CC BY
3
Литература
1. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм и комплексов. Л.: Колос. Ле-нингр. отделение,1978. 560 с.
2. Кармановский Л.П., Морозов Н.М., Цой Л.М. Обоснование системы технологий и машин для животноводства. М.: ИК «Родник», 1999. 228 с.
3. Механизация и технология производства продукции животноводства / В.Г. Коба, Н.В. Брагинец, Д.Н. Мурусидзе [и р.]. М.: Колос, 2000. 528 с.
4. Мирзоянц, Ю.А. Механизация производства продукции животноводства. Великие Луки, 2000. 164 с.
5. Андреев Л.Н., Юркин В.В., Басуматорова Е.А. Эффективность применения систем частичной рециркуляции воздуха в свиноводческих помещениях // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 5 (85). С. 140 - 144.
6. Федоренко И.Я., Садов В.В. Ресурсосберегающие технологии и оборудование в животноводстве. СПб.: Лань, 2012. 304 с.
7. Гавриленко В.М. Технические средства, обеспечивающие экономию энергии при создании микро-
климата на свиноводческих фермах: учеб. СПб.: Ладан, 2012. 192 с.
8. Мартынов В.М., Хамматов Р.А., Козловцев А.П. Расчёт системы обеспечения микроклимата животноводческого помещения // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2020. № 4 (56). С. 106 - 112.
9. Гросскройтц И.С. Kiihlsystem fur optimale Temperaturen in jedem Stall. Берлин: «Big Dutchman», 2015. 455 с.
10. Писарев Ю.Н. Система микроклимата от фирмы «BigDutchman»: учеб. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2011. 548 с.
11. Андреев Л.Н., Басуматорова Е.А. Обоснование конструктивных параметров электрофильтра-озонатора // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 3 (77). С. 185 - 187.
12. Рекомендации по выбору и расчёту систем воздухораспределения животноводческих зданий. М.: Издательство ЦНИИЭПсельстрой, 1983. 49 с.
13. Красноухова В.М. Компания «BigDutchman». М.: МГИИЯ, 2014. 318 с.
Александр Анатольевич Величков, технический директор. ООО «ОВК. Инженерные системы». Россия, 460052, г. Оренбург, ул. Родимцева, 22/1, 45, 976705@mail.ru
Виталий Юрьевич Соколов, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет». Россия, 460018, г. Оренбург, пр-т Победы, 13, teploosu@mail.ru Андрей Петрович Козловцев, доктор технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, ap_kozlovcev@mail.ru
Зоя Вячеславовна Макаровская, доктор технических наук, профессор. ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств». Россия, 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, 11, makarovskaya@yandex.ru
Alexander A. Velichkov, Technical Director. "OVK. Engineering systems". 45, 22/1, Rodimtseva St., Orenburg, 460052, Russia, 976705@mail.ru
Vitaly Yu. Sokolov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Orenburg State University. 13, Victory Ave., Orenburg, 460018, Russia, teploosu@mail.ru
Andrey P. Kozlovtsev, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, ap_kozlovcev@mail.ru
Zoya V. Makarovskaya, Doctor of Technical Sciences, Professor. Moscow State University of Food Production.
11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russia, makarovskaya@yandex.ru
-♦-
Научная статья УДК 665.753.4
doi: 10.37670/2073-0853-2021-92-6-193-198
Интегрированная, непрерывная система очистки топлива на нефтебазах агропредприятий
Владимир Александрович Шахов, Павел Анатольевич Стрельцов,
Юрий Александрович Хлопко, Павел Григорьевич Учкин,
Ильдар Мирфаизович Затин, Сергей Сергеевич Базыло
Оренбургский государственный аграрный университет
Аннотация. Цель исследования - обоснование способа очистки топлива с разработкой конструкции интегрированного фильтра для его очистки. Выполненные расчёты позволили спроектировать конструкцию интегрированного фильтра для непрерывной очистки топлива. Конструктивные параметры рассчитаны и выполнены таким образом, что позволяют достичь необходимой чистоты топлива за счёт увеличения площади фильтрующей зоны. Фильтрующая зона имеет овалообразную форму в фильтре круглого сечения с изменением наклонной перегородки, позволяющей осуществлять сдвиг образуемого осадка потоком фильтруемого топлива. Использование гидродинамического эффекта очистки фильтрующей поверхности с увеличением площади рабочей зоны фильтра очистки от механических примесей существенно повы-
шает качество топлива и сокращает время для выполнения технологических операций по его очистке. Система гидродинамического процесса позволяет очищать фильтрующие элементы без разбора корпуса в процессе очистки.
Ключевые слова: топливо, очистка интегрированная, загрязнения, примеси, фильтрация.
Для цитирования: Интегрированная, непрерывная система очистки топлива на нефтебазах агропредприятий / В.А. Шахов, П. А Стрельцов, Ю.А. Хлопко [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 6 (92). С. 193 - 198. doi: 10.37670/2073-0853-2021-92-6-193-198.
Original article
Integrated, continuous cleaning system fuel at oil depots of agricultural enterprises
Vladimir A. Shakhov, Pavel A. Streltsov, Yuri А. Khlopko,
Pavel G. Uchkin, Ildar M. Zatin, Sergey S. Bazylo
Orenburg State Agrarian University
Abstract. The purpose of the study is to substantiate a method for cleaning fuel with the development of an integrated filter for cleaning it. The calculations made it possible to design the design of an integrated filter for continuous fuel purification. The design parameters are calculated and made in such a way that they allow achieving the required fuel purity by increasing the area of the filtering zone. The filtering zone has an oval shape in the filter with a circular cross-section with a change in the inclined partition, which makes it possible to shift the formed sediment by the flow of the filtered fuel. The use of the hydrodynamic effect of cleaning the filtering surface with an increase in the area of the working area of the filter for cleaning from mechanical impurities significantly increases the quality of the fuel and reduces the time for performing technological operations for its cleaning. The hydrodynamic process system allows you to clean the filter elements without disassembling the body during the cleaning process.
Keywords: fuel, integrated cleaning, pollution, impurities, filtration.
For citation: Integrated, continuous cleaning system fuel at oil depots of agricultural enterprises / V. A. Shakhov, P.A. Streltsov, Yu.A. Khlopko et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 92(6): 193 - 198. (In Russ). doi: 10.37670/2073-0853-2021-92-6-193-198.
В настоящее время в ходе осуществления заправочных (сливоналивных) операций на нефтебазах агропредприятий (СПК, ЗАО, ОАО и др.) приходится сталкиваться с серьёзной проблемой - нефтепродуктами, не отвечающими по качеству стандартам Евро 2 и тем более Евро 4 и Евро 5. В первую очередь это касается загрязнений топлива механическими примесями [1 - 3].
При использовании надёжной, а главное, экономически нетрудоёмкой системы очистки топлива от механических примесей, воды и др. достигается необходимый показатель качества.
Цель исследования - обоснование способа очистки топлива с разработкой конструкции интегрированного фильтра для его очистки.
Материал и методы. Сущность процесса фильтрации заключается в возможности задерживания на поверхности фильтрующих перегородок твёрдых частиц, загрязнений и др. с последующим прониканием чистого топлива в поры фильтра-перегородки [4].
Вышеописанное явление характерно для нефтепродуктов, которые представляют собой малоконцентрированные суспензии.
Исследованиями установлены следующие виды фильтрации:
- фильтрация с образованием осадка из мелких суспензий, который формируется в устье каждой поры;
- процесс закупоривания каждой существующей поры единой твёрдой частицей - фильтрация с абсолютным закупориванием пор;
- закупоривание каждой существующей поры постепенно несколькими твёрдыми частицами -забивание пор мельчайшими суспензиями;
- промежуточный вид - характеризуется первоначально частичным засорением пор по мере их продвижения в глубь фильтрующего элемента мелкими частицами, с последующим закупориванием устья пор более крупными частицами вследствие их притягивания к порам потоком жидкости, имеющим остаточное движение в частично засорённых порах [3, 5, 6].
Остановимся подробнее на вышеописанных типах. На практике использование фильтрования с полным закупориванием пор встречается нечасто. В этом случае скорость фильтрования в начальный момент (отнесённая к 1 м3) будет определена по формуле:
ш Гк4 ■ Ар . N (1)
нач 8-п I п
где гк - средний радиус пор, м;
Ар - перепад давления на фильтре, Па; П - динамическая вязкость фильтруемой жидкости (фильтрата), Пас; L - средняя длина пор, м; ^ - количество пор, шт. Допустим, что в определённой единице объёма нефтепродуктов находится п взвешенных частиц. Тогда после фильтрации и получения фильтрата в количестве q число закупоренных пор будет равно п q, а скорость фильтрования можно определить как:
Ю = Юнач - ■ g, (2)
где - постоянная, характеризующая интенсивность уменьшения скорости фильтрации по мере увеличения количества образуемого фильтрата;
g - ускорение свободного падения, м/с2. Преобразовав формулу (2) и подставив значения из формулы (1), получили следующее выражение для определения постоянной £1:
к1 = п ■ гк4 ■ Ар / 8 ■ п ■ Ь. (3)
Общее сопротивление движению потока фильтруемой жидкости Я будет характеризоваться величиной, обратной скорости фильтрования. В связи с чем величину ю заменяем на 1/Я и после дифференцирования получили следующее выражение:
^ = к,-Я2, (4)
dq
где Я - общее сопротивление фильтрующего элемента, Па;
q - объём отфильтрованной жидкости, м3. Это означает, что в процессе фильтрования с полным закупориванием пор происходит увеличение интенсивности сопротивления фильтра.
На практике полного закупоривания пор не происходит в процессе фильтрации, так как постоянное динамическое движение жидкости перемещает загрязнения, и они под действием центробежных сил перемещаются на периферию и удаляются в отстойник [7 - 9].
Процессам загрязнения поверхности фильтрующего элемента характерна ситуация с постепенным закупориванием пор. При этом часть пор может остаться свободными для фильтрования, но с уменьшенным рабочим диаметром, а часть получит фазу полного закупоривания.
При фильтровании с постепенным закупориванием пор происходит уменьшение их внутреннего диаметра, и в этом случае будет
справедливо следующее выражение:
dq
(5)
где к2 - постоянная, характеризующая интенсивность уменьшения скорости фильтрации по мере увеличения количества образуемого фильтрата.
Анализ формул (4) и (5) позволяет сделать вывод, что в процессе фильтрации с постепенным закупориванием пор общее сопротивление фильтра возрастает с меньшей скоростью, чем при фильтровании с полным закупориванием.
На практике в процессе осуществления фильтрации жидкостей процесс закупоривания пор как с полным, так и постепенным или смешанным (частично полное, частично постепенное) закупориванием, не происходит одинаково на всей площади фильтра (фильтрующего элемента). В одних зонах фильтрующего элемента наблю-
(7)
дается полное закупоривание, в других - постепенное, это обусловлено неоднородностью и количеством загрязняющих частиц в фильтруемой жидкости. Однако во всех случаях при таких процессах наступает процесс фильтрования с образованием осадка на фильтрующем элементе.
Рассмотрим процесс фильтрования при образовании осадка. Принимаем тот факт, что возрастание общего сопротивления происходит при увеличении количества фильтрата. Поэтому справедливо выражение:
^ = Пг0 х0 (6)
dq Ар
где Г0 - удельное объёмное сопротивление осадка, Па;
Ар - разность давлений, Па; х0 - толщина слоя осадка на фильтре, м; Следовательно, все виды фильтрования, которые встречаются на практике, можно охарактеризовать следующим выражением:
^ = к - Яа, dq
При этом значение общего сопротивление фильтрующего элемента Я будет находиться в пределах от Я2 до Я3/2.
Используя выражение (2) и проведя преобразования с учётом формул (3) - (7), получили основное уравнение фильтрации, которое можно применять для расчёта всех фильтров:
= АР = АР (8)
Лс+Яфил) ц(г0Х0^+Дфил)'
где V - объём фильтрата, м3;
- площадь фильтра (фильтрующего элемента), м2;
t - время фильтрования, с;
АР - перепад давлений на фильтровальной
перегородке, Па;
ц - динамическая вязкость фильтрата, Пас; Яос - сопротивление осадка, Па; Яфил - сопротивление фильтровальной перегородки, Па;
Г0 - удельное сопротивление осадка, 1/Па; Х0 - толщина слоя осадка, м. С целью интенсификации фильтрации необходимо уменьшить толщину слоя осадка Хд на фильтровальной перегородке. Для это необходимо постоянно уменьшать величину Х0, делать минимальной либо удалять слой загрязнения полностью. Такие условия возможны только при постоянном удалении загрязнений, что технически выполнить довольно сложно. Один из вариантов - это использование гидродинамического воздействия фильтруемой жидкости.
В этом случае сила гидродинамического воздействия струи фильтруемого топлива на фильтрующий элемент можно определить по следующему выражению:
^ = рУ2 50 sina, (9)
где р - плотность нефтепродукта, кг/м3; У - скорость, м/с;
¿0 - площадь поверхности истекания жидкости через фильтрующий элемент, м2; а - угол наклона фильтрующей перегородки, градус.
Отклонение направления потока фильтруемой жидкости (топлива) от перпендикулярности к фильтрующему элементу увеличивает гидродинамическое воздействие и приводит к интенсивному смещению накопившихся загрязнений с его поверхности на периферию и дальнейшему удалению в отстойник [9].
Приведённые расчёты показывают, что интенсивность роста полного сопротивления при увеличении количества загрязнений в фильтруемом топливе с полным закупориванием пор больше, чем при фильтрации с образованием осадка. Таким образом, фильтрация с гидродинамическим удалением загрязнений - это процесс наиболее эффективный в применении на практике [8 - 10].
Для снижения сопротивления осадка предлагается воздействовать направленным потоком фильтрующей жидкости с целью осуществления сдвига осадка к периферийной зоне - максимально близко к окружности от центра рабочей зоны фильтрующей перегородки [9 - 11].
Результаты исследования. Выполненные расчёты позволили спроектировать конструкцию интегрированного фильтра для непрерывной очистки топлива. Конструктивные параметры рассчитаны и выполнены таким образом, что позволяют достичь необходимой чистоты топлива за счёт увеличения площади фильтрующей зоны. При этом применяется фильтрующая зона овалообразной формы в фильтре круглого сечения с изменением наклонной перегородки, позволяющей осуществлять сдвиг образуемого осадка потоком фильтруемого топлива. На раз-
работанную конструкцию получен патент на полезную модель № 206576 от 16.09.2021 г. [10].
Технический результат достигается тем, что, в отличие от известного технического решения, интегрированный фильтр включает корпус, сборные кассеты с отделяемыми фильтрующими элементами, крышки корпуса, вставные кассеты, фильтрующие элементы, патрубки, коллекторы. При этом фильтрующие элементы установлены максимально приближенно к подводу потока фильтрующей жидкости параллельно поверхности фильтрующего элемента. При таком расположении создаются наилучшие условия применения гидродинамического процесса очистки топлива.
На рисунке 1 представлена схема интегрированного фильтра.
Интегрированный фильтр содержит опору 1, на которой закреплён корпус 2, закрытый крышками 3 и 4, в нём установлены вставные кассеты 5, предназначенные для крепления: диафрагмы с направляющими соплами 6 и фильтрующими элементами 7 различной пористости (от более крупной до мелкой), которые делят фильтр на три канала очистки. Диафрагмы 6 и фильтрующие элементы 7 плотно прижимаются сверху корпуса 2 крышкой 8, обеспечивающей герметичность и возможность замены элементов 6 и 7. Для подачи топлива предусмотрен входной патрубок 9, установленный в крышке 3. В нижней части корпуса непосредственно перед фильтрующей перегородкой выполнены сливные каналы 10, которые соединены в единый сливной коллектор 11, предназначенный для отвода загрязнённого топлива. Для отвода очищенного топлива фильтр снабжён отводным патрубком 12, установленным в крышке 4. Для возвращения лёгких фракций в процесс очистки сливной коллектор 11 снабжён обратным клапаном 13. Сливной кран 14 предназначен для слива загрязнённого топлива [10].
Наггавлеме шяення пншва к—
Рис. 1 - Интегрированный фильтр (пояснения в тексте)
Интегрированный фильтр работает следующим образом. Топливо подаётся внутрь корпуса через входной патрубок 9. Попадая в первый канал очистки, поток упирается в диафрагму с направляющими соплами 6, при помощи которых поток направляется максимально параллельно фильтрующим элементам 7, создавая тем самым гидродинамический процесс очистки. При этом происходит процесс удаления загрязнений, образующихся на поверхности фильтрующего элемента в ходе процесса очистки. После прохождения диафрагм с направляющими соплами 6 и фильтрующих элементов 7 топливо через выходной патрубок 12 поступает в чистую ёмкость. В ходе очистки в нижней и верхней частях каналов кассет образуется смесь из механических примесей, воды и загрязнённого топлива, которая через сливные каналы 10 собирается в коллектор 11, при этом лёгкие фракции поступают на повторную очистку по патрубкам через обратный клапан 13, пропускающий жидкость в одном направлении [10].
Первоначально из топлива, подвергаемого очистке, первым фильтрующим элементом 7, установленным наклонно по ходу движения потока топлива, удаляются укрупнённые примеси применением материала с крупной пористостью, а удаление воды - водооталкивающей поверхностью элемента 7. Водные примеси, стекая по элементу 7, скапливаются в нижней части камеры и через отводные магистрали 10 собираются в сливном коллекторе 11. Пропускная способность каждой из последующих диафрагм с направляющими соплами 6 и фильтрующих элементов 7 уменьшается в сравнении с предшествующими [10].
С целью достижения бесперебойности и обеспечения безостановочной работы фильтра и его разборки для удаления загрязнения в принцип работы представленного фильтра заложен гидродинамический процесс, позволяющий удалять загрязнения пористого фильтрующего элемента 7 без остановки процесса перемещением очищаемой жидкости параллельно поверхности фильтрующего элемента. Этот эффект достигается при помощи диафрагмы 6 с направляющими соплами, которые направляют поток под углом от диафрагмы, максимально приближенным к углу наклона фильтрующего элемента 7. Такой процесс происходит перед диафрагмой с направляющими соплами 6 и фильтрующим элементом 7, без изменения угла наклона, что делает гидродинамический эффект максимально положительным [10].
Для замены диафрагмы с направляющими соплами 6 и фильтрующих элементов 7 необходимо снять крышку 8 и извлечь их из корпуса 2. Подобная конструкция позволяет непрерывно в течение процесса фильтрации проводить очистку топлива без остановки процесса.
Вывод. Отклонение направления потока фильтруемой жидкости (топлива) от перпендикулярности к фильтрующему элементу увеличивает гидродинамическое воздействие и приводит к интенсивному смещению накопившихся загрязнений с его поверхности на периферию и дальнейшему удалению в отстойник. Для снижения сопротивления осадка необходимо воздействовать направленным потоком фильтрующей жидкости (топлива) с целью осуществления сдвига осадка к периферийной зоне - максимально близко к окружности от центра рабочей зоны фильтрующего элемента.
Использование гидродинамического эффекта очистки фильтрующей поверхности с увеличением площади рабочей зоны фильтра очистки от механических примесей существенно повышает качество топлива и сокращает время для выполнения технологических операций по его очистке. Система гидродинамического процесса позволяет очищать фильтрующие элементы без разбора корпуса в процессе очистки.
Литература
1. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости: учеб. пособ. / В.В. Остриков, С.А. Нагорнов, О.А. Клейменов [и др.]. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. 304 с.
2. Шахов В.А., Учкин П.Г., Чернышёв В.П. Курсовое проектирование по организации ремонта в мастерских хозяйств: учеб. пособ. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2016. 86 с.
3. Шахов В.А., Рогов В.Е., Чернышёв В.П. Практикум по основам надёжности сельскохозяйственной техники: учеб. пособ. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2000. 76 с.
4. Шахов В.А. К вопросу о повышении надёжности управляющей системы питания для двигателей с впрыскиванием лёгкого топлива // Решение проблем стабилизации сельскохозяйственного производства на современном этапе развития: сб. тез. докл. межвуз. науч.-практич. конф. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 1999. С. 116 - 117.
5. Хванг С.Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения / пер. с англ. М.: Химия. 1981. 373 с.
6. Шахов В.А., Сафин Р.Ф., Асманкин Е.М. Совершенствование регулировочных стендов топливной аппаратуры автотракторных дизелей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (52). С. 92 - 95.
7. Шахов В.А., Чернышев В.П., Затин И.М. Пути оптимизации при восстановлении корпусов форсунок // Повышение конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции на внутренних и внешних рынках: матер. междунар. конгрес.: матер. для обсужд. Северо-Западный центр междисциплинарных проблем продовольственного обеспечения; Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, ООО «Экспофорум-Интернэшнл». СПб., 2017. С. 224 - 226.
8. Шахов В.А., Чернышёв В.П., Затин И.М. Анализ методики проведения экспериментальных исследований по шлифованию уплотнительного торца корпуса форсунки // Совершенствование инженерно-технического
обеспечения технологических процессов в АПК: матер. междунар. науч.-практич. конф. Оренбург, 2017. С. 39 - 44 9. Анализ способов очистки топлива на нефтебазах / В.А. Шахов, П.А. Стрельцов, И.М. Затин, Ю.А. Ушаков // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 2 (76). С. 143 - 145.
10. Пат. на полезную модель № 206576. Интегрированный фильтр. / В.А. Шахов, П.А. Стрельцов, И.М. Затин. Опубл. 16.09.2021 г. Бюл. № 26.
11. Пат. на полезную модель № 206575. Сепарирующий фильтр / В.А. Шахов, П.А. Стрельцов, П.Г. Учкин, И.В. Попов, А.Н. Кондрашов. Опубл. 16.09.021 г Бюл. № 26.
Владимир Александрович Шахов, доктор технических наук, профессор. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, Shahov-V@ya.ru
Павел Анатольевич Стрельцов, соискатель. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, Shahov-V@ya.ru
Юрий Александрович Хлопко, доктор технических наук, профессор. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, otbiosistem@mail.ru
Павел Гоигорьевич Учкин, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, pu1985@rambler.ru
Ильдар Мирфаизович Затин, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, pu1985@rambler.ru
Сергей Сергеевич Базыло, аспирант. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, osau_teh010311@mail.ru
Vladimir A. Shakhov, Doctor of Technical Sciences, Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, Shahov-V@ya.ru
Pavel A. Streltsov, research worker. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, Shahov-V@ya.ru
Yuri A. Khlopko, Doctor of Technical Sciences, Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, otbiosistem@mail.ru
Pavel G. Uchkin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, pu1985@rambler.ru
Ildar M. Zatin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, pu1985@rambler.ru
Sergey S. Bazylo, postgraduate. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, osau_teh010311@mail.ru
-Ф-
Научная статья УДК 621.43.01
Обоснование применения водотопливных эмульсий в дизель-генераторных установках при децентрализованном энергоснабжении муниципальных образований
Андрей Сергеевич Иванов
Государственный аграрный университет Северного Зауралья
Аннотация. На территории Российской Федерации существует много поселений и объектов, в которых отсутствует централизованное энергоснабжение, а электрическая энергия вырабатывается посредством применения дизельных электростанций и дополнительного технологического оборудования. При этом наблюдается значительный расход топлива и негативное воздействие на окружающую среду в результате выброса вредных веществ с отработавшими газами. Альтернативным мероприятием, позволяющим устранить эти недостатки или улучшить базовые показатели, является применение такой композиции, как дизельное топливо, вода и поверхностно-активные вещества (эмульгаторы). Исследование проведено с целью обоснования возможности применения водотопливной эмульсии в дизельной генераторной установке. По результатам исследования, максимальное снижение мощности при работе двигателя на эмульсии составляет 5 %, что оправдывает её применение в дизель-генераторных установках, которые работают не в максимальном нагрузочном режиме. Удельный эффективный расход эмульсии по сравнению с дизельным топливом повышается на 4 - 18 % в зависимости от режима работы двигателя, поэтому наибольший эффект при работе на эмульсии, как с технической стороны, так и с экономической, достигается в режиме загрузки двигателя на 60 - 95 %. Экономический эффект от применения эмульсии вместо традиционного дизельного топлива при загрузке дизель-генераторных установок на 80 - 95 % и при работе на установившемся режиме составит 5000 руб. за 1000 л израсходованного топлива с учётом затрат на приобретение поверхностно-активных веществ и приготовление эмульсии.
Ключевые слова: дизельный генератор, водотопливная эмульсия, топливо.
