С каждым годом в мире растёт спрос на устойчивые и надёжные источники недорогой энергии. Всё больше предпочтений отдается природному газу. В результате неизбежно увеличивается количество стационарных двигателей, используемых или в транспортировке газа от скважины до потребителя, или для выработки электроэнергии. Чтобы удовлетворить потребности этого меняющегося и сложного рынка, нужно чётко знать требования производителей оборудования.
Применение газообразного топлива неуклонно растёт, и одна из важнейших проблем, которая, по мнению Феликса Кайфера, требует решения, – разница в качестве используемого газа. Он поясняет:
Феликс Кайфер говорит о необходимости чётко классифицировать неочищенные высокосернистые газы.
«Мы работаем с тремя уровнями качества газа: высокое, среднее и низкое. Чтобы защитить двигатель и всю установку от повреждения, мы определили для газа низкого качества максимальные допуски по содержанию таких веществ, как сера, сероводород, хлор и аммиак. Если содержание этих контролируемых веществ меньше 20% от максимального предела, то считается, что это газ среднего качества – обычно такой газ может поступать с завода по производству биогаза, оборудованного фильтрами на основе активированного угля. В настоящее время, как для газа среднего качества, так и высококачественного газа нами установлен один и тот же уровень технического обслуживания и ресурса двигателя».
Потребность в экономии затрат
Стандартный диалкилдитиофосфат цинка, который используется во многих продуктах представленных сейчас на рынке, в ходе полевых испытаний оказался гораздо менее эффективен для защиты клапанов.
Желание сократить эксплуатационные расходы – еще один серьезный стимул для внедрения новых высокоэкономичных двигателей. Однако у таких двигателей высокий КПД, что существенно усложняет их конструкцию и повышает затраты на их установку. Как поясняет Феликс Кайфер, важно предоставить для каждого рынка правильный двигатель. «Для того чтобы выполнить требования каждого из наших целевых рынков, мы должны найти оптимальное соотношение между эксплуатационными характеристиками, затратами на установку, эксплуатационной пригодностью и надёжностью».
Двигатели с высоким КПД
Как упоминалось выше, двигатели с высоким кпд сильно отличаются от традиционных двигателей и имеют совершенно другие требования к смазочным материалам, что ставит перед производителями новые цели.
«Касаемо конструкции двигателей, есть цель обеспечить аналогичный или даже более длительный ресурс двигателя. Это означает увеличенные интервалы обслуживания и меньший простой, но при этом всё время надо учитывать нагрузку на двигатель, который подвергается большему износу».
Смазочный материал должен выдерживать достаточно длительные интервалы замены, даже несмотря на то, что нагрузка будет больше, а расход масла или его доливка меньше. Когда мы рассматриваем необходимость того, чтобы масло предотвращало отложения в канавках поршневых колец и эффективно защищало двигатели от загрязнения, важно учитывать сокращение объёма картера поршня».
Важные темы для газовых двигателей
Феликс Кайфер говорит, что газовые двигатели лучше приспособлены для работы в разных режимах нагрузки, чем газовые турбины или большие электростанции (атомные и угольные):
Феликс Кайфер подтверждает:
Современные и будущие проблемы применения смазочных материалов
На сегодняшний день инженеры и технологи сходятся в одном – законы физики и химии работают, как и прежде, но с учетом тенденции повышения КПД и, как следствие, возросших нагрузок (не говоря уже об иных факторах, например, колебаниях в качестве или составе топливного газа), результат, который показывают масла, может сильно отличаться.
В случае если воздушно-топливная смесь обогащается, например, в целях повышения выходной мощности, увеличивается и степень нитрования масла. Texaco HDAX 5200 создано на II группе API базовых масел по технологии синтеза ISOSYN, что означает отсутствие ароматических соединений, асфальто-смолистых веществ и нафтеновых кислот, в отличие от масел на I группе API получаемых, как правило, путем сольвентной очистки (очистки растворителями). Стабильность к окислению и нитрованию сильно разнится. Это не говорит о том, что масла HDAX не окисляются вообще – это означает, что они выдерживают окислительную нагрузку значительно дольше.
Или другой пример: высокое содержание ароматических углеводородов в базовых маслах I группы – причина разрушений молекул дисперсантов. Дисперсанты предотвращают образование крупных частиц отложений, которыевызывают рост вязкости, блокируют фильтр (многие инженеры-механики не понаслышке сталкивались с аварийной остановкой установки по причине перепада давления в масляном фильтре) и закупоривают масляные магистрали, откладываются на поверхностях узлов и деталей и препятствуют отводу тепла (нарушается тепловой баланс установки).
Здесь нет никаких чудес, вопрос только в химии и физике явлений – ароматические молекулы снижают эффективность действия дисперсантов и не препятствуют агломерации (укрупнению) частиц отложений, т.к. ароматические соединения не обладают стерическим эффектом (эффекта отталкивания). В результате скопление частиц (агломерация) отложений приводит к увеличению вязкости и абразивному износу.
В тесном сотрудничестве с инженерами многих производителей стационарных двигателей, бренд Texaco создал принципиально новую линейку масел HDAXна основе II группы базовых масел, которая лишена недостатков, описанных выше, а также имеет более низкую склонность к угару ввиду однородности молекулярнного состава. Продукты HDAX не содержат ни легколетучей ароматики, ни легколетучих углеводородов парафинового (а также и обратной стороны – тяжелых углеводородов нафтенового ряда). Как следствие, показатель испаряемости продуктов HDAX ниже чем у продуктов конкурентов, что отражается положительным образом на показателе рентабельности при эксплуатации газопоршневых установок.