Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Инструкция по установке комплекта системы отвода выхлопных газов электрогенераторов КВС 22/28-150-650-1.2

1. Перечень изделий, входящих в комплект выхлопной системы КВС_22/28-150-650-1.2

2. Характеристики выхлопной системы комплекта КВС 22/28-150-650

  • Комплект выхлопной системы предназначен для установки в помещения только с каменными или железными стенами.
  • Максимальная толщина стены для установки – 650мм;
  • Адаптеры на выхлопную трубу наружным диаметром 22мм, 28мм;
  • Длина рукава, входящего в комплект – 1,2м;
  • Радиус гиба рукава минимально-допустимый – 0,2м;
  • Диаметр условно-проходной рукава – Ду40;
  • Диаметр условно-проходной термокомпенсатора стенного – Ду45;
  • Диаметр наружный базальтового цилиндра для установки в стену – 88мм

3. Общие рекомендации по монтажу:

При проектировании места и условий установки выхлопной системы генератора просим принять во внимание следующие факторы:

  • Просим строго следовать требованиям производителя электрогенератора относительно допустимых условий эксплуатации и требованиям инструкции по монтажу выхлопной системы для конкретной модели электрогенератора.
    Компания-производитель системы отвода выхлопных газов не несёт ответственности за повреждения генератора, здания и любой иной ущерб, связанный с неправильной установкой выхлопной системы.
  • Все элементы выхлопной системы в процессе работы электрогенератора подвергаются нагреву до 500°С. Во избежание ожогов и возгорания следует ограничить доступ посторонних людей в помещение с работающим генератором и исключить попадание легковоспламеняющихся материалов, жидкостей и газов на элементы выхлопной системы во время работы.
  • Термокомпенсатор рекомендуется устанавливать в стену ниже уровня выходного патрубка электрогенератора, во избежание попадания конденсата внутрь электрогенератора.
  • Излишняя длина выхлопной системы повышает сопротивление системы, и может негативно сказываться на работе генератора, вплоть до его перегрева и выхода из строя.
  • Выбор адаптера с заниженным условно проходным диаметром относительно диаметра выхлопного патрубка также может существенно увеличивать сопротивление для отвода газов.

  • Минимально допустимый радиус гиба рукава при монтаже системы должен составлять не менее 200мм. При более крутом изгибе возможен его преждевременный выход из строя.
  • Необходимую толщину термоизолирующего материала для термокомпенсатора должен определить специалист в соответствии с материалом стены, в которую он устанавливается. Для деревянных стен рекомендуемая толщина базальтовой ваты составляет не менее 100мм! В случае установки термокомпенсатора с меньшей толщиной термоизолирующего материала возможно возгорание. В комплект изделий входит цилиндр базальтовый с толщиной 20мм исключительно для установки в каменные или железные стены. При этом не допускается использовать горючие материалы в отделке стен, которые могут воспламениться при нагреве.
  • Выходной патрубок термокомпенсатора должен находится на открытом воздухе под навесом, исключающим попадания атмосферных осадков в систему. Патрубок не должен находиться под слоем снега в процессе работы.
    При установке рекомендуется предусмотреть также ограничения для доступа детей к патрубку, так как температура и состав выхлопных газов могут представлять угрозу их здоровью
  • Следует исключить возможность попадания выхлопных газов внутрь помещения. Выхлопной патрубок не должен находиться рядом с решётками забора воздуха вентиляционной системы, открытыми окнами и т.п.

4. Общие рекомендации по монтажу:

  • Произведите расчёт места установки генератора и места установки термокомпенсатора стенного, исходя из длины рукава 1,2м для их соединения.
  • Если это не противоречит требованиям производителя электрогенератора, произведите крепление генератора анкерными болтами к полу (стене). Незакреплённый генератор может смещаться в процессе работы вследствие вибрации, что может привести к разрушению выхлопной системы.
  • Проделайте отверстие в стенном проёме диаметром 90мм, под установку термокомпенсатора. Подготовьте элементы крепления фланцев к стене (4шт с двух сторон).
  • В случае необходимости произведите обрезку излишней длины рукава (8), термокомпенсатора (1) и цилиндра (7).
  • Замерьте диаметр выходного патрубка на глушителе электрогенератора. В комплект входят два адаптера – под патрубки наружными диаметрами 22мм и 28мм. Выберите нужный размер: адаптер (9) и хомут (10) или адаптер (10) и хомут (12).
  • Наденьте адаптер (9 или 10) на выходной патрубок генератора и произведите его затяжку хомутом (11 или 12). Рис. А.
  • Произведите обмазку одного конца рукава (8) термоизолирующей пастой(не входит в комплект). Вставьте рукав в адаптер и зафиксируйте его положение установочным винтом (2). Рис. Б.
  • Наденьте фланец (4) на термокомпенсатор (1), повернув на 180град для того , чтобы обойти приваренную гайку. Убедитесь в правильном положении фланца относительно термокомпенсатора. Произведите затяжку фланца к термокомпенсатору винтами (3) в количестве 3шт. Рис. В.
  • Наденьте на термокомпенсатор (1) последовательно: прокладку базальтовую (6) и цилиндр базальтовый (7).
    Вставьте термокомпенсатор в подготовленное в стене отверстие. Произведите крепление фланца к стене крепежными элементами (не входят в комплект). Наденьте на термокомпенсатор с обратной стороны стены последовательно – базальтовую прокладку (6) и фланец (5). Произведите крепление фланца к стене крепёжными элементами (не входят в комплект). Рис. Г.
  • Произведите обмазку второго конца рукава (8) термоизолирующей пастой (не входит в комплект). Вставьте рукав в термокомпенсатор и зафиксируйте его положение установочным винтом (2). Рис. Д.

 

Онлайн заявка продукции Заказать звонок специалиста

Отвод выхлопных газов. Система отвода выхлопных газов. Гофра, металлорукав. Отвод выхлопных газов генератора

Система отвода выхлопных газов

Выхлопы двигателя генератора содержат угарный газ, вредный для человеческого организма. Работа генератора в закрытом помещении возможна только при условии использования системы отвода выхлопов.

Выхлопная система устанавливается с целью отвода отработанных газов на улицу.

Составляющими элементами системы являются:

  1. адаптер,
  2. рукав,
  3. термокомпенсатор.

Несмотря на несложность конструкции, важно знать особенности каждого узла, чтобы избежать возможных проблем при монтаже. Рассмотрим более подробно каждый элемент.

Адаптер

Адаптер – это деталь, предназначенная для соединения нескольких частей.

Зачастую он используется для присоединения рукава к выходному патрубку генератора. Такие адаптеры различаются по материалу изготовления, по диаметру, по методу крепления к генератору (снаружи на выхлопной патрубок или внутрь патрубка).

Также существуют адаптеры для формирования в выхлопной магистрали угла 90°(рукав - адаптер, рукав - рукав) и для наращивания её длины (рукав - рукав).

Рукав

Металлорукав представляет собой гибкую трубу, один конец которой крепится к адаптеру, а другой – к термокомпенсатору. Для отвода выхлопных газов от электрогенераторов подходит металлорукав из нержавеющей стали.

Нержавеющий рукав не окисляется и легко выдерживает высокую температуру выхлопных газов. При покупке необходимо учитывать диаметр рукава, а поставляется он метрами.  

Термокомпенсатор

Термокомпенсатор является завершающим элементом выхлопной системы. Его назначение - проход через стену. Выглядит он как труба с двумя пластинами. При выборе термокомпенсатора надо учитывать ширину стенового проема, а также горючесть материала, из которого сделана стена (дерево, камень). Кроме того, различаются эти устройства по размеру фланцев. Термокомпенсатор поставляется в сборе. Комплект снабжен термостойкой прокладкой под фланец, а вот термоизолирующего материала в наборе нет.

Также для установки системы отвода выхлопов необходимы:

  • хомуты для фиксации адаптера на трубе глушителя генератора,
  • термостойкая паста, которая используется для монтажа выхлопных систем,
  • асбошнур, который применяется как теплоизоляционный и уплотняющий материал.

Дополнительно обращаем Ваше внимание на то, что при обустройстве системы следует выполнять требования инструкции по установке системы отвода выхлопных газов, а также рекомендации по монтажу выхлопной системы для определенной модели электрогенератора.


 

Отвод выхлопных газов бензогенератора. Выхлопная труба для генератора.

После приобретения бензинового генератора или дизель-генератора нужно провести комплекс работ для его правильной установки и эксплуатации. Среди этих работ по установки генератора различают: строительные (строительство помещения, подготовка железобетонной подушки для электростанции, монтаж генератора и др.), электромонтажные (монтаж и подключение шкафа АВР (ats), устройство контура заземления и др.) и пуско-наладочные (проверка правильности электрических соединений, контроль заправки миниэлектростанции рабочими жидкостями, запуск миниэлектростанции др.)

Сегодня мы остановимся на вопросе как отвести выхлопные газы генератора (дизельгенератора бензогенератора  газогенератора ).

При строительных работах нужно обеспечить отвод выхлопных газов дизельного или бензинового генератора , если он установлен в помещении.  Для отвода выхлопных газов нужно приобрести выхлопную трубу для генератора

, которая не входит в комплект поставки. Трубу монтируем таким образом, чтобы один конец был соединен с глушителем генератора, а другой конец выходил через отверстие в стене наружу помещения. Если вам пришлось устанавливать выхлопную трубу вертикально, необходимо оборудовать ее конденсато-отстойником, расположив его в самой низкой части трубы внутри помещения. Соединение выхлопной трубы производится хомутом, фланцем или болтовым соединением. Присоединять выхлопную трубу к миниэлектростанции методом приварки - не рекомендуется.

При монтаже выхлопной трубы для генератора нужно использовать термоустойчивую нержавеющую трубу (желательно гибкую гофрированную герметичную, которая изготавливается специально для отвода переработанных газов генератора), так как жесткие трубы намного утрудняют процесс монтажа. Гибкая гофрированная герметичная труба из нержавеющей стали выдерживает температуру до 450 С, она имеет в несколько раз больший ресурс, нежели другие трубы, кроме того ее монтаж ничуть не затрудняет процесс установки электростанции и не требует специальных дополнительных материалов.

ВАЖНО! Часто продавцы предлагают в качестве отвода выхлопных газов генератора использовать гофротрубы из витой оцинкованной ленту, уплотненной асбестоцементной нитью (а иногда даже и без нее). Ипользовать данные гофры для отвода выхлопных газов категорически запрещается, так как опыт показал, что эти  трубы очень быстро прогорают и разрушаются со временем. Длина гибкой гофрированной герметичной трубы должна обеспечивать достаточную виброизоляцию и относительную свободу перемещения генератора, также как показал опыт, при монтаже трубы длиной более 3 метров, теряется мощность миниэлектростанции .

Гофрированные трубы для отвода выхлопных газов генератора бывают разных диаметров и разной длинны.

У нас Вы можете купить или заказать гофрированные трубы для отвода выхлопных газов генератора диаметром 20 мм, 25 мм, 32 мм, 40мм длиной 1 м, 2 м, 3 м и более в Киеве, Днепропетровске, Одессе, Житомире, Полтаве, Николаеве, Виннице любого диаметра и длины. Доставка возможна в любой город Украины.
Чтобы узнать стоимость выхлопной трубы для генератора в Киеве, Днепропетровске, Виннице, Житомире, Одессе, Полтаве, Николаеве звоните по телефонам указанным в разделе Контакты нашего сайта.

Вернутся назад

Отвод выхлопных газов бензогенератора. Выхлопная труба для генератора.

После приобретения бензинового генератора или дизель-генератора нужно провести комплекс работ для его правильной установки и эксплуатации. Среди этих работ по установки генератора различают: строительные (строительство помещения, подготовка железобетонной подушки для электростанции, монтаж генератора и др.), электромонтажные (монтаж и подключение шкафа АВР (ats), устройство контура заземления и др.) и пуско-наладочные (проверка правильности электрических соединений, контроль заправки миниэлектростанции рабочими жидкостями, запуск миниэлектростанции др.)

Сегодня мы остановимся на вопросе как отвести выхлопные газы генератора (дизельгенератора бензогенератора газогенератора).

При строительных работах нужно обеспечить отвод выхлопных газов дизельного или бензинового генератора, если он установлен в помещении.  Для отвода выхлопных газов нужно приобрести выхлопную трубу для генератора, которая не входит в комплект поставки. Трубу монтируем таким образом, чтобы один конец был соединен с глушителем генератора, а другой конец выходил через отверстие в стене наружу помещения. Если вам пришлось устанавливать выхлопную трубу вертикально, необходимо оборудовать ее конденсато-отстойником, расположив его в самой низкой части трубы внутри помещения. Соединение выхлопной трубы производится хомутом, фланцем или болтовым соединением. Присоединять выхлопную трубу к миниэлектростанции методом приварки - не рекомендуется.

При монтаже выхлопной трубы для генератора нужно использовать термоустойчивую нержавеющую трубу (желательно гибкую гофрированную герметичную, которая изготавливается специально для отвода переработанных газов генератора), так как жесткие трубы намного утрудняют процесс монтажа. Гибкая гофрированная герметичная труба из нержавеющей стали выдерживает температуру до 450оС, она имеет в несколько раз больший ресурс, нежели другие трубы, кроме того ее монтаж ничуть не затрудняет процесс установки электростанции и не требует специальных дополнительных материалов.

ВАЖНО! Часто продавцы предлагают в качестве отвода выхлопных газов генератора использовать гофротрубы из витой оцинкованной ленту, уплотненной асбестоцементной нитью (а иногда даже и без нее). Ипользовать данные гофры для отвода выхлопных газов категорически запрещается, так как опыт показал, что эти  трубы очень быстро прогорают и разрушаются со временем. Длина гибкой гофрированной герметичной трубы должна обеспечивать достаточную виброизоляцию и относительную свободу перемещения генератора, также как показал опыт, при монтаже трубы длиной более 3 метров, теряется мощность миниэлектростанции.

Гофрированные трубы для отвода выхлопных газов генератора бывают разных диаметров и разной длинны.

У нас Вы можете купить или заказать гофрированные трубы для отвода выхлопных газов генератора диаметром 20 мм, 25 мм, 32 мм, 40мм длиной 1 м, 2 м, 3 м и более в Киеве, Днепропетровске, Одессе, Житомире, Полтаве, Николаеве, Виннице любого диаметра и длины. Доставка возможна в любой город Украины.

Чтобы узнать стоимость выхлопной трубы для генератора в Киеве, Днепропетровске, Виннице, Житомире, Одессе, Полтаве, Николаеве звоните по телефонам указанным в разделе Контакты нашего сайта.

Отвод выхлопных газов от генератора


Отвод выхлопных газов от генератора


Для чего нужна газоотводная гофра? Как ее лучше крепить? Что нужно учитывать при монтаже газоотводной системы? В этой небольшой статье поделюсь собственным опытом по монтаж гофры для отводов выхлопных газов от генератора.
В 90 % миниэлектростанции, используемые в качестве резервного или аварийного источника электричества, устанавливаются в помещении. И возникает естественная необходимость в организации отвода выхлопных газов от двигателя генераторной установки за пределы помещения.
Есть несколько важных моментов, на которые необходимо обратить особое внимание.
На что стоит обратить внимание в первую очередь?
Это, конечно же, сечение газоотводной трубы. Диаметр трубы должен быть не меньше выходного отверстия глушителя генератора.

В случае если длина магистрали относительно длинная, необходимо увеличить диаметр газоотводной трубы.
К примеру, у большинства бензиновых генераторов 4-5 кВт, выходное отверстие глушителя 22-24 мм. Для таких генераторов подойдет труба 1″, что в мм составляет примерно 25-26 мм, соответственно одно из условий выполнено.
Следующий немаловажный этап при монтаже системы отвода выхлопных газов это количество поворотов (углов). Старайтесь их делать как можно меньше, в идеале 1-2. Углы должны быть как можно более плавными. Проведенные кем-то (не мной 🙂 )расчеты, показали, что каждый угол понижает мощность двигателя и, соответственно, количество драгоценных кВт на выходе миниэлектростанции на 10-15%.
Теперь рассмотрим несколько примеров монтажа системы отвода выхлопных газов от генератора. Итак, монтировать систему газоотвода от генератора можно несколькими способами, применяя различные материалы.

1)       Жесткая конструкция из труб, уголков и виброгаящей гофры для бензинового или дизельного генератора

2)      Гибкая конструкция из цельнометаллической гофры необходимой длины и специального фитинга, посредством которого гофрированная труба для отвода выхлопных газов крепиться к глушителю генератора.

В некоторых интернет-магазинах, на рынках и фирмах продающих бензиновые, дизельные генераторы предлагают купить недорогую гофру для отвода выхлопных газов. Сделана такая гибкая труба из оцинкованной полосы, свернутой в трубочку ))). В качестве уплотнителя применяется асбестовая нить. При ближайшем рассмотрении поняли, что такую «трубу» категорически нельзя использовать для отвода выхлопных газов от генератора, так как о герметичности системы говорить, в данном случае, нельзя. +
В следующей статье более подробно рассмотрим оба метода отвод выхлопных газов от генератора. Также примерно оценим каждую из систем как по стоимости в деньгах так и по исполнению…
У нас вы можете заказать услугу по монтажу выхлопной системы или приобрести материалы для самостоятельного монтажа…

 

 

Отвод Выхлопных газов от миниэлектростанций. Основные правила монтажа системы отвода выхлопных газов.

Отвод выхлопных газов от генератора

 

Стоимость гофрированной трубы и комплектующих можно посмотреть тут —>>

Как самостоятельно произвести монтаж выхлопной системы. Пример тут—>>

electro-city.net.ua

Для чего нужна газоотводная гофра? Как ее лучше крепить? Что нужно учитывать при монтаже газоотводной системы? В этой небольшой статье поделюсь собственным опытом по монтаж гофры для отводов выхлопных газов от генератора.

В 90 % миниэлектростанции,  используемые в качестве резервного или аварийного источника электричества, устанавливаются в помещении. И возникает естественная необходимость в организации отвода выхлопных газов от двигателя генераторной установки за пределы помещения.

Есть несколько важных моментов, на которые необходимо обратить особое внимание.

На что стоит обратить внимание в первую очередь?

Это, конечно же, сечение газоотводной трубы. Диаметр трубы должен быть не меньше выходного отверстия глушителя генератора.

В случае если длина магистрали относительно длинная, необходимо увеличить диаметр газоотводной трубы.

К примеру, у большинства бензиновых генераторов 4-5 кВт, выходное отверстие глушителя 22-24 мм. Для таких генераторов подойдет труба 1″, что в мм составляет примерно 25-26 мм, соответственно  одно из условий выполнено.

Следующий немаловажный этап при монтаже системы отвода выхлопных газов это количество поворотов (углов). Старайтесь их делать как можно меньше, в идеале 1-2. Углы должны быть как можно более плавными. Проведенные кем-то (не мной 🙂 )расчеты,  показали, что каждый угол понижает мощность двигателя и, соответственно,  количество драгоценных кВт на выходе миниэлектростанции  на 10-15%.

Теперь рассмотрим несколько примеров монтажа системы отвода выхлопных газов от генератора. Итак, монтировать систему газоотвода от генератора можно несколькими способами, применяя различные материалы.

electro-city.net.ua

1)       Жесткая конструкция из труб, уголков и виброгаящей гофры для бензинового или дизельного генератора

electro-city.net.ua

2)      Гибкая конструкция из цельнометаллической гофры необходимой длины и специального фитинга, посредством которого гофрированная труба для отвода выхлопных газов крепиться к глушителю генератора.

electro-city.net.ua

В некоторых интернет-магазинах, на рынках и фирмах продающих бензиновые, дизельные генераторы предлагают купить недорогую гофру для отвода выхлопных газов. Сделана такая гибкая  труба из оцинкованной полосы, свернутой в трубочку ))). В качестве уплотнителя применяется асбестовая нить. При ближайшем рассмотрении поняли, что такую «трубу» категорически нельзя использовать для отвода выхлопных газов от генератора, так как о герметичности системы говорить, в данном случае, нельзя.

В следующей статье более подробно рассмотрим оба метода отвод выхлопных газов от генератора. Также примерно оценим каждую из систем как по стоимости в деньгах так и по исполнению…

У нас вы можете заказать услугу по монтажу выхлопной системы или приобрести материалы для самостоятельного монтажа…

ПРОДОЛЖЕНИЕ…

Система отвода выхлопных газов генератора | Dgasa

Выбросы оксида азота (NOX) могут быть уменьшены с использованием внутренней технологии двигателя путем охлаждения части выхлопного газа, который затем перенаправляется обратно в воздушный поток.
Это приводит к уменьшению температуры горения и образуется меньшее количество оксида азота. Этот процесс известен как рециркуляция отработавших газов (EGR) или Система отвода выхлопных газов генератора. И является одним из основных методов, используемых для снижения выбросов оксидов азота из двигателей. MTU разрабатывает эту важную технологию и связанные с ней функции и компоненты с начала 1990-х годов. Он был впервые введен в серийное производство в середине 2011 года для двигателей серии 4000 для нефти и газа в гидрофракционировании. Он также был введен в железнодорожные двигатели, в соответствии с положениями ЕС о выбросах в ЕС IIIB, которые вступили в силу в 2012 году.

Способы сокращения выбросов оксидов азота
Одна из целей заключается в сокращении выбросов частиц сажи и оксидов азота для обеспечения соблюдения все более строгих норм выбросов по всему миру. Основным подходом MTU является сжигание с низким уровнем выбросов, другими словами, решение для внутреннего двигателя. Однако это означает учет основного принципа, который регулирует процесс горения — если топливо горит при более высокой температуре внутри цилиндра, образуется мало сажи, но большое количество оксида азота. При более низких температурах горения выбросы оксидов азота низки, но производство сажевых частиц является высоким. Поэтому, чтобы найти правильный баланс, все ключевые технологии, которые влияют на сжигание, должны быть идеально подобраны. В сочетании с впрыском топлива и турбонаддувом, в частности, использование рециркуляции выхлопных газов приводит к процессу сжигания, который дает значительно более низкие уровни оксида азота. Второй способ снижения выбросов оксидов азота — использовать последующую обработку выхлопных газов каталитическим нейтрализатором SCR (селективное каталитическое восстановление, короткое: SCR). Очень низкие пределы как для оксида азота, так и для дизельных частиц могут привести к необходимости использования такой системы SCR. Рециркуляция отработавших газов может снизить выбросы оксида азота примерно на 40 процентов. В зависимости от применения системы SCR удаляют до 90 процентов оксида азота из выхлопных газов. В случае особо строгих норм выбросов рециркуляция отработавших газов и система SCR должны быть объединены для обеспечения соблюдения пределов.

Exhaust Gas - обзор

Датчик кислорода в выхлопных газах

Вспомните из главы 4, что количество кислорода в выхлопных газах используется в качестве косвенного измерения соотношения воздух / топливо на впуске. В результате одним из наиболее важных датчиков автомобильных двигателей, используемых сегодня, является датчик кислорода в выхлопных газах (EGO). Этот датчик часто называют лямбда-датчиком от греческой буквы лямбда ( λ ), которая обычно используется для обозначения коэффициента эквивалентности (как определено в главе 4):

(5.61) λ = воздух / топливо (воздух / топливо при стехиометрии)

Когда соотношение воздух / топливо находится на стехиометрии, значение для λ равно 1. Когда топливно-воздушная смесь бедная, состояние представлено как λ > 1. И наоборот, когда топливовоздушная смесь богатая, условие представлено как ( λ <1).

Два типа используемых датчиков EGO основаны на использовании активных оксидов двух типов материалов. В одном используется диоксид циркония (ZrO 2 ), а в другом - диоксид титана (TiO 2 ).Первый тип традиционно используется чаще всего. Рис. 5.22A представляет собой фотографию традиционного датчика EGO ZrO 2 . На рис. 5.22B схематично изображена установка датчика на выхлопной системе. На рис. 5.22C схематично показана конструкция отдельных компонентов и то, как выхлопные газы воздействуют на датчик EGO.

Рис. 5.22. Изображение датчика EGO. (A) Изображение примерного датчика EGO; (B) Иллюстративная установка; и (C) Воздействие выхлопных газов.

По сути, датчик EGO состоит из секции в форме гильзы из ZrO 2 с тонкими платиновыми электродами внутри и снаружи ZrO 2 . Внутренний электрод подвергается воздействию воздуха, а внешний электрод подвергается воздействию выхлопных газов через пористое защитное покрытие.

Упрощенное объяснение работы датчика EGO основано на распределении ионов кислорода. Ионы кислорода имеют два лишних электрона, поэтому ионы заряжены отрицательно. ZrO 2 имеет тенденцию притягивать ионы кислорода, которые накапливаются на поверхности ZrO 2 непосредственно внутри платиновых электродов.

Платиновая пластина на стороне сравнения воздуха ZrO 2 подвергается гораздо более высокой концентрации ионов кислорода, чем сторона выхлопных газов. Сторона опорного воздуха становится электрически более отрицательной, чем сторона выхлопных газов; следовательно, на материале ZrO 2 существует электрическое поле, и в результате возникает напряжение В, или . Полярность этого напряжения положительна на стороне выхлопных газов и отрицательна на стороне опорного воздуха ZrO 2 .Величина этого напряжения зависит от концентрации кислорода в выхлопных газах и от температуры датчика.

Количество кислорода в выхлопных газах выражается парциальным давлением кислорода. По сути, это парциальное давление представляет собой ту часть общего давления выхлопных газов, которая немного выше (но почти соответствует атмосферному давлению), что связано с концентрацией кислорода в составном выхлопном газе. Парциальное давление кислорода выхлопных газов для богатой смеси изменяется в диапазоне 10 - 16 –10 - 32 атмосферного давления.Парциальное давление кислорода для бедной смеси составляет примерно 10 - 2 атм. Следовательно, для богатой смеси существует относительно низкая концентрация кислорода в выхлопных газах и более высокое выходное напряжение датчика EGO. Для полностью нагретого датчика EGO выходное напряжение составляет около 1 В для богатой смеси и около 0,1 В для бедной смеси.

Желательные характеристики EGO

Характеристики датчика EGO, которые желательны для типа системы управления топливом с ограниченным циклом, который обсуждался в главе 4, следующие:

1.

Резкое изменение напряжения при стехиометрии

2.

Быстрое переключение выходного напряжения в ответ на изменение содержания кислорода в выхлопных газах

3.

Большая разница в выходном напряжении датчика между богатой и бедной смесью

4.

Стабильное напряжение относительно температуры выхлопных газов

Характеристики переключения

Время переключения для датчика EGO также необходимо учитывать в приложениях управления.Идеальная характеристика для регулятора предельного цикла показана на рис. 5.23. Стрелка, указывающая вниз, указывает на изменение V o , когда соотношение воздух / топливо изменялось от богатого до бедного. Стрелка вверх указывает на изменение V o при изменении соотношения воздух / топливо от бедной до богатой. Обратите внимание, что этот датчик EGO имеет характеристики переключения с гистерезисом. Модель идеального датчика EGO использовалась в главе 4 для объяснения управления топливом с обратной связью, в котором гистерезис был пренебрежимо мал.

Рис. 5.23. Характеристики переключения идеального датчика EGO.

На Рис. 5.24 показаны фактические характеристики отношения напряжение / эквивалентность датчика для обычного коммерчески доступного (полностью прогретого) датчика EGO. Сравнение характеристик этого датчика с характеристиками идеального датчика показывает, что падение напряжения от богатой смеси к бедной имеет конечный наклон и происходит на бедной стороне стехиометрии. Кроме того, напряжение на клеммах датчика EGO является непрерывной функцией λ .Это напряжение также является непрерывной функцией λ для перехода от бедной к богатой, но имеет очень крутой наклон при λ = 1.

Рис. 5.24. Напряжение коммерческого датчика ЭГО в сравнении с λ .

Температура влияет на время переключения и выходное напряжение. Время переключения при двух температурах показано на рис. 5.25. Обратите внимание, что время на деление вдвое больше для дисплея при 350 ° C, чем при 800 ° C. Это означает, что время переключения составляет примерно 0,1 с при 350 ° C, тогда как при 800 ° C оно составляет около 0.05 с. Это изменение времени переключения 2: 1 из-за изменения температуры.

Рис. 5.25. Переходные процессы переключения датчика ЭГО. (A) при 350 ° C и (B) при 800 ° C.

Температурная зависимость выходного напряжения датчика EGO очень важна. График на рис. 5.26 показывает температурную зависимость выходного напряжения датчика EGO для бедной и богатой смесей и для двух различных сопротивлений нагрузки 5 и 0,83 МОм. Выходное напряжение датчика EGO для богатой смеси находится в диапазоне примерно 0,80–1.0 В для диапазона температуры выхлопных газов 350–800 ° C. Для бедной смеси это напряжение находится примерно в диапазоне 0,05–0,07 В для того же диапазона температур.

Рис. 5.26. Температурные характеристики датчика ЭГО.

При определенных условиях контроль топлива с помощью датчика EGO будет работать в режиме разомкнутого контура, а для других условий он будет работать в режиме замкнутого контура (как будет объяснено в главе 6). Датчик EGO не следует использовать для управления при температурах ниже примерно 300 ° C, потому что разница между богатым и обедненным напряжением быстро уменьшается с температурой в этой области.Это важное свойство датчика частично отвечает за необходимость работы системы управления подачей топлива в режиме разомкнутого контура при низких температурах выхлопных газов. Работа в замкнутом контуре с выходным напряжением EGO, используемым в качестве входа ошибки, не может начаться, пока температура датчика EGO не превысит 300 ° C. Работа в режиме без обратной связи нежелательна, поскольку регулирование выбросов выхлопных газов не так надежно, как работа с обратной связью, особенно когда автомобиль стареет и параметры двигателя могут изменяться. Хотя важно ускорить переход от разомкнутого к замкнутому циклу (особенно во время запуска холодного двигателя), напряжение датчика EGO должно быть достаточным для замкнутого цикла.

Генераторы природного газа: более пристальный взгляд

Более пристальный взгляд на генераторы природного газа


Генераторы природного газа - жизнеспособная альтернатива дизельным генераторам, особенно в системах первичной энергии или тех, которые требуют строгого регулирования выбросов. Хотя они немного отличаются от дизельных двигателей, у них больше общего, чем нет. Они используют более трех четвертей своих компонентов, включая блок цилиндров, поршневые штоки, коренной подшипник, коленчатый вал и системы рециркуляции отработавших газов.Их отличает то, что они не разделяют. Вскоре мы рассмотрим эти аспекты, но сначала давайте лучше поймем, что такое природный газ.

Что такое природный газ?

Природный газ - смесь углеводородов и газов. Он состоит в основном из метана, но может содержать небольшие количества сероводорода, азота, двуокиси углерода и иногда даже гелия. За миллионы лет остатки растений и животных разлагались в карманах под поверхностью Земли, подвергая газы воздействию сильного тепла и давления.Энергия, первоначально полученная от солнца, хранится в газе. Он просверливается, прокачивается по трубам, очищается и затем хранится в резервуарах для использования.

Впуск

Большинство из нас знакомо с принципами работы системы впуска воздуха в наших дизельных двигателях, если не взглянуть на , эти статьи . Как и дизельные двигатели, генераторы природного газа используют систему рециркуляции отработавших газов (EGR) и воздух из окружающей среды, смешанный с топливом. Однако из-за нахождения в газообразном состоянии, в отличие от распыленной жидкости, двигатели, работающие на природном газе, могут использовать стехиометрическое сгорание , при котором расходуется 100% топлива.Это не только идеально для более высокой удельной мощности и повышенной экономии топлива, но и значительно снижает выбросы выхлопных газов.

Зажигание

Еще одним основным отличием дизельных двигателей от двигателей, работающих на природном газе, является процесс зажигания. Из-за низкой горючести дизельного топлива , дизельные двигатели используют экстремальное сжатие и высокую температуру для воспламенения топливной смеси. В двигателях, работающих на природном газе, используется система свечей зажигания, аналогичная бензиновому двигателю. Высокая горючесть природного газа означает, что для его воспламенения требуется меньшее сжатие, хотя для этого требуется специальная головка поршня, предназначенная для двигателей, работающих на природном газе.В двигателях, работающих на природном газе, используется интегрированный топливный модуль , в отличие от знакомых топливных форсунок , установленных на дизельных двигателях.

Выхлоп

Поскольку 100% углерода, водорода и серы сгорает с кислородом в процессе сгорания, двигатели, работающие на природном газе, имеют самые низкие выбросы выхлопных газов из любого из широко доступных видов топлива. Это позволяет им использовать 3-ходовой каталитический нейтрализатор , аналогичный тем, что используются в автомобилях с бензиновым двигателем.Это гораздо более простой процесс, чем для дизельного топлива, в котором используется активная система последующей обработки , которая включает дизельных сажевых фильтров и компонентов селективного каталитического восстановления .

В целом генераторы, работающие на природном газе, тише, чище и экономичнее, чем их дизельные аналоги, что делает их идеальными в ситуациях, когда они будут использоваться в качестве основного источника энергии. Если генератор не подключен непосредственно к линии природного газа, топливные баки могут быть дорогими и более нестабильными при хранении и транспортировке, чем дизельное топливо.Для резервного обслуживания и удаленных мест, где доступ к линиям природного газа ограничен или невозможен, дизельные генераторы обычно являются лучшим решением.

Если вы не уверены, какой вид топлива лучше всего подходит для вашей области применения, позвоните нам.

610-658-3242
[email protected]ckpower.com

Кевин Хант: что нужно знать об использовании портативного генератора

Жители Коннектикута настолько привыкли к перебоям в подаче электроэнергии из-за урагана, что переносной генератор теперь является обязательным элементом энергетического оборудования для многих домовладельцев.

Покупатели, которые впервые покупают автомобиль, уже поздравляют себя с подготовкой к урагану «Сэнди», не должны становиться слишком самоуверенными. Переносной генератор при неправильном использовании может привести к летальному исходу. Это не газонокосилка, которую вы собираетесь запустить.

Вот несколько советов, которые помогут вам безопасно пройти через шторм со всем необходимым освещением и мощностью:

>> Никогда и никогда не используйте портативный генератор в гараже, даже рядом с открытым гаражом. И даже не думайте запускать в доме портативный генератор.Держите генератор на расстоянии не менее 15 футов от дома, чтобы предотвратить попадание смертоносного угарного газа внутрь.

Также держите портативные генераторы подальше от открытых окон, в том числе и от окон соседей.

>> Прочтите руководство по эксплуатации генератора. Чем больше вы знаете о портативном генераторе, тем больше вероятность, что вы будете использовать его правильно, и он обеспечит долгие годы аварийного питания, не требующего особого обслуживания.

>> Ключом к долгому сроку службы двигателя является масло: убедитесь, что вы используете правильный тип и меняете его в соответствии со спецификациями производителя.SAE10W30 часто рекомендуется для универсального использования при любых температурах.

>> Никогда не подключайте портативный генератор с помощью шнура питания непосредственно к электрической розетке в доме. Эта энергия будет «обратно питаться» в инженерные сети, идущие к вашему дому, что может убить бригаду коммунальных служб, призванную восстановить электроэнергию в вашем районе.

>> Используйте подходящий шнур питания. Мощность переносного генератора измеряется в ваттах. Шнур питания измеряется в амперах.Выберите шнур питания, который подходит к самой мощной розетке вашего генератора. Так что, если у него розетка на 50 ампер, купите шнур питания на 50 ампер. Используйте прочный шнур, по крайней мере, 12 калибра, длиной менее 100 футов.

>> Запустите генератор и дайте ему поработать ненадолго, прежде чем подключать приборы.

>> Выключите бытовые приборы, а затем подключите их по очереди. Дайте устройствам включиться и стабилизироваться, прежде чем подключать другие.

>> Не перегружайте генератор.Имейте в виду, что если ваш холодильник работает от 800 Вт, ему может потребоваться 1600 при запуске, когда сработает компрессор. (Посмотрите на мощность холодильника в ваттах на внутренней боковой стене.) Если прибор не выдает ватт, используйте следующую формулу: Умножьте напряжение прибора в амперах.

>> Перегрузка генератора может повредить вашу технику. Не запускайте приборы или другое электронное оборудование без надобности.

>> Никогда не заправляйте работающий генератор, даже генератор с еще горячим двигателем, потому что тепло от деталей двигателя или выхлопных газов может воспламенить бензин.Выключите его и дайте остыть не менее 10 минут.

>> При длительных простоях менять масло. Обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать точные интервалы времени. Если в вашем генераторе нет счетчика моточасов, который показывает, как долго генератор работает, попробуйте отслеживать.

>> Когда вы теряете электроэнергию, то же самое происходит на большинстве близлежащих автозаправочных станций. Поэтому постарайтесь сэкономить топливо, используя только необходимые приборы и фонари. Выключите генератор на ночь (ваши соседи тоже будут довольны).Холодильник / морозильник будет нормально работать без электричества.

>> Когда ураган закончится и электричество вернется, слейте топливо из генератора. Некоторые люди хранят оставшийся бензин в баке и добавляют стабилизатор топлива. (Если вы это сделаете, слейте воду из поплавковой чаши карбюратора, а в отстойнике генератора она есть.) Но безопаснее слить ее.

«Вы должны слить газ, потому что это разрушит карбюратор», - говорит Брайан Лангилл, президент и главный исполнительный директор Reliable Electric Motor of Hartford.«Когда люди приносят [генератор] к нам для ремонта, мы сразу понимаем, что в нем остался бензин. В конце концов, если это достаточно маленький генератор, вы обычно доходите до точки затрат, когда он даже не имеет смысл восстановить ".

>> Наконец-то поменять масло. Затем каждый месяц подавайте в генератор полгаллона газа и дайте ему поработать не менее получаса. Это поможет предотвратить засорение карбюратора. Тогда вы будете готовы к следующей погоде.

Влияние условий эксплуатации и отбора проб на состав выхлопных газов малых электрогенераторов

Образец цитирования: Smits M, Vanpachtenbeke F, Horemans B, De Wael K, Hauchecorne B , Ван Лангенхов Х. и др.(2012) Влияние условий эксплуатации и отбора проб на состав выхлопных газов малых электрогенераторов. PLoS ONE 7 (3): e32825. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0032825

Редактор: Лорен Э. Уолд, Университет штата Огайо, Соединенные Штаты Америки

Поступила: 7 декабря 2011 г .; Одобрена: 6 февраля 2012 г .; Опубликовано: 19 марта 2012 г.

Авторские права: © 2012 Smits et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: В настоящее время нет внешних источников финансирования для этого исследования.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Стационарные двигатели внутреннего сгорания используются в самых разных областях, включая строительство, сельское хозяйство и промышленные услуги.Дизель-генераторные установки мощностью менее 19 кВт в 2000 г. составляли 18% внедорожного рынка США [1]. Хотя это кажется небольшой долей по сравнению с общим количеством работающих дизельных двигателей, они выбрасывают значительную часть выбросов ТЧ, поскольку они имеют ограниченные меры по ограничению выбросов. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), на внедорожные дизельные двигатели приходится около 44% выбросов твердых частиц (ТЧ) дизельных двигателей по всей стране [1].

Выбросы дизельных двигателей содержат ТЧ, оксиды азота (NO x ) и летучие органические соединения (ЛОС), которые оказывают широкий спектр негативных воздействий на здоровье человека и окружающую среду.NO x ,, например, способствует кислотному осаждению при растворении в атмосферной влаге и является вредным для дыхательной системы. И NO x , и ЛОС являются прекурсорами ТЧ и тропосферного озона [2], [3]. Высокие концентрации этих загрязнителей коррелируют с увеличением числа респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний [2], [4]. Кроме того, загрязнение воздуха связано с окислительным повреждением ДНК, что подразумевает повышенный риск рака [5], [6]. Помимо упомянутых рисков для здоровья, дополнительные эффекты вызывают металлы, адсорбированные на дизельных ТЧ.Они возникают из-за смазочного масла, присадок к топливу или механического износа [7] и вносят значительный вклад в окислительный стресс, вызванный PM [8]. Для изучения механизмов, с помощью которых связаны выхлопные газы дизельных двигателей и их воздействие на здоровье, решающее значение имеет глубокое знание физико-химической природы соединений в выхлопных газах.

Хотя знания о составе выхлопных газов дизельных двигателей транспортных средств обширны [9] - [12], все еще существуют научные пробелы в понимании состава выхлопных газов дизельных двигателей в конкретной области генераторных установок (генераторных установок).Различные условия эксплуатации дизельных двигателей в генераторных установках и автотранспортных средствах приводят к различным характеристикам выбросов. Это означает, что исследования выбросов дизельных двигателей транспортных средств нельзя использовать для понимания выбросов дизельных генераторных установок.

Главное отличие заключается в режиме работы. Двигатели транспортных средств работают в переходных условиях, в то время как дизельные генераторные установки работают в условиях нагрузки, близкой к установившейся, при фиксированном числе оборотов в минуту и ​​лишь незначительных изменениях нагрузки [13].Более того, холодный запуск и продолжительные выбросы на холостом ходу происходят во время операций по техническому обслуживанию и в режиме ожидания дизельных генераторов. Следовательно, выбросы дизельных генераторных установок с малым двигателем следует рассматривать как отдельный случай, поскольку невозможно иметь модель двигателя для всех различных условий эксплуатации.

В этом исследовании будут изучены два важных параметра с учетом их влияния на состав выхлопных газов дизельного двигателя. С одной стороны, нагрузка двигателя влияет на количество твердых частиц и состав выхлопных газов дизельного двигателя [14], [15].На сегодняшний день сравнительно немного исследований посвящено этому эффекту для небольших дизельных двигателей. Chung et al. [10] показали, что диаметр подвижности частиц увеличивается при более высоких условиях нагрузки. Они также сообщили об увеличении отношения элементарного углерода к органическому с ростом нагрузки. Обучи и др. [15] наблюдали, что выброс твердых частиц резко увеличивался вблизи максимальной скорости и крутящего момента. Имеются многочисленные свидетельства того, что концентрация металла в потоке выше при повышенной нагрузке двигателя [16] - [18], но, насколько нам известно, только одно исследование было проведено на небольшом стационарном двигателе [19] вместо среднего режима работы. транспортных средств.В этом последнем исследовании, однако, не учитывалось количество твердых частиц в потоке для определения концентрации металла.

С другой стороны, для хорошего анализа PM важен соответствующий метод отбора проб и измерения. Как сформулировано Moosemüller et al. [20], преимуществом нефелометра DustTrak является отличное соотношение сигнал / шум, отсутствие помех со стороны других свойств пробы выхлопных газов, хорошее временное разрешение (1 с), простота и низкая цена. Однако калибровка, зависящая от типа транспортного средства, является недостатком.Напротив, метод обычного гравиметрического фильтра обычно признан Агентством по охране окружающей среды США как Федеральный эталонный метод [21]. Концентрация PM не измеряется в оперативном режиме, но измерение очень точное и воспроизводимое. Рядом с измерительным устройством отбор проб влияет на измеряемые концентрации. Процессы разбавления и охлаждения определяют относительные количества материала, адсорбирующегося или конденсирующегося на существующих частицах и зарождающегося с образованием новых частиц [11]. Липски и Робинсон [22] приводят некоторые иллюстрации влияния разбавления выхлопных газов дизельного топлива на массу мелких частиц и распределение полулетучих органических веществ между газом и адсорбированной фазой.Полулетучие органические вещества в основном присутствуют в фазе частиц при низких уровнях разбавления, но частицы переходят в газовую фазу по мере увеличения разбавления. Следовательно, значительное уменьшение массовой концентрации мелких частиц наблюдалось при более высоких уровнях разбавления.

Тем не менее, в упомянутых ранее исследованиях рассматриваемый предмет затрагивается лишь фрагментарно. Меньше внимания уделялось влиянию нагрузки и разбавления в конкретном случае выхлопа одноцилиндрового дизельного двигателя. Кроме того, исследования влияния нагрузки и разбавления обычно ограничиваются одним параметром, но ни один из них не включает одновременно ЛОС, ТЧ и химический состав.Кроме того, химический состав PM в основном определяется с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии (AAS) или спектроскопии индуктивно связанной плазмы (ICP), что ограничивает выбор изучаемых элементов. В заключение, предыдущие исследования, как правило, были сосредоточены на анализе, а не на лежащем в основе механизме горения, вызывающем наблюдаемые тенденции.

Поэтому здесь изучается влияние нагрузки и разбавления на состав выхлопных газов одноцилиндрового дизельного двигателя генераторной установки. Рассматриваемыми параметрами являются массовая концентрация ТЧ, концентрация газообразных ЛОС, содержание нитратов и элементный состав ТЧ.Также будет уделено внимание механизмам, ответственным за наблюдаемые эффекты.

Материалы и методы

Генераторная установка и используемое топливо

Исследуемый выхлоп производился дизельной генераторной установкой с четырехтактным одноцилиндровым двигателем без устройства дополнительной очистки. Используемый цилиндр имел объем 418 куб. См, а двигатель работал со скоростью 3000 об / мин. Генератор имел выходную мощность 6 кВт и был загружен электрическими радиаторами мощностью 2 кВт во время эксперимента для получения условий низкой и средней нагрузки, 2 кВт и 4 кВт соответственно.Состояние холостого хода было проверено без нагрузки на генераторную установку.

Все испытания на выбросы проводились с газойлем Extra, поставляемым Argos Oil. Дизельное топливо сопоставимо с топливом с низким содержанием серы, используемым в Бельгии для стационарных двигателей. Подробная информация о свойствах топлива представлена ​​в таблице 1. Смазочное масло Multigrade 10W40 было поставлено компанией Brega. Элементный состав дизельного топлива и смазочного масла был протестирован с помощью рентгеновской флуоресценции (Panalytical MiniPal) и представлен в таблице 2.

Отбор проб

Отбор проб проводился в установившемся режиме с двигателем, работающим не менее 45 мин при той же нагрузке. Температура выхлопных газов на конце выхлопной трубы находилась в диапазоне 60 ± 5 ° C без нагрузки, 87 ± 5 ° C для низкой нагрузки и 111 ± 5 ° C для условий средней нагрузки, как измерено с помощью термопары типа K. . Для транспортировки и разбавления выхлопных газов дизельного двигателя использовались трубки из нержавеющей стали. Трубка диаметром 6 мм помещалась на 5 см внутрь выхлопной трубы для отбора проб.Регулирующий клапан с мембранным насосом использовался для приближения к изокинетическому входу для достижения воспроизводимых условий. Выхлопной газ разбавляли отфильтрованным окружающим воздухом в пористой трубке-разбавителе (время пребывания ~ 1 с), и из разбавленного выхлопного газа отбирали пробы для анализа. Коэффициент разбавления определяли делением уровня неразбавленного СО на уровень разбавленного СО. Изучаемые коэффициенты разбавления составляли 1, 5 и 30. Это обеспечивает максимальную движущую силу для преобразования газа в частицы [23] и позволяет проводить измерения в диапазоне используемых инструментов.

Измерения

Анализ газа проводился непрерывно с использованием датчиков сразу после туннеля разбавления. MSI Dräger EM200 измерял концентрации CO и O 2 , а датчик Mexa-120NOx (Horiba) использовался для обнаружения NO x .

Каждые три секунды массовая концентрация ТЧ в разбавленных выхлопных газах определялась нефелометром (модель DustTrak 8530, TSI Inc.), который был установлен после туннеля для разбавления. DustTrak использовался в качестве индикатора для достижения устойчивого состояния.Калибровка, зависящая от типа транспортного средства, здесь не является препятствием, поскольку все измерения проводились на одном двигателе с одним и тем же топливом. Представленные данные усредняются за 5-минутные периоды измерения.

Тефлоновые фильтры (37 мм Pallflex, Pall-Gelman) использовались в качестве второго метода количественной оценки общих массовых концентраций ТЧ. Образцы и полевые заготовки взвешивали до и после отбора образцов с помощью микровесов (Sartorius) с точностью 0,01 мг в условиях контролируемой температуры и относительной влажности (40 ± 2% относительной влажности при 25 ± 1 ° C).Образцы были предварительно кондиционированы в вышеупомянутой среде за 48 часов до измерения. Для каждой комбинации загрузки и степени разбавления были отобраны пробы трех разных фильтров, и это взвешивание было выполнено в три раза. Фильтры были помещены в фильтродержатель, а газовый счетчик, установленный после фильтродержателя, измерял объем выхлопных газов. Масса фильтра была разделена на отобранный объем выхлопных газов, чтобы получить массовую концентрацию ТЧ.

После взвешивания 20 релевантных элементов были проанализированы на фильтрах с ТЧ с помощью энергодисперсионной рентгеновской флуоресценции (EDXRF) спектрометрии.Пределы обнаружения варьировались от 0,09 мкг м −3 до 7 мкг м −3 . Относительное стандартное отклонение, которое является мерой точности анализа, обычно составляло <15% для неразбавленных образцов, за исключением K, Ti и Fe, для которых относительные стандартные отклонения составляли от 24% до 100%. Более низкая точность для некоторых микроэлементов связана с коротким временем сбора (30 мин), что было предпочтительнее в данном исследовании по практическим соображениям. Для определения количества нитрата использовали ионную хроматографию.Предел обнаружения составил 5 мкг м -3 с относительным стандартным отклонением лучше 25%. Более подробную информацию о приборах EDXRF и IC и применяемых методах можно найти в других источниках [24], [25].

Для определения концентрации ЛОС пробирки Tenax TA (Markes International) предварительно обрабатывали в течение 1 ч при 300 ° C в потоке 50 мл мин. -1 He. Tol-d8 использовался в качестве внутреннего стандарта. Чтобы защитить оборудование, пробирки Tenax были размещены после фильтра, чтобы предотвратить блокировку пробирок PM.Небольшой насос (GilAir) набрал 108,5 мл. Для каждой комбинации загрузки и коэффициента разбавления были взяты два образца и указано среднее значение. Относительное стандартное отклонение для неразбавленных образцов обычно составляло <25%. Образцы при нагрузке 2 кВт для степени разбавления 1 и при нагрузке 4 кВт для степени разбавления 30 не могли быть собраны из-за технических проблем. Для анализа образцов использовали термодесорбционную газовую хроматографию с квадрупольным масс-спектрометрическим детектированием (GC / MS, Markes International / Interscience).Более подробное описание этого метода можно найти в предыдущей статье [26]. Для обсуждения результатов исследуемые алканы: n -гексан, n -гептан, n -октан, n -нонан, n -декан, n -ундекан и n . -додекан, в то время как ароматические ЛОС представляют собой бензол, толуол, этилбензол, стирол, бензальдегид, пропилбензол, бензонитрил и фенол.

Для анализа морфологии частиц использовался 7-ступенчатый каскадный импактор May-типа для отбора проб ТЧ в нескольких диапазонах аэродинамических диаметров отсечки на алюминиевой фольге.Импактор размещался в выхлопных газах сразу после выхлопной трубы. Образцы были взяты при нагрузке 0 кВт и 4 кВт генераторной установки в течение периода сбора 1 мин. Морфологию поверхности изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM, JEM-5510, Jeol) с разрешением 3,5 нм и оснащенной блоком рентгеновского микроанализа Inca. Для получения оптимальных изображений требовалось золотое покрытие.

Для сравнения все измерения скорректированы на коэффициент разбавления путем умножения их на конкретный коэффициент разбавления для получения отчетных данных.Это не означает, что эти значения встречаются в действительности, но они иллюстрируют тот факт, что концентрации не увеличиваются и не уменьшаются пропорционально применяемому разбавлению.

Статистика

Результаты представлены как средние значения со стандартной ошибкой (S.E.). Статистическая среда R с открытым исходным кодом (www.r-project.org) использовалась для выполнения линейного регрессионного анализа, а также для определения значимости коэффициентов корреляции Пирсона с помощью двустороннего теста. Значения p <0,05 считались значимыми.

Результаты и обсуждение

Массовая концентрация твердых частиц

На рис. 1 показано влияние нагрузки и коэффициента разбавления на массовые концентрации ТЧ, полученные двумя независимыми методами. Для гравиметрического метода массы ТЧ, соответствующие коэффициенту разбавления 30, не учитывались, поскольку они были ниже точности измерения микровесов.

Как можно видеть, массовые концентрации ТЧ уменьшаются вместе с увеличением нагрузки двигателя .Измерение на 4 кВт с DustTrak является исключением из этой общей тенденции и будет обсуждаться позже. Тенденция PM показывает, что окисление топлива было более эффективным при более высоких нагрузках двигателя. Это согласуется с предыдущими исследованиями [13], [17], где более низкие массовые выбросы ТЧ при средних нагрузках объяснялись тем фактом, что производители оптимизируют двигатели для приложений со средней нагрузкой. Кроме того, в литературе сообщается о среднем уровне массовых выбросов ТЧ для 18 резервных генераторных установок, который немного увеличился при переключении со средней нагрузки на высокую [13].Однако этот эффект не наблюдался в настоящем исследовании, потому что генераторная установка никогда не использовалась в условиях полной нагрузки (6 кВт). Важно отметить, что Dwivedi et al. [18] сообщают об противоположной тенденции изменения массы БДМ в зависимости от нагрузки двигателя. Дизельное топливо, которое они использовали, содержало в 10 раз больше серы, поэтому, вероятно, наблюдаемое увеличение массы ТЧ при более высокой нагрузке на двигатель можно было объяснить дополнительным образованием сульфатов при сжигании большего количества топлива.

Более высокий коэффициент разбавления приводит к более низкой концентрации ТЧ, несмотря на поправку на разбавление.Тем не менее это можно объяснить тем фактом, что разбавление снижает степень насыщения предшественников ТЧ, что приводит к меньшим процессам зародышеобразования и накопления и, следовательно, к меньшему количеству ТЧ [27]. Это соответствует уменьшению массы выбросов ТЧ на основе топлива с увеличением степени разбавления, как описано Lipsky et al. [22].

На рис. 2 показана слабая корреляция (R 2 = 0,5394, n = 7) между массовыми концентрациями ТЧ, полученными гравиметрическим методом и методом DustTrak.Полученная корреляция недостоверна (р = 0,06). Этот коэффициент корреляции аналогичен результатам Kinsey et al. [28], которые получили коэффициент регрессии 0,4822 (n = 21). Хотя их корреляция слабее, результат значительный (p = 0,0004). Более сильную корреляцию можно было бы получить, если бы среднее значение данных DustTrak было взято за более длительный период. Яноский и др. [21] сравнили 24-часовые средние концентрации ТЧ в воздухе внутри помещений, измеренные с помощью фильтров или с помощью DustTrak, и получили значение R 2 , равное 0.859 (n = 17) с p <0,0001. Усреднение за 24 часа не может быть использовано в нашем исследовании, потому что оно не подходит для измерений дизельного двигателя.

Чтобы понять эту слабую, незначительную корреляцию, может помочь более пристальный взгляд на массовые концентрации ТЧ. На рис. 1 показано, что массовые концентрации DustTrak PM, полученные при 2 кВт (без разбавления) или при 4 кВт (коэффициент разбавления 5), были аналогичны тем, которые были получены гравиметрическим методом. Однако массовая концентрация DustTrak PM была ниже при 0 кВт (без учета коэффициента разбавления) и 2 кВт (коэффициент разбавления 5), но выше при 4 кВт (без разбавления) по сравнению с гравиметрическим методом.Более того, влияние разбавления на концентрацию ТЧ было более выраженным для измерений DustTrak, чем для метода фильтрации (рис. 1). Насколько нам известно, о последней тенденции нигде в литературе не сообщалось.

Из рис. 3 можно видеть, что степень черноты фильтра уменьшается от высокой до низкой нагрузки, что является противоположной тенденцией массы PM, взвешенной на фильтрах (т.е. фильтры при нагрузке 4 кВт собрали наименьшую массу, но были наиболее почерневшими. ). Более «почерневший» не означает больше частиц, но указывает на то, что собранные на этих фильтрах частицы имеют меньшую светорассеивающую способность.Рассеяние на единицу массы сильно связано с размером частиц и показателем преломления [20], последний зависит от фрактальных размеров частиц («шероховатости»). В литературе сообщалось, что фрактальные размеры частиц дизельного топлива и, следовательно, их эффективная плотность увеличиваются с нагрузкой двигателя [29], [30]. Поскольку DustTrak (нефелометр) основан на светорассеивающих свойствах аэрозольных частиц, эти высокие фрактальные размерности, вероятно, являются причиной увеличения массовой концентрации DustTrak PM при высокой нагрузке (4 кВт).При 2 кВт без разбавления или при 4 кВт с коэффициентом разбавления 5 свойства ТЧ, вероятно, хорошо согласуются с параметрами светорассеяния, установленными в DustTrak, поскольку гравиметрические результаты хорошо соответствуют измерениям DustTrak. Поскольку разбавление приводит к уменьшению фрактальных размеров и плотности, это объясняет, почему измерения DustTrak более чувствительны к изменению коэффициентов разбавления по сравнению с гравиметрическим анализом.

SEM-анализ, выполненный на фильтрах PM, собранных при условиях нагрузки 0 кВт и 4 кВт (рис.4) подтвердите, что на морфологию влияет нагрузка. При нагрузке 4 кВт большинство частиц производится с большим аэродинамическим диаметром (AD) (стадия 4, AD = 2–4 мкм). Кроме того, проба ТЧ, отобранная при этом состоянии нагрузки, имеет более острые края, и первичные частицы четко различимы в агломератах. Напротив, частицы, собранные при 0 кВт, являются более аморфными, с нечеткими границами и более высоким содержанием в меньшем диапазоне AD (стадия 2, AD = 0,5–1 мкм). Эта корреляция между нагрузкой и структурой частиц подтверждена литературой [29], [31].При более высокой нагрузке образование частиц происходит при более высоких температурах сгорания в двигателе. На образование первичных твердых частиц влияют рост и окисление частиц - оба процесса, которые во многом определяются температурой горения. Рост частиц зависит от процессов зародышеобразования и накопления. Как правило, размер первичных частиц уменьшается по мере увеличения температуры выхлопных газов, что вызвано усилением окисления по сравнению с ростом частиц [27], [31]. Это приводит к уменьшению беспорядка дисперсных графитовых структур [31] и повышению эффективной плотности [30].

Эта морфологическая оценка подтверждает ранее высказанную гипотезу о том, что разные результаты, полученные с помощью гравиметрии и DustTrak, связаны с различиями как в плотности ТЧ, так и в фрактальной размерности. Способом улучшить согласованность этих результатов может быть использование поправочного коэффициента, зависящего от двигателя, топлива, нагрузки и разбавления.

Летучие органические соединения

В таблице 3 показаны усредненные результаты измерений ЛОС в выхлопных газах дизельных двигателей при различных условиях нагрузки и разбавления (с поправкой на коэффициент разбавления).Полный список проанализированных соединений можно найти в предыдущей статье [26], только 33 обнаруженных соединения указаны в таблице 3.

Как правило, ЛОС, присутствующие в самых высоких концентрациях, представляют собой 1-пентен, 1-гексен, этилацетат, бензол, м, п-ксилол, бензальдегид, ундекан и додекан. Относительное содержание ароматических углеводородов и алканов в общей количественной оценке ЛОС находится в диапазоне от 33 до 48% и от 52 до 67%, соответственно (рис. 5). Условия загрузки и коэффициент разбавления не влияют на соотношение алканов и ароматических ЛОС.Концентрации имеют тот же порядок величины, что и для выбросов от 4-тактных двигателей мотоциклов, о которых сообщают Tsai et al. [32].

На рис. 6 представлены тенденции концентраций алканов и ароматических ЛОС при различных условиях нагрузки и коэффициентах разбавления.

Что касается массы ТЧ, то можно было наблюдать тенденцию к снижению концентрации обоих классов ЛОС наряду с увеличением условий загрузки для разбавленных образцов. Также согласуется с результатами по массе ТЧ, что эта тенденция была более выраженной для более высоких коэффициентов разбавления (рис.6). Без разбавления концентрация ЛОС меньше зависит от условий нагрузки. В условиях максимальной нагрузки и при разбавлении обнаруживается самая низкая концентрация ЛОС. Это похоже на тенденцию, наблюдаемую для массовых концентраций ТЧ. Еще раз, более полное окисление топлива при более высоких нагрузках приводит к меньшему количеству летучих органических соединений.

Рис. 6 также иллюстрирует возрастающую концентрацию газообразных ЛОС, когда повышается коэффициент разбавления . Отбор проб ЛОС для всех проб производился при температуре окружающей среды, что исключает влияние температуры на концентрацию ЛОС.Два явления могли объяснить вышеупомянутое наблюдение. Во-первых, более высокие коэффициенты разбавления приводят к более низким коэффициентам насыщения газообразными соединениями в выхлопных газах, тем самым уменьшая возникновение процессов зародышеобразования и накопления. Во-вторых, поскольку при более высоких разбавлениях происходит меньшее зародышеобразование, меньше ТЧ доступно для адсорбции ЛОС.

Таким образом, эффект разбавления вызывает противоположные тенденции для концентраций ТЧ и газообразных ЛОС (рис. 1 и 6). За счет снижения степени насыщения разбавление снижает вероятность зарождения и накопления частиц, что приводит к меньшей сорбции ЛОС.Чтобы подкрепить это утверждение, было рассчитано, что происходит с концентрациями ТЧ и ЛОС, выбрасываемых ненагруженным двигателем при переключении с неразбавленных условий на коэффициент разбавления 5. Для массовой концентрации ТЧ (гравиметрический метод) уменьшение на 29,9 мг м −3 . Одновременно общая концентрация обнаруженных газообразных ЛОС (таблица 3) увеличилась на 13,3 мг м −3 . Оставшиеся 16,6 мг м -3 в фазе ТЧ можно объяснить сорбцией высших алканов, полициклических ароматических углеводородов и других соединений, обычно присутствующих в выхлопе дизельного топлива, которые не были определены количественно в применяемом методе ТД-ГХ-МС.Поскольку распределение частиц по размерам не измерялось, было невозможно проверить, в какой степени зародышеобразование способствовало превращению ЛОС в ТЧ.

Состав твердых частиц

Твердые частицы были проанализированы на содержание элементов методом EDXRF и на концентрацию нитратов методом IC. Результаты EDXRF и IC анализа для неразбавленных образцов приведены на рис. 7. Необнаруженные элементы (Si, V, Se, As, Cd, Sb и Al) не включены в рисунок.Al, Si, V, Se и As обычно обнаруживаются в атмосферных PM, собранных над Фландрией [33], [34]. Поскольку ни один из них не был обнаружен в настоящих образцах, вклад ТЧ окружающей среды был признан незначительным.

Из рис. 7 видно, что концентрации K, Ca, Sr, Mn, Cu, Zn и Pb увеличиваются с увеличением условий нагрузки . K, Ca, Cu и Zn происходят как из топлива, так и из смазочного масла (Таблица 2), которые потребляются больше при более высоких нагрузках двигателя. При более высоких условиях нагрузки более высокий расход топлива приводит к более высокому расходу, поэтому влияния на концентрацию не ожидается.Но при увеличении нагрузки меняется не только расход топлива, но и расход смазочного масла. Wang et al. [35] подчеркнули важную роль, которую содержание металлов в смазочном масле может играть в выбросах металлов в выхлопных газах двигателя. Когда расход смазочного масла выше при более высокой нагрузке, это на самом деле может увеличить концентрацию K, Ca, Sr, Cu и Zn, как наблюдали в нашем исследовании. Наш анализ подтверждает присутствие Ca, Fe и Zn в смазочном масле (Таблица 2).Хотя масло не анализировалось на Sr, это известная противоизносная присадка для смазочных масел [36]. Увеличение как Mn, так и Pb можно объяснить коррозией двигателя, процесс, который усиливается при более высоких условиях нагрузки / температуры [37]. Эти результаты соответствуют литературным данным, сообщающим о более высоких концентрациях элементов (мкг м -3 ) для условий возрастающей нагрузки [17], [19]. Кроме того, в литературе сообщается, что Cr, Fe, Ti и Ni могут возникать в результате процессов износа и коррозии [7], [38].

S и Cl, вероятно, из дизельного топлива, имеют самую высокую концентрацию при нагрузке 2 кВт. Насколько нам известно, эти элементы не были включены в предыдущие исследования концентрации элементов для дизельных двигателей при различных условиях нагрузки. Повышенный расход топлива при более высокой нагрузке вызывает повышенные выбросы S при сравнении 2 кВт с 0 кВт. Более низкую концентрацию серы в ТЧ при высокой нагрузке по сравнению со средней нагрузкой можно объяснить двумя явлениями. Прежде всего, более высокие температуры выхлопных газов, сопровождающие более высокие нагрузки, заставляют больше S оставаться в газовой фазе.Во-вторых, поскольку тепловой КПД двигателя улучшается при увеличении условий нагрузки, удельный расход топлива дизельных двигателей при торможении значительно улучшается, что приводит к снижению выбросов серы в условиях более высоких нагрузок [16]. Комбинация вышеупомянутых событий, вероятно, приводит к наблюдаемой максимальной концентрации S в условиях промежуточной нагрузки.

В таблице 4 представлен обзор нормированных по массе концентраций, количества элемента на грамм твердых частиц.Последние литературные данные определяют количество 17 металлов в частицах выхлопных газов дизельных двигателей в диапазоне от 5,4 до 7,0 мкг м −3 [17], что по порядку величины совпадает с нашими результатами. Однако следует соблюдать осторожность при сравнении порядка величины концентраций элементов, поскольку он сильно зависит от исследуемого источника ТЧ. Расхождения возникают из-за различий в составе дизельного топлива и смазочного масла, методологии отбора проб, условиях разбавления и применяемой методике анализа. В то время как методы атомно-абсорбционной спектроскопии или спектроскопии с индуктивно связанной плазмой наиболее широко используются для изучения влияния условий нагрузки и разбавления на концентрацию металлов, это первая статья, в которой используется спектрометрия EDXRF, позволяющая изучать менее часто рассматриваемые элементы, такие как Cl, K , S и Se.

Элементарные тенденции широко поддерживаются для всех видов элементов в литературе [16] - [18]. Как правило, концентрация металлов в газовой фазе увеличивается с увеличением нагрузки на двигатель. Однако, поскольку в условиях высокой нагрузки образуется меньше ТЧ, меньше площади поверхности твердых частиц, доступной для адсорбции металла. Следовательно, нормализованные по массе концентрации элементов также увеличиваются с повышенными нагрузками (Таблица 4). Это подтверждают многие другие авторы [19], [35], [39]. Противоположную тенденцию наблюдали Lim et al.[17] и Dwivedi et al. [18], где исследованные двигатели средней мощности имели тенденцию выделять больше частиц выхлопных газов дизельного топлива при более высоких нагрузках, что приводило к снижению содержания металлов. Из-за различных результатов, найденных в литературе, мы предполагаем, что эффект этого элемента сильно зависит от используемого двигателя, топлива и условий анализа. Условия нагрузки, которые мы использовали, находятся в ограниченном диапазоне и существенно отличаются от условий высокой нагрузки в других исследованиях. Дальнейшая работа над концентрацией элементов необходима для более глубокого изучения этих контрастирующих наблюдений.

Что касается влияния условий переменной нагрузки на нитраты, то их концентрация является самой высокой в ​​состоянии покоя (рис. 8). Это ожидаемо, потому что больше нитратов остается адсорбированным на ДЧ при более низкой температуре, сопровождающей более низкую нагрузку. В условиях более высокой нагрузки нитрат диссоциирует до газообразного NO из-за более высокой температуры [40]. Таким образом, более высокая нагрузка двигателя приводит к большему количеству газообразного NO и меньшему количеству нитратов.

Чтобы получить представление о влиянии разбавления на концентрацию элементов в ТЧ дизельного топлива, на рис.8 показан обзор результатов для S, Fe, Pb и нитрата. Разбавление, по-видимому, усиливает адсорбцию элементов на PM (за исключением Pb при 4 кВт и нитратов). Это согласуется с ранее упомянутыми результатами этого исследования. Разбавление снижает концентрацию ТЧ в выхлопных газах независимо от содержания элементов в газовом потоке, вызывая более высокую концентрацию металла в твердых частицах. Кроме того, известно, что сера проявляет высокую тенденцию к превращению в твердую фазу, поскольку сульфаты являются важными предшественниками зародышеобразования частиц.В разбавленных выхлопных газах образование зародышей увеличивается (см. Выше), что объясняет более высокую концентрацию серы в ТЧ при нагрузке 0 и 4 кВт. Что касается концентрации нитратов, разбавление подразумевает, что больше оксидов азота останется в газовой фазе, вместо того, чтобы адсорбироваться в виде нитратов на ТЧ.

Выводы

В этом исследовании рассматривается влияние условий нагрузки и разрежения на состав выхлопных газов одноцилиндрового дизельного двигателя генераторной установки. Экспериментальные данные были получены для выбрасываемых концентраций газообразных ЛОС и ТЧ.Последний анализировался на элементный состав и содержание нитратов. Было обнаружено, что выбросы зависят от условий нагрузки из-за их влияния на расход топлива, износ двигателя и температуру сгорания. Более высокие условия нагрузки приводят к более горячему двигателю и выхлопной системе, вызывая более полное окисление топлива. Следовательно, более низкие концентрации ТЧ и ЛОС были обнаружены в условиях повышенной нагрузки. Более того, анализ SEM показал, что это также влияет на морфологию частиц.Более высокий аэродинамический диаметр и частицы с более острыми краями соответствуют условиям более высокой нагрузки. Учитывая эту изменчивую морфологию частиц, можно объяснить, почему измерения оптической концентрации ТЧ с помощью оборудования DustTrak лишь слабо коррелировали с гравиметрическими измерениями (фильтром). Что касается влияния условий нагрузки на элементы, адсорбированные на PM, положительная корреляция была обнаружена для K, Ca, Sr, Mn, Cu, Zn и Pb (как для концентраций элементов в мкг · м -3 , так и для концентраций, нормированных по массе в мкг. г −1 ).Эти элементы возникают из-за смазочного масла или коррозии двигателя. Наконец, было обнаружено, что концентрация нитратов самая высокая в условиях простоя, как и концентрация PM. Этот эффект объясняется усилением диссоциации нитратов до газообразного NO при более высоких температурах. Таким образом, при высоких нагрузках обнаруживаются меньшие количества нитратов, ЛОС и ТЧ, в то время как на частицах адсорбируется больше K, Ca, Sr, Mn, Cu, Zn и Pb.

Мы пришли к выводу, что разбавление снижает концентрацию ТЧ и нитратов, но увеличивает концентрацию газообразных ЛОС и адсорбированных элементов.В литературе широко распространено мнение о том, что коэффициент насыщения является решающим параметром. Накопление линейно увеличивается с увеличением степени насыщения. Начало зародышеобразования, напротив, происходит при критическом значении степени насыщения с экспоненциально возрастающей скоростью [27]. Очевидно, что разбавление влияет на распределение материала между газовой фазой и твердой или адсорбированной фазой. В разбавленных выхлопных газах прекурсоры ТЧ (например, ЛОС, NO x и SO x ) остаются в газовой фазе из-за их пониженного коэффициента насыщения, вызывая более низкие концентрации ТЧ и нитратов.Меньшая доступная площадь поверхности для адсорбции приводит к более высоким концентрациям металлов в ТЧ.

Мы подчеркиваем, что при сравнении различных исследований необходимо соблюдать осторожность. Обзор литературы показал, что очень сложно сравнивать разные результаты из-за различных условий экспериментов: состава дизельного топлива, состава смазочного масла, состояния двигателя, методологии отбора проб, техники анализа и т. Д. Даже общие тенденции не похожи и кажутся для конкретного случая.По нашему мнению, это подчеркивает важность состава топлива и смазочного масла, а также важность условий работы двигателя и отбора проб.

Это исследование доказало, что выбросы загрязняющих веществ от небольшого внедорожного дизельного двигателя являются значительными, что свидетельствует о необходимости снижения выбросов не только от транспортных средств, но и от стационарных двигателей.

Улавливание тепловой энергии из выхлопных газов дизельного двигателя (Технический отчет)

Линь, Чуэн-Сен. Улавливание тепловой энергии из выхлопных газов дизельного двигателя . США: Н. П., 2008. Интернет. DOI: 10,2172 / 963351.

Линь, Чуэн-Сен. Улавливание тепловой энергии из выхлопных газов дизельного двигателя . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/963351

Линь, Чуэн-Сен.Мы б . «Улавливание тепловой энергии выхлопом дизельного двигателя». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/963351. https://www.osti.gov/servlets/purl/963351.

@article {osti_963351,
title = {Улавливание тепловой энергии выхлопными газами дизельного двигателя},
author = {Лин, Чуэн-Сен},
abstractNote = {Дизель-генераторы производят не только электроэнергию, но и отходящее тепло.Около одной трети энергии топлива высвобождается из выпускных коллекторов дизельных двигателей и обычно не улавливается для полезных применений. В рамках этого проекта были изучены различные варианты применения отработанного тепла, которые могут эффективно использовать тепло, выделяемое выхлопными газами дизельных генераторов в аляскинских деревнях, выбрано наиболее желаемое применение, спроектирован и изготовлен прототип для измерения производительности, а также оценена осуществимость и экономическое влияние выбранного приложения. Расход, состав и температура выхлопных газов могут повлиять на конструкцию системы рекуперации тепла и количество тепла, которое может быть извлечено.По сравнению с двумя другими параметрами, влияние состава выхлопных газов может быть менее важным из-за большого соотношения воздух / топливо для дизельных двигателей. В этом проекте также сравнивались теплосодержание и качество (т.е. температура) выхлопных газов для трех типов топлива: обычного дизельного топлива, синтетического дизельного топлива и обычного дизельного топлива с небольшим количеством водорода. Другой задачей этого проекта была разработка инструмента автоматизированного проектирования для экономического анализа выбранных применений рекуперации тепла выхлопных газов для любой дизель-генераторной установки в деревне Аляски.Применение рекуперации тепла выхлопных газов, выбранное в этом исследовании, предназначалось для отопления. Изготовлена ​​система рекуперации тепла выхлопных газов и проведено 350 часов испытаний. По данным испытаний, система обогрева с рекуперацией тепла выхлопных газов незначительно повлияла на характеристики двигателя и требования к техническому обслуживанию. Из измерений было определено, что количество тепла, рекуперированного из системы, составляет около 50% тепловой энергии, содержащейся в выхлопе (тепло, содержащееся в выхлопе, оценивалось на основе температуры окружающей среды).Расчетный срок окупаемости 100% использования рекуперированного тепла составит менее 3 лет при цене топлива 3,50 доллара за галлон, процентной ставке 10% и работе двигателя 8 часов в день. Судя по экспериментальным данным, синтетическое топливо содержало немного меньше тепловой энергии и меньше выбросов. Результаты испытаний, полученные при добавлении различных уровней небольшого количества водорода во впускной коллектор дизельного двигателя, не показали влияния на теплосодержание выхлопных газов. Другими словами, как синтетическое топливо, так и обычное дизельное топливо с небольшим количеством водорода могут не иметь достаточно значительного влияния на количество извлекаемого тепла и его осуществимость.Компьютерная программа экономического анализа была разработана на Visual Basic для приложений в Microsoft Excel. Программа была разработана, чтобы быть удобной для пользователя, принимать различные уровни входных данных и расширяться для других приложений рекуперации тепла (например, энергии, опреснения и т. Д.) Путем добавления в программу подпрограмм моделирования желаемых приложений. Разработанная программа апробирована на экспериментальных данных.},
doi = {10.2172 / 963351},
url = {https: // www.osti.gov/biblio/963351}, journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {2008},
месяц = ​​{12}
}

Высота стека генератора

- Code Red Consultants

В Массачусетсе требования к выхлопным трубам генераторов обычно игнорируются или неправильно понимаются.

Международный механический кодекс (IMC) 2015, раздел 501.3, как указано в 780 CMR 28.00, требует, чтобы любой воздух, удаляемый механической вытяжной системой, выпускался на улицу в месте, где он не причиняет неудобств и не будет легко втягиваться вентиляционной системой в рассматриваемом здании или какой-либо другой другое здание. Кроме того, IMC устанавливает требования к минимальным зазорам для выпуска выхлопных газов, включая не менее 10 футов от границ участков, 3 футов от внешних стен и крыш, 10 футов от рабочих отверстий в зданиях и 10 футов над прилегающей поверхностью.Раздел 915.1 IMC также ссылается на издание 2015 года NFPA 37, Стандарт для установки и использования стационарных двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин для установки стационарных двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин, работающих на жидком топливе. NFPA 37 требует, чтобы генераторы, расположенные на крышах или на открытом воздухе, находились на расстоянии не менее 5 футов от отверстий в стенах или от конструкций с воспламеняющимися внешними стенами, если только не предусмотрен корпус, рассчитанный на 1 час (NFPA 37, 4.1.3.1 и 4.1.4)

В Массачусетсе генераторы, установленные 23 марта 2006 г. и позднее, также должны соответствовать требованиям 310 CMR, Постановления о защите окружающей среды. 310 CMR 7.26 (42) рассматривает правила предотвращения загрязнения воздуха аварийными двигателями или турбинами и включает особые требования, касающиеся высоты выхлопной трубы. Эти требования гораздо более прямые и во многих случаях более строгие, чем IMC, а именно:

  • Общие требования :
    • Выхлопные трубы должны быть сконфигурированы так, чтобы выпускать газы вертикально, и не должны быть оснащены какой-либо частью устройства, препятствующей вертикальному выхлопному потоку выделяемых газов (например,грамм. шапочки или взбиватели для яиц).
    • Выбросы на чувствительные рецепторы, включая людей, открывающиеся окна и двери, а также здания с воздухозаборниками, должны быть сведены к минимуму.
  • Генераторы с выходной мощностью ≥ 300 кВт : Минимальная высота дымовой трубы 10 футов над крышей объекта или аварийным кожухом двигателя, в зависимости от того, что ниже.
  • Генераторы с выходной мощностью ≥ 1 МВт: Минимальная высота дымовой трубы в 1,5 раза превышает высоту здания, на котором она расположена.Если дымовая труба ниже, чем в 1,5 раза выше высоты здания или ниже, чем высота здания в зоне влияния дымовой трубы, владелец должен предоставить документацию, подтверждающую, что работа генератора не приведет к превышению какого-либо национального стандарта качества окружающего воздуха. Обычно это требует компьютерного анализа дисперсии для подтверждения. Зона влияния стека включает любые здания на расстоянии, в 5 раз превышающем высоту здания или проектируемую площадь, в зависимости от того, что меньше.

Причины, последствия и решения мокрого штабелирования от CK Power

Большинство резервных генераторных систем мощностью до пяти мегаватт используют поршневой двигатель внутреннего сгорания в качестве источника энергии для привода генератора, вырабатывающего электроэнергию.Выбираются двигатели, работающие на дизельном, природном или сжиженном газе. Большой процент резервных энергосистем использует дизельные двигатели. Дизель является удобным независимым источником топлива, а системы воспламенения от сжатия дизельных двигателей Tier 4 имеют гораздо более высокий тепловой КПД, чем система искрового зажигания, используемая в газовых двигателях. Однако один фактор, который следует учитывать при выборе дизельного источника энергии, - это возможность «мокрой штабелирования».

Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) в редакции своего Кодекса NFPA 110 для аварийных и резервных систем электроснабжения (NFPA 110) от 1996 г. называет мокрую штабелировку полевым термином, указывающим на присутствие несгоревшего топлива или углерода, или того и другого, в выхлопной системе. .В более позднем издании 1999 г. предлагается более количественный метод определения наличия мокрой штабелирования путем измерения температуры выхлопных газов (что объясняется далее в этом информационном листе). В этом сообщении обсуждаются причины мокрого штабелирования, его влияние на двигатель, почему его следует избегать, а также методы решения проблемы мокрого штабелирования.

Разработчик системы генератора уровня 4 должен учитывать возможность мокрой штабелирования при выборе оборудования для системы, расчетах нагрузки и программах технического обслуживания и ремонта.

Изучите ключи к эффективной работе вашего генератора

Что вызывает влажную укладку?

Как и все двигатели внутреннего сгорания, для работы с максимальной эффективностью дизельный двигатель должен иметь точно правильное соотношение воздух-топливо и поддерживать расчетную рабочую температуру для полного сгорания топлива. Когда дизельный двигатель работает с малой нагрузкой, он не достигает своей правильной рабочей температуры.

Когда дизельный двигатель работает при температуре ниже проектной в течение продолжительных периодов времени, несгоревшее топливо истощается, и это проявляется в виде сырости в выхлопной системе, отсюда и фраза «мокрый стек».”

Эффекты мокрого штабелирования

Когда несгоревшее топливо выходит из камеры сгорания, оно начинает накапливаться в выхлопной части двигателя, что приводит к загрязнению форсунок и накоплению углерода на выпускных клапанах, турбонагнетателе и выхлопе.

Чрезмерные отложения могут привести к снижению производительности двигателя, поскольку газы перепускают седла клапанов, скопление выхлопных газов создает противодавление, а отложения на лопастях турбонагнетателя снижают эффективность турбонаддува.

Необратимые повреждения не будут возникать в течение коротких периодов времени, но в течение более длительных периодов отложения будут оставлять царапины и разъедать ключевые поверхности двигателя.

Кроме того, когда двигатели работают ниже расчетной рабочей температуры, поршневые кольца не расширяются в достаточной степени, чтобы должным образом герметизировать пространство между поршнями и стенками цилиндра. Это приводит к утечке несгоревшего топлива и газов в масляный поддон и ухудшению смазывающих свойств масла, что приводит к преждевременному износу двигателя.

Почему важно избегать влажного штабелирования

Помимо неблагоприятного воздействия двигателя, разработчик и пользователь системы должны учитывать:

  • Расходы - Чрезмерная влажная укладка сократит срок службы двигателя на много лет до плановой замены.
  • Загрязнение - Многие городские районы ограничивают уровень выбросов дыма, производимого мокрыми штабелями.
  • Мощность - Даже до того, как двигатель будет поврежден, отложения снизят максимальную мощность. Преждевременно изношенный двигатель будет иметь меньшую максимальную мощность, чем он был разработан.
  • Техническое обслуживание - Двигатель, подвергающийся мокрому штабелированию, требует значительно большего технического обслуживания, чем двигатель с достаточной нагрузкой.

Руководство NFPA

Мокрая укладка - это признанное состояние в организациях, которые пишут коды для систем резервных генераторных установок, таких как NFPA, который выпустил несколько руководящих принципов для контроля эффектов.

Рекомендации NFPA в приложениях Уровня 1 и 2 требуют, чтобы устройство проверялось не реже одного раза в месяц в течение 30 минут одним из двух методов: (NFPA 110 8.4.2)

  1. Нагрузка, поддерживающая минимальную температуру выхлопных газов, рекомендованную производителем
  2. При рабочих температурах и не менее 30% номинальной мощности в кВт в режиме ожидания EPS

Дополнительные условия:

Совместная комиссия по аккредитации организаций здравоохранения (JCAHO), организация, которая аккредитует медицинские учреждения, подняла этот тест на уровень выше NFPA.Они требуют тестирования 12 раз в год с интервалом тестирования от 20 до 40 дней. Испытание генераторов в течение не менее 30 минут при динамической нагрузке 30 или более процентов от номинальной, указанной на паспортной табличке.

У систем, которые не соответствуют 30-процентной нагрузочной способности, есть три варианта:

  1. Увеличьте нагрузку, чтобы она соответствовала или превышала 30 процентов номинальных значений, указанных на паспортной табличке
  2. Поддерживайте минимальную температуру выхлопных газов, рекомендованную производителем двигателя
  3. Проведите тестирование группы нагрузок в течение 2 часов непрерывной нагрузки следующим образом:
    • Нагрузка на 25 процентов от паспортной таблички в течение 30 минут
    • 50 процентов за 30 минут
    • 75 процентов в течение 60 минут.

JCAHO также рекомендует проверять все автоматические переключатели резерва (АВР) 12 раз в год с 20- и 40-дневными интервалами. Провайдер энергосистемы через программы планового обслуживания может провести нагрузочное тестирование при тестировании АВР.

Решения проблемы мокрого штабелирования

Наиболее простое решение - всегда запускать генераторную установку с электрической нагрузкой, которая достигает расчетной рабочей температуры дизельного топлива, или примерно 75 процентов от полной нагрузки.Накопившиеся топливные отложения и нагар можно удалить, запустив дизельный двигатель при требуемой рабочей температуре в течение нескольких часов, если мокрый штабель еще не достиг уровня, при котором скопление нагара может быть удалено только путем капитального ремонта двигателя.

Следующие решения банка грузов должны предотвратить повторение мокрого штабелирования:

  • Автоматическая вспомогательная нагрузка - это решение обычно используется только тогда, когда дизель-генераторная установка является основным источником энергии. «Вспомогательный блок нагрузки» будет включен в систему, когда будут присутствовать только более легкие нагрузки, и отключится при подключении большей нагрузки.
  • Блок ручной загрузки объекта - Работает, как описано для автоматического блока нагрузки, но это система с ручным управлением для использования с легкими грузами, а также когда большая нагрузка также запускается вручную. Банк нагрузки также можно использовать для нагрузочного тестирования системы, которая в основном используется для резервного питания.
  • Портативный блок нагрузки - Распределитель дизель-генераторной установки часто является наиболее квалифицированным специалистом для обслуживания системы. Сегодня очень распространено, что владелец резервной генераторной системы передает на аутсорсинг полное обслуживание системы и имеет контракт на плановое техническое обслуживание (PM) с поставщиком генераторной установки с полным спектром услуг.Во время планового планового технического обслуживания дистрибьютор принесет переносной блок нагрузки, чтобы запустить генератор при нагрузке, которая поддерживает расчетную рабочую температуру.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *