Главная  |  Статьи  |  Современные мобильные газозаправщики автотранспортных средств

Современные мобильные газозаправщики автотранспортных средств

28 августа, 2018
В России Президентом и Правительством приняты решения о переводе транспортных средств (ТС) на компримированный природный газ (КПГ). В настоящее время реализация принятых программ перевода на КПГ ТС отстает от плановых.

Семенищев Сергей Петрович, генеральный директор ООО «НПП ГазСервисКомпозит», к.т.н.

Мерзляков Павел Павлович, главный конструктор ООО «НПП ГазСервисКомпозит»

 

В России Президентом и Правительством приняты решения о переводе транспортных средств (ТС) на компримированный природный газ (КПГ).

Основные задачи и обязанности государственных органов по применению природного газа в качестве моторного топлива определены поручениями Президента РФ от 11 июня 2013 года № Пр-1298, Правительства РФ от 24 июня 2013 года № АД-П9-4314, Комплексным планом мероприятий по расширению использования природного газа в качестве моторного топлива, утвержденным Правительством РФ 14 ноября 2013 года №6819-П9, а также распоряжением Правительства РФ № 767-р от 13 мая 2013 года «О расширении использования природного газа в качестве моторного топлива».

В мае 2018 года Президент РФ В.В. Путин еще раз назвал приоритетной задачу перевода ТС на КПГ.

В соответствии с комплексным планом из Федерального бюджета начиная с 2014 года ежегодно предоставляются субсидии субъектам РФ на закупку для ЖКХ автобусов и техники, работающих на метане, в размере не менее 3 млрд. руб.

Минтрансом России разработана государственная программа по внедрению газомоторной техники с распределением на отдельные подпрограммы по автомобильному, железнодорожному, морскому, речному, авиационному транспорту и технике специального назначения. Финансирование этой программы за период 2015-2020 г.г. составляет в ценах соответствующих лет 109,7 млрд. руб.

В настоящее время реализация принятых программ перевода на КПГ ТС отстает от плановых.

Так, например, к 2018 году планировалось построить вновь 1233 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), выпустить 40 передвижных автомобильных газовых заправщиков (ПАГЗ), перевести на природный газ более миллиона ТС, использующих газомоторное топливо.

В действительности этот план в значительной мере не выполнен.

Понятно, что при отставании создания структуры АГНКС темпы перевода ТС на КПГ объективно снижаются, так как их заправлять негде.

При этом значительно возрастает роль использования ПАГЗ для заправки ТС. Удобство использования ПАГЗ заключается, во-первых, в том, что ПАГЗ обычно заправляют в суточный период снижения нагрузки АГНКС (в ночное время), а во-вторых, возможностью доставки газа непосредственно в места расположения ТС – автопредприятия, гаражи или места массовой погрузки-разгрузки грузовых ТС.

Таким образом, использование ПАГЗ позволяет повысить рентабельность АГНКС, а также значительно снизит затраты автотранспортных предприятий за счет заправки ТС прямо на их территории в удобное время суток. При больших расстояниях пробега ТС и большого грузопотока заправка ТС возможна непосредственно на месте их локализации, например, в карьере на расстоянии до 100 и более километров от АГНКС или гаража.

Рассмотрим основные сравнительные характеристики вариантов газозаправки ТС от АГНКС, мини-АГНКС контейнерного типа и ПАГЗ.

  • АГНКС

В России сложилась ситуация, при которой основным собственником сети газопроводов, лимитов на природный газ является ПАО «Газпром», независимые компании «Роснефть» и «Новатэк», которые к строительству АГНКС относятся без должного внимания.

При строительстве АГНКС требуются немалые инвестиции на разработку проекта и строительство, при этом срок окупаемости напрямую зависит от загрузки АГНКС. Её существенно может повысить использование ПАГЗ для крупных автопарков ТС, работающих на КПГ.

Негативное влияние на строительство АГНКС оказывает длительный срок получения всех разрешений на строительство, а также согласования с надзорными органами. Поэтому в определенных регионах строительство сети АГНКС может быть дополнено созданием мобильных пунктов заправки транспортных средств с использованием мини-АГНКС контейнерного типа.

  • Мини-АГНКС контейнерного типа

По технической сути, если ПАГЗ снабжен дожимающим компрессором, системой осушки газа и фильтром, то это уже мобильная АГНКС. Если это оборудование размещено в контейнере, который сравнительно легко доставить на место заправки ТС, то можно его рассматривать как альтернативу стационарной АГНКС.

Такой подход к газификации ТС является очень перспективным, поскольку снижаются капитальные затраты на создание заправки и уменьшаются сроки окупаемости затрат. Если вблизи автопредприятия проходит газовая труба, то приобретение такой мини-АГНКС резко снизит сроки её внедрения.

  • ПАГЗ

На предприятиях Группы компаний «ГазСервисКомпозит» накоплен опыт создания и серийного производства ПАГЗ малой, средней и большой вместимости до 10 000 нм3.

Для комплектования ПАГЗ используются баллоны 3-го типа вместимостью 210 л. Баллоны размещаются в закрытом контейнере в вертикальном положении. Это позволяет устанавливать баллоны в контейнере с высокой степенью плотности и достигать большой вместимости ПАГЗ. Проводятся работы по патентованию конструкции баллонов и ПАГЗ.

За последние три года Группой компаний «ГазСервисКомпозит» изготовлено и успешно эксплуатируется около 50 ПАГЗ на предприятиях ПАО «Газпром» и других, в том числе частных. География внедрения ПАГЗ – от Калининграда до Камчатки и Сахалина и от Астрахани до Ханты-Мансийского автономного округа. Баллоны могут работать при отрицательных температурах – до минус 60°С. Это позволяет эксплуатировать ПАГЗ в таких северных регионах, как Ямбург, Надым, Салехард, Республика Коми и др.

 Для сравнения достоинств и недостатков ПАГЗ разных производителей их технические характеристики приведены в таблице.

Степень опорожнения ПАГЗ определяется наличием дожимающего компрессора, с применением которого этот параметр достигает 0,92. Компрессор может располагаться как в контейнере ПАГЗ, при этом занижая его вместимость, так и отдельно, на малом прицепе, как у ТИТАН 2.

Для уменьшения удельных затрат стоимости 1 м3 газа ПАГЗ в зависимости от требуемого объема газа и времени заправки парка ТС в каждом конкретном случае нужно определить наиболее экономически выгодный вариант – применять дожимающий компрессор или использовать пассивный вариант со степенью опорожнения ПАГЗ на 65%.

Большое влияние на технико-экономические характеристики ПАГЗ оказывает конструкция баллонов.

По ГОСТ ISO 11439 баллоны подразделяются на 4 типа.

Баллоны 1-го и 2-го типа изготавливают из углеродистой или легированной стали. В баллоне 2-го типа на цилиндрической части намотан композиционный материал. Эти баллоны имеют большую массу. Так, например, у баллонов 1-го типа из углеродистой стали коэффициент весового совершенства m, кг / V, л, где m и V – соответственно масса и вместимость баллона, составляет 1,0 кг/л и выше, у баллонов из легированной стали этот коэффициент снижается до 0,7 кг/л, но цена такого баллона заметно больше.

В России наиболее распространено применение для производства ПАГЗ композиционных баллонов 3-го типа – ПАГЗ «ГазСервисКомпозит», «РариТЭК», «НГТ-Холдинг». За рубежом для ПАГЗ используют чисто композиционные баллоны 4-го типа – это ПАГЗ «Lincoln Composit» и «Ullit».

Для использования ПАГЗ в условиях низких температур регионов российского Севера целесообразно использовать баллоны 3-го типа производства «ГазСервисКомпозит», с температурой эксплуатации до минус 60°С.

Эти баллоны состоят из алюминиевого лейнера и композиционной силовой оболочки типа «кокон», и в них применены только отечественные материалы – алюминиевая труба, базальтовый или стеклоровинг. Эти баллоны отличаются надёжностью, низкой температурой эксплуатации, а их стоимость значительно ниже импортных баллонов 4-го типа. Коэффициент весового совершенства таких баллонов составляет 0,6 кг/л для рабочего давления 20 МПа и 0,72 кг/л для рабочего давления 24,5 МПа.

Оригинальная конструкция таких баллонов и способ вертикальной установки и крепления их в контейнере обеспечивают высокие технико-экономические показатели ПАГЗ.

Образец ПАГЗ-7000 приведен на фото.

Баллоны 4-го типа по сравнению с баллонами других типов отличаются меньшей массой, лейнер таких баллонов изготавливают из полиэтилена, на который намотана силовая оболочка из базальтового ровинга или углеровинга, если рабочее давление превышает 30 МПа. Температура эксплуатации таких баллонов – не ниже минус 40°С.

Стоимость импортных баллонов 4-го типа составляет 14-19 Евро за литр вместимости баллона.

На предприятиях Группы компаний «ГазСервисКомпозит» проводятся НИОКР по созданию конструкции, разработке технологии производства и испытаний баллонов 4-го типа для ТС и ПАГЗ. Стоимость таких баллонов ниже, чем стоимость баллонов 3-го типа за счет замены дорогого алюминиевого лейнера на полиэтиленовый, и значительно ниже стоимости зарубежных аналогов.

 

Выводы:

  1. ПАГЗ значительно повышают эффективность и рентабельность стационарных АГНКС. При создании новых и для повышения загрузки существующих АГНКС нужно предусматривать сеть ПАГЗ в радиусе их опорожнения до 120 км.
  2. Дожимающий компрессор повышает на 27-30% опорожнение ПАГЗ, но из-за высокой его стоимости экономически выгоднее и проще увеличить вместимость ПАГЗ, чем приобретать компрессор, в ряде случаев экономически оправдано вместо размещения компрессора на шасси ПАГЗ установить дополнительное количество баллонов, используя пассивное опорожнение ПАГЗ.
  3. ПАГЗ должен оснащаться газораздаточной колонкой, и по желанию заказчика колонка может быть как однопостовой, так и двухпостовой.
  4. Скорость заправки ПАГЗ и его опорожнения в основном зависят от проходного сечения трубопроводов арматуры и схемы их соединения. Так, например, в ПАГЗ-3000 производства «ГазСервисКомпозит» скорость опорожнения достигает до 0,5 кг/сек при давлении 20-25 МПа, что для некоторых потребителей является важным и обязательным параметром.
  5. Тип баллона, из которого состоит ПАГЗ, влияет на его массу (тип 4 легче, чем тип 3), но ограничивает температуру эксплуатации в отрицательном диапазоне до минус 40°С.
  6. Наибольшей вместимостью при одних и тех же габаритных размерах обладает ПАГЗ с вертикальным расположением баллонов в контейнере (ПАГЗ «ГазСервисКомпозит»).
  7. Ускорить процесс внедрения газомоторного топлива для ТС в РФ может помочь использование мини-АГНКС (на базе баллонов «ГазСервисКомпозит»).