Экономия дизельного топлива при эксплуатации дизель-генераторов

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЯХ»

Вариант 8

Выполнил:

студент заочного отделения

5 курса инженерного факультета

.

Проверил:

к.т.н., доцент

Зимин И.Б.

 

 

Великие Луки

Содержание

Введение. 3

1. Экономия дизельного топлива при эксплуатации дизель-генераторов. 5

2. Экономия тепловой энергии за счет регенерации при работе котельных установок 8

Контрольное задание №1. 8

Контрольное задание №2. 14

3. Определение экономии энергоресурсов за счет поддержания теплопроводов в нормативном техническом состоянии. 16

4. Снижение расхода энергоносителей при работе высокотемпературных сушилок типа АВМ за счет утилизации тепла уходящих газов. 18

5. Снижение расхода энергии на воздушное отопление и вентиляцию животноводческих помещений за счет регенерации тепла отработавшего воздуха. 21

6. Снижение расхода электрической энергии на отопление зданий и сооружений путем замены электрокалориферов тепловыми насосами. 24

Список использованной литературы.. 26

 

 

 

Введение

Экономное расходование всех видов энергии – основное условие успешного хозяйствования и получения прибыли. Стратегическая задача, поставленная Президентом и Правительством России перед обществом и государством, заключается в том, чтобы определить пути более эффективного использования природных энергетических ресурсов как важнейшего национального достояния страны для существенного повышения производимого социально-ориентированного внутреннего валового продукта (ВВП) и качества жизни населения при снижении удельных энергетических и, как следствие, материальных затрат общества на свое развитие. Энергоемкость ВВП России в 3,1 раза больше, чем в Евросоюзе и в 2,3 раза больше, чем в мире в целом. Россия тратит в 6 раз больше энергии на квадратный метр жилья, чем развитые страны. Одной из энергоемких отраслей народного хозяйства является сельскохозяйственное производство. Доля энергозатрат в себестоимости продукции сельского хозяйства колеблется от 20 до 50%, поэтому сокращение энергоемкости производства существенно влияет на условия сбыта и получение прибыли в условиях рыночной экономики. От бездумного расходования энергоресурсов «по потребности» необходимо срочно переходить к принципу минимизации. В этой связи остро встает вопрос энергосбережения во всей цепочке от получения энергоносителя до использования энергии в технологическом процессе или для создания нормальных условий по микроклимату в производственных и жилых зданиях. Рациональное использование энергии диктуется не только экономическими условиями, но, в значительной мере, соображениями экологического плана и условиями энергообеспечения с учетом перспективы.

В соответствии с квалификационными требованиями бакалавр по направлению 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» (профиль «Энергообеспечение предприятий») должен владеть основными способами экономного расходования энергоресурсов и уметь грамотно использовать на практике полученные знания, при выборе наиболее приемлемого для конкретных условий способа экономии энергоресурсов, с учетом его количественных характеристик.

Основной целью выполнения предлагаемого цикла практических работ является углубление, систематизация и закрепление студентами полученных теоретических знаний по курсу «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях» и применение их в самостоятельных расчетах по вопросам экономии энергоресурсов.

Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой дисциплины «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», изучаемой студентами направления подготовки бакалавриата 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» очной и заочной форм обучения. Освоение указанной дисциплины способствует формированию следующих компетенций:

- способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;

- готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции;

- способность проводить расчеты по типовым методикам и проектировать отдельные детали и узлы с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием;

- готовность участвовать в разработке проектной и рабочей технической документации, оформлении законченных проектно-конструкторских работ в соответствии со стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами.

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЯХ»

Вариант 8

Выполнил:

студент заочного отделения

5 курса инженерного факультета

.

Проверил:

к.т.н., доцент

Зимин И.Б.

 

 

Великие Луки

Содержание

Введение. 3

1. Экономия дизельного топлива при эксплуатации дизель-генераторов. 5

2. Экономия тепловой энергии за счет регенерации при работе котельных установок 8

Контрольное задание №1. 8

Контрольное задание №2. 14

3. Определение экономии энергоресурсов за счет поддержания теплопроводов в нормативном техническом состоянии. 16

4. Снижение расхода энергоносителей при работе высокотемпературных сушилок типа АВМ за счет утилизации тепла уходящих газов. 18

5. Снижение расхода энергии на воздушное отопление и вентиляцию животноводческих помещений за счет регенерации тепла отработавшего воздуха. 21

6. Снижение расхода электрической энергии на отопление зданий и сооружений путем замены электрокалориферов тепловыми насосами. 24

Список использованной литературы.. 26

 

 

 

Введение

Экономное расходование всех видов энергии – основное условие успешного хозяйствования и получения прибыли. Стратегическая задача, поставленная Президентом и Правительством России перед обществом и государством, заключается в том, чтобы определить пути более эффективного использования природных энергетических ресурсов как важнейшего национального достояния страны для существенного повышения производимого социально-ориентированного внутреннего валового продукта (ВВП) и качества жизни населения при снижении удельных энергетических и, как следствие, материальных затрат общества на свое развитие. Энергоемкость ВВП России в 3,1 раза больше, чем в Евросоюзе и в 2,3 раза больше, чем в мире в целом. Россия тратит в 6 раз больше энергии на квадратный метр жилья, чем развитые страны. Одной из энергоемких отраслей народного хозяйства является сельскохозяйственное производство. Доля энергозатрат в себестоимости продукции сельского хозяйства колеблется от 20 до 50%, поэтому сокращение энергоемкости производства существенно влияет на условия сбыта и получение прибыли в условиях рыночной экономики. От бездумного расходования энергоресурсов «по потребности» необходимо срочно переходить к принципу минимизации. В этой связи остро встает вопрос энергосбережения во всей цепочке от получения энергоносителя до использования энергии в технологическом процессе или для создания нормальных условий по микроклимату в производственных и жилых зданиях. Рациональное использование энергии диктуется не только экономическими условиями, но, в значительной мере, соображениями экологического плана и условиями энергообеспечения с учетом перспективы.

В соответствии с квалификационными требованиями бакалавр по направлению 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» (профиль «Энергообеспечение предприятий») должен владеть основными способами экономного расходования энергоресурсов и уметь грамотно использовать на практике полученные знания, при выборе наиболее приемлемого для конкретных условий способа экономии энергоресурсов, с учетом его количественных характеристик.

Основной целью выполнения предлагаемого цикла практических работ является углубление, систематизация и закрепление студентами полученных теоретических знаний по курсу «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях» и применение их в самостоятельных расчетах по вопросам экономии энергоресурсов.

Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой дисциплины «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», изучаемой студентами направления подготовки бакалавриата 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» очной и заочной форм обучения. Освоение указанной дисциплины способствует формированию следующих компетенций:

- способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;

- готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции;

- способность проводить расчеты по типовым методикам и проектировать отдельные детали и узлы с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием;

- готовность участвовать в разработке проектной и рабочей технической документации, оформлении законченных проектно-конструкторских работ в соответствии со стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами.

 

Экономия дизельного топлива при эксплуатации дизель-генераторов

Двигатели дизель-генераторов имеют широкий диапазон мощностей (от 50 до 5000 кВт), номинальных частот вращения коленчатого вала (от 300 до 3000 мин-1), степеней сжатия (от 14 до 20), числа цилиндров (от 2 до 12), размеров: (ход поршня S и диаметр поршня Д) и других характеристик.

Экономия расхода топлива дизель-генераторами возможна за счет:

- конструктивных факторов (степень сжатия (ε), устройства для наддува, регенеративный подогрев воздуха и топлива и др.);

- режимных факторов (номинальная нагрузка, оптимальный тепловой режим);

- эксплуатационных факторов (качественное топливо и смазка, минимальная продолжительность работы на холостом ходу, оптимальные регулировки топливной аппаратуры, состояние основных деталей цилиндро-поршневой группы, идеальное состояние вспомогательных устройств, минимальное сопротивление впускного и выпускного трактов и др.).

В процессе эксплуатации дизель-генераторов все указанные факторы действуют комплексно, поэтому практически определить экономический эффект какого-либо одного из них весьма сложно. Ограничимся изучением влияния каждого фактора на экономические показатели дизель-генератора в чисто теоретическом плане (качественная сторона) и определим расчетом влияние основного конструктивного параметра - степени сжатия (ε) на удельный расход топлива, на примере дизелей малой и средней мощности (Д-120, Д-144, Д-240, Д-181, Д-160, 8ДВТ-400, 12ДВТ-600, Д 19/30). Все эти дизели, кроме Д 19/30 широко используются в качестве силовых установок тракторов. Дизели типа Д 19/30 в основном предназначены для дизель-генераторов, но использовались в качестве силовых установок на судах, а также в качестве стационарных силовых установок в лесообрабатывающей промышленности.

Для сравнения приведены два газовых двигателя, используемые для привода электрогенераторов (6Г4 12/14, ДГ-48).

Исходные данные и основные характеристики дизелей для расчета приведены в таблице 1.1

 

 

Табл. 1.1 – Исходные данные для расчета экономии дизельного топлива при эксплуатации дизель-генераторов

Марка дизеля	Номинальная мощность N, кВт/ч	Частота вращения (номинальная), мин^-1	Число цилиндров	Удельный расход топлива, g, г/кВт·ч	Степень сжатия	Рекомендуемая степень сжатия	Примечание
СМД-19/20						18, 19, 20	Жидк. охл.; 130х140 снадд.

 

Расчет эффективности повышения степени сжатия для дизелей необходимо провести при условии их работы в номинальном режиме при степени повышения давления λ=1,8 и степени предварительного расширения ρ=1,46. При этом полагать, что рабочее тело обладает свойствами воздуха (условно), т.е. κ = 1,41.

Термический КПД определяется по формуле:

Повышение эффективного КПД (η_e) пропорционально снижает удельный расход топлива. Эффективный КПД (η_e) учитывает как тепловые потери в двигателе, так и механические. Последние имеют место в узлах трения двигателя, а также за счет потери мощности, расходуемой на привод вспомогательных механизмов и агрегатов. На основании того, что механические потери индикаторной мощности двигателя составляют 10-30%, механический КПД двигателя находится в пределах η_м=0,7-0,9.

Эффективный К.П.Д. двигателя (η_e) рассчитывается из выражения

где –относительный индикаторный КПД().

 

 

Удельный расход топлива (g, г/кВт·ч) определяется по формуле:

где – низшая теплота сгорания топлива, МДж/нм³(для дизелей на жидком топливе – ).

Определим экономический эффект от повышения степени сжатия двигателя. Принимаем ε=18:

Принимаем ε=19:

Принимаем ε=20: