Двигатели, работающие на биогазе
Главной проблемой при производстве электроэнергии из биогаза, является изобрести такой двигатель внутреннего сгорания, который бы соответствовал следующим важным требованиям:
- Низкая стоимость из-за серийного производства
- Длительный срок эксплуатации также в режиме полной и длительной загрузки, поэтому количество оборотов максимум 1500 оборотов/минута
- Хорошая эффективность механики, даже при неполной загрузке
- Простота в обслуживании фермером и хорошая доступность требующих обслуживания деталей
- Возможность быстро приобрести запчасти, мастерская поблизости для проведения специальных работ
- Небольшие эмиссии звуков и отработанных газов
- Большой запас смазочного масла и длительные интервалы между сменой масла
- Жидкое охлаждение для дальнейшего использования избытков тепла
- Невосприимчивость к влажной среде и остатков веществ в биогазе
- Не содержащие цветных металлов подшипники, и уплотнители в двигателе
Если внимательно рассмотреть разные предложения по двигателям, то можно заметить, что очень тяжело найти технику, соответствующую в полной мере всем требованиям. Таким образом приходится искать компромиссы. В первую очередь это касается соотношения цена-мощность при длительном сроке эксплуатации и хорошей эффективности в работе.
Для практического применения в биогазовых установках подходящими считаются газовые двигатели Отто, дизельные двигатели, переделанные на работу на газе, а также газодизельные двигатели внутреннего сгорания. Газовые двигатели Отто могут работать исключительно на биогазе либо в аварийном режиме на сжижженом газе. Для них необходимо иметь зажигание через зажигательную свечу.
Также можно использовать переведенные на работу на газу бензиновые и дизельные двигатели, оснащенные смесителем для газа и зажигательным устройством вместо устройства для вбрызгивания. В Таблице 5.6 собраны все важнейшие характеристики двигателей.
Основные характеристики горючести биогаза и других газов |
||||||
Газ |
|
Биогаз |
Природный газ |
Пропан |
Метан |
Водород |
Теплота сгорания |
кВт*ч/м³ |
6 |
10 |
26 |
10 |
3 |
Плотность |
кг/м³ |
1,2 |
0,7 |
2,01 |
0,72 |
0,09 |
Соотношение плотности с воздухом |
|
0,9 |
0,54 |
1,51 |
0,55 |
0,07 |
Температура воспламенения |
˚С |
700 |
650 |
470 |
650 |
585 |
Максимальная скорость распостранения пламени в воздухе |
м/с |
0,25 |
0,39 |
0,42 |
0,47 |
0,43 |
Предел воспламенения, газа в воздухе |
% |
6-12 |
5-15 |
2-10 |
5-15 |
4-80 |
Теоретическая потребность в воздухе |
м³/м³ |
5,7 |
9,5 |
23,9 |
9,5 |
2,4 |