Использование биотоплива в современных двигателях
Главным функциональным назначением углеводородного топлива, как известно, является поддержание качественного процесса горения (цепной реакции окисления) и получение заданного количества тепловой энергии, в связи с чем основным эксплуатационным показателем любого углеводородного горючего служит его теплота сгорания.
При всех прочих равных условиях тепловая эффективность использования углеводородного топлива, в конечном итоге, определяется качеством технологического цикла его топливоподготовки (или подготовкой топлива к сжиганию).
Следует отметить, что численное значение теплотворной способности сжигаемого топлива положено в основу теплового расчета каждого теплового двигателя или топливосжигающей установки.
Опыт практического использования жидкого биологического топлива, например рапсового масла, в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) показывает, что конструкция ДВС не предусматривает использования данного вида углеводородного горючего, поскольку биологическое топливо является нерасчетным для этого типа топливосжигающих установок, а его применение вызывает ряд серьезных эксплуатационных проблем, таких, как потеря мощности двигателя; невозможность запуска двигателя из холодного состояния; сбои в работе выпускных клапанов двигателя; снижение срока службы топливной аппаратуры (ТПН, ТНВД и распылителей форсунок); нарушение условий организации процесса сжигания топлива в камере сгорания.
Выявленные эксплуатационные проблемы пытаются решать путем придания биотопливу комплекса свойств, соответствующих свойствам традиционного нефтяного горючего, вводя в его состав различные присадки и добавки, например спирты (метиловый, этиловый и др.) и эфиры (метил-трет-бутиловый и др.). Авторы считают это направление малоперспективным, поскольку стоимость таких биотоплив значительно увеличивается за счет наличия в них дорогостоящих присадок, кроме того, биологические топлива с улучшаемыми качество присадками требуют особых условий хранения и использования.
Другим направлением решения возникших при использовании биотоплива эксплуатационных проблем в настоящее время является изменение конструкции тепловых двигателей и топливосжигающих установок. Проектирование и разработка ДВС, газовых турбин и котлов должны осуществляться под конкретный вид биологического топлива, например под рапсовое, сурепное, репейное или льняное масло и т. д. Реализация мероприятий данного направления имеет перспективу, однако их практическое осуществление потребует длительного времени и значительных финансовых вложений.
По мнению авторов, в настоящее время существует два перспективных и быстро окупаемых направления использования биотоплива в качестве горючего для эксплуатируемых тепловых двигателей и топливосжигающих установок. Первое направление – сжигание биологического топлива в составе топливных углеводородных смесей, включающих в качестве основных компонентов 50‑70 процентов нефтяного топлива и 30‑50 процентов горючих животного или растительного происхождения, или биологическое топливо.
Другим перспективным направлением использования биотоплива является придание биологическому топливу свойств молекулярного строения и структуры, аналогичных штатному нефтяному топливу. Оба эти направления можно реализовать путем совершенствования цикла топливоподготовки. Поскольку топливоподготовка реализуется в топливной системе, становится очевидным, что необходимо изменять конструкцию и вводить в ее состав новые устройства и механизмы. Говоря иначе, разрабатывать и внедрять топливные системы нового поколения, реализующие ранее не применяемые технологические процессы подготовки топлива к сжиганию.
Авторами разработана и внедрена новая технология обработки и подготовки к сжиганию углеводородных жидкостей промышленного, животного и растительного происхождения, а также технология получения, хранения и сжигания в котлах и дизелях углеводородных смесей нефтяного горючего, биологического топлива, спиртов, эфиров, масел. Новая технология позволяет придавать сжигаемому топливу требуемые для эффективного использования физико-химические свойства и таким образом управлять организацией процесса его сгорания. Разработанная технология реализуется в конструкции «Системы топливоподготовки унифицированной» (СТУ).
На сегодняшний день СТУ оборудованы топливные системы ряда энергообъектов России и стран СНГ. Так, система топливоподготовки унифицированная для приготовления топливных смесей на основе штатного нефтяного топлива и масел животного или растительного происхождения внедрена и используется с 2001 года на топливной системе энергокомплекса Бельского масложирового комбината
(г. Бельцы, Республика Молдова). Применение СТУ позволило заменить 30‑35% штатного нефтяного топлива – топочного мазута М-100 биологическим топливом (для данного предприятия – отходы масложирового производства), при этом значительно снизить тепловое и газовое загрязнение окружающей природной среды.
Новые технологические процессы подготовки биологического топлива к сжиганию возможно осуществить посредством его струйно‑кавитационной и (или) роторно-пульсационной обработки, перераспределения направлений топливных потоков, снижения вязкости биотоплива без подвода тепла от внешнего источника, а также струйно‑кавитационным смешением биологического и нефтяного топлив и т. д.
С целью практической реализации предлагаемых процессов необходимо:
1. Использовать двухтопливную систему, включающую топливоподающую систему нефтяного топлива и топливоподающую систему биологического топлива.
2. Использовать штатное нефтяное топливо в качестве пускового и резервного топлива.
3. Использовать предварительно обработанное и подготовленное биологическое топливо в качестве основного топлива.
4. Обрабатывать и готовить нефтяное топливо к сжиганию по традиционной технологии.
5. Обрабатывать и готовить биологическое топливо к сжиганию в системе топливоподготовки.
Для более эффективной обработки и подготовки биотоплива к сжиганию следует применять многоступенчатую СТУ, включающую одну, две и более ступени обработки. При этом одна ступень реализует постоянную циркуляцию в процессе хранения, так называемое динамическое хранение топлива; другая – многократное дробление (измельчение и расщепление) высокомолекулярных углеводородных соединений на углеводородные радикалы; а третья – снижение и поддержание заданной вязкости биотоплива непосредственно перед форсунками теплового двигателя или топливосжигающей установки и т. п.
Кратчайший путь к широкому использованию жидкого биотоплива в качестве горючего в существующих топливосжигающих установках без изменения их конструкции – совершенствование их топливных систем на основе внедрения и использовании новых процессов технологического цикла топливоподготовки.
СРО, Биотопливо, Мощность, Топливо, Турбины, Энергия , Кабельная арматура,
Отправить на Email
-
05.04.2021 06:09:52Водородный электропоезд: «зеленая» инновация с большими перспективами
215
Одной из первых водородных «ласточек» в России может стать проект по организации пассажирского железнодорожного сообщения с применением поездов на водородных топливных элементах и систем обеспечения их эксплуатации. Правда, пока речь идет только о пригородных поездах, курсирующих на острове Сахалин.
Водородная энергетика, Топливо
04.04.2021 10:53:32На основных гидроагрегатах Волжской ГЭС установлены турбины ЛМЗ146
На Волжской ГЭС после модернизации введен в эксплуатацию гидроагрегат со станционным номером 10, на котором были заменены гидротурбина и гидрогенератор вместе со вспомогательным оборудованием.
Энергетическое машиностроение, Турбины, Гидроэнергетика
04.04.2021 10:16:25Вопрос энергетической безопасности: контрафактные запчасти к паровым турбинам225
В атомной отрасли случаи контрафакта запчастей единичны и становятся темами расследований, в гидроэнергетике после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС требования к производителям и поставщикам оборудования были значительно ужесточены. Потому что безопасность важнее, цена ошибки велика. А что же в теплоэнергетике? Насколько здесь важно и нужно бороться с контрафактом, заказывать запчасти у оригинальных или сертифицированных производителей? «ЭП...
Тепловая энергетика, Турбины, Энергетическое машиностроение, Промышленная безопасность
04.04.2021 00:36:00Петербургский транспорт переходит на газ137
Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров, губернатор г. Санкт-Петербурга Александр Беглов, председатель правления ПАО «Газпром» Алексей Миллер и генеральный директор ПАО «КАМАЗ» Сергей Когогин подписали соглашение о поэтапном переходе в 2021–2023 годах на использование природного газа в качестве моторного топлива в Санкт-Петербурге.
Топливо
02.04.2021 22:00:00Первая российская система автоматического управления ГТУ – на базе контроллеров REGUL R500168
Первая в России научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа по модернизации системы автоматического управления (САУ) газотурбинной установки № 2 иностранного производства реализована на Сочинской ТЭС АО «Интер РАО — Электрогенерация» в рамках программы по импортозамещению.
Электротехника, Автоматизация в энергетике, Турбины, ТЭС
-
14.01.2015 Владимир ЕФИМОВНовая эра энергетики: пожинаем первые плоды
1606
СРО, Газпром, Генерация, ГРЭС, ЕЭС, Котельная, Мощность, ОГК, ТГК, Топливо, Электричество, Электроэнергия, Энергия, Кабельная арматура, Электростанция, Электроэнергетика
14.01.2015 Ирина КРИВОШАПКАВремя менять имена830
Электроэнергетика, ОГК, РусГидро, Кабельная арматура
14.01.2015 Ольга МАРИНИЧЕВАФСК ЕЭС поручили продать «Кузбассэнерго»869
Кабельная арматура, ЕЭС, ТГК, ФСК, СРО
14.01.2015Таджикистан: На Сангтудинской ГЭС введен второй агрегат1016
Кабельная арматура, Гидроагрегат, ЕЭС, Мощность, ФСК, Электроэнергия, Энергия, Электростанция, СРО
14.01.2015 Ольга МАРИНИЧЕВАФСК открывает карты1547
Последние несколько месяцев вопросы технологического присоединения называют одной из важнейших проблем, которые оставляет в наследство РАО «ЕЭС России». И крупные потребители, и строители, и эксперты, не говоря уже о рядовых гражданах и представителях малого бизнеса, считают, что здесь есть что доработать.
Весной текущего года РАО ЕЭС в лице ФСК ЕЭС объявило о реализации комплекса мер для большей информационной открытости этого...Провод, ЕЭС, Кабель, Мощность, Напряжение, Подстанции, Сети, ФСК, Электроэнергия, Энергия, Кабельная арматура, Электрические сети, Электропотребление, Электроэнергетика, СРО
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
26343
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей24628
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?22170
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации14984
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
25.11.2019 09:04:52 Славяна РУМЯНЦЕВАКто виноват, что в Японии «запретили» микроволновки14942
Микроволновая печь, как и составляющий ее основу магнетрон, до сих пор имеют множество противников. Масса негативных мифов о СВЧ-печах находят своих почитателей, а фейковые новости о вреде бытовой техники распространяются по всему миру.
Инновации