Báo cáo nghiên cứu khoa học: SO SÁNH HIỆU QUẢ CỦA CÁC GIẢI PHÁP CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Việc chuyển đổi động cơ chạy bằng xăng dầu sang chạy bằng biogas có thể được thực hiện theo các phương án: chỉ chạy bằng biogas hay chạy bằng hai nhiên liệu biogas/xăng dầu. Dựa trên nguyên lý hoạt động của động cơ sau khi cải tạo và giá cả năng lượng hiện nay, bài báo này phân tích hiệu quả kinh tế của các phương án chuyển đổi động cơ sử dụng nhiên liệu truyền thống sang sử dụng biogas. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở phạm vi công......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " SO SÁNH HIỆU QUẢ CỦA CÁC GIẢI PHÁP CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010SO SÁNH HIỆU QUẢ CỦA CÁC GIẢI PHÁP CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGCOMPARISONS OF EFFECTIVENESS OF DIFFERENT SOLUTIONS OF BIOGAS SUPPLYING FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến Lê Xuân Thạch Đại học Đà Nẵng Trường Cao đẳng Công nghiệp Tuy Hòa, Phú Yên TÓM TẮT Việc chuyển đổi động cơ chạy bằng xăng dầu sang chạy bằng biogas có thể được thựchiện theo các phương án: chỉ chạy bằng biogas hay chạy bằng hai nhiên liệu biogas/xăng dầu.Dựa trên nguyên lý hoạt động của động cơ sau khi cải tạo và giá cả năng lượng hiện nay, bàibáo này phân tích hiệu quả kinh tế của các phương án chuyển đổi động cơ sử dụng nhiên liệutruyền thống sang sử dụng biogas. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở phạm vi công suất bé, sự khác biệt về hiệu quả kinh tếcủa động cơ đánh lửa cưỡng bức biogas/xăng và động cơ dual fuel biogas/diesel khi chạybằng biogas không khác biệt nhau nhiều. Tuy nhiên ở phạm vi công suất lớn, động cơ đánh lửacưỡng bức thể hiện tính ưu việt hơn hẳn khi chạy bằng biogas so với động cơ dual fuel. Dựa trên kết quả phân tích này, bài báo đề xuất công nghệ cải tạo động cơ sang chạybằng biogas phù hợp cho từng phạm vi công suất khác nhau. ABSTRACT Traditional engines can be converted into biogas engines by relying on two differentsolutions: running only on biogas or on bifuel (biogas/petroleum). Based on the principle ofoperation of converted engines and the actual price of energy, this paper analyses theeffectiveness of different biogas conversion solutions. The results shows that on the scale of low power range, there is only a little differencein the effectiveness between spark ignition engines and dual fuel engines. However, on thescale of high power range, the difference in the effectiveness of these two solutions isconsiderable. In the latter case, the spark ignition engine is more interesting than the dual fuelengine when running on biogas . Based on the results analysed in this paper, the authors also suggest appropriatebiogas/petroleum conversion technologies for engines of different power ranges.1. Giới thiệu Việc sử dụng biogas làm nhiên liệu thay thế cho xăng dầu để sản xuất điện năngvà cung cấp năng lượng cho sản xuất và sinh hoạt ở nông thôn mang lại những lợi íchthiết thực về kinh tế và bảo vệ môi trường. Trong thực tế, do yêu cầu sản xuất người dânsử dụng nhiều loại động cơ khác nhau, có dải công suất thay đổi rộng vì vậy việc cải tạocác động cơ có sẵn sang chạy bằng biogas cũng rất đa dạng và hiệu quả hoạt động củachúng cũng khác nhau. 65 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010 Biogas là nhiên liệu tái sinh được sản xuất từ chất thải hữu cơ. Sau khi lọc cáctạp chất có hại, đặc biệt là H2S, biogas có thể được dùng làm nhiên liệu cho động cơnhư khí thiên nhiên [1], [6]. Sử dụng biogas là nhiên liệu không làm tăng nồng độ chấtkhí gây hiệu ứng nhà kính trong khí quyển, góp phần hạn chế hiện tượng ấm dần lêntoàn cầu. Trong những công trình trước đây chúng tôi đã trình bày các phương án cải tạođộng cơ chạy bằng xăng dầu sang chạy bằng biogas với các bộ phụ kiện vạn năngGATEC-20 (hình 1a) và GATEC-21 (hình 1b). Các bộ phụ kiện này được lắp thêm vàođộng cơ, nguyên lý và kết cấu của động cơ nguyên thuỷ không thay đổi, nhờ vậy độngcơ có thể sử dụng lại xăng, dầu khi cần thiết như trước khi cải tạo. Có thể gọi các độngcơ sau khi cải tạo là động cơ hai nhiên liệu biogas/diesel, biogas/xăng [2], [3], [4], [5]. Hình 1. Bộ phụ kiện chuyển đổi nhiên liệu biogas/xăng dầu cho động cơ đốt trong a. Bộ phụ kiện GATEC-20, b. Bộ phụ kiện GATEC-21 Trên thị trường, động cơ công suất trung bình và lớn được thiết kế chuyên dùngđể chạy bằng biogas có giá thành cao và chỉ chạy được bằng biogas, không chạy đượcbằng xăng, dầu. Vì vậy nó không đảm đương được nhiệm vụ của động cơ dự phòng.Động cơ đánh lửa cưỡng bức cỡ nhỏ chạy bằng biogas hiện có mặt trên thị trường sửdụng bộ chế hòa khí đơn giản, không có hệ thống làm đậm hỗn hợp phù hợp với cácđiều kiện lý hoá của biogas sản xuất đa dạng ở nước ta, do đó động cơ làm việc khôngổn định khi tải bên ngoài thay đổi. Công nghệ GATEC khắc phục được các nhược điểm nêu trên của động cơbiogas có mặt trên thị trường. Ngoài ra các bộ phụ kiện vạn năng của GATEC còn chophép chuyển đổi nhiên liệu biogas/nhiên liệu lỏng cho hầu hết các chủng loại động cơđốt trong tĩnh tại hiện đang được sử d ...