Блог

Aug 24, 2023

«Основательное исследование»: изучение результатов смешивания водорода в поршневом двигателе.

Посмотрите наше личное интервью ниже с доктором Эндрю Мэксоном из EPRI о недавнем

Посмотрите наше индивидуальное интервью ниже с доктором Эндрю Мэксоном из EPRI о недавнем тесте смешивания водорода в Мичигане, в ходе которого было успешно смешано 25% водорода по объему в поршневом двигателе, подключенном к сети.

WEC Energy Group (WEC) со штаб-квартирой в Висконсине работает над сокращением выбросов в своих энергетических дочерних компаниях на Среднем Западе. У компании есть цель стать углеродно-нейтральной к 2050 году и сократить выбросы на 80% к 2030 году по сравнению с уровнем 2005 года.

С этой целью WEC изучает возможность использования низкоуглеродного топлива. Одна из ее дочерних компаний, Upper Michigan Energy Resource Corporation (UMERC), провела демонстрацию смешивания водорода и природного газа на электростанции AJ Mihm. Демонстрация, проведенная осенью 2022 года, включала смешивание водорода в одном из трех подключенных к сети поршневых двигателей Wärtsilä мощностью 18,8 МВт на заводе.

Партнеры, в число которых входил Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI), продемонстрировали, что в испытанном двигателе смешивается 25% водорода по объему. В число других членов проектной группы входили Blue Engineering, Burns & McDonnell, Certarus, Lectrodryer и Mostardi Platt. EPRI опубликовала результаты демонстрации смешивания в марте, и у нас была возможность обсудить их с доктором Эндрю Мэксоном, старшим менеджером программы некоммерческой организации.

Ссылка на краткое описание проекта смешивания

Назвав это «новаторским исследованием», Мэксон сказал, что это первое испытание смешивания водорода на коммерческом, подключенном к сети и работающем поршневом двигателе.

По его словам, поршневые двигатели обладают большей топливной и эксплуатационной гибкостью по сравнению с газовыми турбинами. Они могут начать быстро и постепенно нарастать, чтобы сбалансировать энергосистему в районах с высоким уровнем проникновения возобновляемых источников энергии. Двигатели хорошо сжигают практически любое топливо и, соответственно, могут быть размещены в местах, где качество топлива не является звездным. Мэксон сказал, что это было решающим фактором при выборе завода и места для испытаний на смешивание.

«В этом конкретном регионе природный газ имеет более низкое давление и различное качество, поэтому двигатели справляются с ним лучше, чем турбины», — сказал Мэксон. «Так что это была одна из основных причин, почему они выбрали двигатели».

Поскольку водород легко воспламеняется и может легко утечь, был разработан подробный план обеспечения безопасности на объекте.

Заранее были определены безопасные условия эксплуатации двигателя, а также корректирующие действия, которые необходимо предпринять, если ключевые показатели эффективности превысят установленные пороговые значения.

«Мы отнеслись к этому очень серьезно, и у нас была опытная команда, участвовавшая в этом», - сказал Максон.

Все подрядчики, посещавшие завод AJ Mihm, должны были пройти онлайн-инструктаж по вопросам окружающей среды, здоровья и безопасности, чтобы подтвердить, что весь персонал на объекте знаком с существующими политиками и процедурами безопасности завода.

Использовались как письменные, так и устные формы общения, по всему заводу были размещены знаки, обозначающие опасные зоны или места, где требовались дополнительные средства индивидуальной защиты.

По периметру оборудования системы смешения водорода была размещена зона ограниченного доступа. Местоположение оборудования для смешивания, привезенного из другого штата, было определено на основе доступа к объекту, дорог, близости к врезкам топливного газа и предпочтительного двигателя, а также соответствия требованиям Национальной ассоциации противопожарной защиты 2 – Водородные технологии. Кодекс (NFPA 2).

Все оборудование и трубопроводы, соприкасающиеся с чистым водородом, были сертифицированы по нормам Американского общества инженеров-механиков (ASME). Лента для обнаружения утечек водорода — желтая лента, которая становится черной при контакте с водородом — была нанесена на все фланцевые соединения трубопроводов, содержащих либо чистый водород, либо смесь водорода и природного газа. Все фланцевые соединения проверялись перед каждым запуском двигателя и после каждой остановки или поездки двигателя.

Во время работы двигателя в машинный зал никого не пускали. Там были установлены мониторы обнаружения водорода для обнаружения возможных утечек водорода.