0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает биогазовый двигатель в майнкрафт. Опыт эксплуатации газопоршневых агрегатов на биогазе

Использование биогаза в ТЭЦ на базе газопоршневых двигателей

Компания «Агробиогаз» предлагает широкий ассортимент современных газопоршневых когенераторных агрегатов Европейского производства, работающих на газо-воздушной смеси в диапазоне механических мощностей от 180 до 4300 кВт. Агрегаты адаптируются к колебаниям состава и характеристик биогаза и в значительной мере устойчивы к воздействию вредных компонентов, содержащихся в топливном газе.

Накопленный Европейскими производителями за долгие годы работы опыт в эксплуатации газопоршневых двигателей на биогазе, первые модели которых начали работать почти 100 лет назад, находил и находит свое отражение в современных разработках двигателей с искровым зажиганием, и гарантирует надежность и безопасность эксплуатации двигателей. Кроме того, значительно увеличена мощность и КПД агрегатов.

Смазочное масло влияет на срок службы и износ двигателя. Поэтому использовать необходимо смазочные масла, имеющие одобрение производителя двигателя на использование в данной области. Интервалы замены смазочного масла оговариваются при пуске установки на основании анализа масла, проведенного оператором. Таким же образом определяются интервалы проведения технического обслуживания клапанов.

Одним из способов продлить интервалы замены смазочного масла при проведении технического обслуживания является увеличение количества циркулирующего смазочного масла. Поэтому опытные производители моторов предлагают конструкцию, в которой количество смазочного масла увеличено за счет маслобака в раме-основании двигателя. Масло, находящееся в раме, постоянно подается в смазочный контур двигателя.

Внешний вид газопоршневого агрегата

Автоматическая система управления газопоршневого агрегата (АСУ ГПА) обеспечивает безопасную и надежную эксплуатацию двигателя. Система определяет все рабочие состояния, показатели температуры и давления и др., и на основании полученных данных всегда задает в двигателе оптимальную выходную мощность при максимальном КПД, при этом не выходит за заданные пределы выбросов. Благодаря журналам архивных данных в системе АСУ ГПА имеется опция прогнозирования поведения станции, за счет чего обеспечивается своевременное предупреждение нарушений в работе и реагирование на них, а также возможность оптимизации работы станции. Система обеспечивает полное управление станцией на базе ГПА.

Как работает биогазовый двигатель в майнкрафт. Опыт эксплуатации газопоршневых агрегатов на биогазе

Опыт эксплуатации газопоршневых агрегатов на биогазе

Генрих Баас – компания Deutz Power Systems

Задача современной энергетики – надежное энергоснабжение при одновременном сохранении ископаемых топливных ресурсов и обеспечении защиты окружающей среды. Для этого необходим экономный подход к использованию существующих энергоресурсов и переход на возобновляемые источники.

Европейская энергетическая комиссия провела аналитическое исследование, которое показало, что надежное энергообеспечение при сохранении ископаемых топливных ресурсов возможно. При проведении исследования исходили из того, что стандарты уровня жизни в европейских странах будут уравниваться, при этом учитывались только те технологии, которые представлены на современном рынке.
К 2050 году 90% энергии, потребляемой европейскими странами, будет производиться с использованием возобновляемых энергоресурсов. При этом цена на электроэнергию увеличится в два раза, но в то же время и потребление невозобновляемых энергоносителей уменьшится вдвое. Практически треть энергии будет производиться из биомассы. Это органические продукты и отходы (жидкий навоз, зерновые остатки, масличные и сахаро-содержащие культуры), промышленные и бытовые отходы, древесина, отходы пищевой промышленности и др. Биомассу в сухом виде можно сразу использовать в качестве топлива, в других случаях ее можно преобразовать в биогаз путем брожения, газификации или выпаривания.

Образование биогаза

В природе биогаз образуется при разложении органических соединений в анаэробных условиях, например в болотах, на берегах водоемов. Для промышленного производства требуется разработка комплексной технологии, включающей в себя такие компоненты, как накопитель биомассы, ферментатор, в котором осуществляется брожение, и резервуар для биогаза с системой очистки.
В анаэробных условиях микроорганизмы, участвующие в процессе брожения или разложения, адаптируются к исходному субстрату. В связи с тем, что брожение происходит во влажной среде, биосубстрат должен содержать примерно 50% воды. Биологическое разложение осуществляется при температуре +35. 40 °С.
Анаэробное брожение – это многоступенчатый процесс преобразования органических веществ из высокомолекулярных соединений в низкомолекулярные, которые можно растворить в воде. На одном этапе растворенные вещества разлагаются, образуя органические кислоты, низкоградусный алкоголь, водород, аммиак, сероводород и углекислый газ. На другом – бактерии преобразуют вещества в уксусную и муравьиную кислоты и в процессе метаногенеза расщепляют их, образуя метан
4НСОО Н =>СН4 + ЗСО2 + 2Н2О.
Одновременно содержание СО2 уменьшается за счет водорода, в результате чего также образуется метан
СО2 + 4Н2 =>СН4 + 2Н2О.
В качестве сырья для производства биогаза часто используется жидкий навоз. Для увеличения выхода газа можно добавить так называемые коферменты, за счет которых гомогенизируется производство биогаза – его объем зависит от используемого субстрата.

Читать еще:  Не заводится после простоя. Пусковой обогатитель?

Качество биогаза и подготовка топливного газа

Состав и качество биогаза в значительной степени зависит от используемого исходного сырья и от скорости процесса получения биогаза.
Поскольку в составе биогаза содержатся такие вредные компоненты, как сера, аммиак (иногда кремний), а также их соединения, возможности его использования ограничены. Данные компоненты могут стать причиной износа и коррозии двигателей внутреннего сгорания, поэтому их содержание в газе не должно превышать установленных норм. Кроме того, отработавшие газы нельзя охлаждать до температуры менее 140. 150 °С – в противном случае, в теплообменниках и в нижней части системы каналов для отработавшего газа будет накапливаться кислотный конденсат.
Существует несколько способов удаления серы из топливного газа. При биологической очистке в ферментатор в зону газа подается воздух. В результате окисления бактериями сероводорода отделяются сера и сульфат, которые удаляются с жидкими компонентами. Другой способ – это химическое осаждение, когда в раствор в ферментаторе добавляется трихлорид железа. Эти методы хорошо зарекомендовали себя в установках очистки сточных вод.
Наиболее оптимальные результаты достигаются при очистке газа с использованием активированного угля, причем из газа удаляется не только сера, но и кремний. В этом случае качество биогаза соответствует качеству природного газа, а использование окислительного каталитического газонейтрализатора обеспечивает дополнительное снижение уровня эмиссии выхлопных газов.

Использование биогаза для ТЭЦ на базе газопоршневых двигателей

Компания Deutz Power Systems производит газопоршневые агрегаты с турбонаддувом, работающие на обедненной смеси, в диапазоне мощности от 180 до 4000 кВт.
Номинальные параметры указаны в соответствии с ISO 3046. Характеристики даны только для информации и не являются обязательными значениями.
Компания имеет богатый опыт эксплуатации газопоршневых двигателей на газе мусорных свалок и сточных вод (первые такие модели начали работать почти 100 лет назад на газе сточных вод), используя его для дальнейших разработок.
Основная задача при этом – сделать двигатели более устойчивыми к воздействию вредных веществ, содержащихся в газе. Различные примеси образуют кислоты, негативно влияющие на компоненты двигателей, в первую очередь на подшипники. Если эксплуатировать установку с температурой смазочного масла около 95 °С (на входе двигателя) и избегать частых остановов и пусков, то в результате образования конденсата в картере во время фазы охлаждения можно уменьшить риск кислотообразования. Накопление газа в достаточном объеме в газохранилище обеспечит непрерывную подачу топлива, что необходимо для бесперебойной работы двигателя.
Опыт эксплуатации двигателей, работающих на биогазе, показал, что для подшипников необходимо использовать особые материалы. Поскольку КПД двигателя и рабочее давление увеличиваются, нужны подшипники с более высокой номинальной нагрузкой.
В настоящее время широко используются подшипники с напылением, которые обеспечивают все требования по надежности. Благодаря сплошной твердой поверхности, они более устойчивы к воздействию агрессивных веществ, содержащихся в газе и смазочном масле, чем традиционные шариковые подшипники с канавкой.
В процессе эксплуатации двигателя проводится постоянный мониторинг смазочного масла, после чего принимается решение о его замене и обслуживании клапанов. Чтобы продлить интервалы замены смазочного масла, его количество в раме-основании двигателя увеличено. Масло постоянно подается в смазочный контур, проходя через раму по диагонали.
Система контроля и управления ТЕМ (производство компании Deutz) обеспечивает безопасную и надежную эксплуатацию двигателя. Она определяет все рабочие состояния, показатели температуры, давления и т. д. На основании полученных данных система задает оптимальную выходную мощность двигателя при максимальном КПД, не выходя при этом за установленные пределы выбросов. В системе ТЕМ есть опция составления аналитических графиков изменения эксплуатационных параметров станции – это позволяет своевременно выявлять нарушения в работе и быстро на них реагировать.
Компания поставляет комплектные энергетические установки, работающие на биогазе. В их состав входят газопоршневой агрегат, котел-утилизатор, шумоглушитель, каталитические газонейтрализаторы, система очистки газа активированным углем и, если требуется, дополнительная система последующей очистки отработавших газов.
Удельные капиталовложения и средние расходы на техобслуживание установок, работающих на биогазе включают затраты на газопоршневой агрегат, теплообменники для охлаждающей жидкости и отработавших газов, шумоглушители, а также расходы на распределительную установку, включая монтаж и систему трубопроводов.

Практическое использование различных видов сырья для выработки энергии

В Бранденбурге (Германия) установлена электростанция, вырабатывающая биогаз из пищевых и бытовых отходов. В год утилизируется около 86 тыс. тонн биоотходов.
Процесс получения биогаза осуществляется в определенной последовательности. После удаления неутилизируемых компонентов биоотходы измельчаются и перемешиваются, полученная масса нагревается до 70 °С, чтобы убить патогенные организмы. Затем отходы направляются в два ферментатора, каждый из которых вмещает 3300 м3 биомассы. Микроорганизмы расщепляют биомассу (примерно за 20 дней), в результате чего образуется биогаз и остаточное количество жидкости, которое затем отжимается, а сухой остаток снова проходит биологическую переработку в качестве компоста.
На биогазе работают два газопоршневых двигателя TCG2016V16K производства Deutz Power Systems, электрическая мощность каждого из них составляет 626 кВт, тепловая – 834 кВт. Вырабатываемая электрическая энергия подается в энергосеть, а тепло используется для выработки газа. Уровни выбросов вредных веществ ниже граничных значений, указанных немецким стандартом TA-Luft (NOx и СО – 1000 мг/м 3 ).
Установка на биоагзе работает также в Айхигте, где расположена крупная животноводческая ферма Agrofarm 2000 GmbH.
Мини-ТЭЦ установлена в контейнере, в качестве привода используется двигатель TCG2016V16K электрической мощностью 459 кВт, тепловой – 225 кВт. Электроэнергия подается в энергосеть, а тепло используется для нужд хозяйства. Сырьем для получения биогаза является жидкий навоз.
В животноводческом комплексе, имеющем 1550 голов рогатого скота, обрабатывается 2200 га земли и 1100 га пастбищ. Часть урожая идет на корм, при этом ежедневно образуется от 110 до 120 м 3 жидкого навоза. Он направляется для брожения в ферментатор, в результате чего получается 4000. 4400 м 3 биогаза. К навозу добавляются остатки кормов (до 4 т/сут), за счет чего производство газа увеличивается на 20%.
Цикл утилизации биомассы практически безотходный. Образующиеся в процессе анаэробного брожения отходы не имеют запаха, и их можно использовать на полях в качестве удобрения в течение всего года.

Читать еще:  Не заводится с кнопки на холодную

Газопоршневые двигатели – конструкция и принцип работы

Газопоршневый двигатель – это двигатель внутреннего сгорания с системой внешнего образования топливно-воздушной смеси и искровым зажиганием. В качестве топлива использует природный магистральный газ и др. виды газового топлива, что обеспечивает экономичность, высокий ресурс работы и минимальный уровень шума. В данной статье мы рассмотрим, что представляет собой газопоршневый двигатель, принцип работы и его особенности.

Основные элементы и принцип работы газопоршневого двигателя

Как и у любого ДВС, у газопоршневого двигателя принцип действия основан на сгорании топливовоздушной смеси и поступательном движении поршней за счет энергии расширяющихся газов. С помощью кривошипно-шатунного механизма поступательное движение поршней преобразуется во вращательный выходного вала двигателя.В схеме подачи газа в газопоршневых двигателях основную роль играет газораспределительный механизм, подача газа осуществляется из магистрали или баллонного оборудования.

Чаще всего данный вид двигателей применяется в качестве основного элемента электрогенератора. Так, современные газопоршневые электростанции, характеристики потребления топлива которых делают их наиболее выгодными из всех решений автономного энергообеспечения. Дополнительным преимуществом является возможность выработки тепла или холода для хозяйственных нужд – когенерации и тригенерации. Современный газопоршневой двигатель, принцип работы которого позволяет обеспечить и одновременную тригенерацию, делает оптимальным его применение в приводе холодильной установки. Также применяются они в насосном оборудовании, морском судостроении и др. сферах деятельности.

Особенности газопоршневого двигателя

Наибольшие значения мощности газопоршневых двигателей достигают десятков мегаватт, что достаточно для обеспечения работы мощного оборудования и автономного энергообеспечения производственных и строительных объектов. Важным преимуществом является высокий ресурс работы, достигающий 250 тысяч часов при 80-100 тыс. часов межремонтного интервала (между капитальными ремонтами).

Подача газа в газопоршневых двигателях может быть баллонной или магистральной, а в качестве топлива, помимо метана, применяется:

  • пропан;
  • бутан;
  • коксовый и другие сопутствующие промышленные газы;
  • древесный газ;
  • газы нефтяной промышленности и многие другие виды.

При этом схема подачи газа в газопоршневых двигателях не требует наличия дожимного компрессора благодаря малому потребному давлению. Благодаря большому выбору вариантов можно гибко использовать оборудование на различных объектах, оперативно адаптировать систему к изменению технических или экономических условий. Перенастройка системы подачи топлива занимает минимум времени, газопоршневый двигатель можно свободно настроить на эксплуатацию на попутном газе, биогазе и др. топливе.

К основным особенностям газопоршневых двигателей можно отнести:

  • Небольшую зависимость КПД от окружающей температуры.
  • Незначительные колебания КПД при снижении нагрузки на 50% и, соответственно, эффективное использование двигателя при любых нагрузках.
  • Малые затраты на эксплуатацию.
  • Неограниченное количество запусков мотора.
  • Возможность параллельного подключения нескольких двигателей и, соответственно, возможность значительного повышения и рационального использования мощности системы.

С каждым годом газопоршневые двигатели получают всё большее применение в различных сферах, в т. ч. в качестве основного элемента газоэлектростанций для коттеджных поселков. Их экономичность и эксплуатационные обеспечивают им солидные преимущества в сравнении с другими вариантами автономного, резервного или аварийного электроснабжения различных объектов.

Использование БИОГАЗА в газовых двигателях

Использование БИОГАЗА в газовых двигателях
Переработка (обработка, очищение и утилизация) органических отходов представляет собой сложную задачу для современной промышленности. В сельскохозяйственной и пищевой отрасли анаэробная ферментация является альтернативным способом переработки органического сырья. В процессе анаэробной ферментации выделяется БИОГАЗ — смесь газов растительного и животного происхождения, образующихся при разложении органических отходов — который является высокоэнергетическим топливом с малым количеством вредных выбросов С02. В отличие от природных ископаемых, БИОГАЗ является возобновляемым источником энергии, а использование его в качестве топлива для газовых двигателей ведет к экономии энергоресурсов.

Возникновение БИОГАЗА
БИОГАЗ получается в результате анаэробной ферментации органических материалов. Являясь продуктом метаболизма присутствующей в органических отходах метановой бактерии, необходимым условием для получения БИОГАЗА является недостаток кислорода, РН — фактор от 6.5 до 7.5 и постоянная температура от 15°С до 55°С. Период ферментации составляет от 10 до 120 дней. На сегодняшний день наиболее часто распространенной технологией является анаэробная ферментация при температуре около 35°С с продолжительностью 25-30 дней.

Читать еще:  Чем отличается специальный от специализированного. Авто спецтехника, классификация грузовой спецтехники

Концепция
Процесс генерации БИОГАЗА разделен на три части:
— подготовка исходного материала
— ферментация
— очистка (обработка, переработка) остаточного материала.
Органический материал помещают в емкость, а затем после процесса анаэробной ферментации в ДИГЕСТОР. Полученный в ДИГЕСТОРЕ БИОГАЗ собирается в газовом хранилище, которое обеспечивает непрерывную подачу газа. Из газового хранилища БИОГАЗ подается в газовый двигатель. В целях безопасности для сжигания излишка газа устанавливают газовый факел таким образом, чтобы избыток газа сгорал только в случае чрезмерного производства газа. Смесь газа в ДИГЕСТОРЕ состоит из 60 — 70% метана и 30 — 40% углекислого газа. Эта смесь газов может использоваться в качестве топлива в газовых двигателях с получением на выходе высококачественной электроэнергии и тепла.
Часть выработанной электрической энергии используется для собственных нужд установки, часть подается в общую сеть. Тепловая энергия используется для нагрева ДИГЕСТОРА и для теплоснабжения.

Сырьевые органические материалы

Для производства БИОГАЗА возможно использование следующих органических материалов. В скобках указан размер выработки БИОГАЗА в м 3 на тонну сырого материала:

  • жидкий навоз, твердый компост (20 — 70)
  • биологические отходы, собранные на фермах (100 — 200)
  • вторичное (вторично выращенное) сырье (кукурузный силос, непищевые зерна)
  • нечистоты и жир сточных вод (80 — 150)
  • старый жир (1000)
  • трава
  • биологические отходы от ферм по забою крупного рогатого скота (100), пивоваренных заводов и дистилляторов (20), складов для хранения фруктов и вина, молочных ферм (25), целлюлозная отрасль промышленности и производство сахара.

Для снабжения БИОГАЗОМ когенерационной установке с электрической мощностью 500 кВт требуется: компост от 2500 коров, 15000 свиней или 300000 куриц (соответствует отходам приблизительно 60 ферм). Парадокс состоит в том, что одна корова в год, кроме молока, дает около 600 литров бензина (в энергетическом эквиваленте)
Дерево не подходит для выработки БИОГАЗА, так как лигнин, содержащийся в нем, не перерабатывается метановой бактерией. Пестициды, вещества для дезинфекции и антибиотики также негативно влияют на бактерии и образование БИОГАЗА.

  • Альтернативное использование компоста, жидкого навоза и другого органического сырья в качестве источника энергии
  • Высокая экономическая эффективность и короткие сроки окупаемости
  • БИОГАЗ заменяет традиционное топливо
  • Высокий общий КПД (электрический и тепловой) — до 92%
  • Оставшийся сухой осадок от ДИГЕСТОРА может быть использован в качестве сельскохозяйственного удобрения
  • Коррозийный эффект нейтрализуется высоким уровнем РН
  • Отходы от ферментации не содержат запаха
  • Способствует снижению влияния факторов, влияющих на возникновение парникового эффекта (выработка энергии с пониженными выбросами СО 2 ).

Компетенция GE Energy Jenbacher gas engines
Компания GE Energy Jenbacher gas engines имеет уникальный опыт производства оборудования для эффективного использования БИОГАЗА. За 25 лет работы в этом направлении компания произвела оборудования для использования БИОГАЗА суммарной электрической мощностью более 140 МВт. GE Energy Jenbacher gas engines предлагает варианты решения, которые по полноте, опыту и количеству положительных отзывов и рекомендаций не имеют себе равных.
GE Energy Jenbacher gas engines является ведущим мировым производителем газовых двигателей, электростанции и мини ТЭЦ на их основе и является единственным предприятием, которое специализируется исключительно на производстве газовых двигателей.

При этом GE Energy Jenbacher gas engines инвестирует в научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки значительно больше, чем в среднем по отрасли. Это позволяет нам заявлять, что и в будущем мини ТЭЦ GE Energy Jenbacher gas engines будут являться передовыми в технологическом прогрессе и будут гарантировать Заказчикам надежное энергоснабжение при минимальных затратах.
Производимые двигатели, электрической мощностью от 250 кВт до 3 Мвт могут использовать в качестве топлива как природный газ, так и различные биохимические и специальные газы, получаемые в сельском хозяйстве, нефтяной промышленности, горной промышленности, а также из отходов производства. Запатентованная система сжигания, а также многократно опробованная система управления моторами обеспечивают не только строгое соблюдение норм по выбросам вредных веществ, но и гарантирует максимальную эффективность и надежность.
Продукция компании GE Energy Jenbacher gas engines используется широким кругом Заказчиков для производства электроэнергии, тепла и холода. Сеть сервис-центров по всему миру предлагает широкие сервисные услуги — вплоть до эксплуатации предлагаемого оборудования.
Штаб-квартира и производственные мощности компании GE Energy Jenbacher gas engines с персоналом более 1300 человек располагаются в городе Jenbach, Австрия.
Компания «Сигма Технолоджис» является официальным дистрибьютором компании GE Energy Jenbacher gas engines на территории России. За три года совместной работы компаний реализовано более 10 проектов, в части которых «Сигма Технолоджис» выступала как поставщик оборудования, в части — как генеральный подрядчик по строительству мини ТЭЦ на условии «под ключ».
Накопленный компанией опыт позволяет ей реализовывать проекты любой степени сложности в полном соответствии с техническими требованиями Заказчиков.
Специалисты компании готовы сделать все от них зависящее для того, чтобы технологии GE Energy Jenbacher gas engines помогли Вам в достижении стоящих перед Вашей организацией целей.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector