ВВЕДЕНИЕ 3
1 Состояние вопроса 5
1.1 Тепловой баланс поршневого двигателя когенерационной установки 8
1.2 Анализ преимуществ и недостатков когенерационных установок 10
1.3 Рекомендации по выбору элементов гибридной установки 14
2 Методы совершенствования рабочего процесса когенерационных установок 19
2.1 Совершенствование системы зажигания 23
2.2 Повышение турбулентности заряда 25
2.3 Подогрев заряда на впуске 28
2.4 Рециркуляция отработавших газов 30
2.5 Применение топлив с высокой ламинарной скоростью сгорания 31
2.6 Влияние факторов на термодинамическую эффективность 41
2.7 Схема гибридной силовой установки 47
3 Электрические накопители энергии 52
4 Совершенствование теплофикационной части установки 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
Одним из перспективных направлений развития современной энергетики является распределенная энергетика. Технические реализовать принципы распределенной энергетики сегодня возможно с помощью, например, газопоршневых установок (ГПУ). ГПУ представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания совмещенной с генератором. Для снижения стоимости получаемой электроэнергии применяют дешевые газа, например природный газ. Основным недостатком установок такого типа является относительно невысокий КПД. КПД современных ГПУ составляет примерно 30 - 38%. Как показывает практика дальнейшее повышение эффективности ГПУ ограничено КПД термодинамического процесса реализуемого поршневым двигателем. Одним из направлений позволяющим повысить общий КПД газопоршневых установок является использование метода когенерации. Суть метода заключается в совместной выработки электричества и тепла. Такой подход позволяет повысить КПД газопоршневых установок на величину порядка 80%. Тем не менее и этот подход имеет ряд недостатков , в частности , одним из недостатков таких установок является невозможность получение тепла без выработки электрической энергии.
Целью магистерской работы является анализ возможности повышение эффективности когенерационных установок.
Для того, чтобы добиться поставленных целей необходимо выполнить следующие задачи исследования:
• провести анализ существующих когенерационных установок;
• провести анализ перспективных направлений развития когенерационных систем;
• разработать рекомендации на основе проведенного анализа по повышению экономических показателей.
Объектом исследования является процесс, обеспечивающий повышение эффективности стационарной когенерационной установки.
Предметом исследования являются стационарная когенерационная установка.
Научная новизна. Научная новизна заключается в обосновании метода, обеспечивающего повышение эффективных показателей установки.
Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в разработке технического предложения, которые смогут обеспечить улучшение показателей когенерационной установки.
На защиту выносится:
• направления возможности повышения эффективных показателей когенерационных установок;
• рекомендации по дальнейшему совершенствованию стационарных установок.
Апробация работы: основные положения данной работы докладывались магистрантом и выносились на обсуждение на научно-технических семинарах кафедры «Энергетические машины и системы управления» ТГУ.
Публикации: по теме диссертации опубликовано 2 печатных работ.
Структура и объем диссертации.
Диссертации состоит из введения, четырех глав, заключения включающего основные результаты и выводы и списка используемых источников.
В ходе работы были выполнены следующие задачи:
• изучено состояние вопроса на сегодняшний день по теме применения и повышения эффективности когенерационных установок;
• предложены конкретные технические решения по совершенствованию когенерационных установок;
• предложенные технические решения технически осуществимы и реализуются в других областях техники.
• общее КПД предлагаемого технического решения может составлять величину порядка 60 - 70% (по выработке электрической энергии);
• установлено, что ключевым недостатком предложенных решений является высокая стоимость оборудования, однако увеличение объемов производства рассмотренного оборудования позволяет прогнозировать стоимость модернизации когенерационных установок на приемлемом для практики уровне.
