[1]Полезная модель относится к области энергетики, в частности к силовым установкам на базе двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в качестве полностью автономного источника электрической и тепловой энергии в передвижных и стационарных электростанциях для снабжения поселков, производств и других объектов в качестве аварийного и временного потребления.
[2]Из уровня техники известно достаточное количество конструкций генераторов на базе двигателей внутреннего сгорания использующих жидкое или газообразное топливо. Оборудование мобильных электростанций - передвижных электростанций устанавливается на трейлерах. Комплексы передвижных электростанций разворачиваются на площадках с твердым покрытием, подведенным топливным проводом и трансформаторной подстанцией для приема произведенной электроэнергии. Недостатками известных решений является повышенные затраты из-за стоимости жидкого топлива (как правило дизельное топливо), следовательно, вырабатываемая им электроэнергия имеет высокую себестоимость, или использование в конструкции газопоршневых агрегатов с отдельным хранилищем (емкостью) сжиженного газового топлива, что снижает мобильность и оперативность приведения установки в рабочее состояние.
[3]Так, например, известно техническое решение (Патент № 2411378 от 26.06.2009г.), технический результат которого заключается в обеспечении возможности работы газопоршневой электростанции на всех видах топлива с параметрами, соответствующими техническим условиям, обеспечении возможности создания групп агрегатов, возможности запуска при удалённом доступе, обеспечения контроля и диагностики всех параметров и процессов, проходящих во время эксплуатации электростанции с отображением последних на персональном компьютере через беспроводную систему, полную диагностику работы электростанции. К недостаткам относится то, что данная установка не имеет собственной емкости для хранения газообразного топлива, подключается к внешним сетям газовым сетям. Для доставки подобной установки нужен грузовик и автокран или погрузчик, в нашем случае только седельный тягач.
[4]Также известна полезная модель «Газопрошневой агрегат» (Патент №46304 от 22.10.2004 г.) которая относится к силовым установкам на базе двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в качестве источника электроэнергии в передвижных электростанциях и стационарных электроагрегатах. Задача данной полезной модели - упростить конструкцию газопоршневого электроагрегата и сделать его более надежным в работе, путем использования в двигателе внутреннего сгорания внешнего смесеобразования. Данная установка также не имеет собственной емкости для хранения газообразного топлива, при работе подключается к внешним газовым сетям. Для мобильного использования этой установки необходимо дополнительное оборудование, защиту от осадков и других атмосферных воздействий.
[5]Из уровня техники известны различные мобильные комплексы, имеющие возможность перемещения на колесах. Так, например, энергетические комплексы для электроснабжения пожарной техники (Патент на полезную модель № 147940 от 07.02.2014г.), мобильная автономная солнечная установка предназначена для получения электроэнергии от воздействия солнечной радиации на фотоэлектронные модули (Патент на изобретение № 2544896 от 22.10.2013г.), мобильный комплекс навигации и топопривязки (Патент на изобретение № 2444451 от 05.04.2010г.). Однако функциональное назначение известных мобильных (передвижных) комплексов, различно от предлагаемого заявителем.
[6]Известна автомобильная мобильная зарядная станция для производства электроэнергии на природном газе (Патент CN 106026296)Изобретение представляет собой мобильную зарядную станцию, устанавливаемую на транспортном средстве, которая содержит мобильную заправочную машину, систему генерации энергии природного газа, систему аккумулирования тепловой энергии, систему аккумуляторной батареи и зарядную систему. Система генерации мощности природного газа содержит генераторный агрегат природного газа и сжиженный природный газ, теплообменник сообщен с высокотемпературным компонентом двигателя природного газа через высокотемпературную трубу охлаждающей воды, и тепловая энергия, генерируемая системой выработки энергии, сохраняется в системе аккумулирования тепловой энергии по трубопроводу; система аккумулирования тепловой энергии выполняет рекуперацию отходящего тепла, в то время как генераторный агрегат природного газа генерирует мощность; система аккумуляторной батареи принимает свинцово-кислотную аккумуляторную батарею; и зарядная система заряжает электрическую энергию, генерируемую при работе генератора природного газа, или электрической энергии, запасенной аккумуляторной батареей, в аккумуляторную батарею электромобиль. Мобильная зарядная станция, предусмотренная изобретением, может обеспечивать зарядную услугу для электромобиля на дороге.
[7]Также известна Газотурбинная мобильная электростанция средней и большой мощности с несущим корпусом на одном транспортном средстве и компактной конструкцией (патент CN114198203). Изобретение обеспечивает газотурбинную мобильную электростанцию средней и большой мощности с единым главным корпусом на подшипниках и компактной конструкцией, которая состоит из основного модуля транспортного средства, объединяющего газовую турбину, генератор и сопутствующее оборудование, модуль автомобиля с электроуправлением, полуприцеп и другие модульные вспомогательные системы, отвечающие стандартам автомобильного транспорта, кузов-фургона, звукоизоляционный кузов-фургон, муфта, корпус генератора, система смазки генератора, шина отходящей линии, шкаф нейтральной точки и шкаф выходного автоматического выключателя встроены в основной модуль транспортного средства в транспортном состоянии, а система гидравлического выравнивания состоит из множества пар гидравлических регулировочных опор, симметрично расположенных слева, сбоку и справа от основного модуля автомобиля. Электрическая система управления интегрирована в модуль электрического управления транспортного средства, распределительный шкаф ввода-вывода распределен на основном модуле транспортного средства, а выхлопная система, силовой выходной кабель и т.п. установлены в рабочем состоянии. Мобильное устройство для выработки электроэнергии имеет преимущества короткого периода строительства (отсутствие необходимости механической стыковки на месте), быстрого развертывания и запуска, а также большой удельной мощности. Имеющиеся недостатки: газовая турбина в отличие от газопоршневого двигателя имеет более низкий КПД, соответственно более высокий расход топлива и более высокую стоимость электроэнергии. Турбина по своим характеристикам хуже переносит резко-переменный режим работы при сбросе и наборе нагрузки. Также турбина создает гораздо больше шума при работе.
[8]Также известно техническое решение (Патент US 20160097363) Переносное газовое устройство. Мобильный дроссель для снижения давления на компримированном природном газе (СПГ) и нагревательный блок смонтированы на прицепе. Прицеп можно буксировать в место, где нет трубопровода сбыта КПГ. СПГ уже обработан и хранится на станции компримированного хранения. Затем СПГ проходит через впускное отверстие и через ряд клапанов, а затем через дроссель. Дроссель на прицепе снижает давление СПГ непосредственно из баллона со сжатым газом, обычно на отдельном полуприцепе. Затем СПГ нагревается и используется на месте. Ввод CNG в эту систему может поступать из двух разных источников, так что снижение давления может происходить непрерывно без какой-либо легко наблюдаемой задержки со стороны пользователя. Имеются выходные порты для подключения к дизельному двигателю, переоборудованному для работы на сжатом природном газе. В результате анализа документа не выявлена система управления хранилищем газа и самой электростанцией. По принципу действие, данное решение, является наиболее близким к заявляемому, но по сходству конструктивных признаков заявитель затрудняется в выборе прототипа. Сложность выбора прототипа обусловили составление формулы полезной модели без разделения на отличительную и ограничительную части.
[9]Анализ уровня техники показал, что известные технические устройства не обладают мобильностью передвижения и оперативного развертывания устройства в рабочее состояние.
[10]Основная проблема, которую решает заявитель - сложность и трудоемкость оперативного энергоснабжения (например, в аварийных или чрезвычайных ситуациях) в районах, удаленных от магистральных газопроводов, с возможностью управления и контроля работой основного и вспомогательного оборудования.
[11]Заявитель ставит задачу создания мобильного автономного СПГ энергетического комплекса, который имеет возможность: обеспечить оперативную работу агрегата на сжиженном природном газе (СПГ), а так же при необходимости на магистральном газе среднего давления и выше, сжиженном углеводородном газе (СУГ), а также других видах газового топлива, подходящим своими параметрами техническим условиям агрегата; контроль сети, запуска газопоршневой электростанции через компьютер при удаленном доступе; контроль всех параметров и процессов, проходящих во время эксплуатации электростанции с отображением последних на персональном компьютере через проводную и беспроводную систему полную диагностику работы электростанции.
[12]Технический результат - создание автономного энергетического комплекса на сжиженном природном газе, обеспечивающего возможность оперативного энергоснабжения объектов, удаленных от магистральных газопроводов без использования дополнительного оборудования с функцией удаленного мониторинга, управления работой электростанции и системой хранения сжиженного газа.
[13]Технический результат достигается тем, что автономный СПГ энергетический комплекс выполнен на базе полуприцепа-контейнеровоза, на платформе которого установлена газопоршневая электростанция, которая включает в себя двигатель внутреннего сгорания, генератор, приводимый в работу от двигателя, блок охлаждения, электрооборудование, систему топливоподачи, регазификатор и криогенная емкость, соединенные между собой трубопроводом. Вместе с тем автономный СПГ энергетический комплекс снабжен системой управления и контроля (мониторинга) работой комплекса. Кроме того, система управления комплексом, выполнена на базе контроллера «Овен», а система управления электростанцией выполнена на базе контроллера Lovato RGK 800.
[14]Особыми признаками заявляемого технического решения являются:
[15]расположение на единой платформе полуприцепа газопоршневой электростанции и криогенной емкости, соединенных трубопроводами позволяет обеспечить газо- и энергоснабжение объекта готовность к работе в любое время и в любом месте, без необходимости установки и монтажа (стыковки) с дополнительным оборудованием (например, с криогенной емкостью, которая транспортируется отдельно);
[16]применение автошасси позволяет обеспечить мобильность и проходимость энергетической установки при различных условиях дорожного покрытия;
[17]наличие криогенной емкости способствует обеспечению максимального запаса топлива (сжиженного природного газа со сроком бездренажного хранения до 30 суток, при этом стоимость электроэнергии соизмерима с тарифом сетевых поставщиков электроэнергии). Возможность обеспечения электроэнергией небольшого населенного пункта в течение нескольких недель;
[18]наличие системы управления и мониторинга (АСУМ) комплексом позволяет управлять как электростанцией, так и приводами клапанов системы хранения сжатого природного газа (СПГ).
[19]Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию «новизна»
[20]Сущность изобретения поясняется чертежами, где
[21]на фиг.1 показан общий вид автономного энергетического комплекса.
[22]Автономный СПГ энергетический комплекс выполнен на базе полуприцепа-контейнеровоза и состоит из платформы 1 на которой установлена газопоршневая электростанция 2 включающая в себя двигатель внутреннего сгорания 3, генератор 4, приводимый в работу от двигателя, блок охлаждения 5, электрооборудование 6, систему топливоподачи 7 с газорегулирующей арматурой, регазификатор 8 и криогенную емкость 9, соединенные между собой трубопроводом 10. Автономный энергетический комплекс снабжен системой управления и контроля (мониторинга) работой комплекса 11.
[23]Автономный СПГ энергетический комплекс используется следующим образом:
[24]прибыв в место назначения, осуществляется подключение силового кабеля от газопоршневой установки к потребителю. С помощью системы управления комплексом 11 подается команда на включение двигателя внутреннего сгорания 3. Работа двигателя запускается с использованием предпускового подогревателя блока охлаждения. При достижении рабочей температуры двигателя, происходит запуск двигателя стартером от аккумуляторных батарей. После запуска двигателя происходит подача напряжения потребителю от генератора 4, соединенного с двигателем. Во время работы контролируются все необходимые параметры. Автономность достигается наличием цистерны для СПГ со сроком бездренажного хранения до 30 суток.
[25]Таким образом созданный автономный СПГ энергетический комплекс обеспечивает оперативное приведения установки в рабочее состояние, дает возможность перемещения по всем типам дорог за счет применения авто шасси, а также возможность удаленного мониторинга, управления работой электростанции и системой хранения сжиженного газа.
[26]В настоящее время разработана конструкторская документация, по которой изготовлен и испытан экспериментальный образец, который подтвердил свои заявленные характеристики.
