Teste de motor de biogás e otimização de parâmetros

A Power UP é uma empresa de engenharia de energia especializada em produtos e soluções de alta tecnologia para motores a gás com clientes em mais de 40 países. A Power UP fornece seus próprios componentes de motores a gás de design especial. Este serviço prolonga a vida útil das peças de reposição do cliente e melhora o desempenho e a eficiência do motor. Os clientes se beneficiam de custos reduzidos de manutenção, eficiência do motor e confiabilidade.

Os principais componentes de produtos da Power UP, como cabeças de cilindro, bielas, pré-câmaras, luvas de vela, são produzidos pela Power UP Manufacturing. Ao otimizar as tecnologias existentes e desenvolver novos conceitos, o Power UP maximiza a produção de geração, cumprindo as diretrizes de baixa emissão.

A empresa também oferece serviços de consultoria em soluções de motores a gás, usando conceitos alternativos e eficientes de tecnologia, engenharia e elaboração de soluções para diferentes mercados e requisitos de aplicações que atendem às expectativas específicas dos clientes.

Os engenheiros da Power UP se esforçam continuamente para estender a vida útil das peças de reposição para reduzir o custo da manutenção geral. A equipe qualificada de suporte a vendas e produtos reconhece todos os aspectos do negócio de motores a gasolina. Qualquer que seja a aplicação, eles têm a experiência de fornecer soluções para desafios comerciais e técnicos.

O Problema e a Aplicação de Teste

Os motores a gás acompanharão o mercado futuro de energia, pois sua flexibilidade e confiabilidade desempenham um papel vital em uma estratégia energética sustentável e estável. Esses motores movidos a gás podem ser acionados por gases de aterros ou resíduos industriais, biogás ou gás natural para gerar eletricidade - sem queima de combustível e sem as emissões de escape associadas.

Este caso relaciona a medição em uma unidade de motor / gerador de biogás J312 Jenbacher de 12 cilindros, fabricada na sede da GE INNIO em Jenbach, na Áustria, e usada em uma fazenda para produzir eletricidade e calor. O J312 - cujo tamanho é de 4,7 x 1,8 x 2,3 metros - é capaz de produzir energia à taxa de 579 kW / 480V / 60Hz e água quente a uma taxa de 2454 MBTU / h (720 kWh a 140 F graus ( 90 graus C).

Os motores a gás Jenbacher têm uma faixa de potência de 200 kW a 10 MW e funcionam com gás natural ou com vários outros gases. Eles fornecem energia, calor e refrigeração no local para uma variedade de aplicações comerciais, industriais e municipais - particularmente renováveis e de aproveitamento de resíduos, geração de energia industrial e cogeração / CHP (calor e energia combinados) e geração de energia em campos de petróleo. Mais de 52.000 motores a gás Jenbacher foram entregues em mais de 100 países.

A unidade padrão específica, neste caso, foi modificada pela Power UP GmbH. Em vez da cabeça de cilindro de 2 válvulas OEM, é usada uma cabeça de cilindro de 4 válvulas Power UP EVE, aumentando a eficiência elétrica em 2,5%. O Genset fornecido tem uma potência elétrica de 550 kW.
No local do cliente, é necessário um sistema de medição eficiente, rápido e fácil de configurar, com visualização imediata, para minimizar o tempo de inatividade do motor e a perda de dinheiro.

Solução Analisador de Combustão Dewesoft

Com a Solução Dewesoft Analisador de Motores a Combustão – uma combinação do software de aquisição da dados DewesoftX com um plugin e o dispositivo de aquisição de dados SIRIUS - aquisição e visualização de dados é apenas uma questão de minutos.

Configuração de medição

A Power UP GmbH usa este sistema de aquisição de dados e configuração de sensores:

• Instrumento de medida SIRIUSi-8xSTG+ 

• 3x DSI-CHG-50 adaptadores DSI

• 3 x sensor de pressão do cilindro AVL GH14D com parafuso M5

• 1 x tensão de ignição por divisor de tensão

• 1 x sensor de ângulo de manivela instalado no motor com 164 pulsos e zero pulsos; conectado à entrada SIRIUS SuperCounter®

• software de aquisição e análise Dewesoft X3

• Analisador de Motores a Combustão com plugins (Base + Advanced)Pressão
  Cálculo online
  Cilindros ajustáveis
  Liberação de calor
  Batidas (pré-ignição)
  Filtro
  Entradas analógicas adicionais

• Modbus Master Plugin TCP/IP

• Conexão de rede remota por cliente VNC

Os sistemas SIRIUSi Combustion Engine Analyzer são usados para pesquisa, desenvolvimento e otimização de motores, e até mesmo para desenvolvimento e teste de componentes - como sistemas de ignição, sistemas de escapamento e controle de válvulas. O sistema consiste em hardware SIRIUSi DAQ isolados e o Pacote de software para aquisição de dados DewesoftX para medição e análise com um plug-in especialmente projetado para análise de motores de combustão.

Esse sistema suporta resultados de medição baseados em ângulo e tempo e usa algoritmos altamente sofisticados para matemática e estatística online ou offline - calculando a liberação de calor e outros parâmetros termodinâmicos.O Analisador de motores a combustão pode ser totalmente integrado a uma bancada de teste e também suporta dados de outras fontes de dados como vídeo, CAN e barramento CAN FD, XCP, Ethernet, ... Os dados podem ser exportados para vários formatos de arquivo diferentes.

Além da análise de combustão, o sistema pode ser expandido para lidar com outras aplicações de medição, como testes híbridos no trem de força, ruído e medição de vibração, juntamente com dados sincronizados de vídeo ou GPS.

Sensores de pressão são usados para medir a pressão do cilindro do motor. Dependendo do tipo de sensor, eles podem ser conectados diretamente ao amplificador SIRIUSi como qualquer outro canal de entrada ou através de amplificadores externos de condicionamento de sinal. Além disso, é necessário um sensor de ângulo para obter os resultados da medição no domínio dos ângulos.

Medições

Para essa medida, foi utilizada uma taxa de amostragem de 200kS / s. Três dos 12 cilindros foram aplicados com sensores de pressão do cilindro. Nos canais adicionais, a tensão de ignição foi especificada, para obter o sinal no domínio dos ângulos e sobrepor-se à curva de compressão. O cliente ficou impressionado com a alta resolução angular de até 0,025 graus e a fácil integração da interface Modbus TCP do controle Power UP Engine.

Como a unidade de motor / gerador de biogás gera também calor e ruído além de eletricidade, o cliente conectou por rede remotamente o Cliente VNC da sala de controle.

Análise dos Resultados

O instrumento Dewesoft fornece uma ferramenta útil para a empresa de serviços Power UP GmbH para adaptar e otimizar os parâmetros do motor dentro da faixa operacional após a atualização do motor.

Conclusão

Como o trabalho diário do cliente exige flexibilidade para atender aos vários tipos de máquinas, o módulo de entrada universal STG SIRIUS e a possibilidade de uma futura extensão com adaptadores DSI, ae outros plugins do software Dewesoft X (Siemens S7, OPC UA,…) oferecem a melhor interconectividade.

O isolamento galvânico dos canais garante segurança e melhor qualidade do sinal para os diferentes ambientes.

A flexibilidade dos dispositivos e software Dewesoft DAQ ajuda a Power UP a tornar o trabalho diário mais eficaz e a se concentrar em seu principal know-how, a otimização de parâmetros.

Saiba mais sobre a solução de análise de motores de combustão:

Medição de Combustão