ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ РАБОТЕ НА БИОГАЗЕ
Одним из перспективных направлений при разработке автономных систем энергоснабжения является проектирование генераторных установок, получающих тепловую и электрическую энергию путем комплексной переработки собственных отходов [1].
Для создания высокоэффективной и надежной автономной энергетической системы необходимо определение требуемой надежности для каждого элемента в отдельности и для всей системы в целом [2, с. 97]. Обеспечение собственного автономного электроснабжения затрудняется многими факторами, одним из которых является выбор источника тока для покрытия нагрузки [3, с. 169]. При электроснабжении от автономных систем следует особое внимание уделить устойчивости работы такой системы [4, с. 163], которая определяется требуемым запасом мощности [5, с. 75], в том числе приводного двигателя генераторной установки.
Целью проведения исследований является определение параметров работы генераторной установки с приводом от газопоршневого двигателя внутреннего сгорания на биогазе, состав которого искусственно создается методом порционного подмешивания углекислого газа в природный.
По полученным данным строятся экспериментальные зависимости:
Исследования проводятся на газопоршневой генераторной установке с системой контроля частоты вращения коленчатого вала, двигатель установки работает на газообразном топливе и дооборудован устройством подачи – смешения (УПС) природного газа и сжатого углекислого газа в систему топливоподачи двигателя. Схема экспериментальной установки показана на рисунке 1.
Принцип действия экспериментальной установки заключается в следующем. В зависимости от объемного состава газообразного топлива, регулируемого с помощью устройства 5, контроль объемного состава смеси осуществляется с помощью расходомера углекислого газа, расход природного газа – посредством газового счетчика; газ подается в систему топливоподачи (систему подготовки топлива) в двигателе, где происходит преобразование внутренней энергии сгорания топлива в механическую, переходящей в электрическую с помощью генератора, на зажимы которого подключена электрическая нагрузка в виде асинхронных двигателей суммарной мощностью от 0,1 до 1,0 Рн. Количество подаваемого углекислого газа для получения необходимого состава газа принимается согласно графикам (рис. 2).
В инжекторе производится смешение газовых составляющих, для стабилизации смеси при изменении расхода после инжектора устанавливается дополнительный ресивер. Для контроля и выявления изменения расхода топлива в ресивере предусмотрен датчик избыточного давления.
Мощность, отдаваемая в сеть, выбирается ступенчато, кратно 0,1 РН и контролируется ваттметром. Данные по расходу природного и углекислого газа определяются с помощью расходомера и газового счетчика.
Изменение электрической мощности, отдаваемой в сеть от состава топлива, будет описываться соотношением
Литература
- Пат. 2590536 Рос. Федерация.Способ получения тепловой и электрической энергии путем комплексной переработки отходов / В. А. Глухарев, И. Н. Попов, А. А. Верзилин, С. Ю. Рыхлов ; 20.01.2015.
- Глухарев В. А., Абдразаков Ф. К., Казаков А. М. Методика оценки надежности и экономичности электроснабжения птицефабрик от автономных источников // Научное обозрение. – 2012. – № 1. – С. 97–106.
- Глухарев В. А., Казаков А. М. Возможности использования автономных источников энергии для энерго- и электроснабжения птицефабрик // Актуальные проблемы энергетики АПК : мат. Междунар. науч.-практ. конференции. –Саратов, 2010. – С. 169–172.
- Глухарев В. А., Рыхлов С. Ю., Попов И. Н. Определение параметров дизель-генератора мини-ТЭС в автономных системах по условиям устойчивости // Научное обозрение. – 2015. – № 24. – С.163–166.
- Глухарев В. А., Казаков А. М., Суворов А. С. Определение запаса мощности для автономной системы электроснабжения // Актуальные проблемы энергетики АПК : мат. II Междунар. науч.-практ. конференции. – Саратов : КУБиК, 2011. – С. 75–78.
Метки: Транспорт