Стаття

Отримано 18.10.2022

Доопрацьовано 03.03.2023

Прийнято 30.03.2023

Взято з Том 27, № 1, 2023

Сторінки 187 -193

Lisoval, А. (2023). Interdependent regulation of two gas fuels to maintain the nominal power plant. The National Transport University Bulletin, 27(1), 187-193. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2023-1-55-187-193

Взаємозалежне регулювання двох газових палив для збереження номінальної потужності електростанції

А. Лісовал

Виконано аналіз наукових робіт у напрямі створення в Україні газових ДВЗ, які працюють на природному газі, біогазі або подібних низькокалорійних паливах. Мета роботи – узагальнити результати проведених досліджень із застосуванням модельного газу в газовому ДВЗ, що працює на привід електростанції, і розробити алгоритм системи взаємозалежного регулювання подачею суміші біогазу і природного газу в ДВЗ без втрат номінальної потужності електростанції. Експериментальні дослідження провели за допомогою модельного газу – суміш природного і вуглекислого газів. У статті наведені рекомендації з налаштування системи живлення і автоматичного регулювання газового двигуна, що працює на суміші природнього газу (метану) і біогазу. Для вирішення поставлених завдань були проведені дослідження на газоелектричній установці з номінальною потужністю 30 кВт. Спочатку установка була оснащена 8-ми циліндровим бензиновим двигуном з іскровим запалюванням і електрогенератором. Базовий ДВЗ був конвертований в суто газовий зі ступенем стискання 8,5. Для фізичного моделювання добавок біогазу до природного газу в модельному газі збільшували об'ємну частку вуглекислого газу до 30 % в залежності від зовнішнього навантаження. Розрахунковим шляхом визначили аналогічне співвідношення стисненого природного газу (СПГ) і добавки біогазу. Для розрахунку прийняли, що в СПГ міститься 90 ... 95 % метану, а в біогазі 60 % метану і 40 % вуглекислого газу. Підтверджено можливість застосування в поршневих ДВЗ з іскровим запалюванням біогазу з вмістом 60 % метану як добавки до природного газу. Встановлено, що зі зменшенням навантаження частка біогазу може збільшуватися і заміщувати до 85 % природного газу. За роботи на добавках біогазу визначені значення концентрацій вуглеводнів та залишкового кисню у відпрацьованих газах для контролю настройки газового обладнання ДВЗ. В умовах експлуатації для електростанції вибрано три режими перевірки: холостий хід, 50 % навантаження, номінальний режим. Для сумішевого палива розроблено алгоритм взаємозалежного регулювання.

 

двигун внутрішнього згорання; газовий поршневий двигун; метан; біогаз; регулювання складу газового палива
  1. Klimenko V. N., Mazur A. I., Sabashuk P. P. (2008). “Kogeneratsionnyye sistemy s teplovymi dvigatelyami. Spravochnoye posobiye. Chast' 1. Obshchiye voprosy kogeneratsionnykh tekhnologiy”. IPTS ALKON NAN Ukrainy, Kiev, 559 p. [in Russian].
  2. Razuvaev A. V. (2010). “Tselesoobraznost' primeneniya sistem utilizatsii tepla DVS”. Turbines and Diesel Engines. No. 1, pp. 48–50. [in Russian].
  3. Verbovskiy V. S., Gritsuk I. V., Adrov D. S., Krasnokutska Z. I. (2014). “Osoblyvosti predpuskovoho prohrivu statsionarnoho hazovoho dvyhuna z vykorystannyam teplovoho akumulyatora z fazovym perekhodom”. Internal Combustion Engines. No. 2, pp. 85–90. [in Ukrainian].
  4. Devyanin S. N., Chumakov V. L., Markov V. A. (2012). “Biogaz – al'ternativnoye toplivo dlya dizeley”. Transport on Alternative Fuel. No. 2(26), pp. 68–73. [in Russian].
  5. Dolganov K. Ye., Lisoval A. A., Pyatnychko O. I., Mayfet Yu. P. (2002). “Systema zhyvlennya dlya pereobladnannya dyzelya v hazovyy dvyhun”. Bulletin of NTU-TAU. Vol. 7, pp. 295–299. [in Ukrainian].
  6. Vrublevsky A. N., Dzyubenko A. A., Lipinsky M. S., Kuzmenko A. P., Podlyashchuk S. O. (2014). “Osoblyvosti predpuskovoho prohrivu statsionarnoho hazovoho dvyhuna z vykorystannyam teplovoho akumulyatora z fazovym perekhodom”. Internal Combustion Engines. No. 2, pp. 33–37. [in Ukrainian].
  7. Marchenko A. P., Osetrov O. O., Kravchenko S. S. (2015). “Zabezpechennya nominalʹnoyi potuzhnosti statsionarnoho hazovoho dvyhuna pry vykorystanni nyzʹkokaloriynykh hazovykh palyv”. Internal Combustion Engines. No. 1, pp. 15–33. [in Ukrainian].
  8. Timoshevsky B. G., Tkach M. R., Poznansky A. S., Mitrofanov A. S., Proskurin A. Yu. (2015). “Characteristics of the combustion process of a 2CH7.2/6 engine with additives up to 65% synthesis gas to gasoline” [“Kharakteristiki protsessa sgoraniya dvigatelya 2CH7,2/6 s dobavkami do 65% sintez-gaza k benzinu”]. Internal Combustion Engines. No. 1, pp. 33–37. [in Russian].
  9. Tkach M. R., Timoshevsky B. G., Mitrofanov A. S., Poznansky A. S., Proskurin A. Yu. (2018). “Pidvyshchennya efektyvnosti DVZ malotonnazhnykh suden zastosuvannyam dobavok syntez-hazu”. Internal Combustion Engines. No. 2, pp. 3–6. DOI: https://doi.org/10.20998/0419-8719.2018.2.01. [in Ukrainian].
  10. Bgantsev V. M., Levterov A. M., Gladkova N. Yu. (2018). “Rozrakhunkove vyznachennya vplyvu skladu biohazu na kharakterystyky transportnoho dvyhuna”. Internal Combustion Engines. No. 1, pp. 7–14. DOI: https://doi.org/10.20998/0419-8719.2018.1.02. [in Ukrainian].

https://doi.org/10.33744/2308-6645-2023-1-55-187-193