Продукт сохраняет текучесть при минус 48°C и увеличивает интервал замены до 3 тыс. моточасов.
Москва, 19 июл - ИА Neftegaz.RU. Специалисты
РГУ нефти и газа им. И. Губкина разработали синтетическое моторное масло для
газопоршневых установок, позволяющее сократить потребление топливного метана на 7%.
Об этом сообщил доцент университета Л. Багдасаров.
Новое масло
Разработка нацелена на
импортозамещение в энергетической отрасли промышленности. Газопоршневые двигатели активно используются для выработки электроэнергии на объектах, не подключенных к централизованным сетям, - от промышленных площадок до жилых поселков в зонах энергодефицита. Л. Багдасаров пояснил, что значительная часть таких установок в России обслуживалась зарубежным маслом, стоимость которого включала брендовую наценку до 50%. После прекращения поставок иностранной продукции задача создания собственного высокотехнологичного аналога стала критически важной.
При разработке отечественного масла ученые использовали комбинацию сложных эфиров и полиальфаолефинов, объединив их преимущества: полиальфаолефины - синтезированные углеводороды, которые, в отличие от обычного
нефтяного масла, не загустевает на морозе и не разрушается при высоких температурах, а эфирный компонент позволил понизить содержание сульфатной золы, загрязняющей детали, до 0,2%, тогда как у импортных образцов этот показатель составляет 0,5%.
Синтетическая основа обеспечивает текучесть масла при температурах вплоть до минус 48°C, что критически важно для эксплуатации в условиях Крайнего Севера.
Л. Багдасаров рассказал, что в основу подхода легли принципы, заложенные основателем отечественной научной школы смазочных материалов Н. Черножуковым, который был профессором РГУ нефти и газа им. И. Губкина. Исследователи взяли компонент с одними сильными свойствами и добавили к нему другой - с иными сильными свойствами, чтобы достичь синергетического эффекта, то есть взаимного усиления качества.
Эксплуатационные испытания подтвердили: низкая зольность отечественного масла уменьшила нагарообразование в канавках поршней и на других элементах двигателя. Это дало сокращение расхода топливного метана на 7% и продление срока службы масла до 12 раз по сравнению с аналогами.
Прежде на северных территориях масло приходилось менять каждые 250 моточасов, иначе двигатель начинал сбоить. Зимой любая замена была сопряжена с доставкой масла и утилизацией отходов. Теперь межсервисные интервалы можно увеличить до 3 тыс. моточасов, что существенно упрощает эксплуатацию в районах, где нет заправочных станций и сервисных центров.
Новое масло расширяет возможности распределенной энергетики. Снижение затрат на обслуживание и увеличение межремонтных периодов делают экономически оправданным применение газопоршневых двигателей для энергоснабжения даже небольших поселков в энергодефицитных зонах - на Крайнем Севере, Дальнем Востоке, в Краснодарском крае и других регионах. К продукту уже проявили интерес несколько российских энергетических компаний.
Почему синтетика?
Газопоршневые двигатели работают в особых условиях: высокие температуры в камере сгорания, риск нитрования масла (когда в него проникают оксиды азота из картерных газов), наличие серосодержащих соединений в некоторых видах газа, а также часто — системы снижения токсичности выхлопа (катализаторы, нейтрализаторы).
Синтетическая основа (например, те же полиальфаолефины - ПАО, GTL или масло гидрокрекинга) даёт ключевые преимущества:
- термостабильность - масло не разрушается при длительных высоких нагрузках;
- устойчивость к нитрованию - специальные присадки в пакете помогают противостоять этому процессу;
- стабильность масляной плёнки в широком диапазоне температур, что защищает детали при пиковых нагрузках;
- малозольность - сниженное содержание сульфатной золы, фосфора и серы, поэтому зола не откладывается в камере сгорания, на клапанах и не забивает системы очистки выхлопа;
- достаточное щелочное число (TBN) - позволяет маслу нейтрализовать кислотные продукты, которые образуются при сгорании газа;
- антикоррозионные свойства - помогают противостоять воздействию серосодержащих соединений;
- моющие и диспергирующие свойства - помогают поддерживать чистоту деталей, предотвращая образование шлама и нагара.
ПАО делают путём нефтехимического синтеза из альфаолефинов (чаще всего на базе этилена). Сначала из этилена получают длинные олефиновые фракции (1‑децен), а потом их полимеризуют в реакторах с
катализаторами. В результате получаются однородные молекулы без нежелательных примесей - серы, ароматических соединений и др. Именно эта «чистота» и задаёт высокие эксплуатационные свойства. Есть нюанс. Использование только ПАО позволяет маслу хуже удерживать масляную плёнку на некоторых поверхностях по сравнению с полярными компонентами. Поэтому комбинация с эфирами однозначно делает товарное масло более термостабильным с хорошей адгезией плёнки. И. конечно, цена. ПАО дороже минеральных и гидрокрекинговых масел из‑за сложного синтеза, но увеличенный интервал замены и меньшие эксплуатационные потери обычно окупают разницу.
Контекст
Распределенная генерация играет ключевую роль в обеспечении электроэнергией удаленных и изолированных объектов, где прокладка централизованных сетей экономически нецелесообразна. Вахтовые поселки, горнодобывающие предприятия и транспортная инфраструктура часто опираются на газопоршневые электростанции (
ГПЭС), надежность которых напрямую зависит от качества расходных материалов и периодичности сервиса.
По оценкам разработчиков, до 2022 г. стоимость импортных масел составляла 4-6 тыс. долл. США/т. Отечественный продукт обойдется примерно в 300 тыс. руб./т (около 4 тыс. долл. США по текущему курсу). При этом его ресурс достигает 3 тыс. моточасов, а расход метана на 1 кВт·ч выработанной электроэнергии снижается на 7% относительно зарубежных образцов.
Согласно отраслевым данным, средний удельный расход масла на угар в газопоршневых двигателях равен 0,2 г/кВт·ч. При цене масла 230-320 руб./л и годовой наработке 8 тыс. моточасов затраты только на доливку для двигателя мощностью 1000 кВт могут достигать 0,5 млн руб. /год. Частая полная замена масла многократно увеличивает эту сумму из-за дополнительных сервисных издержек.
Автор: А. Шевченко
Читать полностью