Hệ thống cung cấp năng lượng sử dụng biogas cho trại chăn nuôi

Mục đích của đề tài

Nhưng theo dự đoán của các nhà khoa học thì với tốc độ khai thác hiện nay, trữ lượng dầu mỏ còn lại của trái đất cũng chỉ đủ cho con người khai thác trong vòng không quá 40 năm nữa. Do đó, con người phải đứng trước một thách thức lớn là phải có nguồn nhiên liệu thay thế.

NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT TRẠI CHĂN NUÄI

• Nguồn năng lượng khác

Muốn sử dụng rộng rãi năng lượng mặt trời cho nhiều mục đích khác nhau như các hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời, điều hoà không khí và cung cấp nước nóng ở mức độ cao, pin mặt trời thì đòi hỏi trước hết phải giải quyết những vấn đề kỹ thuật cơ bản, công nghệ chế tạo cũng như khả năng ứng dụng thực tế của chúng. Với mật độ về thuỷ điện cao nhất thế giới, nước ta có rất nhiều lợi thế để xây dựng các nhà máy thuỷ điện, mặc dù vậy thuỷ điện là nguồn năng lượng đòi hỏi vốn đầu tư rất lớn, để xây dựng một nhà máy thuỷ điện phải mất một thời gian khá dài khối lượng công việc khảo sát, thăm giò rất lớn, phá hoại đất đai, làm biến đổi trầm tích.

TÍNH TOÁN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT TRẠI CHÀN NUÄI

Chính vì vậy hiện nay, biogas được sử dụng rộng rãi từ các trang trại nhỏ đến các trang trại lớn. Vậy về kinh tế hàng tháng trại chăn nuôi phải chi ra khoảng 4.71000 đ để chi phí năng lượng cho quá trình chăn nuôi của trai.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG LƯU TRỮ BIOGAS

- Khí biogas từ hầm chứa rất nhiều thành phần khí được dẫn qua bình ổn định (1) để ổn định áp suất và lưu. Hỗn hợp khí sau khí qua thiết bị hấp thụ khí cácboníc chứa hàm lượng CO2 và H2S thấp được dẫn vào bình điều áp (5) để ổn định áp suất trược khi vào động cơ. + Bình chứa khí biogas: Có nhiệm vụ chứa khí, đảm bảo cấp khí đủ cho động cơ hoạt động trong một thời gian nhất định.

+ Cần khoá gas: Mở khí cấp vào động cơ khi sử dụng và đóng khi động cơ ngừng làm việc đảm bạo khí không bị tổn thất ra ngoài. + Van an toàn: Thự hiện chức năng an toàn khi áp suất trong bình chứa tăng cao, vượt quá giới hạn cho phép.

THIẾT KẾ BỘ TẠO HỖN HỢP BIOGAS – KHÔNG KHấ CHO ÂÄĩNG CÅ TẫNH TẢI

• CHOĩN ÂÄĩNG CÅ
• Thông số tính toán
• Thông số tính toán
• Kết cấu cacbuaratơ
• Các phương án thiết kế
• Tính toán các kích thước của bộ hỗn hợp

Hệ số nạp động cơ xăng lớn hơn động cơ sử dụng biogas vì ngoài những yếu tố trên, nó còn phụ thuộc vào trở lực khi lắp đặt bộ trộn trên đường nạp, và sự chiếm thể tích của nhiên liệu khí lớn hơn nhiên liệu lỏng, dẫn đến sẽ có tổn thất nhỉng trong quạ trỗnh tờnh toạn õaỵ boớ qua. - Aùp suất cực đại của chu trỡnh Pz khi động cơ chạy bằng nhiên liệu xăng lớn hơn chạy bằng nhiên liệu biogas do có sự thay đổi tương đối số mol khí khi đốt cháy hỗn hợp công tác .Hệ số biến đổi phân tử tại z(βz) và Tz đối với nhiên liệu xăng lớn hơn nhiên liệu biogas. - Mặc dầu nhiên liệu Biogas hòa trộn tốt hơn, nhưng công suất động cơ vẫn giảm 15% so với sử dụng nhiên liệu xăng, do nhiệt trị thấp Qh thấp hơn nhiên liệu xăng, khi chuyển cách dùng nhiên liệu từ động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng sang nhiên liệu khí, động cơ không thay đổi về mặt kết cấu và lắp đặt thêm bộ hòa trộn trên bộ chế hòa khí nguyên thủy vì thế không tận dụng hết tính chất tốt của nhiên liệu như tính chịu nén cao.

Nếu động cơ vận hành ở chế độ không tải, bướm ga đóng lại thì hệ thống phun chính không làm việc, lúc đó dòng khí đi qua gic lơ không khì không tải theo đường dẫn khí cùng với xăng được hút lên tạo thành dạng nhũ tương, hỗn hợp theo đường dẫn qua vít điều chỉnh lỗ không tải rồi phun ra lỗ không tải. + Khi động cơ hoạt động với số vòng quay lớn hơn số vòng quay định mức, khi đó lực ly tâm từ quả văng lớn nên đẩy khớp trượt ra tỳ vào càng gạt (2) và kéo cần điều tốc (9) qua thanh nối (11) điều khiển đóng dần bướm ga làm giảm lượng hỗn hợp hoà khí vào động cơ, từ đó giảm tốc độ động cơ. Khi tốc độ động cơ vượt quá tốc độ định mức khi đó càng điều tốc sẽ đóng độ mở bướm ga lại đồng thời điều khiển độ mở van công suất giảm tiết diện xuống nên giảm lượng biogas cung cấp cho động cơ do đó tốc độ động cơ lại giảm xuống, khi tải ổn định thì độ mở bướm ga ở một vị trí ổn định, độ mở của van công suất ở một vị trí ổn định động cơ hoạt động ở số vòng quay ổn định.

+ Khi tăng tải đột ngột ( chẳng hạn như khởi động động cơ máy bơm nước) thì số vòng quay của động cơ giảm xuống càng điều tốc về vị trí mà ở đó độ mở bướm ga lớn nhất và độ mở van công suất lớn nhất, do đó lượng khí cấp vào lớn đảm bảo cho động cơ phát mô men động đủ lớn để thắng sự gia tăng đột ngột của mô men cản. + Phương án điều khiển bằng điện: Hệ thống phức tạp, giá thành lắp đắt cao hơn so với điều khiển bằng cơ khí, khi tải nhỏ bé thì van điện từ đóng mở liên tục nên hiệu điện thế phát ra không ổn định, do đó cần lắp thêm một van tiết lưu sau van điện từ để điều chỉnh lưu lượng khí biogas vào động cơ ứng với từng chế độ tải. Vì vậy bộ hỗn hợp phải điều chỉnh được thành phần hỗn hợp và khối lượng hỗn hợp sao cho công suất động cơ phát ra thỏa mãn được các đường đặc tính của nó như đặc tính tải, đặc tính tốc độ..Muốn vậy cần đảm bảo tỷ số hòa trộn thích hợp giữa khí Biogas và không khí ứng với từng chế độ làm việc của động cơ, có nghĩa là nếu chế độ làm việc của động cơ thay đổi thì không những thay đổi về số lượng, mà còn thay đổi về chất lượng hỗn hợp nạp vào động cơ.

Gia công các chi tiết

* Van 3 ngã : Thực hiện phân nhánh hoặc nhập nhánh đường ống hỗn dẫn khí biogas vào động cơ, đảm bảo việc cung cấp khí biogas cho từng chế độ hoạt động của động cồ. * Gíc lơ không tải : Có nhiệm vụ tiết lưu dòng khí biogas vào động cơ , đảm bảo lưu lượng khí vào động cơ ở chế õọỹ khọng taới. * Bộ hoà trộn khí : Hòa trộn không khí với khí biogas ở tỉ lệ phù hợp tạo thành khí hỗn hợp nạp vào động cơ.

Chạy thử nghiệm

Trường hợp tăng tải lần thứ năm thì ta thấy các bóng sáng bình thường, nên mạch điện từ hầu như không điều khiển đóng van điện từ, tải ngoài phù hợp với công suất định mức phát ra. Trong các trường hợp thay tải đột ngột động cơ vẫn làm việc bình thường, không bị chết máy. Dùng vải trắng thử khói thải động cơ trong một thời gian dài thấy màu đen không xuất hiện, chứng tỏ nồng độ khói thaíi êt.