Экономичность и экологическая безопасность тепловозов при добавке пропана к дизельному топливу

• Автор: Муратов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР РАБОТ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПРОПАНА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ НА ТРАНСПОРТЕ

1.1 Основные виды альтернативных топлив и перспективы их применения на транспорте.

1.2 Предпосылки и целесообразность применении пропана на транспорте

1.3 Способы применении пропана в качестве добавки к дизельному топливу

1.4 Системы топливоподачп пропана газодизельных

двигателей

1.5 Постановка задач исследования

Выводы.

2. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА НА ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ С ДОБАВКОЙ ПРОПАНА

2.1 Особенности механизма горения дизельного топлива с
добавкой пропана в дизеле
2.2 Химикокинетическая модель процесса горения
дизельного топлива с добавкой пропана в дизеле .
2.3 Разработка методики расчета количества продуктов сгорания дизельного топлива с добавкой пропана в дизелях.
2.4 Определение параметров рабочего процесса тепловозных дизелей
при работе на дизельном топливе с добавкой пропана
2.5 Проверка адекватности методики по экологическим показателям
работы дизеля тепловоза.
Выводы
3. РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ДОБАВОК ПРОПАНА НА РАБОТУ ДИЗЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ 3.
3.1 Сравнительный анализ влияния добавок пропана на работу дизеля тепловоза ЧМЭ 3
3.2 Оценка влияния добавки пропана на работу дизеля тепловоза
Выводы
4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ПОДАЧИ ПРОПАНА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ
4.1 Разработка системы подачи пропана в цилиндры дизеля с
применением двухтопливной форсунки
4.2 Разработка системы подачи пропана в дизельное топливо на
линии низкого давления дизеля.
4.3 Разработка устройства для регистрации режимов работы
локомотива с добавками пропана к дизельному топливу.
Выводы
5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОПАНА В КАЧЕСТВЕ ДОБАВКИ К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ
ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ 3.
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Затраты на модернизацию почти в 2 раза ниже стоимости нового газотепловоза. Замещение дизельного топлива газом до % позволяет снизить затраты в эксплуатационных расходах на топливо до %. Токсичность выхлопных газов при этом уменьшается в 1,5 - 2,2 раза, а дымность практически отсутствует, что крайне важно для работы маневровых локомотивов в местах компактного проживания людей. Потенциальные возможности перевода тепловозов на природный газ оцениваются следующим образом; в отделениях железных дорог, прилегающих к газопроводам, на КПГ/СПГ могут работать 1,5 тыс. Таким образом, газификация тепловозов позволяет обеспечить их устойчивое снабжение моторным топливом при значительной экономии средств на его приобретение, а также улучшает экологическую обстановку в районах эксплуатации газотепло возов [,,3,4, ]. Программа освоения и производства новых локомотивов в - гг. ОАО «Российские железные дороги», а также «Белая книга» ОАО «Российские железные дроги» стратегические направления научно-технического развития ОАО «РЖД» на период до г. Таблица 1. Однако достигнутого уровня недостаточно для достижения высоких показателей по экономичнос ти и экологичности дизеля, а также эксплуатационных характеристик. Поэтому исследование путей повышения топливной экономичности тепловозных дизелей за счет использования альтернативных видов топлива является актуальной задачей. Локомотивы» Самарского государственного университета путей сообщения при непосредственном участии автора в период с по годы. Исследования проводились в соответствии с постановлением Правительства РФ №6 от г. Энергоэффективная экономика на -годы и на перспективу до года» и указаниями МПС России №7у от г. Основные положения энергетической стратегии России на период до г. Целью исследования является: Изучение влияния добавок пропана к дизельному топливу на экономичность и экологическую безопасность тепловозов. Проанализировать различные способы применения пропана для дизелей в качестве добавки к дизельному топливу и выбрать наиболее оптимальный по затратам и эффективности. Выявить особенности и механизмы горения дизельного топлива с добавкой пропана в дизелях тепловозов, усовершенствовать методику расчета количества продуктов сгорания тепловозных дизелей при работе на дизельном топливе с добавкой пропана. Провести расчетно-экспериментальные исследования влияния добавок пропана па работу дизелей тепловоза ЧМЭЗ. Разработать системы для использования пропана в качестве добавки к дизельному топливу на тепловозе и системы для контроля режимов работы локомотива с добавками пропана. Рассчитать экономический эффект от использования пропана в качестве добавки к дизельному топливу тепловоза ЧМЭЗ. При выполнении работы применялись экспериментальные методы, методы математического моделирования, методы математической статистики, методы планирования и обработки результатов натурного эксперимента, реіресспонного анализа. Microsoft Excel, Statistica, MathCAD, Math lab и др. Разработана химико-кинетическая модель процесса горения смеси дизельного топлива и пропана, отличающаяся возможностью анализировать процесс совместного горения дизельного топлива и пропана в широком диапазоне работы дизелей, на основании которой рассчитан качественный состав продуктов сгорания дизельного топлива с добавкой пропана в тепловозном дизеле ЧМЭЗ. Усовершенствована методика, учитывающая химико-кинетические особенности процесса горения дизельного топлива с добавкой пропана, которая позволяет прогнозировать экономичность и экологическую безопасность тепловозов при работе дизеля с добавкой пропана. Устройство для регистрации режимов работы локомотива позволило проводить длительный эксплуатационный мониторинг режимов работы тепловозов и оценивать нафузочные режимы при работе дизеля на дизельном топливе с добавкой пропана в условиях реальной эксплуатации. Система подачи пропана в цилиндры дизеля тепловоза с применением двухтопливной форсунки позволила регулировать количество подаваемого газа в цилиндры дизеля и повысить воспламеняемость и полное сгорание топлива в цилиндрах дизеля.