Magyar Kapcsolt Energia Társaság
COGEN Hungary

Az MKET Gázmotoros Munkabizottságának elmúlt 5 évi tapasztalatai, eredményei

1. Általános bevezetés

A korszerű kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés legújabb időkben elterjedt, egyik műszaki megoldása a gázmotoros blokk-fűtőerőmű. A járműmotorokból kifejlesztett, helyhez kötött energiatermelő egységeket nagy megbízhatóság és növelt élettartam jellemzi. Telepítésük gyors, üzembevételük egyszerű, beruházásuk viszonylag hamar megtérül. További előnyük, hogy kisebb hőigények kielégítésére is kitűnően alkalmasak.

A gázmotoros fűtőerőmű egyik fontos jellemzője, hogy a hasznosítható hő viszonylag alacsony hőmérsékleten áll rendelkezésre. Általában 90/70 °C hőfoklépcsőre méretezik a gázmotorokat, ezért célszerű forróvizes rendszereknél alapterhelésre, illetve melegvizes fűtési rendszereknél alkalmazni őket.
A gázmotor telepítése beépített lakótelepekhez, a fogyasztók súlypontjába is lehetséges. A levegő tisztaság és zajvédelem ilyen esetekben fokozott figyelmet érdemel, azonban ezek műszaki megoldása nem okoz nehézséget.

A termelt villamos energiát 0,4 kV-os hálózatra, vagy nagyobb teljesítmény esetében akár középfeszültségű (6, 10 kV-os) hálózatra is kiadhatják - a megfelelő transzformátor, kapcsoló, védelmi és mérőberendezéseken keresztül (a generátorok üzemelhetnek a hálózattal párhuzamosan, vagy esetenként szigetüzemben is).

A gázmotorok üzemmódja teljesen automatizált, számítógépes program vezérli, ezáltal egy felügyeleti rendszerhez is csatlakoztatható (távfelügyelet).

2. Előzmények

Magyarországon a gázmotorok elterjedése az 1990-es évektől indult és igazán az ezredforduló táján kapott lendületet a támogatásukat elősegítő új jogszabályok, majd az új villamosenergia-törvény megjelenésének köszönhetően. 2007. év végén hazánkban 323 db gázmotor üzemelt kb. 520 MW összteljesítménnyel. Átlagos kihasználtságuk 4600 h/a, és 74% körüli átlagos hatásfokkal működnek. Ezen gázmotorok jelentősen hozzájárulnak a fűtési rendszerek korszerűsítéséhez, valamint a fogyasztói költségek csökkentéséhez.

A hő- és villamosenergia-termelés együttes hasznosítása révén magas energetikai hatékonyságot érünk el a gázmotorok üzemeltetésénél: minimalizáljuk a primerenergia-igényt és környezetterhelést.

A Magyar Energetikai Társaság (MET) és a Magyar Kapcsolt Energia Társaság (MKET) szakemberei felismerték azon igényt, hogy az energiatermelés területén megjelenő gázmotorok műszaki, gazdasági problémáit célszerű rendszeresen elemezni, tapasztalatokat gyűjteni, kicserélni és közkincsé tenni.

A gázmotorok megbízhatóságának növelése és az üzemeltetési színvonal emelése érdekében 2003. május 28-án Győrben a Győrhő Kft. telephelyén megalakult a

Gázmotor Munkabizottság

19 cég képviselőivel. Tevékenységük az MKET keretén belül folyt az elmúlt 5 évben. A munkabizottság vezetőjéül Nagy Ferenc műszaki igazgató-helyettest (Győrhő Kft.) választották. (Nagy Ferenc idén vonult nyugdíjba, és ezzel egyidőben a munkabizottság-vezetői tisztségről is leköszönt.)

Az önkéntes szakmai szerveződés célja:

  • az országban üzemelő, gázmotorokkal összefüggő, tervezési, beruházási, üzembe helyezési és üzemeltetési tapasztalatok összegyűjtése és egymásközti nyílt, őszinte kicserélése,
  • a gázmotorok (és segédberendezései) meghibásodásaival szerzett tapasztalatok, és azok gyors elhárítása, valamint megelőzésére tett intézkedések ismertetése, a hibák elemzése, az okok felderítése,
  • az országban üzemelő gázmotorok főbb jellemzőinek összegyűjtése,
  • irányelvek, kidolgozása az új gázmotoros egységek műszaki követelményeire,
  • rendszeres, kihelyezett ülés/konzultáció a munkabizottsági tagok telephelyein.

A munkabizottságban résztvevő cégek műszaki vezetői a rendszeresen, előre meghirdetett témákban előadásokat tartottak részben az adott létesítményről, részben a felmerült, aktuális problémákról és kezelésükről. Az eddigi gyakorlat szerint a bizottsági tagok váltakozva vállalták a házigazda szerepét, így az ülések mindig más-más erőműben voltak. Így ezek jó alkalmat teremtettek egy-egy adott létesítmény megismerésére, gyakorlati eszmecserék lefolytatására.

3. Fontosabb előadások, témák, eredmények

3.1 A fűtőműveknél jelentkező szakképesítés-hiány

A 2003. év végén felvetődött, hogy nagy szükséges lenne az iparágban "villamosművi gázmotor-gépész" szakképesítés elindítására és annak az OKJ-be (Országos Képzési Jegyzék) történő felvételére. A hazai gázmotoros erőművekben ugyanis nincs elegendő jól képzett, gyakorlott szakember, aki megfelelő szakmai ismeretekkel, tapasztalatokkal tudná üzemeltetni, felügyelni a gázmotorokat és azok segédberendezéseit. Ezért javasoltuk ezen szakterületre szakemberek szervezett képzésének beindítását, és mint  gázmotor-gépész az OKJ-be új szakképzésként történő felvételének kezdeményezését. Levélben fordultunk a Nemzeti Szakképzési Intézethez a szakképesítés elfogadása érdekében, és összeállítottuk az oktatás tematikáját és vizsgakövetelményeit. Sajnos - több mint 1 éves - erőfeszítéseink nem jártak sikerrel, az intézet "nem indokolt" megjegyzéssel javaslatainkat elvetette.

3.2 Üzemzavarok dokumentálása, teendők

Haváriák, meghibásodások szakszerű kezelése egyik fontos része az üzemeltetők munkájának. Minden üzemzavart ki kell vizsgálni és írásban rögzíteni a hiba lefolyását, üzemállapotot és beavatkozásokat, valamint azonnal értesíteni kell az eladót/gyártót (itt fontos a gyártó illetékes szakemberének ismerete és gyors telefoni, e-mail, fax elérése - időmegtakarítási célból).

A meghibásodásról készült jegyzőkönyv felvételénél résztvevők:

  • a berendezés tulajdonosa (és/vagy üzemeltetője),
  • eladó (gyártó) ,
  • biztosító,
  • független szakértő (bevonása különösen akkor fontos, ha az eladó nem képviselteti magát).

A havária dokumentálásához szükséges anyagok:

  • meghibásodási jegyzőkönyv(ek),
  • mérési adatok (hiba előtti, alatti és utáni műszaki jellemzők, PC, zavarírók, regisztrációk idő- és adatlefutásai.),
  • értesítési dokumentumok az üzemzavarról,
  • üzemvitelre, karbantartásra vonatkozó gyári előírások,
  • vállalkozási, biztosítási szerződések,
  • stb.

A felmerült hiba jellege szerint lehet:

  • garanciális időn belüli,
  • garanciális időn túli,
  • szavatossági igény szerinti,
  • gyári típushiba (ismétlődő jellegű hibák).

A gépek kiesési idejének csökkentése érdekében a hiba elhárításához fontos teendők:

  1. szakember biztosítása (gyári szakember - vagy képviseleti cég szakembere - lehívása , aki járatos a hiba elhárításában, szaktanács adásában),
  2. alkatrész(ek) soron kívüli beszerzése (alkatrészek meghatározása, azonosítása dokumentáció/rajz alapján,    továbbá a beszerzési hely ismerete és végül a megrendelés kiadása),
  3. esetleg egy 3. üzemeltető céggel konzultáció (gyors segítség lehet az azonos gépet üzemeltető 3. céggel történő kapcsolatfelvétel tapasztalatcsere, esetleg raktáron lévő alkatrész kölcsönvétele.).

Az üzemeltetőknél általános tapasztalat volt a gyári támogatás hiánya vagy nem kielégítő volta, különösen a gépek kieső üzemidejének csökkentése   érdekében tett erőfeszítéseknél.

3.3 A műszaki dokumentációk fontossága

A gázmotorok tervezésekor gondolni kell az üzemeltetés folyamán előforduló rendkívüli esetekre, amikor a gépeket szét kell szerelni javítás, karbantartás céljából. Különösen fontos a helyigény, emelő berendezések megléte. Példaként említendő egy generátor forgórész kifűzése, amely többlet helyigényt jelenthet. A vállalkozóval (gyártóval) kötendő szerződéseknél erre vonatkozó adatszolgáltatást kell kikötni, hogy az épület/gépház tervezője ezt figyelembe tudja venni. További kikötés szükséges a berendezések próbatermi vizsgálatára (minden gépegységre külön!), amelyet a megrendelő jelenlétében végeznek, és a kért adatokat, jelleggörbéket a vevő is kézhez kapja. (Ezek szolgálnak a későbbi mérésekhez összehasonlításul.)

Külön, részletes dokumentáció-szolgáltatást kell kikötni:

  • tervezési előírásokra,
  • szállítási, szerelési leírásokra,
  • üzembehelyezési utasításokra,
  • üzemeltetési utasításokra,
  • karbantartási utasításokra,
  • kopó, tartalék alkatrészek listájára, rajzaira,
  • speciális szerelési, karbantartási szerszámok listájára.

Ezen utasítások nemcsak a főberendezésekre (motor, generátor), hanem a teljes szállítási terjedelemre, segédberendezésekre is ki kell, hogy terjedjenek.

3.4 Gázmotorok fontosabb üzemviteli mutatói

A munkabizottság megvitatta és elfogadta a gázmotorok üzemviteli mutatóit, ami az egyes gépekre, adott időszakra jellemző lehet:

A/ megbízhatóság "M",
B/ rendelkezésre állás "R",
C/ kihasználás "K",
D/ kapacitás tényező "C",
(E/ termelési tényező "T").

képletek

A gázmotorok megbízható üzeme és jó hatásfoka szorosan összefügg a karbantartások gondos, tervezett elvégzésével. A karbantartások tervezésénél figyelembe kell venni az indítások számát, üzemórákat, gáztisztaságot, a beszívott levegő szennyezettségét - és nem utolsósorban a gyári előírásokat.

3.5  Gázmotorok kenőolaj-vizsgálata és -fogyasztása

A gázmotoroknál is igaz, hogy a motorüzem és az olaj minősége kölcsönhatással vannak egymásra. Ezért fontos figyelemmel kísérni a mindenkori olaj minőségét és a fogyasztás változását.

Ilyen vizsgálatokat végzett a Győrhő Kft. a Wärtsilä gépeinél. (Kb. 500 üzemóra után, különböző helyekről olajmintát vesznek, és azokat vizsgálatoknak vetik alá: viszkozitás, savszám, bázisszám, oxidáció, salétromosság, víztartalom és különféle elemek jelenléte az olajban.) Ezen méréseket kiértékelve döntenek az olaj megfelelőségéről, változásáról, motorra vonatkozó hatásáról.

Az olajfogyasztásra csupán irányadó értékek vannak (gépenként más). Az olajszint ellenőrzését rendszeresen kell végezni. Szükség esetén az olajcsere időigényes és költséges.

3.6  Gázmotorok számítógépes üzemzavar-adatbázisa

A Győrhő Kft. szakemberei - a gyártómű bevonásával - kidolgoztak a Wärtsilä gázmotorokra a 3 évi üzemeltetés során szerzett tapasztalatok alapján egy olyan adatbázist, amellyel gyorsan, szelektíven meghatározható a hiba oka, elhárítása és megelőzése.

Ennek legfontosabb elvei:

  • hibajelenség meghatározása (általában operátornaplók alapján),
  • hibák motoronként, segédberendezésekként szelektálva történik,
  • hibafelület feltüntetése (gázellátás, kenőolajrendszer, vezérlés, elektronika, villamos berendezés, stb.) ,
  • hibajelenség leírása,
  • elhárítás módja,
  • hibastatisztika vezetése.

Fenti módszer alkalmazásával csökkenthető az állásidő, az alkatrészellátás részben tervezhető, a karbantartás munkáinál is segítségül szolgál.

3.7  Közös tartalékalkatrész-bank létrehozása

Többször felmerült az eszmecserék alkalmával, hogy gazdaságosság, gépkiesési idő csökkentése érdekében célszerű összefogniuk az azonos típusú gépeket üzemeltetőknek és a tulajdonosoknak egy közös tartalékalkatrész-bank létrehozására.

A munkabizottság javaslatára az érdekelt cégek az előnyöket felismerve megállapodtak mind a tartalék alkatrészek mennyiségében (listájában), mind azok finanszírozási feltételeiben - és létrehozták a közös tartalékalkatrész-bázist, ahol gyorsan hozzáférhetők a szükséges alkatrészek (Természetesen ilyen esetben a felhasznált alkatrészt soron kívül meg kell rendelni, pótlásáról intézkedni kell.)

3.8  Diagnosztikai vizsgálatok

A megbízható üzemvitel, a hosszabb élettartam elengedhetetlen előfeltétele a berendezések előírás szerinti karbantartása mellett a diagnosztikai mérések folyamatos végzése és dokumentálása. Ezen mérések kiterjednek:

  • a hűtőközegekre (víz, olaj, .),
  • a füstgázra (?, NOx, CO, CO2, NMHC, metán-tartalom!) ,
  • a tüzelőanyagra (gázminőség, gázösszetétel, metánszám.),
  • a kenőolajra (~500 üzemóránként) ,
  • a forgó berendezések rezgésmérésére (motor, generátor, szivattyúk, ventilátorok,.),
  • a villamos berendezések vizsgálataira (generátor, transzformátor, villanymotorok, kapcsolók, áram/feszültségváltók, földelések.),
  • a hőfényképezésre (kiugró hőmérsékletű helyek!) ,
  • az egyéb állapotmérésekre (turbó feltöltés, katalizátor, hőcserélők, nyomás, hőmérséklet, korrózió, stb.).

Sikeres gyakorlati alkalmazás aktív adatbázissal érhető el. A mérések összehasonlítása, kiértékelése folyamatosan, rendszeresen kell, hogy történjen.

4. Összefoglalás

Az elmúlt 5 év során a fűtőművek, az erőművek szakemberei kölcsönösen megismerték egymást, szakmai tapasztalataikat kicserélték, és gyümölcsöző együttműködésre találtak üléseinken.

A növekvő energiaárak kikényszerítik a gazdaságos, környezetkímélő új technológiák  hatékonyabb üzemeltetését, a szakemberek továbbképzését, a szakmai tapasztalatok kiszélesítését. Erre a jövőben is jó lehetőséget nyújt a Magyar Kapcsolt Energia Társaság Gázmotor Munkabizottságában való részvétel.

A szerző adatai:
Hamvai László
aranydiplomás villamosmérnök
az ERBE ny. osztályvezetője
e-mail: laszlo.hamvai@erbe.hu
postai cím: 1026 Budapest, Endrődi u. 24.