Газопоршневые двигатели широко применяются для выработки электроэнергии на объектах, не подключенных к центральным сетям, — от промышленных площадок до жилых поселков в зонах энергодефицита.
«Значительная часть таких установок в России обслуживается с использованием зарубежных масел, стоимость которых, по данным разработчиков, включает наценку за бренд до 50 процентов. После ухода иностранных поставщиков задача создания собственного высокотехнологичного продукта приобрела критическое значение», — пояснил доцент Губкинского университета Леонид Багдасаров.
При разработке отечественного масла ученые взяли за основу сочетание сложного эфира и полиальфаолефинов — синтезированных углеводородов, которые в отличие от обычных нефтяных масел не загустевают на морозе и не разрушаются при высоких температурах. Эфиры позволили снизить содержание сульфатной золы, загрязняющей детали двигателя, до 0,2 процента. Для сравнения, у импортных образцов этот показатель составляет 0,5 процента. Благодаря синтетической основе масло сохраняет текучесть при температуре до минус 48 градусов Цельсия, что важно для эксплуатации в районах Крайнего Севера. Результаты исследования опубликованы в журнале «Территория Нефтегаз — Газовая Промышленность».
«В основе нашего подхода лежат принципы, заложенные основателем отечественной научной школы смазочных материалов Николаем Черножуковым — профессором Губкинского университета. Взяли один компонент с сильными свойствами и добавили к нему другой — с другими сильными свойствами, чтобы получить синергетический эффект, то есть взаимное усиление качества», — рассказал Леонид Багдасаров.
Проведенные полевые испытания подтвердили, что малое содержание сульфатной золы в отечественном масле привело к снижению нагарообразования в канавках поршней и на цилиндрах двигателя, что позволило сократить расход топливного метана на семь процентов и продлить срок службы масла до 12 раз больше по сравнению с аналогами.
«Раньше на севере меняли масло каждые 500 моточасов, в противном случае двигатель начинал сбоить. А зимой любая замена — это проблема: и масло вези, и отходы утилизируй. Теперь интервалы можно увеличить в разы — менять масло каждые 2,5 тысячи моточасов. Это реальная помощь тем, кто работает и живет там, где нет ни заправок, ни сервисных центров», — добавил Леонид Багдасаров.
Разработка открывает новые возможности распределенной энергетики. Экономия на обслуживании и увеличение межремонтного периода делают экономически оправданным использование газопоршневых двигателей даже в небольших поселках энергодефицитных территорий — Крайнего Севера, Дальнего Востока, Краснодарского края и других.
Исследователи подсчитали, что до 2022 года стоимость импортных масел составляла от четырех до шести тысяч долларов за тонну. Отечественный продукт, несмотря на рост цен на нефть, обойдется примерно в 300 тысяч рублей (около четырех тысяч долларов по текущему курсу) за тонну, по подсчетам исследователей. При этом ресурс российского масла достигает 2,5 тысячи моточасов, а расход метана на каждый киловатт-час выработанной электроэнергии снижается на семь процентов по сравнению с импортными аналогами.
По данным отраслевых аналитических материалов, удельный расход масла на угар в газопоршневых двигателях составляет в среднем 0,2 грамма на каждый выработанный киловатт—час электроэнергии. При стоимости смазочных материалов около 230—320 рублей за литр и годовом ресурсе работы до восьми тысяч моточасов затраты на доливку масла могут достигать, например, 0,5 миллиона рублей в год для одного двигателя мощностью 1000 киловатт. При частой замене масла дополнительные расходы на сервисное обслуживание многократно увеличивают эту сумму.
«Отечественное масло позволит сэкономить миллионы рублей на обслуживании двигателей, а значит, эти средства можно будет направить на развитие удаленных территорий», — отметил Леонид Багдасаров. К разработке уже проявил интерес ряд отечественных предприятий и организаций.