Литература по Механике и для Механиков / ДВС / Ответы / 22

11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

В двигателях внутреннего сгорания от 30 до 40% энергии сгоревшего топлива уносится с выбросами.

Утилизация тепла выхлопных газов ДВС, являясь энергосберегающей технологией, значительно увеличивает общий КПД использования топлива до 85-90% и обеспечивает эффективное использование тепловой энергии. Утилизация тепла выхлопных газов ДВС в автономных системах энергоснабжения позволяет не только снизить потери тепла, но и за счет отказа от котлоагрегата минимизировать суммарный расход топлива и затраты на отопление, а также сократить выбросы CO2. Как следствие, рациональное использование энергоносителей позволяет снизить общие расходы на производство и внести вклад в решение экологическмх проблем.

Преимущества технологии утилизации тепла выхлопных газов двигателей

Утилизация тепла – это полезное использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы окружающей среде. Примерами извлечения дополнительной энергии от работающих двигателей внутреннего сгорания являются:

• использование тепла масла, охлаждающей жидкости и отработавших газов двигателя для обогрева помещений;

• турбонаддув для увеличения мощности;

• облегчение прогрева двигателя в случае неравномерной работы силового агрегата и др.

Основные источники тепла в двигателе внутреннего сгорания – горячие выхлопные газы, радиатор охлаждающей жидкости в силовом агрегате, охладители рециркуляции отработавших потоков и наддувочного воздуха.

Теплообменники позволяют утилизировать большую часть тепла выделяющегося при работе ДВС. Коэффициент отдачи и эффективность технологии утилизации зависит от ряда факторов. Основной аспект, оказывающий влияние на выбор наиболее действенного способа ее реализации – температура рабочей среды. Чем выше ее энтропия, тем большую часть тепла можно преобразовать в полезную работу.

Системы утилизации тепла двигателей внутреннего сгорания позволяют использовать выбросы отработавших газов для:

• производства технологического пара и горячей воды;

• выработки дополнительной электроэнергии;

• подогрева дизельного топлива;

• создания автономных или комбинированных систем центрального отопления.

В теплообменнике газ или жидкость, нагретые в двигателе, без смешивания передает температуру теплоносителю (воде, антифризу и т.д.). Между потоками происходит обмен энергией, благодаря которому тепловая энергия передается к заданному конструкцией теплового модуля потребителю (радиаторы, технологическое оборудование и т.д.).

Специалисты компании «ЭКОЭНЕРГОТЕХ» помогут подобрать решение, оптимально соответствующее условиям существующего производственного процесса. Профессионализм и многолетний опыт позволяют нам разрабатывать и поставлять оборудование, которое максимизируют экономические выгоды и минимизирует экологический вред. Мы предлагаем комплексные решения, которые включают в себя не только высокоэффективные системы очистки выхлопных газов, но и вспомогательное оборудование.

Представленные решения учитывают эксплуатационные потребности вашего предприятия и помогают справляться с проблемой растущих цен на энергоносители и ужесточением экологических норм. Внедрение технологии утилизации позволит снизить потребление топлива и стоимость производства, ограничить количество промышленных выбросов.

22222222222222222222222222222222222222

1.1.7 Работа дизеля при выключении цилиндров. Причинами выключения цилиндров дизеля являются отказы из-за зависания плунжерных пар, неплотности клапанов, разрушения привода и корпуса ТНВД, зависания игл распылителей форсунок, разрыва топливных трубок высокого давления, аварийного состояния деталей ЦПГ и КШМ. В зависимости от вида отказа возможен демонтаж деталей механизма движения.

Произвольное отключение цилиндра обнаруживают по падению частоты вращения и снижению температуры газов этого цилиндра. Режим устанавливается в точке 2 (рисунок 17, где точка 1 определяет эксплуатационный режим) при том же значении h_a. При переходе из точки 1 в точку 2 суммарная эффективная мощность уменьшается пропорционально кубу частоты вращения /2/.

Рисунок 17.

А, А^׀ — внешние характеристики: эксплуатационная и при отключённом цилиндре.

Б — ограничительная характеристика.

В – регуляторная характеристика.

Г — расчётная винтовая характеристика.

Рабочий процесс в неотключённых цилиндрах протекает в полном соответствии с закономерностями внешней характеристики и может сопровождаться увеличением давления Рz и температуры стенок (рисунок 18).

Рисунок 18. Давление в цилиндре.

1 — при эксплуатационном режиме (рисунок 17, точка 1);

2 – при работе с отключённым цилиндром (рисунок 17, точка 2).

Работа на режиме 2 допускается лишь кратковременно, поэтому подача топлива должна быть уменьшена, и режим установлен при меньшей частоте вращения в точке 3 (рисунок 17).

Назначение режима в точке 3 зависит от отношения числа работающих цилиндров в общему их числу и возможного появления вибрации дизеля и корпуса судна, а также помпажа турбокомпрессора. Для выбора положения топливной рукоятки на сниженной частоте вращения графики ограничения нагрузки по Ре _доп. не могут быть использованы.

С отключением цилиндра связано значительное ухудшение η_м дизеля из-за роста относительных механических потерь в i/(i-1) раз. Установка топливной рукоятки по Ре_доп. при сниженных значениях η_м привела бы к перегрузке работающих цилиндров. Влияние отключения цилиндров на η_м несколько уменьшается при демонтаже механизма движения, однако нарушается условие уравновешенности дизеля и возможно возникновение вибраций.

Для главных и вспомогательных дизелей, скоростной режим которых поддерживается регулятором, отключение одного цилиндра сопровождается автоматическим увеличением подачи топлива в остальные, что может вызвать их перегрузку по тепловой и механической напряжённости, ухудшается равномерность вращения вала. Следует остановить дизель для устранения причин, вызвавших отключение цилиндра.