Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho động cơ đánh lửa cưỡng bức kéo máy phát điện cỡ nhỏ, vấn đề môi trường và nguồn nhiên liệu hiện nay,khí dầu mỏ hóa lỏng LPG, tổng quan về nhiên liệu biogas, tổng quan cơ sở lý thuyết xăng pha ethanol, tính toán hệ thống cấp nhiên liệu khí cho động cơ
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ MỞ ĐẦU • Lý chọn đề tài Trong xu phát triển giới lượng đóng vai trò định phát triển quốc gia. Thực tế chứng kiến nhiều chiến tranh tranh chấp xoay quanh vấn đề lượng theo nhà nghiên cứu cho biết: Với tốc độ khai thác sử dụng lượng hóa thạch nguồn lượng cạn kiệt thời gian không lâu nữa. Sự khan nguồn lượng hóa thạch dẫn đến khủng hoảng lượng mà giới khó tránh khỏi tương lai. Điều đặt vấn đề nghiên cứu tìm kiếm nguồn lượng có khả thay cho lượng hóa thạch truyền thống. Trên giới nói chung Việt Nam nói riêng có nhiều sách phát triển nguồn lượng nhằm cân với nguồn lượng hóa thạch cạn kiệt dần. Một số nguồn nhiên liệu xem nhiên liệu có khả ứng dụng rộng rãi với động đốt trong điều kiện đất nước nguồn nhiên liệu khí (Biogas, LPG). Việc sử dụng nhiên liệu khí làm giảm thiểu phát thải ô nhiễm không khí, tiết kiệm chi phí lượng, làm phong phú nguồn nhiên liệu sử dụng. Do việc nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu Biogas vào sản xuất tiêu dùng cần thiết. Vì vậy, chọn đề tài: “Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho động đánh lửa cưỡng kéo máy phát điện cỡ nhỏ”. • Mục tiêu nghiên cứu - Thấy rõ vai trò quan trọng việc cung cấp nhiên liệu cho động cơ. - Tìm hiểu, nắm vững cấu tạo nguyên lý làm việc chi tiết, cụm chi tiết hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng nhiên liệu khí cho động để từ thấy ưu nhược điểm hệ thống. - Thấy tầm quan trọng việc thiết kế lắp đặt thay số chi tiết hệ thống cung cấp nhiên liệu khí cho động cơ. - Nắm vững thao tác trình lắp đặt, kiểm tra hiệu chỉnh chế tạo thay chi tiết hệ thống cung cấp nhiên liệu khí cho động cơ. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ • Ý nghĩa đề tài - Thiết kế lắp đặt hệ thống nhiên khí sử dụng cho động đánh lửa cưỡng kéo máy phát điện cỡ nhỏ nhằm mục đích giảm mức độ phát khí thải từ động môi trường góp phần thực công ước quốc tế môi trường mà Việt Nam cam kết tham gia. - Đa dạng hóa nguồn lượng, giảm bớt lệ thuộc vào nguồn nguyên liệu lỏng truyền thống. - Nhiên liệu khí nhiên liệu sạch, sử dụng nhiên liệu khí giảm chi phí cho người sử dụng. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Chương 1.TỔNG QUAN 1.1. VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG VÀ NGUỒN NHIÊN LIỆU HIỆN NAY 1.1.1. Vấn đề môi trường biến đổi khí hậu Trong hàng thập kỷ qua, nhân loại trải qua biến động khôn lường khí hậu toàn cầu. Bề mặt Trái đất, khí thủy không ngừng nóng lên làm xáo trộn môi trường sinh thái, gây nhiều hệ lụy đến đời sống loài người. Các công trình nghiên cứu quy mô toàn cầu tượng nhà khoa học trung tâm tiếng giới tiến hành từ đầu thập kỷ 90 kỷ XX. Hội nghị quốc tế Liên hiệp quốc triệu tập Rio de Janeiro năm 1992 thông qua Hiệp định khung Chương trình hành động quốc tế nhằm cứu vãn tình trạng “xấu đi” nhanh chóng bầu khí Trái đất, vốn coi nguyên nhân chủ yếu gia tăng hiểm họa. Tổ chức nghiên cứu liên phủ biến đổi khí hậu Liên hiệp quốc (IPCC) thành lập, thu hút tham gia hàng ngàn nhà khoa học quốc tế. Tại Hội nghị Kyoto năm 1997, Nghị định thư Kyoto thông qua đầu tháng 2/2005 nguyên thủ 165 quốc gia phê chuẩn. Nghị định thư bắt đầu có hiệu lực từ 10/2/2005. Việt Nam phê chuẩn Nghị định thư Kyoto ngày 25/9/2005. Gần nhất, hội nghị lần thứ 18 Công ước Khung LHQ biến đổi khí hậu (COP-18) tổ chức thủ đô Doha Qatar tưởng chùng bế tắc cuối thông qua việc tiếp tục gia hạn Nghị định thư Kyoto đến năm 2020. • Nguyên nhân làm gia tăng nhiệt độ trái đất Các báo cáo IPCC nhiều trung tâm nghiên cứu có uy tín hàng đầu giới công bố thời gian gần cung cấp cho nhiều thông tin dự báo quan trọng. Theo đó, nhiệt độ trung bình bề mặt địa cầu ấm lên gần 1°C vòng 80 năm (từ 1920 đến 2005) tăng nhanh khoảng 25 năm (từ 1980 đến 2005). Báo cáo cho không thực chương trình hành động giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính theo Nghị định thư Kyoto, đến năm 2035 nhiệt độ bề mặt địa cầu tăng thêm 2°C. Về dài hạn, có 50% khả nhiệt độ tăng thêm 5°C. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Hình 1-1 Hiểm họa gia tăng nhiệt độ trái đất. Hiện tại, Trái đất ngày nóng lên, với tốc độ chiều hướng nhanh tương lai. 1.1.2. Thực trạng ô nhiễm không khí số nơi giới 1.1.2.1. Hồng Kông (Trung Quốc) báo động “mây khói độc” Mức độ ô nhiễm không khí Hồng Kông tăng cao kỷ lục, với Cơ quan bảo vệ môi trường cảnh báo “mây khói độc” bao phủ thành phố hiểm họa dân chúng. Chính quyền Hồng Kông cho hay số ô nhiễm không khí (API) tăng gấp đôi dân chúng khuyên nhà tránh tiếp xúc lâu với khu vực đông xe cộ. Chỉ số API mức cao kỷ lục”, người phát ngôn quan Bảo vệ môi trường cho hay. Hình 1-2 Mây khói độc che khuất đường chân trời nhìn quận WanChai. Đường chân trời vịnh tiếng Hồng Kông thường xuyên bị phủ sương mờ khói bụi, cho thảm họa sức khỏe dân chúng khiến số người tránh xa khỏi trung tâm tài quốc tế này. Tháng 7/2008, quan môi trường thành phố đo mức ô nhiễm không Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ khí 202, thấp nhiều so với số kỷ lục 413 nhà ga ven đường. Dựa số API, người có vấn đề tim mạch hô hấp khuyên nhà, số xuống 100. Công chúng khuyên nhà, tránh tiếp xúc lâu với khu vực nhiều xe cộ, khu vực có số API 200. 1.1.2.2. London (Anh) đứng đầu châu Âu ô nhiễm không khí London trở thành thủ đô ô nhiễm châu Âu, Anh phải chịu án phạt Liên minh châu Âu (EU) mức độ ô nhiễm không khí đạt mức nguy hiểm, vượt mức quy định EU. Kỷ lục "thành phố ô nhiễm châu Âu" thiết lập sau thiết bị kiểm soát chất lượng không khí cho thấy số ngày có mức độ ô nhiễm không khí thủ đô London chạm mức nguy hiểm lên tới số 36 ngày kể từ đầu năm nay. Theo quy định EU, năm, Anh phép có tối đa 35 ngày chất lượng không khí "được phép" mức độ "nguy hiểm." Việc phá vỡ quy định EU nửa năm điều đáng lo ngại phủ Anh, nước vừa nhận cảnh báo cuối từ Ủy ban châu Âu cách ba tuần việc phải cải thiện chất lượng không khí. 1.1.2.3. Moscow khói bụi mịt mờ Tại Kremlin Nhà thờ St. Basil, đường chân trời biến khói bụi dày đặc độc hại bao trùm khắp thủ đô Moscow, khiến nhiều số 10 triệu cư dân thành phố bị đau mắt, rát họng. Hình 1-3 Người dân trung tâm Moscow khói dày đặc. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Hôm 6/8/2010, Tổng thống Dmitry Medvedev quan chức y tế Nga tới thăm trạm cứu thương Moscow. Ông báo cáo số lượng gọi khẩn cấp thời gian gần tăng 10%, liên quan tới nắng nóng khói mù. Khói bụi từ hàng trăm đám cháy rừng khiến cho lượng carbon monoxide Moscow tăng gấp lần mức cho an toàn, theo Bộ Y tế Nga. Người dân thành phố khuyến khích yên nhà. Trả lời vấn báo RIA Novosti, quan chức y tế so sánh mức độ ô nhiễm không khí tương đương với hút vài bao thuốc ngày. Một số chuyến bay tới Moscow phải chuyển hướng tầm nhìn kém. Percy von Lipinski, khách du lịch Nga, miêu tả mặt trời trông “chỉ trái cam nhỏ xíu cố gắng thắp sáng bầu trời”. 1.1.3. Thực trạng ô nhiễm không khí Việt Nam 1.1.3.1. Ô nhiễm bụi Ở hầu hết đô thị nước ta bị ô nhiễm bụi, nhiều nơi bị ô nhiễm bụi trầm trọng, tới mức báo động. Các khu dân cư cạnh đường giao thông lớn gần nhà máy, xí nghiệp bị ô nhiễm bụi lớn.Nồng độ bụi khu dân cư xa đường giao thông, xa sở sản xuất hay khu công viên đạt tới xấp xỉ trị số tiêu chuẩn cho phép. So sánh với tiêu chuẩn Việt Nam, hầu hết khu vực Hà Nội Tp. Hồ Chí Minh, nồng độ bụi PM 10 năm gần vượt quy chuẩn cho phép (50 µg/m3). Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Hình 1-4 Diễn biến nồng độ bụi PM10 trung bình năm không khí xung quanh số đô thị từ năm 2005 đến 2009. Ghi : Tp. Hồ Chí Minh: số liệu trung bình trạm tự động liên tục thành phố Hà Nội, Đà Nẵng: số liệu từ trạm tự động liên tục vị trí thành phố (Nguồn: TTKTTV Quốc gia, 2010; Chi cục BVMT Tp. Hồ Chí Minh, 2010) Nồng độ bụi không khí thành phố lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng trung bình lớn trị số tiêu chuẩn cho phép từ đến lần, nút giao thông thuộc đô thị nồng độ bụi lớn tiêu chuẩn cho phép từ đến lần, khu đô thị diễn trình thi công xây dựng nhà cửa, đường sá hạ tầng kỹ thuật nồng độ bụi thường vượt tiêu chuẩn cho phép từ 10 - 20 lần. 1.1.3.2. Ô nhiễm khí SO2 : Nói chung, nồng độ khí SO2 trung bình đô thị khu công nghiệp nước ta thấp trị số tiêu chuẩn cho phép.Trong thành phố, thị xã quan trắc thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Biên Hoà, Thủ Dầu Một, Vũng Tàu, Long An có nồng độ khí SO2 lớn nhất, thấp trị số tiêu chuẩn cho phép tới lần, thành phố khác lại, Hà Nội, Hải Phòng, Hạ Long, Thanh Hoá, Vinh, Huế, Cần Thơ, Cà Mau, Mỹ Tho, . nồng độ khí SO trung bình ngày 0,1 mg/m3, tức thấp trị số tiêu chuẩn cho phép tới lần. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Hình 1-5 Diễn biến nồng độ khí SO2 xung quanh gần khu công nghiệp nước từ năm 2008 đến năm 2012. Nguồn: Trạm QT & PTMT đất liền 3, 2008-2012 1.1.3.3. Ô nhiễm khí CO, NO2 : Ở thành phố lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng, nồng độ khí CO trung bình ngày dao động từ - mg/m 3, nồng độ khí NO2 trung bình ngày dao động từ 0,04 - 0,09mg/m 3, chúng nhỏ trị số tiêu chuẩn cho phép, tức đô thị khu công nghiệp Việt Nam, nói chung chưa có tượng ô nhiễm khí CO khí NO 2. Tuy vậy, số nút giao thông lớn đô thị nồng độ khí CO khí NO2 vượt trị số tiêu chuẩn cho phép, ngã tư Đinh Tiên Hoàng - Điện Biên Phủ (thành phố Hồ Chí Minh) trị số trung bình ngày năm 2001: 0,19, gấp 1,9 lần trị số tiêu chuẩn cho phép, nồng độ CO năm 2001: 15,48 gấp 3,1 lần trị số tiêu chuẩn cho phép; tương tự, năm 2002 nồng độ khí NO = 0,191mg/m3 khí CO = 12,67mg/m3. [15] Trong hai thập kỷ qua, với phát triển kinh tế đất nước, nguồn khí thải động đốt phương tiện xe giới, động dẫn động máy phát điện động dẫn động máy công tác khác ngày trở thành tình trạng báo Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ động cho môi trường không khí. Hình 1-6 Diễn biến nồng độ CO tuyến đường phố số đô thị 2002-2006. (Nguồn: Chi cục BVMT TP. Hồ Chí Minh, Cục BVMT, 2007) Cùng với phát triển hệ thống sở hạ tầng giao thông, tăng trưởng phương tiện giới khối lượng vận tải hàng hóa, hành khách phát thải chất gây ô nhiễm môi trường không khí. Các chất gây ô nhiễm không khí chủ yếu sinh khí thải từ trình đốt nhiên liệu động bao gồm CO, NOx, SO2, xăng dầu (CnHm, VOCs), PM10 . bụi đất cát bay lên từ mặt đường phố trình di chuyển (TSP). Hình 1.6. cho thấy tỷ lệ phát thải khí ô nhiễm loại phương tiện khác nhau. Bảng 1-1 Ước tính thải lượng chất gây ô nhiễm từ nguồn thải Việt Nam năm 2005 (Đơn vị: tấn/năm) Nguồn: Cục BVMT, 2006 TT Ngành sản xuất CO NO2 SO2 VOCs Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Nhiệt điện 4.562 57.263 123.665 1.389 Sản xuất công nghiệp, dịch vụ, 54,004 151,031 272,497 sinh hoạt Giao thông vận tải Cộng 854 301.779 92.728 18.928 47.462 360.345 301.022 415.090 49.705 Hình 1-7. Tỷ lệ phát thải chất gây ô nhiễm phương tiện giao thông giới đường Việt Nam năm 2011. Nguồn: Trung tâm quan trắc môi trường – Tổng cục môi trường,2013 1.1.3.4. Nhiễm chì (Pb) không khí đô thị Thực thị 24/2000/CT-TTg Thủ tướng Chính phủ, nước ta sử dụng xăng không pha chì từ ngày 1-7-2001. Số liệu quan trắc ô nhiễm giao thông cho thấy nồng độ chì không khí Hà Nội trung bình năm 2002 giảm khoảng 40 -45% so với thời kỳ năm trước; tương tự, thành phố Hồ Chí Minh nồng độ chì giảm khoảng 50%. 1.1.3.5. Nguồn ô nhiễm không khí hoạt động xây dựng. 10 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Tại công cụ Ansys systems chọn công cụ ICE Engine. Sẽ xuất bảng làm việc sau: Sau tiến hành thiết lập điều kiện: ICE, Geometry trước phân tích phần tử lưới chia lưới mô hình tính toán. ICE: kích chuột phải vào sau chọn Properties, xuất bảng sau: 100 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Nhập thông số kĩ thuật động sử dụng mô vào bảng Geometry: kích đúp vào Geometry xuất bảng làm việc sau chọn File → Import Shaft Geometry bảng sau: Sau chọn đưa file lap.igs vào trường làm việc Geometry kích chọn Generate. Chọn Input Manager để thiết lập điều kiện cụm chi tiết sau chọn Decompose. 6.2.2. Phân tích phần tử lưới chia lưới mô hình tính toán Chọn Mesh bảng làm việc Ansys Workbench xuất bảng làm việc chia lưới, sau chọn Setup Mesh để phân tích thiết lập điều kiện chia lưới, sau: Cuối chọn Generate Mesh để chia lưới. 101 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ 6.2.3. Xác lập điều kiện tính toán Chọn ICE Solver Setup để thiết lập điều kiện tính toán Sau thiết lập tất điều kiện Solver Setting chọn Setup để thiết lập điều kiện tính toán. 102 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Sau thiết lập điều kiện chọn Run Calculation để tiến hành chạy phần mềm Fluent xuất kết quả. 103 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ 6.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH NẠP Bảng 6-1 Mô trục khuỷu góc độ Nồng độ CH4 Áp suất Nồng độ O2 Nhiệt độ Nhận xét: Khi trục khuỷu vị trí độ Nồng độ CH4, O2 hút vào trình nạp chưa bắt đầu Áp suất nhiệt độ thay đổi họng, xi lanh áp suất nhiệt độ khí sót. Vận tốc dòng khí có miệng họng nạp thay đổi suốt đường nạp. Vận tốc dòng khí 104 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-2 Mô họng nạp trục khuỷu góc 40 độ Nồng độ CH4 Áp suất Nồng độ O2 Nhiệt độ Nhận xét: Khi trục khuỷu vị trí 40 độ Bắt đầu có thay đổi nồng độ CH4 họng nạp, O2 thay đổi toàn đường nạp Áp suất nhiệt độ có thay đổi nhỏ mà xupap nạp bắt đầu mở. Bảng 6-3 Mô họng nạp trục khuỷu góc 90 độ 105 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-4 Mô họng nạp trục khuỷu góc 120 độ Nồng Nồng độ độ CH CH44 Áp suất Áp suất Nồng Nồng độ độ O O22 Nhiệt độ Nhiệt độ Nhận độ mở Nhận xét: xét: Lúc Khi trụckhi khuỷu vịcủa trí xupap 90 độ nạp lớnhút hơntừlực hútđã tăng đồngđổi nghĩa lực họng có lên thay rõ với nồng độ CH4 O2 tăng lên đáng nồng độ CH4, O2 nhiều từ kể họng suất chế hòa khí. họng nạp. Áp nhiệt độ bắt đầu Áp suất nhiệt độ có khác giảm , vận tốc dòng khí cònbiệt tốc trước sau họng chế hòa khí độ thấp Vận tốc dòng khí mức cao họng nạp họng chế hòa khí. Vận tốc dòng khí Vận tốc dòng khí 106 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-5 Mô họng nạp trục khuỷu góc 150 độ Nồng độ CH4 Áp suất Nồng độ O2 Nhiệt độ Nhận xét: Khi trục khuỷu vị trí 150 độ khe hở xupap nạp lớn nồng độ CH4 O2 đường nạp mức cao họng nạp Áp suất gần chênh lệch đường nạp xi lanh, nhiệt độ xi lanh cao đường nạp. Tốc độ dòng khí cao họng nạp họng chế hòa khí. Vận tốc dòng khí 107 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-6 Mô họng nạp trục khuỷu góc 180 độ Nồng độ CH44 Áp suất Nồng độ2 O2 Nồng độ O Nhiệt độ Nhận xét: Lúc xupap nồng CH4 nạp dần O2 đóng mức cao nồng tăngđộdần CH4 từ họng O2 nạp trênđến đường xi lanh.vẫn mức cao. nạp Áp suất chênh lệch, lêch nhiệtxi lanhcóvàsựđương độ chênhnạp lệch nhiệt độ Nhiệt xi lanhđộcao hơnxinhiệt lanhđộ tăng đường nạp. Vận độ Tốc tốcdòng dòngkhí khígiảm giảmnhưng nhưngcòn cònởở mức trung bình. Vận tốc dòng khí 108 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-7 Mô họng nạp trục khuỷu góc 210 độ Nồng độ CH4 Nồng độ O2 Áp suất Nhiệt độ Nhận xét: Trục khuỷu vị trí 240 độ xupap nạp đóng hoàn toàn nồng độ CH4 đường nạp giảm nồng độ O2 mức cao. Nhiệt độ mức trung bình đường nạp Nhiệt độ tăng xi lanh đương nạp Vận tốc dòng khí 109 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-8 Mô họng nạp trục khuỷu góc 240 độ Bảng 6-9 Mô họng nạp trục khuỷu góc 270 độ 110 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-10 Mô họng nạp trục khuỷu góc 300 độ Nồng độ CH4 Nồng độ CH4 Áp suất Áp suất Vận tốc dòng khí Vận tốc dòng khí Nồng độ O2 Nồng độ O2 Nhiệt độ Nhiệt độ Nhận xét: Trục khuỷu vị trí 300 độ Nhận xét: Lúc nồng độ CH4 giảm nồng độ CH4 O2 giảm mạnh so mức trung bình nồng độ O2 gảm với trước. mức cao. Áp suất đương nạp không đổi Nhiệt độ đường nạp tăng mức xi lanh tăng lên trung bình trình nén. Vận tốc dong khí gần tiến dần Nhiệt độ đường nạp tăng mức 0. trung bình, nhiệt độ xi lanh tăng cao. Vận tốc dòng khí tiến dần 0. 111 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Bảng 6-11 Mô họng nạp trục khuỷu góc 330 độ Nồng độ CH4 Áp suất Nồng độ O2 Nhiệt độ Nhận xét: Khi trục khuỷu 330 độ Áp suất đường nạp không thay đổi mức thấp xi lanh tăng cao Nhiệt độ đường nạp xi lanh tăng Vận tốc dòng khí 0. Vận tốc dòng khí 112 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Hình 6-3 Đồ thị áp suất đường nạp Nhận xét: Áp suất có thay đổi lớn đường nạp từ họng nạp Biogas đến họng chế hòa khí. Ứng với vị trí trục khuỷu ta áp suất toàn đường nạp thay đổi theo vị trí sau: + Trục khuỷu vị trí 90 độ áp suất giảm theo chiều dài đường nạp thay đổi không đột ngột lúc xupap nạp bắt đầu mở nên bắt đầu có chênh áp xupap khe hở xupap nhỏ. + Trục khuỷu vị trí 120 tiếp tục có chênh áp lớn chiều dài đường nạp đặc biệt giữ họng nạp Biogas họng chế hòa khí. + Trục khuỷu vị trí 150 độ có chênh áp lúc khe hở xupap lớn nên độ chênh áp hai họng thấp trục khuỷu vị trí 120 độ + Trục khuỷu vị trí 180 độ có chênh áp thấp trục khuỷu vị trí 150 độ lúc xupap nạp mở lớn chuẩn bị cho trình đóng muộn + Trục khủy vị trí 210 độ chênh áp họng không nhiều áp suất đường nạp tiến 0. Xupap nạp đóng nên độ chênh áp họng không nhiều. KẾT LUẬN Sau thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ, máy điện chạy ổn định với loại nhiên liệu thiết kế Biogas, LPG mà tính động không ảnh bị thay đổi nhiều. Do điều kiện thực tế nên thực nghiệm chạy loại xăng sinh học LPG qua thực nghiệm ta rút được: - Công suất phát điện tiêu hao nhiên liệu máy phát điện thay đổi không đáng kể động sử dụng xăng sinh học E5, E10, E15, E20 so với xăng truyền thống E0 chế độ tải trung bình thấp. Tuy nhiên nâng tải cho máy phát gần tải cực đại nâng tỷ lệ ethanol xăng sinh học lên 20% xăng E20 có công suất giảm, suất tiêu hao nhiên liệu suất tiêu hao lượng tăng khoảng 9%, 17% 7%. Khi chạy nhiên liệu LPG suất tiêu hao nhiên liệu động giảm đáng kể so với xăng công suất động cao 9,8% chế độ tải. - Động kéo máy sử dụng xăng sinh học phát thải ô nhiễm HC so với xăng truyền thống, mức giảm lên đến 34% sử dụng xăng sinh học E20. 113 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Hướng phát triển: Thay đổi góc đánh lửa phù hợp chạy loại nhiên liệu khí để trình cháy sinh công động tốt giúp tiết kiệm nhiên liệu giảm phát thải môi trường. 114 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Gs-Ts Nguyễn Tất Tiến (2003), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất Giáo dục. [2] Trần Thanh Hải Tùng, Kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu mới. [3] Nguyễn Quang Trung (2009), Nhiên liệu vật liệu bôi trơn, Đại học bách khoa Đà Nẵng. [4] http://www.quantracmoitruong.gov.vn [5] http://dongcobiogas.udn.vn/ 115 [...]... gân tản nhiệt 35 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ 2.3 PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP BIOGAS,LPG CHO ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƯỠNG BỨC 2.3.1 Sử dụng bộ Gatec cung cấp Biogas, LPG cho động cơ Hệ thống nhiên liệu Biogas, LPG sử dụng công nghệ GATEC đã được kiểm nghiệm và triển khai sử dụng như hình 3.1 Đây là hệ thống thuần cơ khí, hoạt động ổn định, đáng tin cậy Ưu điểm... dụng tiếp điểm Cấu tạo:Gồm có biến áp đánh lửa được tích hợp mạch điều khiển, bugi, bánh đà được gắn nam châm vĩnh cữu 34 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Nguyên lý hoạt động: Hệ thống đánh lửa hoạt động không cần đến ắc quy Khi nam châm vĩnh cửu trên bánh đà chuyển động nhanh vượt qua vị trí của biến áp đánh lửa Khi đó, trong cuộn sơ cấp sinh ra một... trị 31 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Model Điều chỉnh điện áp Tần số Điện áp ra AC Công suất định mức Điện ra DC Kiểu động cơ Loại Hệ thống khởi động Thùng nhiên liệu Công suất động cơ cực đại Dung tích xilanh Đường kính xilanh x hành trình piston Tỷ số nén Tiêu hao nhiên liệu Hệ thống đánh lửa Hệ... hòa khí đảm bảo cho động cơ ở các chế độ khác nhau vì quy luật cấp nhiên liệu cho động cơ khó có thể đáp ứng khi chúng ta điều khiển thuần cơ khí Đặc biệt là khi các biến ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của động cơ càng lớn thì quy luật cấp nhiên liệu càng khó khăn Hình 2-5 Hệ thống cung cấp Biogas, LPG sử dụng công nghệ Gatec 25 2.3.2 Dùng bộ chế hòa khí Biogas, LPG Việc sử dụng BCHK cho động cơ đánh. .. sinh học vào bộ chế hoà khí 24 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Động cơ máy phát điện chạy khí sinh học là loại động cơ 4 thì, có công suất 1,5kW với vòng quay khoảng 3000 vòng/phút và đường kính xi lanh 60mm, hành trình pitton 46mm Động cơ chạy khí sinh học đã vận hành ổn định với công suất 650W và nghiên cứu chuyển đổi động cơ máy phát điện chạy bằng... động cơ và tải máy phát thay đổi, cố định ở 25° trước ĐCT + Năng lượng đánh lửa phụ thuộc vào số vòng quay của động cơ do đó động cơ khó khởi động ở trạng thái lạnh hoặc khi bướm ga mở hoàn toàn Hệ thống đánh lửa nguyên thủy tuy có cấu tạo và hoạt động đơn giản nhưng góc đánh lửa sớm không thay đổi và được lựa chọn tối ưu nằm ở vùng công suất thường xuyên khi sử dụng nhiên liệu xăng Do đó đối với động. .. đáng kể đến các đặc trưng của quá trình cháy biogas Dù hàm lượng nhỏ nhưng hơi nước đã ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ ngọn lửa, giới hạn cháy, nhiệt trị thấp và tỷ lệ không khí /nhiên liệu của biogas Ngoài ra nó làm tăng nguy cơ ăn mòn thiết bị, do đó cần thiết phải giảm lượng hơi nước có trong biogas 1.3.5 Tình hình sử dụng biogas hiện nay 22 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí. .. nhớt cưỡng bức Lọc kép 14N.m/ 2500 vòng/phút Ngược chiều kim đồng hồ (nhìn từ phía trục PTO) 43 kg 605 x 445x 450 (mm) 32 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ Hình 2-1 Máy phát điện SAMDI S3600B Hình 2-2 Đặc tính kỹ thuật động cơ 168F Giới thiệu máy phát điện SAMDI S3600B Máy phát điện được chọn để thực nghiệm là máy phát điện dân dụng, 1 pha, 33 Đồ án tốt. .. mòn mãnh đồng (1h/37,8oC) max 1,5 ASTM D 1838 5 Nước tự do (%V) No 1 không 6 Nhiệt trị (MJ/kg) ASTM D 2598 40 – 55 7 Hàm lượng lưu huỳnh (ppm) ASTM D 2784 max 170 1.3 TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU BIOGAS 1.3.1 Ưu điểm của nhiên liệu biogas * Về mặt môi trường: 20 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo hệ thống nhiên liệu khí cho máy phát điện cỡ nhỏ + Giảm lượng khí phát thải CO 2, do đó giảm được lượng khí thải... xăng Do đó đối với động cơ xăng được chuyển đổi sang sử dụng nhiên liệu Biogas hay LPG thì góc đánh lửa sớm cần được điều chỉnh lại cũng như cải tiến hệ thống đánh lửa 2.2.4 Hệ thống làm mát Động cơ SAMDI S3600B được làm mát bằng không khí nhờ quạt gió và các gân tản nhiệt ở trên nắp máy và thân máy Khi động cơ hoat động nhờ gắn trên bánh đà nên quạt gió quay cùng với bánh đà tạo ra luồng gió thổi . trò quan trọng đối với sự phát triến kinh tế - xã hội của một quốc gia. An ninh quốc gia, an ninh kinh tế luôn gắn liền với an ninh năng lượng. Vì vậy, chính sách năng lượng luôn được đặt lên. (Nguồn: TTKTTV Quốc gia, 2010; Chi cục BVMT Tp. Hồ Chí Minh, 2010) Nồng độ bụi trong không khí ở các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng trung bình lớn hơn trị số. LPG ở Dinh Cố) trực thuộc Công ty TNHH 1 thành viên Chế biến và Kinh doanh các sản phẩm dầu (PVPDC) với công suất hạn chế 270.000 tấn/năm. Công ty TNHH MTV Dầu khí thành phố Hồ Chí Minh 16 Đồ