащенные системой коммерческого учета отпускаемого газа. "Быстрая" заправка предполагает общее время, затраченное на обслуживание одного автомобиля, не более 10-12 минут и может быть обеспечена при суммарной производительности компрессоров на уровне не менее 320-360 нм3/ч. Вторая группа - малогабаритные станции меньшей производительности могут рассматриваться как гаражные, отличительная особенность которых, как правило, наличие заправочной рампы с одно или двухлинейными постами вместо колонок, малая производительность компрессорных агрегатов, достаточная только для "медленной" заправки автомобилей (более 25-30 мин) и отсутствие коммерческого учета отпускаемого газа. Поэтому такие станции, в основном, могут использоваться на территории промышленных предприятий и автохозяйств, где производится заправка собственных автомобилей.

Станции АГНКС нового поколения на 40 и 75 заправок в сутки, освоенные нашим объединением в 1999году, рассчитаны на работу от газовых сетей с давлением 0,05…0,6МПа и спроектированы с учетом новых концептуальных подходов, отвечающие современным требованиям, имеют высокую степень автоматизации, обеспечены надежной системой контроля и защиты, просты в управлении и обслуживании (рис. 3).

Основная сборочная единица АГНКС-75 – моноблок, который конструктивно состоит из двух компрессорных модулей и одного модуля подготовки газа, выполненный в виде теплозвукоизолированного контейнера с технологическим оборудованием, оснащенный системой обогрева и вентиляции внутреннего объема. Материальное исполнение позволяет эксплуатировать станцию в климатических зонах в диапазоне температур окружающего воздуха от минус 50С до плюс 450С.

Технологический блок после окончательной сборки представляет собой контейнер с технологическим оборудованием, внутреннее пространство которого разделено на производственные отсеки - компрессорные и общестанционных газовых систем. Размеры контейнера позволяют транспортировать блок любым видом транспорта без демонтажа технологического оборудования. Поэтому монтаж станции на месте эксплуатации может быть произведен в кратчайшие сроки и заключается в установке блоков на заранее подготовленном фундаменте и подключении к источникам природного газа и электроэнергии.

Такие подходы к конструктивному исполнению малогабаритных газозаправочных станций позволяют:

- формировать, по желанию заказчика, АГНКС любой комплектности, функционального назначения и заправочной мощности;

- выполнить в минимальные сроки монтаж и запуск станции в эксплуатацию;

- гарантировать высокое качество и надежность оборудования, поскольку все системы станции смонтированы и испытаны на стендах предприятия-изготовителя;

- легко вписаться в городскую черту, что обусловлено возможностью запитки от городской газовой сети низкого давления и напряжением питающего тока 380 В и автономностью работы, не требующей складских помещений и охлаждающей воды.

Модульность исполнения основных сборочных единиц технологического блока АГНКС-75 позволяет использовать их при формировании АГНКС-40 исключив из состава один компрессорный модуль. При этом базовая модель станции на 75 заправок в сутки, обладая достаточной для «быстрой» заправки производительностью, может использоваться в качестве муниципальной, а станция на 40 заправок, обеспечивающая «медленную» заправку, – в качестве гаражной. По желанию заказчика как одна, так и другая станции могут комплектоваться заправочными средствами с системой коммерческого учета отпускаемого газа и без таковой.

Используемая в малогабаритных станциях компрессорная установка 6ГШ1,6 представляет собой последнюю разработку ОАО «Сумское НПО им. М.В. Фрунзе» в части газовых компрессоров и отвечает всем общепринятым международным стандартам и нормам. Компрессорная установка состоит из собственно компрессора с приводным электродвигателем, межступенчатых газопроводов, влагомаслоотделителей, системы смазки и охлаждения компрессора. Компрессор – W – образный, шестирядный, пятиступенчатый с жидкостным охлаждением цилиндров, с картером под давлением всасываемого газа, без смазки цилиндров. Межступенчатое охлаждение газа воздушное. Смазка механизма движения – циркуляционная под давлением от встроенного шестеренного насоса с приводом от коленчатого вала. Безвозвратные технологические потери масла в системе циркуляционной смазки не более 20 г/час. Привод компрессора – электродвигатель асинхронный, взрывозащищенный, трехфазный, напряжение 380В, частота 50 Гц.

Возможность эксплуатации технологического оборудования без постоянного присутствия обслуживающего персонала обеспечивается системой автоматизированного управления станцией, элементы которой выполнены на базе микропроцессорной техники и конструктивно размещены в двух шкафах: в одном – микропроцессорный комплекс, в другом – силовая коммутирующая аппаратура. В двухкомпрессорной АГНКС-75 контроль и управление выполняется с пульта оператора на базе стандартной ПЭВМ. В однокомпрессорной АГНКС-40 – управление технологическими процессами осуществляется посредством пульта оператора микропроцессорного комплекса и матричного табло на передней панели шкафа.

Одним из направлений развития малогабаритных АГНКС является создание с использованием выше описанных концептуальных подходов заправочных станций АГНКС, питающихся от магистральных газопроводов с давлением газа от 2,5 до 7,5 МПа. Эта станция обеспечивает заправку 50 автомобилей в сутки (см. таблицу).

Перечень регионов поставки АГНКС последних разработок постоянно расширяется. Так в 2002 году, кроме поставок АГНКС МБКИ-125 в отдельные области Украины, Таджикистана и Грузии была изготовлена, испытана и запущена в эксплуатацию станция в г. Рязань. Опыт эксплуатации этих заправочных станций показал высокую надежность технологического оборудования и удобства в обслуживании. Кроме этого началась поставка новых малогабаритных АГНКС, первые из которых (на 40 заправок в сутки) были поставлены в 2002 г. в г. Уфа.

В настоящее время ведется изготовление нескольких модификаций, станций АГНКС МБКИ-125, которые позволят довести производительность по отпускаемому газу до 1000 нм3/час, и более. Первый экземпляр такой станции находится в стадии пусконаладочных работ в одном из регионов Украины.

На базе серийно изготавливаемых автомобильных газонаполнительных и газозаправочных станций может быть создано оборудование, адаптированное под индивидуальные требования потребителя. Таким образом, опыт создания и организации производства АГНКС, накопленный в ОАО «Сумское НПО им. М.В.Фрунзе» за прошедшие годы, имеющийся научно-технический задел по созданию новых конструкций компрессорных станций служат основой для реализации широких программ по обеспечению заправки автомобильного транспорта альтернативными видами топлива.

Имеющиеся производственные мощности и уpовень квалификации пpоизводственного пеpсонала, тесное сотpудничество с пpедпpиятиями Украины и России позволяют ОАО «Сумское НПО им. М.В. Фpунзе» в значительной мере удовлетворить потpебности стpан СНГ в обоpудовании, обеспечивающем использование газа в качестве мотоpного топлива в pазличных отpаслях наpодного хозяйства.

Труды XIII международной научно-технической конференции по компрессоростроению. Сумы 2004