Выхлоп для бензогенератора: Отвод выхлопных газов генератора своими руками: Купить

Содержание

Система отвода выхлопных газов генератора 1,2м, диаметр 22/28мм, 0105.001400 Elitech

Система отвода выхлопных газов генераторной станции ELITECH 0105.001400 предназначена для отвода на улицу продуктов горения топлива в двигателе. Такую систему так же называют "выхлоп для генератора", "выхлоп бензогенератора" или "выхлоп дизель генератора"

Общие рекомендации по установке выхлопной системы:
1. Просим Вас строго следовать требованиям инструкции по монтажу выхлопной системы для конкретной модели электрогенератора.
2. Излишняя длина выхлопной системы повышает сопротивление системы, и может негативно сказываться на работе генераторов, вплоть до их перегрева и выхода из строя.
3. Минимально допустимый радиус изгиба рукава при монтаже системы должен быть не менее 200мм. При более крутом изгибе возможен его преждевременный выход из строя.
4. Термокомпенсатор рекомендуется устанавливать в стену ниже уровня выходного патрубка электрогенератора, во избежание попадания уличного кондесата внутрь электрогенератора.
5. Наружную поверхность термокомпенсатора обязательно обмотать, входящим в комплект, термоизолирующим материалом. При отсутствии термоизолирующего материала возможен пожар, так как температура выхлопных газов может составлять 700°С. После того, как в стене будет проделано отверстие, необходимо обмотать термокомпенсатор термоизолирующим материалом, надеть термостойкие прокладки под фланцы, вставить компенсатор в проем, одеть фланец снаружи и зафиксировать термокомпенсатор к стене шурупами сквозь отверстия во фланцах.

6. Выходной патрубок термокомпенсатора должен находится под навесом исключающим попадания атмосферных осадков в систему. Патрубок не должен находиться под слоем снега в процессе работы. При установке рекомендуется предусмотреть также ограничения для доступа детей к патрубку, так как, как температура так и состав выхлопных газов могут представлять угрозу их здоровью.
7. Все элементы выхлопной системы в процессе работы электрогенератора подвергаются нагреву. Во избежание возгорания следует исключить попадание легковоспламеняющихся материалов, жидкостей и газов на элементы выхлопной системы.

Комплектация:
- Диаметр адаптера на выхлопную трубу - 22/28 мм.
- Длина термокомпенсатора - 650 мм.
- Длина металлорукава - 1,2 м.

Комплектация:
- 2 адаптера (диаметры 22 мм и 28 мм).
- Рукав.

- Термокомпенсатор.

Система отвода выхлопных газов генератора

При установке генератора в помещении важно обеспечить систему отвода выхлопных газов. Работа оборудования в закрытом помещении без системы газоотвода опасна для жизни из-за токсичных соединений, образующихся в результате сгорания топлива.


Как правильно создать систему отвода отработавших газов

Отработавшие газы отводятся из помещения на улицу посредством металлического рукава (трубы газоотвода), который соединяют с глушителем двигателя генератора через специальный адаптер. Важно, чтобы диаметр трубы соответствовал диаметру выходного отверстия глушителя.

Соединение должно быть герметичным, чтобы избежать утечки газов. Труба газоотвода предназначена для снижения уровня шума и предотвращения загазованности помещения.

Особенности установки трубы газоотвода

При проектировании выхлопной системы детально следуйте требованиям, указанным в руководстве по эксплуатации к вашему изделию. Для каждого генератора используется индивидуальная система отвода выхлопных газов. Объединять такие системы запрещено. Попытка объединить трубы может привести к противодавлению отработавших газов.

Как уже отмечалось выше, необходимо удостовериться, что диаметр трубы газоотвода совпадает с диаметром выходного отверстия глушителя. Длина трубы также имеет значение. Чрезмерная длина увеличивает сопротивление в выхлопной системе, и может оказывать негативное влияние на работу генератора. Для трубопровода используют полностью герметичные металлических трубы.

Вибрация выхлопной трубы во время работы генератора может нарушить герметичность всей конструкции. Чтобы избежать вибрации, используется осевой компенсатор. Для этой же цели трубу подвешивают, с использованием специальных амортизаторов. Амортизация нужна для предотвращения деформации турбины и возгорании вала турбины.

В месте вывода металлического рукава из помещения производят его теплоизоляцию, чтобы компенсировать термическое расширение металла и избежать пожароопасной ситуации. Для защиты системы от попадания осадков снаружи предусматривают специальный козырек.

Если генератор установлен на улице под навесом, необходимо установить его так, чтобы направление отработавших газов совпадало с направлением преобладающего ветра. Также важно место установки генератора. Нельзя устанавливать генератор так, чтобы глушитель выходил в стену – это приведет к скоплению токсичных веществ.

Чтобы все работы были произведены правильно и с соблюдением требований безопасности, для создания системы отвода отработавших газов обращайтесь к квалифицированным специалистам.

Установка системы выпуска выхлопных газов для бензогенератора Kipor KGE12E3. Изготовим выхлопную систему в Ярославле/Иванове/Москве/ Костроме

Система выпуска выхлопных газов для бензогенератора Kipor KGE12E3

       Дизельный или бензогенератор – незаменимый помощник в тех ситуациях, когда необходимо бесперебойное наличие электроэнергии. Например, чтобы система сигнализации никогда не оказалась беспомощной. Или же, если утрата информации на рабочем компьютере сулит большими проблемами. В медицинской сфере также без дизельного или бензогенератора не обойтись. Ведь аварии на линии не должны создавать риск отключения зависимых от электричества приборов и не подвергали опасности жизни людей.  Причин установки генераторов много, но если он находится в помещении - необходима система выпуска выхлопных газов вне помещения. Вот здесь и способна «выручить» наша компания. 

       Мы можем установить систему выпуска "под ключ" с выездом на ваш объект или вы можете самостоятельно собрать систему выпуска генератора из комплектующих, виды и стоимость компонентов глушителя генератора ЗДЕСЬ.

        Представленная система изготавливалась еще до того как мы стали предлагатькомпоненты,сейчас собрать ее стало гораздо проще.

 

       Мы всегда готовы предложить вам системы выпуска выхлопных газов для самых разных электрогенераторов (дизельных или бензиновых). Опыт в этой сфере уже наработан достаточно хороший.

 

 

       Система отвода отработавших газов для электробензогенератора (а также для дизельного электрогенератора) нашего производства изготовлена из качественной нержавеющей стали. Именно благодаря использованию надежного материала,  мы даем гарантию, что прослужит она долго, а эксплуатация ее будет безопасной.

 

 

 

       Сегодня мы представляем вам фотоотчет установки системы отвода газов сразу от двух бензогенераторов. Оба были расположены в подвале здания. Первой нашей задачей стала сварка систем выпуска от каждого из них до окна. Второй – установить их на генераторы. 

 

 

 

       Kipor KGE12Е3 (бензогенераторы, с которыми мы работали на этот раз) – трёхфазные,  имеют прочную стальную раму, оборудованы мощным двигателем на 22,1 лошадиных сил KG 690. Объем бака - 25 литров, а используемое топливо – 92-й бензин. Генераторы оснащены электрозапуском.  Наивысшая мощность электростанции Kipor KGE12Е3 достигает 10,5 кВА (8.5 кВт).  Такой генератор  способен проработать автономно до 5,5 часов.

 

 

 

       Мастера приехали на объект со специальным оборудованием для качественной установки систем отвода отработавших газов на генератор Kipor. Работы заняли 6 часов.

 

 

 

       На этот раз вывести их через окно заказчик решил самостоятельно. Вы также можете просто купить систему по отводу выхлопных газов от генератора в нашей компании, виды стоимость элементов можно посмотреть ЗДЕСЬ. Или же заказать весь комплекс необходимых работ от «А» до «Я». 

 

Инструкция по установке комплекта системы отвода выхлопных газов электрогенераторов КВС 22/28-150-650-1.2

1. Перечень изделий, входящих в комплект выхлопной системы КВС_22/28-150-650-1.2

2. Характеристики выхлопной системы комплекта КВС 22/28-150-650

  • Комплект выхлопной системы предназначен для установки в помещения только с каменными или железными стенами.
  • Максимальная толщина стены для установки – 650мм;
  • Адаптеры на выхлопную трубу наружным диаметром 22мм, 28мм;
  • Длина рукава, входящего в комплект – 1,2м;
  • Радиус гиба рукава минимально-допустимый – 0,2м;
  • Диаметр условно-проходной рукава – Ду40;
  • Диаметр условно-проходной термокомпенсатора стенного – Ду45;
  • Диаметр наружный базальтового цилиндра для установки в стену – 88мм

3. Общие рекомендации по монтажу:

При проектировании места и условий установки выхлопной системы генератора просим принять во внимание следующие факторы:

  • Просим строго следовать требованиям производителя электрогенератора относительно допустимых условий эксплуатации и требованиям инструкции по монтажу выхлопной системы для конкретной модели электрогенератора. Компания-производитель системы отвода выхлопных газов не несёт ответственности за повреждения генератора, здания и любой иной ущерб, связанный с неправильной установкой выхлопной системы.
  • Все элементы выхлопной системы в процессе работы электрогенератора подвергаются нагреву до 500°С. Во избежание ожогов и возгорания следует ограничить доступ посторонних людей в помещение с работающим генератором и исключить попадание легковоспламеняющихся материалов, жидкостей и газов на элементы выхлопной системы во время работы.
  • Термокомпенсатор рекомендуется устанавливать в стену ниже уровня выходного патрубка электрогенератора, во избежание попадания конденсата внутрь электрогенератора.
  • Излишняя длина выхлопной системы повышает сопротивление системы, и может негативно сказываться на работе генератора, вплоть до его перегрева и выхода из строя.
  • Выбор адаптера с заниженным условно проходным диаметром относительно диаметра выхлопного патрубка также может существенно увеличивать сопротивление для отвода газов.
  • Минимально допустимый радиус гиба рукава при монтаже системы должен составлять не менее 200мм. При более крутом изгибе возможен его преждевременный выход из строя.
  • Необходимую толщину термоизолирующего материала для термокомпенсатора должен определить специалист в соответствии с материалом стены, в которую он устанавливается. Для деревянных стен рекомендуемая толщина базальтовой ваты составляет не менее 100мм! В случае установки термокомпенсатора с меньшей толщиной термоизолирующего материала возможно возгорание. В комплект изделий входит цилиндр базальтовый с толщиной 20мм исключительно для установки в каменные или железные стены. При этом не допускается использовать горючие материалы в отделке стен, которые могут воспламениться при нагреве.
  • Выходной патрубок термокомпенсатора должен находится на открытом воздухе под навесом, исключающим попадания атмосферных осадков в систему. Патрубок не должен находиться под слоем снега в процессе работы. При установке рекомендуется предусмотреть также ограничения для доступа детей к патрубку, так как температура и состав выхлопных газов могут представлять угрозу их здоровью
  • Следует исключить возможность попадания выхлопных газов внутрь помещения. Выхлопной патрубок не должен находиться рядом с решётками забора воздуха вентиляционной системы, открытыми окнами и т.п.

4. Общие рекомендации по монтажу:

  • Произведите расчёт места установки генератора и места установки термокомпенсатора стенного, исходя из длины рукава 1,2м для их соединения.
  • Если это не противоречит требованиям производителя электрогенератора, произведите крепление генератора анкерными болтами к полу (стене). Незакреплённый генератор может смещаться в процессе работы вследствие вибрации, что может привести к разрушению выхлопной системы.
  • Проделайте отверстие в стенном проёме диаметром 90мм, под установку термокомпенсатора. Подготовьте элементы крепления фланцев к стене (4шт с двух сторон).
  • В случае необходимости произведите обрезку излишней длины рукава (8), термокомпенсатора (1) и цилиндра (7).
  • Замерьте диаметр выходного патрубка на глушителе электрогенератора. В комплект входят два адаптера – под патрубки наружными диаметрами 22мм и 28мм. Выберите нужный размер: адаптер (9) и хомут (10) или адаптер (10) и хомут (12).
  • Наденьте адаптер (9 или 10) на выходной патрубок генератора и произведите его затяжку хомутом (11 или 12). Рис. А.
  • Произведите обмазку одного конца рукава (8) термоизолирующей пастой(не входит в комплект). Вставьте рукав в адаптер и зафиксируйте его положение установочным винтом (2). Рис. Б.
  • Наденьте фланец (4) на термокомпенсатор (1), повернув на 180град для того , чтобы обойти приваренную гайку. Убедитесь в правильном положении фланца относительно термокомпенсатора. Произведите затяжку фланца к термокомпенсатору винтами (3) в количестве 3шт. Рис. В.
  • Наденьте на термокомпенсатор (1) последовательно: прокладку базальтовую (6) и цилиндр базальтовый (7). Вставьте термокомпенсатор в подготовленное в стене отверстие. Произведите крепление фланца к стене крепежными элементами (не входят в комплект). Наденьте на термокомпенсатор с обратной стороны стены последовательно – базальтовую прокладку (6) и фланец (5). Произведите крепление фланца к стене крепёжными элементами (не входят в комплект). Рис. Г.
  • Произведите обмазку второго конца рукава (8) термоизолирующей пастой (не входит в комплект). Вставьте рукав в термокомпенсатор и зафиксируйте его положение установочным винтом (2). Рис. Д.

 

Онлайн заявка продукции Заказать звонок специалиста

Глушители и выхлопные системы для генераторов. Изготовление и комплектующие

т.: (495) 737-96-32


Независимо от того, какой генератор Вы решили установить себе на даче – бензиновый или дизельный, - во многом, его комфортное использование зависит и от правильной установки выхлопной системы. Но и тут возникает целая куча вопросов – как провести выхлопную систему генератора наружу, какие комплектующие для этого необходимы, где установить её лучше всего, да и как установить выхлопную систему для генератора вообще? Кому доверить эту задачу, как не нам, настоящим специалистам в данном вопросе.

Именно наша компания изготавливает высококачественные выхлопные системы для генераторов. Благодаря многолетнему опыту и гарантии на все виды работ связанных с установкой, ремонтом и сменойвыхлопных систем для генераторов в частных домах у нас безупречная репутация и квалифицированный сервис.

Вы хотите установить генератор внутри дома, но необходимо протянуть выхлопную систему наружу. Мы можем только сказать – легко! Просто обратитесь к нам, и выезд нашего мастера к вам на дом не заставит себя ждать. Индивидуальный подход к любой установке выхлопной системы будет гарантирован. С этого момента, то, что эта проблема будет решена на все сто процентов – не Ваша, а наша забота.

Кроме того мы можем изготовить выхлопную систему для вашего генератора из уже готовых комплектующих по вашим индивидуальным размерам, или продать отдельные ее части.

Возможно, выхлопная система генератора в вашем маленьком уютном загородном коттедже уже выработала свой ресурс? Самостоятельно менять глушитель на генераторе, ни времени, ни желания нет. Тем более хоть кому это дело доверять тоже не хочется. Обратитесь к нам, и мы просто поменяем Вам глушитель генераторана совместимый или оригинальный. Своевременная помощь профессионалов – что может быть необходимей и надёжней?

Так же Вы можете позвонить в наш сервис, и просто получить от наших консультантов индивидуальную консультацию по данному вопросу. Так мы всегда сможет ответить Вам на следующие вопросы:

  • Какая выхлопная система наиболее приемлема для вашего генератора?
  • Какие глушители необходимы для домашних генераторов?
  • Где лучше всего установить генератор и выхлопную систему для него в вашем доме?
  • Как самому установить самому выхлопную систему для генератора на своей даче?

Мы будем рады обслужить и помочь Вам в вашей проблеме по всем данным вопросам! Приемлемые цены, квалифицированное обслуживание, высокое качество любых видов работ предоставляемых нами – это не полный список тех качеств, что определяют нашу компанию. Обратитесь к нам, и вы обратитесь к лучшим в вопросе выхлопных систем для генераторов!

Стоимость работ и деталей уточняйте в наших спеццентрах АТТ
(17 по всей Москве), адреса и телефоны смотрите на странице:
КОНТАКТЫ

Отвод выхлопных газов от генератора


Отвод выхлопных газов от генератора


Для чего нужна газоотводная гофра? Как ее лучше крепить? Что нужно учитывать при монтаже газоотводной системы? В этой небольшой статье поделюсь собственным опытом по монтаж гофры для отводов выхлопных газов от генератора.
В 90 % миниэлектростанции, используемые в качестве резервного или аварийного источника электричества, устанавливаются в помещении. И возникает естественная необходимость в организации отвода выхлопных газов от двигателя генераторной установки за пределы помещения.
Есть несколько важных моментов, на которые необходимо обратить особое внимание.
На что стоит обратить внимание в первую очередь?
Это, конечно же, сечение газоотводной трубы. Диаметр трубы должен быть не меньше выходного отверстия глушителя генератора.

В случае если длина магистрали относительно длинная, необходимо увеличить диаметр газоотводной трубы.
К примеру, у большинства бензиновых генераторов 4-5 кВт, выходное отверстие глушителя 22-24 мм. Для таких генераторов подойдет труба 1″, что в мм составляет примерно 25-26 мм, соответственно одно из условий выполнено.
Следующий немаловажный этап при монтаже системы отвода выхлопных газов это количество поворотов (углов). Старайтесь их делать как можно меньше, в идеале 1-2. Углы должны быть как можно более плавными. Проведенные кем-то (не мной 🙂 )расчеты, показали, что каждый угол понижает мощность двигателя и, соответственно, количество драгоценных кВт на выходе миниэлектростанции на 10-15%.
Теперь рассмотрим несколько примеров монтажа системы отвода выхлопных газов от генератора. Итак, монтировать систему газоотвода от генератора можно несколькими способами, применяя различные материалы.

1)       Жесткая конструкция из труб, уголков и виброгаящей гофры для бензинового или дизельного генератора

2)      Гибкая конструкция из цельнометаллической гофры необходимой длины и специального фитинга, посредством которого гофрированная труба для отвода выхлопных газов крепиться к глушителю генератора.

В некоторых интернет-магазинах, на рынках и фирмах продающих бензиновые, дизельные генераторы предлагают купить недорогую гофру для отвода выхлопных газов. Сделана такая гибкая труба из оцинкованной полосы, свернутой в трубочку ))). В качестве уплотнителя применяется асбестовая нить. При ближайшем рассмотрении поняли, что такую «трубу» категорически нельзя использовать для отвода выхлопных газов от генератора, так как о герметичности системы говорить, в данном случае, нельзя.+
В следующей статье более подробно рассмотрим оба метода отвод выхлопных газов от генератора. Также примерно оценим каждую из систем как по стоимости в деньгах так и по исполнению…
У нас вы можете заказать услугу по монтажу выхлопной системы или приобрести материалы для самостоятельного монтажа…

 

 

Дополнительный глушитель для генератора. Методы борьбы с шумом « Microcraft

Дополнительный глушитель для генератора.

Методы борьбы с шумом

Вопросы снижения шума при установке электростанции возникают довольно часто. Каждый владелец электростанции хотел бы иметь как можно более тихое устройство.

Большинство бытовых электростанций для частных домов имеют мощность 5 - 10, реже до 20кВт. Работают на бензине либо дизеле и  имеют открытое исполнение , либо могут быть в кожухе. Шумозащитный кожух тоже может быть абсолютно разный по эффективности. Например в дизельной электростанции KiporKDE12 STA, как и в старшей линейке электростанций (KDE19 STA) - полноценный кожух с демпферами из паралона, и не прямыми воздуховодами. В то время как в подобной по силовым параметрам, но значительно более дорогой YamahaEDL 13000 TE - кожух скорее номинальный. Сейчас мы не сравниваем "именитость" брендов.

Хочу отметить что данный материал не имеет цели сделать полный анализ проблемы уменьшения шума от генератора. Цель статьи - поделится субъективным опытом. А возможно и помочь в выборе электростанции. Мой опыт работы с электростанциями , на данный момент, составляет более 10 лет.

  Основные параметры которые влияют на уровень шума электростанции. Я расположил их в порядке убывания влияния, согласно своего субъективного опыта.

1.  наличие кожуха

2.  обороты двигателя (1500 или 3000 Об/м)

3.  количество цилиндров

4.  бензин или дизель .

Условно можно выделить два источника шума любой электростанции. Шум, который исходит от выхлопа, и остальной шум (от мотора и других агрегатов). Поэтому борьба с шумом - всегда должна быть комплексной.

Наличие кожуха

  Наличие кожуха у электростанции- очень важный момент. Кожух влияет не только на уровень шума, но также позволяет размещать электростанцию на улице под открытым небом. Хотя наличие навеса все равно желательно. Вклад кожуха можно оценить  на примере электростанции KiporKDE19EA - 90дБ и KDE19STA-72дБ (отличаются наличием кожуха во второй) .

Обороты двигателя электростанции

Этот параметр больше относиться к дизельным электростанциям , мощностью >10 кВт. Электростанции менее 10 кВт со скоростью вращения  альтернатора 1500 Об/м встречаться крайне редко. Все  бензиновые электростанции, которые я встречал работали на 3000 Об/м.

Влияние этого параметра на уровень общего шума может как правило составлять  до 5дБ. Но важно заметить,  что он также позитивно влияет на увеличение  ресурса!

Количество цилиндров электростанции

Этот параметр особенно важен для бензиновых электростанций мощностью 5- 10 кВт.  Где в линейках производителей есть модели одной мощности и разного исполнения. Так одноцилиндровые модели на 6 -8 кВт значительно громче двухцилиндровых. Построенных на базе классических моторов  HondaGX620, GX630, либо подобных V-twin аналогов: фирм Briggs & StrattonVanguard,  KohlerOHVCH640S...

Бензин или дизель

Тут речь пойдет о уровне шума маломощных (около 5 кВт) электростанций открытого исполнения. В этом диапазоне между собой можно сравнить одноцилиндровые бензиновые генераторы, построенные на базе  HondaGX390 и аналогов. И одноцилиндровые дизельные на аналогах двигателя YanmarKM4186FAG и подобных, как правило китайского производства. Конструктивные особенности дизельных двигателей делают их значительно громче. Разница в уровне шума будет составлять 5-10дБ в пользу бензиновой станции.

  Все эти параметры особенно важны при начальном выборе генератора. Также желательно заранее понимать где будет установлена электростанция. Наилучшим выбором будет размещение электростанции в гараже или другом хозяйственном помещении, при условии правильной реализации выхлопной системы и вентиляции.

Дополнительный глушитель на генератор

Дополнительный глушитель имеет смысл ставить в том случае , когда другие источники шума изолированы. Если электростанция в кожухе, установлена на улице, либо открытая электростанция установлена в помещении, но уровень шума от выхлопа  некомфортный. Как побочный эффект от установки дополнительного может быть потеря мощности генератора, и некоторые другие проблемы. Чтоб этого избежать желательно сделать  необходимые расчеты. Но основные правила:

  • Подбирать глушитель от авто с мотором значительно большего объема, чем мотор электростанции.
  • Не делать длинный выхлоп тонкой трубой. Желательно не боле 2м. 
  • Обязательно делать демпферный переходник, либо применять мягкую герметичную гофротрубу.
В качестве удачного примера реализации дополнительного глушителя несколько фотографий электростанции EuropowerEP10000E (на базе мотора HondaGX630, 10кВА).


Как работает турбокомпрессор выхлопных газов дизельного генератора? | by Starlight Generator

1. Принцип работы турбокомпрессора выхлопных газов

Турбонагнетатель выхлопных газов - это турбокомпрессор, приводимый в действие энергией выхлопных газов дизельного двигателя, который сжимает воздух и затем подает его в цилиндр. После турбонаддува дизельного двигателя выхлопной газовой турбиной выходная мощность дизельного двигателя может быть увеличена более чем на 30–100%. В то же время он также может снизить качество энергии агрегата, уменьшить размер формы, сэкономить сырье, уменьшить расход топлива , увеличить крутящий момент дизельного двигателя, увеличить емкость заряда нагрузки и уменьшить загрязнение выхлопных газов до Атмосфера.Так что он получил широкое распространение.

2. Конструкция турбонагнетателя ОГ

На рисунке показана конструкция системы наддува ОГ в дизель-генераторе.

Выхлопная труба дизельного двигателя соединена со спиральной камерой турбонагнетателя. Выхлопной газ с высокой температурой от 500 ℃ до 600 ℃ и определенным давлением от дизельного двигателя попадает в сопловое кольцо через улитку, и площадь канала соплового кольца постепенно уменьшается от большой к малой.Следовательно, этого можно добиться: хотя давление и температура выхлопного газа снижаются, но его расход постоянно увеличивается. Этот высокоскоростной выхлопной газ ударяет по турбине в определенном направлении, позволяя возрастать давлению, температуре и скорости выхлопного газа турбины при высокоскоростном вращении, а затем тем выше скорость турбины. Выхлопной газ через турбину окончательно выбрасывается в атмосферу.

3. Форма турбонаддува турбонагнетателя отработавших газов

Турбонагнетатель отработавших газов можно разделить на два типа в зависимости от направления воздушного потока, входящего в турбину: осевой поток и сток.

Устройство стокового турбонагнетателя показано на рисунке.

В основном он состоит из спиральной камеры, соплового кольца, турбины, вала ротора и т. Д. При работе сточного турбонагнетателя выхлопные газы дизельного двигателя попадают в спиральную камеру турбокомпрессора и проходят вертикально вдоль оси вала ротора турбокомпрессора, рабочее колесо вращается. вынужден менять направление потока по глухому криволинейному проходу. Под действием центробежной силы частицы воздушного потока выбрасываются на сторону N лопасти, и давление увеличивается, а относительная скорость уменьшается; относительная скорость на выпуклой стороне лопасти увеличивается, а давление уменьшается.

Когда работает турбонагнетатель с осевым потоком, выхлопные газы дизельного двигателя попадают в улитку турбонагнетателя, и воздушный поток проходит вдоль оси ротора турбонагнетателя, поэтому он называется турбонагнетателем с осевым потоком.

В зависимости от того, используется ли энергия импульса выхлопного газа в выхлопной трубе дизельного двигателя или нет, турбонаддув выхлопных газов можно разделить на тип постоянного давления и тип импульса.

Турбонагнетатель постоянного давления для отработавших газов предназначен для соединения выпускного коллектора всех цилиндров многоцилиндрового дизельного двигателя с выпускным коллектором, а затем с кожухом турбонагнетателя.Выхлопной газ со средним давлением направляется на все сопловое кольцо по единому впускному каналу улитки. Этот турбокомпрессор часто используется в дизельных двигателях большой мощности и высокого давления.

Принципиальная схема выхлопной системы импульсного турбонагнетателя отработавших газов показана на рисунке.

На примере шестицилиндрового дизельного двигателя последовательность зажигания 1–5–3–6–2–4, обычно выпускной канал 1,2,3 цилиндров соединен с выпускным коллектором по впуску. порт на улитке к другому полукольцу сопла, так что эта конструкция может полностью использовать энергию импульса выхлопного газа.

Основным показателем производительности турбонагнетателя выхлопных газов является степень повышения давления воздуха, называемая степенью давления. Он выражается как отношение давления воздуха на выходе компрессора «pk» к давлению воздуха на входе компрессора «p1», то есть nk = pk / p1.

Чем больше давление воздуха на выходе из компрессора, тем больше плотность воздуха, поступающего в цилиндр. Турбокомпрессоры можно разделить на три типа по степени сжатия: низкий турбонагнетатель nk <1,8, средний турбонагнетатель nk = 1.7 ~ 2,5 и высокий турбокомпрессор nk> 2,5.

Для среднего турбонагнетателя nk> 1,8, чтобы снизить температуру воздуха на выходе из компрессора и увеличить плотность воздуха, поступающего в цилиндр, в дизельных двигателях широко используется импульсный турбонагнетатель с турбонаддувом с низким и средним отводом отработавших газов. Тенденцией развития стал дизельный двигатель с высоким турбонаддувом.

Производитель энергии Starlight фокусируется на предоставлении высококачественного генератора энергии, покрывает Cummins, Volvo, Perkins, Deutz, Yuchai, Shangchai, Doosan и т. Д.Если у вас есть план покупки, отправьте нам запрос по адресу [email protected] или позвоните нам по телефону +86 134 8102 4441 напрямую.

Selkirk Corp. Технические характеристики выхлопной системы генератора / турбины

СИСТЕМА ВЫПУСКА
РАЗДЕЛ 23 51 00
ГЕНЕРАТОР / ТУРБИНА
Copyright 2014-2021 ARCAT, Inc.- Все права защищены.
** ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ СПЕЦИФИКАЦИИ ** Selkirk Corp .; дымоход, вентиляция и воздухораспределители.
Этот раздел создан на основе продукции компании Selkirk Corp., расположенной по адресу:
5030 Corporate Exchange Blvd. S.E.
Grand Rapids, MI 49512
Бесплатный телефон: 800-848-2149
Телефон: 616-656-8200
Электронная почта: запрос информации
Интернет: http://www.selkirkcommercial.com
[Щелкните здесь] для получения дополнительной информации.
Selkirk Corporation - ведущий производитель продуктов для дымоходов, вентиляции и распределения воздуха для коммерческих и жилых помещений HVAC и печей.Selkirk производит продукцию в США, Канаде и Мексике.
ЧАСТЬ 1 ОБЩЕЕ
1.1 РАЗДЕЛ ВКЛЮЧАЕТ
A. Вспомогательный двигатель двигателя вытяжная система; дизельное топливо или природный газ.
1.2 СВЯЗАННЫЕ РАЗДЕЛЫ
** ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ СПЕЦИФИКАЦИИ ** Удалите все разделы ниже, не относящиеся к этому проекту; при необходимости добавьте другие.
A. Раздел 07 50 00 - Мембранная кровля.
B. Раздел 23 05 00 - Общие результаты работы для HVAC.
1.3 ССЫЛКИ
** ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ** Удалите ссылки из приведенного ниже списка, которые фактически не требуются для текста редактируемого раздела.
A. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) -37 - Стандарт на установку и использование стационарных двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин.
B. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) -211 - Стандарт для дымоходов, каминов, вентиляционных отверстий и устройств для сжигания твердого топлива.
C. Лаборатория андеррайтера (U.L). 103 - Дымоходы заводского изготовления для бытовой и строительной отопительной техники. Секция положительного давления.
1,4 ПОДПИСКА
A. Подать в соответствии с положениями Раздела 01 30 00 - Административные требования.
B. Данные о продукте: Паспорта производителя на каждый используемый продукт, в том числе:
1. Инструкции и рекомендации по приготовлению.
2. Требования и рекомендации по хранению и обращению.
3. Способы установки.
C. Рабочие чертежи: Изготовитель должен предоставить чертежи в масштабе, изображающие фактическую компоновку.
** ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ СПЕЦИФИКАТОРА ** Удалите образцы выбора, если цвета уже были выбраны.
D. Сертификация: Внутренний диаметр выхлопной системы должен быть подтвержден расчетами производителя. Провести сертифицированные расчеты, подтверждающие совместимость выхлопной системы с контрактным двигателем и глушителем.
1. Используемые расчеты должны быть технически обоснованными, соответствовать методам расчета ASHRAE и включать конкретные характеристики потока внутренней трубы.
2. Подрядчик должен предоставить точные рабочие характеристики двигателя (ей) и глушителя (ей) представителю завода.
1.5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА
A. Квалификация производителя: минимум 5 лет опыта производства аналогичных продуктов. Модульная вытяжная система заводского изготовления должна быть предоставлена ​​организацией-поставщиком, которая обеспечивает проектирование, установку и координацию услуг.А также обеспечение единой ответственности «в гарантийный период» и «после гарантии» для Владельца, Архитектора, инженера-консультанта и Подрядчика.
B. Квалификация установщика: Минимум 1 год опыта установки аналогичных продуктов.
1,6 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
A. Созвонитесь минимум за две недели до начала работы этого отдела.
1,7 ДОСТАВКА, ХРАНЕНИЕ И ОБРАБОТКА
A. Доставьте и храните продукцию в неоткрытой упаковке производителя с фирменным наименованием и идентификацией производителя до готов к установке.
B. Обращение: Обращайтесь с материалами, чтобы избежать повреждений.
1,8 УСЛОВИЯ ПРОЕКТА
A. Поддерживайте условия окружающей среды (температура, влажность и вентиляция) в пределах, рекомендованных производителем для достижения оптимальных результатов. Не устанавливайте продукты в условиях окружающей среды, выходящих за пределы рекомендуемых производителем ограничений.
1,9 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
A. Обеспечьте своевременную поставку продукции этого раздела на затронутые сделки, чтобы не допустить прерывания хода строительства.
1,10 ГАРАНТИЯ
A. На выхлопную систему должна быть гарантия от функциональных сбоев из-за дефектов материалов и изготовления на срок 15 лет с даты установки.
ЧАСТЬ 2 ПРОДУКТЫ
2,1 ПРОИЗВОДИТЕЛИ
90 Sel121 A. Приемлемый производитель, который находится по адресу: 5030 Corporate Exchange Blvd. S.E .; Гранд-Рапидс, штат Мичиган, 49512; Бесплатный телефон: 800-848-2149; Тел: 616-656-8200; Электронная почта: запросить информацию; Интернет: http://www.selkirkcommercial.com
B. Интернет: http://www.selkirkcommercial.com.
** ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ** Исключить один из следующих двух абзацев; согласовывать с требованиями Раздела 1 по вариантам и заменам продуктов.
C. Замены: Не разрешены.
D. Запросы на замену будут рассматриваться в соответствии с положениями Раздела 01 60 00 - Требования к продукции.
1. В поданных документах должен быть указан номер модели производителя и другая соответствующая идентификация, а также подтверждено, что материал соответствует всем требованиям спецификации, как утвержденный эквивалент инженером проекта.
2.2 ВЫПУСК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ / ГЕНЕРАТОРА
A. Дизельный двигатель / генератор / Выхлопная система турбины: использование системы выпуска ОГ Selkirk коммерческой / промышленной модели дымоход.
1. Предоставляет заводскую выхлопную систему, которая протестирована и внесена в список Underwriters 'Laboratories, Inc.для использования с среднетепловым оборудованием, работающим на газе, жидком или твердом топливе, как описано в NFPA-37 и NFPA-211, которое обеспечивает температуру выхлопных газов, не превышающую 1400 градусов F (760 градусов C) в непрерывных рабочих условиях. Кроме того, вентиляционная система должна пройти испытания на положительное давление UL 103 и рассчитана на внутреннее давление 60 дюймов водяного столба.
2. Вытяжная система с волоконной изоляцией, внесенная в список UL, должна иметь температуру кожи, которая была определена процедурами испытаний Underwriters Laboratories (UL).Опубликованные значения температуры поверхности должны быть результатом испытания дымохода UL103 при 1000 градусов по Фаренгейту.
B. Конструкция:
1. Двустенная выхлопная система должна иметь внутренний вкладыш из нержавеющей стали 304 (минимум 20 калибра) и алюминизированный стальная внешняя оболочка (минимум 24 калибра). Материалы и конструкция модульных секций и аксессуаров должны соответствовать условиям U.L. листинг.
а. Изоляция из керамического волокна между внутренней и внешней оболочкой должна быть номинальной толщиной два дюйма (51 мм).
2. Алюминированные стальные поверхности, подверженные воздействию элементов, должны быть защищены как минимум одним основным слоем грунтовки и одним финишным слоем коррозионно-стойкой краски, подходящей для температур внешней оболочки оболочки данного применения.Вся грунтовка и краска, поставляемые подрядчиком по установке, должны быть эквивалентны высокотемпературной серии V2100, производимой Rust-Oleum. В качестве альтернативы, вместо окраски можно рассмотреть возможность использования внешней оболочки из нержавеющей стали 304 или 316.
3. Данная выхлопная система должна быть спроектирована и установлена ​​так, чтобы она была газонепроницаемой, чтобы предотвратить утечку продуктов сгорания в здание.
4. Внутренние стыки труб должны быть надежно соединены и загерметизированы заводскими перехлестывающими V-образными полосами и герметиком P2000, как указано в инструкциях производителя по установке.
5. Присоединения к глушителям и компенсаторам должны выполняться с помощью соответствующих фланцев. Соответствующие фланцы должны иметь тот же размер, расстояние между отверстиями под болты и номинальное давление, что и фланцы, к которым выполняются соединения.
6. Проходы в крыше должны соответствовать указанной конструкции крыши и соответствовать инструкциям производителя по установке.
7. Выхлопная система должна быть спроектирована так, чтобы компенсировать все тепловое расширение, вызванное дымовыми газами, с помощью сильфонов, установленных конструктором Selkirk.
ЧАСТЬ 3 ИСПОЛНЕНИЕ
3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ
A. Не начинайте установку, пока основания не будут должным образом подготовлены.
B. Если за подготовку основания отвечает другой установщик, сообщите архитектору о неудовлетворительной подготовке, прежде чем продолжить.
3.2 ПОДГОТОВКА
A. Тщательно очистите поверхности перед установкой.
B. Подготовьте поверхности, используя методы, рекомендованные производителем для достижения наилучшего результата для основания в условиях проекта.
3.3 УСТАНОВКА
A. Выхлопная система должна быть установлена ​​в соответствии с конструкцией производителя и в соответствии с условиями гарантии производителя и с соблюдением надлежащих инженерных практик.
B. Внутренние стыки труб должны быть загерметизированы с помощью поставляемых заводом-изготовителем перекрывающих V-образных полос и герметика, как указано в инструкциях производителя по установке.
C. Проходы в крыше должны подходить для негорючей крыши и соответствовать подробным чертежам и инструкциям по установке изготовителя.
D. При установке в соответствии с инструкциями производителя по установке выхлопная труба и ее опорная система должны выдерживать боковые нагрузки не менее 1.В 5 раз больше, чем вес на фут трубопровода как для горизонтальной, так и для вертикальной части системы.
E. Выхлопная система должна быть установлена ​​в соответствии с инструкциями производителя по установке и должна соответствовать всем применимым государственным и местным нормам.
F. Обеспечьте все опоры, направляющие, компенсаторы сильфонного типа, предохранительные клапаны, секции оттяжек, натяжители оттяжек, коуши крыши, кровельные гидроизоляции, штормовые воротники и муфты с откидной крышкой по мере необходимости. предоставить полную систему.
G. Вся выхлопная система от выпускного отверстия глушителя до конечной точки, включая все аксессуары, за исключением указанных, должна быть от одного производителя.
3,4 ЗАЩИТА
A. Защищайте установленные продукты до завершения проекта.
B. Подкрашивание, ремонт или замена поврежденных продуктов перед существенным завершением работ.
КОНЕЦ РАЗДЕЛА

Установка системы отвода выхлопных газов генератора Camco Gen-Turi для снижения шума и дыма

Есть ли у вас аллергия на выхлоп дизельных и бензиновых двигателей? Я делаю, и это воняет.

В предыдущей трудовой жизни я каждый день ездил на электричку на работу.Но поезд был дизельным, а не электрическим. Так что каждый раз, когда он останавливался на одной из десяти станций на моем маршруте, выхлоп дизеля заполнял вагон и заставлял меня задыхаться.

Вы можете делать то же самое с собой и другими, когда запускаете генератор на колесах в кемпинге.

Дым болтается, им некуда деваться. Добавьте несколько ближайших деревьев, действующих как блокиратор ветра, и вы только что создали свой собственный кошмар, связанный с смогом в Лос-Анджелесе или Мехико.

Хотя генераторы - прекрасные инструменты, они по-прежнему шумят и выделяют много выхлопных газов.

К счастью, есть решение обеих этих проблем. Camco производит вытяжную вентиляционную систему генератора RV, которая убережет ваши легкие и уши от вредных паров и шума.

Что делает система вентиляции выхлопных газов генератора

Система вентиляции выхлопных газов генератора RV перенаправляет выхлоп от генератора RV на более высокую высоту, в то же время снижая уровень шума рядом с вашей установкой.

Как работает удлинитель выхлопной трубы

Когда генератор сжигает топливо, образуются газы.Скорость выхлопных газов, когда они покидают выхлопную трубу генератора, вызывают вибрации, которые приводят к «шуму двигателя» генератора.

Хотя многие производители устанавливают генератор RV на резиновые прокладки, которые пытаются изолировать эти вибрации, они не так эффективны.

Система Camco Gen-turi крепится к вашему жилому дому с помощью резиновых ремней, которые помогают еще больше снизить вибрации, вызываемые выхлопными газами, движущимися на высокой скорости.

Поскольку выхлопные газы попадают в атмосферу над вашим тренером, а не на уровне земли, воспринимаемый шум для окружающих будет значительно снижен.

Как уменьшить шум и выхлопные газы генератора на автофургоне

Некоторые преимущества использования одного из этих расширений включают:

  • Очистите воздух вокруг автофургона во время работы генератора
  • Пониженный шум генератора
  • Пониженное поступление генераторных газов в ваш дом на колесах (фу!)
  • Более внимательное отношение к соседним автомобилям
  • Разрешить парковку поближе к другим фургонам, но при этом использовать генератор

Простое отключение, сохраняет элегантный и чистый вид дома на колесах

Одна из основных жалоб людей на удлинитель выхлопной трубы генератора RV заключается в том, что он загромождает внешнюю часть их дома на колесах.

К счастью, систему Camco легко разобрать, поэтому вам не нужно оставлять ее включенной, если вы не планируете использовать генератор на колесах.

На что следует обратить внимание при работе с системой

Большинство негативных отзывов, связанных с системой вентиляции выхлопных газов генератора Gen-turi, относятся к размеру трубопровода, который входит в стандартный комплект поставки.

СОВЕТ: Убедитесь, что вы измерили диаметр выхлопной трубы вашего генератора RV, чтобы вам не пришлось покупать дополнительный адаптер.

Нет ничего хуже, чем получить продукт по почте только для того, чтобы узнать, что вам нужно дождаться другой части перед установкой!

Стандартный комплект подходит для выхлопных труб диаметром до 1,5 дюймов.

Кроме того, некоторые отметили, что двусторонний скотч, поставляемый с комплектом Camco, не выдерживает нормального использования. Некоторые RVers установили свои заклепки на опоры Gen-turi для дополнительной устойчивости и жесткости.

Один мод, который можно использовать с этой системой

Если у вас высокий дом на колесах класса A, вам может потребоваться немного больше пробега, чем у стандартной системы, чтобы добраться до крыши вашего тренера.

Вместо того, чтобы покупать комплект расширения Camco, покупатель по имени Фрэнни рассказал, как они модифицировали свою систему Gen-Turi,

У меня высокий дом на колесах класса А, поэтому выхлоп не выходит за крышу. Вместо покупки 18-дюймового удлинителя, который они предлагают за 35 долларов + доставка, я обнаружил, что 3-дюймовая тонкостенная ПВХ-труба отлично подходит. Труба из ПВХ поставляется с муфтой на одном конце, мне стоили 8 долларов США за 10 футов в местной водопроводной сети.

Я собирался покрасить его в темно-серый цвет, чтобы он соответствовал нижней выхлопной трубе, но когда я установил его на место, белый цвет совпал с цветом моей крыши и выглядел так, как будто он принадлежал ей.

Я отрезал трубу до 2 1/2 футов, чтобы убедиться, что выхлоп не попадет обратно в дом на колесах. Сумка для хранения Gen-Turi достаточно велика, чтобы вместить удлинитель вместе с остальной частью комплекта.

Если у вас действительно есть руки, вы даже можете сделать свою собственную систему вентиляции выхлопных газов генератора.

Если вы решите установить систему, вот что будет делать ваш сервисный центр для автофургонов:

Ниже несколько крупных планов комплекта Camco после установки:

Любите RVing? Вы полюбите RV LIFE Pro

Это страсть к путешествиям, свобода открытых дорог.Это не пункт назначения, а путь. Он исследует мир. Вам не нужен дом, потому что, путешествуя, вы дома. Это RV LIFE.

Проблема в том, что спланировать грандиозное путешествие на RV довольно сложно. В RV LIFE мы считаем, что это должно быть просто. Как сами RVers, мы понимаем этот процесс и помогли миллионам RVer путешествовать с уверенностью и осуществить их мечты о путешествиях.

Мастер

RV Trip Wizard поможет вам спланировать идеальную поездку, а наше приложение RV GPS превратит ваш телефон в безопасный GPS-навигатор, который доставит вас туда безопасно.У вас есть вопросы по ВСЕМУ, что связано с RVing, присоединяйтесь к обсуждению в любом из наших замечательных сообществ форумов RV.

Шаг 1. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и подписаться на бесплатную пробную версию.
Шаг 2: Спланируйте поездку на автофургоне своей мечты.
Шаг 3: Наслаждайтесь незабываемыми воспоминаниями!

Улавливание тепловой энергии из выхлопных газов дизельного двигателя (Технический отчет)

Линь, Чуэн-Сен. Улавливание тепловой энергии из выхлопных газов дизельного двигателя .США: Н. П., 2008. Интернет. DOI: 10,2172 / 963351.

Линь, Чуэн-Сен. Улавливание тепловой энергии из выхлопных газов дизельного двигателя . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/963351

Линь, Чуэн-Сен. Мы б . «Улавливание тепловой энергии выхлопом дизельного двигателя».Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/963351. https://www.osti.gov/servlets/purl/963351.

@article {osti_963351,
title = {Улавливание тепловой энергии выхлопными газами дизельного двигателя},
author = {Лин, Чуэн-Сен},
abstractNote = {Дизель-генераторы производят не только электроэнергию, но и отходящее тепло. Около одной трети энергии топлива высвобождается из выпускных коллекторов дизельных двигателей и обычно не улавливается для полезных применений.В рамках этого проекта были изучены различные варианты применения отработанного тепла, которые могут эффективно использовать тепло, выделяемое выхлопными газами дизельных генераторов в аляскинских деревнях, было выбрано наиболее желательное применение, спроектирован и изготовлен прототип для измерения производительности, а также оценена осуществимость и экономическое влияние выбранного приложения. Расход, состав и температура выхлопных газов могут повлиять на конструкцию системы рекуперации тепла и количество тепла, которое может быть извлечено. По сравнению с двумя другими параметрами, влияние состава выхлопных газов может быть менее важным из-за большого отношения воздух / топливо для дизельных двигателей.В этом проекте также сравнивались теплосодержание и качество (т.е. температура) выхлопных газов для трех типов топлива: обычного дизельного топлива, синтетического дизельного топлива и обычного дизельного топлива с небольшим количеством водорода. Другой задачей этого проекта была разработка инструмента автоматизированного проектирования для экономического анализа выбранных применений рекуперации тепла выхлопных газов для любой дизель-генераторной установки в деревне Аляски. Применение рекуперации тепла выхлопных газов, выбранное в этом исследовании, предназначалось для отопления. Изготовлена ​​система рекуперации тепла выхлопных газов и проведено 350 часов испытаний.По данным испытаний, система обогрева с рекуперацией тепла выхлопных газов незначительно повлияла на характеристики двигателя и требования к техническому обслуживанию. Из измерений было определено, что количество тепла, рекуперированного из системы, составляет около 50% тепловой энергии, содержащейся в выхлопе (тепло, содержащееся в выхлопе, оценивалось на основе температуры окружающей среды). Расчетный срок окупаемости 100% использования рекуперированного тепла составит менее 3 лет при цене топлива 3,50 доллара за галлон, процентной ставке 10% и работе двигателя 8 часов в день.Судя по экспериментальным данным, синтетическое топливо содержало немного меньше тепловой энергии и меньше выбросов. Результаты испытаний, полученные при добавлении различных уровней небольшого количества водорода во впускной коллектор дизельного двигателя, не показали влияния на теплосодержание выхлопных газов. Другими словами, как синтетическое топливо, так и обычное дизельное топливо с небольшим количеством водорода могут не иметь достаточно значительного влияния на количество извлекаемого тепла и его осуществимость. Компьютерная программа экономического анализа была разработана на Visual Basic для приложений в Microsoft Excel.Программа была разработана, чтобы быть удобной для пользователя, принимать различные уровни входных данных и расширяться для других приложений рекуперации тепла (например, энергии, опреснения и т. Д.) Путем добавления в программу подпрограмм моделирования желаемых приложений. Разработанная программа проверена на экспериментальных данных.},
doi = {10.2172 / 963351},
url = {https://www.osti.gov/biblio/963351}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {2008},
месяц = ​​{12}
}

Влияние условий эксплуатации и отбора проб на состав выхлопных газов малых электрогенераторов

Образец цитирования: Смитс М., Ванпахтенбек Ф., Хореманс Б., Де Ваэль К., Хаучкорн Б., Ван Лангенхов Х и др.(2012) Влияние условий эксплуатации и отбора проб на состав выхлопных газов малых электрогенераторов. PLoS ONE 7 (3): e32825. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0032825

Редактор: Лорен Э. Уолд, Университет штата Огайо, Соединенные Штаты Америки

Поступила: 7 декабря 2011 г .; Принята к печати: 6 февраля 2012 г .; Опубликовано: 19 марта 2012 г.

Авторские права: © 2012 Smits et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: В настоящее время нет внешних источников финансирования для этого исследования.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Стационарные двигатели внутреннего сгорания используются в самых разных областях, включая строительство, сельское хозяйство и промышленные услуги.Дизель-генераторные установки мощностью менее 19 кВт в 2000 г. составляли 18% внедорожного рынка США [1]. Хотя это кажется небольшой долей по сравнению с общим количеством работающих дизельных двигателей, они выбрасывают значительную часть выбросов ТЧ, поскольку они имеют ограниченные меры по ограничению выбросов. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), на внедорожные дизельные двигатели приходится около 44% выбросов твердых частиц (ТЧ) дизельных двигателей по всей стране [1].

Выбросы дизельных двигателей содержат ТЧ, оксиды азота (NO x ) и летучие органические соединения (ЛОС), которые оказывают широкий спектр негативных воздействий как на здоровье человека, так и на окружающую среду.Например, NO x способствует кислотному осаждению при растворении в атмосферной влаге и является вредным для дыхательной системы. И NO x , и ЛОС являются прекурсорами ТЧ и тропосферного озона [2], [3]. Высокие концентрации этих загрязнителей коррелируют с увеличением числа респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний [2], [4]. Кроме того, загрязнение воздуха связано с окислительным повреждением ДНК, что подразумевает повышенный риск рака [5], [6]. Помимо упомянутых рисков для здоровья, дополнительные эффекты вызывают металлы, адсорбированные на дизельных ТЧ.Они возникают из-за смазочного масла, присадок к топливу или механического износа [7] и вносят значительный вклад в окислительный стресс, вызванный PM [8]. Для изучения механизмов, с помощью которых связаны выхлопные газы дизельных двигателей и их воздействие на здоровье, решающее значение имеет глубокое знание физико-химической природы соединений в выхлопных газах.

Хотя знания о составе выхлопных газов дизельных двигателей транспортных средств обширны [9] - [12], все еще существуют научные пробелы в понимании состава выхлопных газов дизельных двигателей в конкретной области генераторных установок (генераторных установок).Различные условия эксплуатации дизельных двигателей в генераторных установках и автотранспортных средствах приводят к различным характеристикам выбросов. Это означает, что исследования выбросов дизельных двигателей транспортных средств нельзя использовать для понимания выбросов дизельных генераторных установок.

Главное отличие заключается в режиме работы. Двигатели транспортных средств работают в переходных условиях, в то время как дизельные генераторные установки работают в условиях нагрузки, близкой к установившейся, при фиксированном числе оборотов в минуту и ​​лишь незначительных изменениях нагрузки [13].Более того, холодный запуск и продолжительные выбросы на холостом ходу происходят во время операций по техническому обслуживанию и в режиме ожидания дизельных генераторных установок. Следовательно, выбросы дизельных генераторных установок с малым двигателем следует рассматривать как отдельный случай, поскольку невозможно иметь модель двигателя для всех различных условий эксплуатации.

В этом исследовании будут изучены два важных параметра с учетом их влияния на состав выхлопных газов дизельного двигателя. С одной стороны, нагрузка двигателя влияет на количество твердых частиц и состав выхлопных газов дизельного двигателя [14], [15].На сегодняшний день сравнительно немного исследований посвящено этому эффекту для небольших дизельных двигателей. Chung et al. [10] показали, что диаметр подвижности частиц увеличивается при более высоких условиях нагрузки. Они также сообщили об увеличении отношения элементарного углерода к органическому с ростом нагрузки. Обучи и др. [15] наблюдали, что выброс твердых частиц резко увеличивался вблизи максимальной скорости и крутящего момента. Имеются многочисленные свидетельства того, что концентрация металла в потоке выше при повышенной нагрузке двигателя [16] - [18], но, насколько нам известно, только одно исследование было проведено на небольшом стационарном двигателе [19] вместо среднего режима работы. транспортных средств.В этом последнем исследовании, однако, не учитывалось количество твердых частиц в потоке для определения концентрации металла.

С другой стороны, для хорошего анализа PM важен соответствующий метод отбора проб и измерения. Как сформулировано Moosemüller et al. [20], преимуществом нефелометра DustTrak является отличное соотношение сигнал / шум, отсутствие помех со стороны других свойств пробы выхлопных газов, хорошее временное разрешение (1 с), простота и низкая цена. Однако калибровка, зависящая от типа транспортного средства, является недостатком.Напротив, метод обычного гравиметрического фильтра обычно признан Агентством по охране окружающей среды США как Федеральный эталонный метод [21]. Концентрация PM не измеряется в оперативном режиме, но измерение очень точное и воспроизводимое. Рядом с измерительным устройством отбор проб влияет на измеряемые концентрации. Процессы разбавления и охлаждения определяют относительные количества материала, адсорбирующегося или конденсирующегося на существующих частицах и зарождающегося с образованием новых частиц [11]. Липски и Робинсон [22] приводят некоторые иллюстрации влияния разбавления выхлопных газов дизельного топлива на массу мелких частиц и распределение полулетучих органических веществ между газом и адсорбированной фазой.Полулетучие органические вещества в основном присутствуют в фазе частиц при низких уровнях разбавления, но частицы переходят в газовую фазу по мере увеличения разбавления. Следовательно, значительное уменьшение массовой концентрации мелких частиц наблюдалось при более высоких уровнях разбавления.

Тем не менее, в упомянутых ранее исследованиях рассматриваемый предмет затрагивается лишь отрывочно. Меньше внимания уделялось влиянию нагрузки и разбавления в конкретном случае выхлопа одноцилиндрового дизельного двигателя. Кроме того, исследования влияния нагрузки и разбавления обычно ограничиваются одним параметром, но ни один из них не включает одновременно ЛОС, ТЧ и химический состав.Кроме того, химический состав PM в основном определяется с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии (AAS) или спектроскопии индуктивно связанной плазмы (ICP), что ограничивает выбор изучаемых элементов. В заключение, предыдущие исследования, как правило, были сосредоточены на анализе, а не на лежащем в основе механизме горения, вызывающем наблюдаемые тенденции.

Поэтому здесь изучается влияние нагрузки и разбавления на состав выхлопных газов одноцилиндрового дизельного двигателя генераторной установки. Рассматриваемыми параметрами являются массовая концентрация ТЧ, концентрация газообразных ЛОС, содержание нитратов и элементный состав ТЧ.Также будет уделено внимание механизмам, ответственным за наблюдаемые эффекты.

Материалы и методы

Генераторная установка и используемое топливо

Исследуемый выхлоп производился дизельной генераторной установкой с четырехтактным одноцилиндровым двигателем без устройства дополнительной очистки. Используемый цилиндр имел объем 418 куб. См, а двигатель работал со скоростью 3000 об / мин. Генератор имел выходную мощность 6 кВт и был загружен электрическими радиаторами мощностью 2 кВт во время эксперимента для получения условий низкой и средней нагрузки, 2 кВт и 4 кВт соответственно.Состояние холостого хода было проверено без нагрузки на генераторную установку.

Все испытания на выбросы проводились с использованием газойля Extra, поставляемого Argos Oil. Дизельное топливо сопоставимо с топливом с низким содержанием серы, используемым в Бельгии для стационарных двигателей. Подробная информация о свойствах топлива представлена ​​в таблице 1. Смазочное масло Multigrade 10W40 было поставлено компанией Brega. Элементный состав дизельного топлива и смазочного масла был протестирован с помощью рентгеновской флуоресценции (Panalytical MiniPal) и представлен в таблице 2.

Выборка

Отбор проб проводился в установившемся режиме с двигателем, работающим не менее 45 мин при той же нагрузке. Температура выхлопных газов на конце выхлопной трубы находилась в диапазоне 60 ± 5 ° C без нагрузки, 87 ± 5 ° C для низкой нагрузки и 111 ± 5 ° C для условий средней нагрузки, как измерено с помощью термопары типа K. . Для транспортировки и разбавления выхлопных газов дизельного двигателя использовались трубки из нержавеющей стали. Трубка диаметром 6 мм помещалась на 5 см внутрь выхлопной трубы для отбора проб.Регулирующий клапан с мембранным насосом использовался для приближения к изокинетическому входу для достижения воспроизводимых условий. Выхлопной газ разбавляли отфильтрованным окружающим воздухом в пористой трубке-разбавителе (время пребывания ~ 1 с), и из разбавленного выхлопного газа отбирали пробы для анализа. Коэффициент разбавления определяли делением уровня неразбавленного СО на уровень разбавленного СО. Изучаемые коэффициенты разбавления составляли 1, 5 и 30. Это обеспечивает максимальную движущую силу для преобразования газа в частицы [23] и позволяет проводить измерения в диапазоне используемых инструментов.

Измерения

Анализ газа выполнялся непрерывно с использованием датчиков сразу после туннеля разбавления. MSI Dräger EM200 измерял концентрации CO и O 2 , а датчик Mexa-120NOx (Horiba) использовался для обнаружения NO x .

Каждые три секунды массовая концентрация ТЧ в разбавленных выхлопных газах определялась нефелометром (модель DustTrak 8530, TSI Inc.), который был установлен после туннеля для разбавления. DustTrak использовался в качестве индикатора для достижения устойчивого состояния.Калибровка, зависящая от типа транспортного средства, здесь не является препятствием, поскольку все измерения проводились на одном двигателе с одним и тем же топливом. Представленные данные усредняются за 5-минутные периоды измерения.

Тефлоновые фильтры (37 мм Pallflex, Pall-Gelman) использовались в качестве второго метода количественной оценки общих массовых концентраций ТЧ. Образцы и полевые заготовки взвешивали до и после отбора образцов с помощью микровесов (Sartorius) с точностью 0,01 мг в условиях контролируемой температуры и относительной влажности (40 ± 2% относительной влажности при 25 ± 1 ° C).Образцы предварительно кондиционировали в вышеупомянутой среде за 48 часов до измерения. Для каждой комбинации загрузки и степени разбавления были отобраны пробы трех разных фильтров, и это взвешивание было выполнено в три раза. Фильтры были помещены в фильтродержатель, а газовый счетчик, установленный после фильтродержателя, измерял объем выхлопных газов. Масса фильтра была разделена на отобранный объем выхлопных газов, чтобы получить массовую концентрацию ТЧ.

После взвешивания 20 соответствующих элементов были проанализированы на фильтрах, загруженных PM, с помощью спектрометрии с энергодисперсионной рентгеновской флуоресценцией (EDXRF).Пределы обнаружения варьировались от 0,09 мкг м −3 до 7 мкг м −3 . Относительное стандартное отклонение, которое является мерой точности анализа, обычно составляло <15% для неразбавленных образцов, за исключением K, Ti и Fe, для которых относительные стандартные отклонения составляли от 24% до 100%. Более низкая точность для некоторых микроэлементов связана с коротким временем сбора (30 мин), что было предпочтительнее в данном исследовании по практическим соображениям. Для определения количества нитрата использовали ионную хроматографию.Предел обнаружения составил 5 мкг м -3 с относительным стандартным отклонением лучше 25%. Более подробную информацию о приборах EDXRF и IC и применяемых методах можно найти в других источниках [24], [25].

Для определения концентрации ЛОС пробирки Tenax TA (Markes International) предварительно обрабатывали в течение 1 ч при 300 ° C в потоке 50 мл мин. -1 He. Tol-d8 использовался в качестве внутреннего стандарта. Для защиты оборудования пробирки Tenax были размещены после фильтра, чтобы предотвратить засорение пробирками PM.Небольшой насос (GilAir) набрал 108,5 мл. Для каждой комбинации нагрузки и коэффициента разбавления были взяты два образца и указано среднее значение. Относительное стандартное отклонение для неразбавленных образцов обычно составляло <25%. Образцы при нагрузке 2 кВт для степени разбавления 1 и при нагрузке 4 кВт для степени разбавления 30 не могли быть собраны из-за технических проблем. Для анализа образцов использовали термодесорбционную газовую хроматографию с квадрупольным масс-спектрометрическим детектированием (GC / MS, Markes International / Interscience).Более подробное описание этого метода можно найти в предыдущей статье [26]. Для обсуждения результатов исследуемыми алканами являются n -гексан, n -гептан, n -октан, n -нонан, n -декан, n -ундекан и n . -додекан, в то время как ароматические ЛОС представляют собой бензол, толуол, этилбензол, стирол, бензальдегид, пропилбензол, бензонитрил и фенол.

Для анализа морфологии частиц использовался 7-ступенчатый каскадный импактор May-типа для отбора проб ТЧ в нескольких диапазонах аэродинамических диаметров отсечки на алюминиевой фольге.Импактор размещался в выхлопных газах сразу после выхлопной трубы. Образцы были взяты при нагрузке 0 кВт и 4 кВт генераторной установки в течение периода сбора 1 мин. Морфологию поверхности изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM, JEM-5510, Jeol) с разрешением 3,5 нм и оснащенной блоком рентгеновского микроанализа Inca. Для получения оптимальных изображений требовалось золотое покрытие.

Для сравнения все измерения скорректированы на коэффициент разбавления путем умножения их на конкретный коэффициент разбавления для получения отчетных данных.Это не означает, что эти значения встречаются в действительности, но они иллюстрируют тот факт, что концентрации не увеличиваются и не уменьшаются пропорционально применяемому разбавлению.

Статистика

Результаты представлены как средние значения со стандартной ошибкой (S.E.). Статистическая среда с открытым исходным кодом R (www.r-project.org) использовалась для выполнения линейного регрессионного анализа, а также для определения значимости коэффициентов корреляции Пирсона с помощью двустороннего теста. Значения p <0,05 считались значимыми.

Результаты и обсуждение

Массовая концентрация твердых частиц

На рис. 1 показано влияние нагрузки и коэффициента разбавления на массовые концентрации ТЧ, полученные двумя независимыми методами. Для гравиметрического метода массы ТЧ, соответствующие коэффициенту разбавления 30, не учитывались, поскольку они были ниже точности измерения микровесов.

Как можно видеть, массовые концентрации ТЧ уменьшаются вместе с увеличением нагрузки двигателя .Измерение на 4 кВт с DustTrak является исключением из этой общей тенденции и будет обсуждаться позже. Тенденция ТЧ показывает, что окисление топлива было более эффективным при более высоких нагрузках двигателя. Это согласуется с предыдущими исследованиями [13], [17], где более низкие массовые выбросы ТЧ в условиях средней нагрузки объяснялись тем фактом, что производители оптимизируют двигатели для приложений со средней нагрузкой. Кроме того, в литературе сообщается о среднем уровне массовых выбросов ТЧ для 18 резервных генераторных установок, который немного увеличился при переключении со средней нагрузки на высокую [13].Однако этот эффект не наблюдался в настоящем исследовании, потому что генераторная установка никогда не использовалась в условиях полной нагрузки (6 кВт). Важно отметить, что Dwivedi et al. [18] сообщают об противоположной тенденции изменения массы БДМ в зависимости от нагрузки двигателя. Дизельное топливо, которое они использовали, содержало в 10 раз больше серы, поэтому, вероятно, наблюдаемое увеличение массы ТЧ при более высокой нагрузке на двигатель можно было объяснить дополнительным образованием сульфатов при сжигании большего количества топлива.

Более высокий коэффициент разбавления приводит к более низкой концентрации ТЧ, несмотря на поправку на разбавление.Тем не менее это можно объяснить тем фактом, что разбавление снижает степень насыщения предшественников ТЧ, что приводит к меньшим процессам зародышеобразования и накопления и, следовательно, к меньшему количеству ТЧ [27]. Это соответствует уменьшению массы выбросов ТЧ на основе топлива с увеличением степени разбавления, как описано Lipsky et al. [22].

На рис. 2 показана слабая корреляция (R 2 = 0,5394, n = 7) между массовыми концентрациями ТЧ, полученными гравиметрическим методом и методом DustTrak.Полученная корреляция недостоверна (р = 0,06). Этот коэффициент корреляции аналогичен результатам Kinsey et al. [28], которые получили коэффициент регрессии 0,4822 (n = 21). Хотя их корреляция слабее, результат значительный (p = 0,0004). Более сильную корреляцию можно было бы получить, если бы среднее значение данных DustTrak было взято за более длительный период. Яноский и др. [21] сравнили 24-часовые средние концентрации ТЧ в воздухе внутри помещений, измеренные с помощью фильтров или с помощью DustTrak, и получили значение R 2 , равное 0.859 (n = 17) с p <0,0001. Усреднение за 24 часа не может быть использовано в нашем исследовании, потому что оно не подходит для измерений дизельного двигателя.

Чтобы понять эту слабую, незначительную корреляцию, может помочь более внимательное рассмотрение массовых концентраций ТЧ. На рис. 1 показано, что массовые концентрации DustTrak PM, полученные при 2 кВт (без разбавления) или при 4 кВт (коэффициент разбавления 5), были аналогичны тем, которые были получены гравиметрическим методом. Однако массовая концентрация DustTrak PM была ниже при 0 кВт (без учета коэффициента разбавления) и 2 кВт (коэффициент разбавления 5), но выше при 4 кВт (без разбавления) по сравнению с гравиметрическим методом.Более того, влияние разбавления на концентрацию ТЧ было более выраженным для измерений DustTrak, чем для метода фильтрации (рис. 1). Насколько нам известно, о последней тенденции нигде в литературе не сообщалось.

Из рис. 3 можно видеть, что степень черноты фильтра уменьшается от высокой до низкой нагрузки, что является противоположной тенденцией массы PM, взвешенной на фильтрах (т.е. фильтры при нагрузке 4 кВт собрали наименьшую массу, но были наиболее почерневшими. ). Более «почерневший» не означает больше частиц, но указывает на то, что собранные на этих фильтрах частицы имеют меньшую светорассеивающую способность.Рассеяние на единицу массы сильно связано с размером частиц и показателем преломления [20], последний зависит от фрактальных размеров частиц («шероховатости»). В литературе сообщалось, что фрактальные размеры частиц дизельного топлива и, следовательно, их эффективная плотность увеличиваются с нагрузкой двигателя [29], [30]. Поскольку DustTrak (нефелометр) основан на свойствах светорассеяния аэрозольных частиц, эти высокие фрактальные размерности, вероятно, являются причиной увеличения массовой концентрации DustTrak PM при высокой нагрузке (4 кВт).При 2 кВт без разбавления или при 4 кВт с коэффициентом разбавления 5 свойства ТЧ, вероятно, хорошо согласуются с параметрами светорассеяния, установленными в DustTrak, поскольку гравиметрические результаты хорошо соответствуют измерениям DustTrak. Поскольку разбавление приводит к уменьшению фрактальных размеров и плотности, это объясняет, почему измерения DustTrak более чувствительны к изменению коэффициентов разбавления по сравнению с гравиметрическим анализом.

SEM-анализ, выполненный на фильтрах PM, собранных при условиях нагрузки 0 кВт и 4 кВт (рис.4) подтвердите, что на морфологию влияет нагрузка. При нагрузке 4 кВт большинство частиц производится с большим аэродинамическим диаметром (AD) (стадия 4, AD = 2–4 мкм). Кроме того, проба ТЧ, отобранная при этом состоянии нагрузки, имеет более острые края, и первичные частицы четко различимы в агломератах. Напротив, частицы, собранные при 0 кВт, являются более аморфными, с нечеткими границами и более высоким содержанием в меньшем диапазоне AD (стадия 2, AD = 0,5–1 мкм). Эта корреляция между нагрузкой и структурой частиц подтверждена литературой [29], [31].При более высокой нагрузке образование частиц происходит при более высоких температурах сгорания в двигателе. На образование первичных твердых частиц влияют рост и окисление частиц - оба процесса, которые во многом определяются температурой горения. Рост частиц зависит от процессов зародышеобразования и накопления. Как правило, размер первичных частиц уменьшается по мере увеличения температуры выхлопных газов, что вызвано усилением окисления по сравнению с ростом частиц [27], [31]. Это приводит к уменьшению беспорядка дисперсных графитовых структур [31] и повышению эффективной плотности [30].

Эта морфологическая оценка подтверждает ранее высказанную гипотезу о том, что разные результаты, полученные с помощью гравиметрии и DustTrak, связаны с различиями как в плотности ТЧ, так и в фрактальной размерности. Способом улучшить согласованность этих результатов может быть использование поправочного коэффициента, зависящего от двигателя, топлива, нагрузки и разбавления.

Летучие органические соединения

В таблице 3 показаны усредненные результаты измерений ЛОС в выхлопных газах дизельных двигателей при различных условиях нагрузки и разбавления (с поправкой на коэффициент разбавления).Полный список проанализированных соединений можно найти в предыдущей статье [26], только 33 обнаруженных соединения указаны в таблице 3.

Как правило, ЛОС, присутствующие в самых высоких концентрациях, представляют собой 1-пентен, 1-гексен, этилацетат, бензол, м, п-ксилол, бензальдегид, ундекан и додекан. Относительное содержание ароматических углеводородов и алканов в общей количественной оценке ЛОС находится в диапазоне от 33 до 48% и от 52 до 67%, соответственно (рис. 5). Условия загрузки и коэффициент разбавления не влияют на соотношение алканов и ароматических ЛОС.Концентрации имеют тот же порядок величины, что и для выбросов 4-тактных двигателей мотоциклов, о которых сообщают Tsai et al. [32].

На рис. 6 представлены тенденции концентраций алканов и ароматических ЛОС при различных условиях нагрузки и коэффициентах разбавления.

Что касается массы ТЧ, то можно было наблюдать тенденцию к снижению концентрации обоих классов ЛОС наряду с увеличением условий загрузки для разбавленных проб. Также согласуется с результатами по массе ТЧ, что эта тенденция была более выраженной для более высоких коэффициентов разбавления (рис.6). Без разбавления концентрация ЛОС меньше зависит от условий нагрузки. В условиях максимальной нагрузки и при разбавлении обнаруживается самая низкая концентрация ЛОС. Это похоже на тенденцию, наблюдаемую для массовых концентраций ТЧ. Еще раз, более полное окисление топлива при более высоких нагрузках приводит к меньшему количеству летучих органических соединений.

Рис. 6 также иллюстрирует возрастающую концентрацию газообразных ЛОС, когда повышается коэффициент разбавления . Отбор проб ЛОС для всех проб производился при температуре окружающей среды, что исключает влияние температуры на концентрацию ЛОС.Вышеупомянутое наблюдение можно объяснить двумя явлениями. Во-первых, более высокие коэффициенты разбавления приводят к более низким коэффициентам насыщения газообразными соединениями в выхлопных газах, тем самым уменьшая возникновение процессов зародышеобразования и накопления. Во-вторых, поскольку при более высоких разбавлениях происходит меньшее зародышеобразование, для адсорбции ЛОС доступно меньше ТЧ.

Таким образом, эффект разбавления вызывает противоположные тенденции для концентраций ТЧ и газообразных ЛОС (рис. 1 и 6). За счет снижения степени насыщения разбавление снижает вероятность зарождения и накопления частиц, что приводит к меньшей сорбции ЛОС.Чтобы подкрепить это утверждение, было рассчитано, что происходит с концентрациями ТЧ и ЛОС, выбрасываемых ненагруженным двигателем при переходе с неразбавленных условий на коэффициент разбавления 5. Для массовой концентрации ТЧ (гравиметрический метод) уменьшение на 29,9 мг м −3 . Одновременно общая концентрация обнаруженных газообразных ЛОС (таблица 3) увеличилась на 13,3 мг м -3 . Оставшиеся 16,6 мг м -3 в фазе ТЧ можно объяснить сорбцией высших алканов, полициклических ароматических углеводородов и других соединений, обычно присутствующих в выхлопе дизельного топлива, которые не были определены количественно в применяемом методе TD-GC-MS.Поскольку распределение частиц по размерам не измерялось, было невозможно проверить, в какой степени зародышеобразование способствовало превращению ЛОС в ТЧ.

Состав твердых частиц

Твердые частицы были проанализированы на содержание элементов методом EDXRF и на концентрацию нитратов методом IC. Результаты EDXRF и IC анализа неразбавленных образцов представлены на рис. 7. Необнаруженные элементы (Si, V, Se, As, Cd, Sb и Al) не включены в рисунок.Al, Si, V, Se и As обычно обнаруживаются в атмосферных PM, собранных над Фландрией [33], [34]. Поскольку ни один из них не был обнаружен в настоящих образцах, вклад ТЧ окружающей среды был признан незначительным.

Из рис. 7 видно, что концентрации K, Ca, Sr, Mn, Cu, Zn и Pb увеличиваются с увеличением условий нагрузки . K, Ca, Cu и Zn происходят как из топлива, так и из смазочного масла (Таблица 2), которые потребляются больше при более высоких нагрузках двигателя. При более высоких условиях нагрузки более высокий расход топлива приводит к более высокому расходу, поэтому влияния на концентрацию не ожидается.Но при увеличении нагрузки меняется не только расход топлива, но и расход смазочного масла. Wang et al. [35] подчеркнули важную роль, которую содержание металлов в смазочном масле может играть в выбросах металлов в выхлопных газах двигателя. Когда расход смазочного масла выше при более высокой нагрузке, это на самом деле может увеличить концентрацию K, Ca, Sr, Cu и Zn, как наблюдалось в нашем исследовании. Наш анализ подтверждает присутствие Ca, Fe и Zn в смазочном масле (Таблица 2).Хотя масло не анализировалось на Sr, это известная противоизносная присадка для смазочных масел [36]. Увеличение как Mn, так и Pb можно объяснить коррозией двигателя, процесс, который усиливается при более высоких условиях нагрузки / температуры [37]. Эти результаты согласуются с литературными данными, сообщающими о более высоких концентрациях элементов (мкг м -3 ) для условий возрастающей нагрузки [17], [19]. Кроме того, в литературе сообщается, что Cr, Fe, Ti и Ni могут возникать в результате процессов износа и коррозии [7], [38].

S и Cl, вероятно, из дизельного топлива, имеют самую высокую концентрацию при нагрузке 2 кВт. Насколько нам известно, эти элементы не были включены в предыдущие исследования концентрации элементов для дизельных двигателей при различных условиях нагрузки. Повышенный расход топлива при более высокой нагрузке вызывает повышенные выбросы S при сравнении 2 кВт с 0 кВт. Более низкую концентрацию серы в ТЧ при высокой нагрузке по сравнению со средней нагрузкой можно объяснить двумя явлениями. Прежде всего, более высокие температуры выхлопных газов, сопровождающие более высокие нагрузки, заставляют больше S оставаться в газовой фазе.Во-вторых, поскольку тепловой КПД двигателя улучшается при увеличении условий нагрузки, удельный расход топлива дизельных двигателей на торможение значительно улучшается, что приводит к снижению выбросов серы в условиях более высоких нагрузок [16]. Комбинация вышеупомянутых событий, вероятно, приводит к наблюдаемой максимальной концентрации S в условиях промежуточной нагрузки.

В таблице 4 представлен обзор нормированных по массе концентраций, количества элемента на грамм твердых частиц.Последние литературные данные определяют количество 17 металлов в частицах выхлопных газов дизельных двигателей в диапазоне от 5,4 до 7,0 мкг м -3 [17], что по порядку величины соответствует нашим результатам. Однако следует соблюдать осторожность при сравнении порядка величины концентраций элементов, поскольку он сильно зависит от исследуемого источника ТЧ. Расхождения возникают из-за различий в составе дизельного топлива и смазочного масла, методологии отбора проб, условиях разбавления и применяемой методике анализа. В то время как методы атомно-абсорбционной спектроскопии или спектроскопии с индуктивно связанной плазмой наиболее широко используются для изучения влияния условий нагрузки и разбавления на концентрацию металлов, это первая статья, в которой используется EDXRF-спектрометрия, позволяющая изучать менее часто рассматриваемые элементы, такие как Cl, K , S и Se.

Элементарные тенденции широко поддерживаются для всех видов элементов в литературе [16] - [18]. Как правило, концентрация металлов в газовой фазе увеличивается с увеличением нагрузки на двигатель. Однако, поскольку в условиях высокой нагрузки образуется меньше ТЧ, меньше площади поверхности твердых частиц, доступной для адсорбции металла. Следовательно, нормализованные по массе концентрации элементов также увеличиваются с повышенными нагрузками (Таблица 4). Это подтверждают многие другие авторы [19], [35], [39]. Противоположную тенденцию наблюдали Lim et al.[17] и Dwivedi et al. [18], где исследованные двигатели средней мощности имели тенденцию выделять больше частиц выхлопных газов дизельного топлива при более высоких нагрузках, что приводило к снижению содержания металлов. Из-за различных результатов, найденных в литературе, мы предполагаем, что эффект этого элемента сильно зависит от используемого двигателя, топлива и условий анализа. Условия нагрузки, которые мы использовали, находятся в ограниченном диапазоне и существенно отличаются от условий высокой нагрузки в других исследованиях. Дальнейшая работа над концентрацией элементов необходима для более глубокого изучения этих контрастирующих наблюдений.

Что касается влияния условий переменной нагрузки на нитраты, то их концентрация является самой высокой в ​​состоянии покоя (рис. 8). Это ожидаемо, потому что больше нитратов остается адсорбированным на ДЧ при более низкой температуре, сопровождающей более низкую нагрузку. В условиях более высокой нагрузки нитрат диссоциирует до газообразного NO из-за более высокой температуры [40]. Таким образом, более высокая нагрузка двигателя приводит к большему количеству газообразного NO и меньшему количеству нитратов.

Чтобы получить представление о влиянии разбавления на концентрацию элементов в ТЧ дизельного топлива, на рис.8 показан обзор результатов для S, Fe, Pb и нитрата. Разбавление, по-видимому, усиливает адсорбцию элементов на PM (за исключением Pb на 4 кВт и нитратов). Это согласуется с ранее упомянутыми результатами этого исследования. Разбавление снижает концентрацию ТЧ в выхлопных газах независимо от содержания элементов в газовом потоке, вызывая более высокую концентрацию металла в твердых частицах. Кроме того, сера, как известно, проявляет высокую тенденцию к превращению в твердую фазу, поскольку сульфаты являются важными предшественниками зародышеобразования частиц.В разбавленных выхлопных газах образование зародышей газа усиливается (см. Выше), что объясняет более высокую концентрацию S в ТЧ при нагрузке 0 и 4 кВт. Что касается концентрации нитратов, разбавление подразумевает, что больше оксидов азота останется в газовой фазе, вместо того, чтобы адсорбироваться в виде нитратов на ТЧ.

Выводы

В этом исследовании рассматривается влияние условий нагрузки и разрежения на состав выхлопных газов одноцилиндрового дизельного двигателя генераторной установки. Экспериментальные данные были получены для выбрасываемых концентраций газообразных ЛОС и ТЧ.Последний анализировался на элементный состав и содержание нитратов. Было обнаружено, что выбросы зависят от условий нагрузки из-за их влияния на расход топлива, износ двигателя и температуру сгорания. Более высокие условия нагрузки приводят к более горячему двигателю и выхлопной системе, вызывая более полное окисление топлива. Следовательно, более низкие концентрации ТЧ и ЛОС были обнаружены в условиях повышенной нагрузки. Более того, анализ SEM показал, что это также влияет на морфологию частиц.Более высокий аэродинамический диаметр и частицы с более острыми краями соответствуют условиям более высокой нагрузки. Учитывая эту изменчивую морфологию частиц, можно объяснить, почему измерения оптической концентрации ТЧ с помощью оборудования DustTrak лишь слабо коррелировали с гравиметрическими измерениями (фильтром). Что касается влияния условий нагрузки на элементы, адсорбированные на PM, положительная корреляция была обнаружена для K, Ca, Sr, Mn, Cu, Zn и Pb (как для концентраций элементов в мкг м −3 , так и для концентраций, нормированных по массе в мкг г -1 ).Эти элементы возникают из-за смазочного масла или коррозии двигателя. Наконец, было обнаружено, что концентрация нитратов самая высокая в условиях простоя, как и концентрация PM. Этот эффект объясняется усилением диссоциации нитратов до газообразного NO при более высоких температурах. В итоге при высоких нагрузках обнаруживаются меньшие количества нитратов, ЛОС и ТЧ, в то время как на частицах адсорбируется больше K, Ca, Sr, Mn, Cu, Zn и Pb.

Мы пришли к выводу, что разбавление снижает концентрацию ТЧ и нитратов, но увеличивает концентрацию газообразных ЛОС и адсорбированных элементов.В литературе широко распространено мнение о том, что коэффициент насыщения является решающим параметром. Накопление линейно увеличивается с увеличением степени насыщения. Начало зародышеобразования, напротив, происходит при критическом значении степени насыщения с экспоненциально возрастающей скоростью [27]. Очевидно, что разбавление влияет на распределение материала между газовой фазой и твердой или адсорбированной фазой. В разбавленных выхлопных газах прекурсоры ТЧ (например, ЛОС, NO x и SO x ) остаются в газовой фазе из-за их пониженного коэффициента насыщения, вызывая более низкие концентрации ТЧ и нитратов.Меньшая доступная площадь поверхности для адсорбции приводит к более высоким концентрациям металлов в ТЧ.

Мы подчеркиваем, что следует соблюдать осторожность при сравнении различных исследований. Обзор литературы показал, что очень сложно сравнивать разные результаты из-за различных условий экспериментов: состава дизельного топлива, состава смазочного масла, состояния двигателя, методологии отбора проб, техники анализа и т. Д. Даже общие тенденции не похожи и кажутся для конкретного случая.По нашему мнению, это подчеркивает важность состава топлива и смазочного масла, а также важность условий работы двигателя и отбора проб.

Это исследование доказало, что выбросы загрязняющих веществ от небольшого внедорожного дизельного двигателя являются значительными, что свидетельствует о необходимости снижения выбросов не только от транспортных средств, но и от стационарных двигателей.

Комбинированные теплообменники и парогенераторы

ESG1 | Парогенераторы-утилизаторы (HRSG)

Полное рабочее давление пара от холодного пуска менее чем за 10 минут

Полностью укомплектованный парогенератор ESG1 (вытяжной парогенератор) выбран из 124 предварительно спроектированных стандартных моделей с выходной мощностью от 20 до 350 л.с. котла и рабочим давлением пара от 3 до 400 фунтов на кв.ESG1 поставляется полностью готовым к работе в качестве основного или дополнительного источника пара.

Пакет ESG1 состоит из трех основных разделов:
  • Секция теплопередачи оребренных труб
  • Узел циркуляционного барабана мгновенного испарения
  • Регулирующая система перепуска выхлопных газов с полным отверстием

Выхлоп двигателя
Мощность: от 600 кВт до 7 МВт
Температура входящего газа: от 500 ° F до 1400 ° F
Типы теплоотводов: дополнительная потребность в паре и / или первичный источник пара для нагрева пара или технологический пар

Эксплуатация и управление
Встроенный насос принудительной циркуляции воды непрерывно перекачивает воду с высокой температурой от узла парового испарительного барабана к узлу теплопередающей сердцевины.BTU передается из выхлопных газов в смесь перегретой воды и пара с большим расходом. Перегретая вода возвращается в паровой барабан, который содержит сухую трубу, перегородки и комплекты фурм, где она мгновенно превращается в 99% сухой поток на выходе из системы.

Когда вода превращается в пар и выходит из котла, модулируемая система питательной воды котла регулирует непрерывный поток питательной воды для постоянного контроля уровня воды в барабане. Встроены средства управления отказоустойчивостью для полного обхода выхлопных газов в случае электрических или пневматических потерь.

Контроллер давления пара поддерживает рабочее давление пара, управляя модулирующим байпасным узлом выхлопных газов. Это обеспечивает стабильное рабочее давление пара при различных требованиях к рабочей паровой нагрузке.

Контроль качества
ESG1 изготовлен, испытан и проштампован в соответствии с требованиями Раздела I Кодекса ASME по котлам и Национального совета инспекторов котлов и сосудов под давлением. Отделка котла включает в себя все элементы управления безопасностью и сигнализацию в соответствии с государственными и федеральными нормами.Окончательная сборка, электрическая проводка и заводские настройки выполняются в соответствии со строгим набором правил.

Характеристики
ESG1 - простой выбор по сравнению со «старой технологией» обычного пожаротрубного котла:
  • Полностью автономная конструкция корпуса снижает затраты на проектирование, установку и обслуживание
  • Размер требует только 1/2 площади пола и 1/2 веса обычных котлов, что снижает размер здания, затраты на поддержку конструкции и транспортные расходы.
  • Для простоты замены труб не требуются мостовые краны, специальная оснастка, специальные бригады или дополнительная высота крыши над агрегатом, что сокращает время простоя
  • Множество форм и размеров, подходящие для ограниченного пространства и отвечающие требованиям к рабочим характеристикам
  • Производит 99% сухого пара
  • Обеспечивает возможность изменения положения
  • 5-10 минут от запуска до полной мощности
  • Встроенный байпас с модуляцией выхлопа для безопасного автоматического регулирования подачи пара
  • Взрывозащищенный теплообменник
  • Низкие потери на трение для минимального статического противодавления выхлопных газов
  • Высокий циркулирующий поток для минимизации накопления накипи
  • Нет проблем с тепловым расширением для холодной питательной воды котла
  • Производительность, достигнутая в самой низкой точке перегиба в отрасли (конечная температура выхлопных газов на выходе минус рабочая температура пара) для максимального теплового КПД
Минимальное количество подключений
Для экономичной установки ESG1 требуются только следующие соединения:
  • Выход пара
  • Впуск и выпуск выпускного фланца
  • Одиночный основной источник питания
  • Одиночная основная продувка
  • Вход питательной воды
  • Пневматический управляющий воздух (опция)
Дополнительные компоненты ESG1

Непрерывная продувка с устройством для отбора проб прерывистой проводимости
Максимально увеличьте эффективность котла, периодически отбирая пробы воды для продувки с поверхности и контролируя общее количество растворенных твердых частиц.Поддержание оптимальных уровней концентрации позволит контролировать расходы на воду, энергию и химикаты. Сборка включает: клапан с электроприводом, зонд и узел трубопровода.

Автоматический обдуватель
Обдуватели сажи доступны как с ручным запуском нажатием кнопки, так и полностью автоматическими с заданной по времени последовательностью. При сжигании мазута и / или неполном сгорании учитываются обдувки сажи. Обдуватели сажи также рассматриваются в тех случаях, когда ручная очистка невозможна для поддержания максимальной производительности.

Откидная дверца для полного осмотра поверхности нагрева
Откидные дверцы люка учитываются при сжигании мазута и / или неполном сгорании, требующем полного доступа на регулярной основе для ручной очистки. Откидная дверца доступа может быть встроена для наблюдения и внимания со 100% ребристой трубкой.

Список стандартного и дополнительного оборудования ESG1
Стандартное оборудование в упаковке
  • Узел регулируемого байпаса выхлопных газов
  • Узел теплопередачи с ребристыми трубками
  • Узел парового расширительного бака
  • Главная панель управления для однофазного подключения
  • Циркуляционный насос с ЧРП
  • Сигнализация низкого и высокого уровня воды
  • Регулирующий клапан питательной воды
  • Поверхностная и нижняя продувка
  • Регулятор давления пара
Дополнительные электрические компоненты ESG1 / ESG
  • Выключатель низкого-низкого уровня воды с ручным сбросом
  • Вторичный выключатель высокого уровня воды с ручным сбросом
  • Сухие контакты для стандартной сигнализации регулировки дифферента и функции котла
  • Система связи для удаленного мониторинга Modbus
  • Главная панель управления кондиционером
  • Управляющее напряжение Резервная батарея
  • Обновление контроллера индикации ПЛК
Дополнительные механические компоненты ESG1 / ESG
  • Внутренний экономайзер системы выпуска отработавших газов котла
  • Автоматическая обдувка по времени
  • Пневматический регулирующий привод байпаса выхлопных газов
  • Пневматический регулирующий блок питания котла
  • Автоматическая система управления продувкой с поверхности
  • Автоматическая система управления основной продувкой
  • Пробоотборник продувки с поверхности
  • Вакуумный выключатель с паровым барабаном
  • Заглушка для очков обхода выхлопных газов
  • Люк предохранительного устройства выпуска отработавших газов
  • Перо для инъекций химикатов
Дополнительное оборудование для установки на месте установки ESG1 / ESG
  • Системы подачи конденсата и насосы питательной воды котла
  • Очистка воды: смягчители воды, подача химикатов и деаэратор
  • Запорные и обратные клапаны для пара
  • Выхлопные трубы, колена и тройники
  • Компенсирующие муфты: тканевые и сильфоны из нержавеющей стали
  • Готовая изоляционная обертка с защелкой для всех водопроводных, паровых, выхлопных труб, колен, тройников, фланцев и компонентов
  • Стойки для несущих конструкций
  • Сепаратор продувки

Проблемы с выхлопом дизельного генератора и NFPA 110

Опубликовано: Дэнни Чизхолм

В 1999 году технический комитет NFPA 110 принял существенное изменение в процедуре проверки условий влажного штабелирования в дизельных двигателях, недостаточно загруженных.Модификация заключалась в сравнении температуры выхлопных газов с минимальными температурами, рекомендованными изготовителями. Напротив, формулировка в предыдущих изданиях гласила, что свидетельство влажного штабелирования было указано «по наличию постоянного черного дыма во время работы двигателя». Очевидно, что использование данных о температуре выхлопных газов даст более объективную информацию, с помощью которой можно будет определить, существует ли мокрое штабелирование.

NFPA 110 (издание 2019 г.), 8.4.2 * Эксплуатируемые генераторные установки должны проверяться не реже одного раза в месяц в течение минимум 30 минут с использованием одного из следующих методов:

  1. Нагрузка, поддерживающая минимальную температуру выхлопных газов, рекомендованную производителем
  2. При рабочих температурах и не менее 30% номинальной мощности в кВт в режиме ожидания EPS

В редакции 2019 года из текста абзаца было удалено слово «Дизель».Издание 2010 г. гласит: «8.4.2 * Дизель-генераторные установки в эксплуатации…»

Альтернативный метод тестирования в №1 представляет интерес для тех предприятий, генераторы которых не могут быть постоянно протестированы при минимальных 30% номинальных значений, указанных на паспортной табличке. Однако для получения данных, необходимых для этого метода, предприятиям потребуется разработать систему для точного отслеживания температуры выхлопных газов. В некоторых случаях предприятиям придется убеждать производителей сотрудничать, предоставляя данные о рекомендуемых температурах в нескольких местах на трубопроводе ниже по потоку от выпускного отверстия.Есть несколько способов получить точные показания температуры выхлопных газов.

Вариант A: термопара

В верхней части шкалы расходов находится датчик температуры или термопара, который встроен в какую-либо часть выхлопной системы или головки блока цилиндров и отправляет данные автоматически. После установки отслеживание температуры выхлопных газов происходит автоматически. Недостатком этой системы является цена: их довольно дорого модернизировать - от нескольких тысяч долларов за двигатель.

Вариант B: инфракрасное оборудование

Менее затратный и более практичный вариант предполагает использование инфракрасного испытательного оборудования. Однако при таком подходе проблема заключается в , где для получения показаний. Лучшее место для получения показаний - соединение выпускного коллектора с головкой блока цилиндров, которое находится ближе всего к камере сгорания, где производитель снимает показания.

К сожалению, эти соединения труднодоступны на некоторых двигателях, и попытки получить здесь показания могут представлять реальную угрозу личной безопасности, и этого следует избегать.Мы рекомендуем более безопасный вариант - указать место на выпускном коллекторе, где все выпускные отверстия будут выпускать свои газы и получать температуру в одном и том же месте. Поскольку указанное вами место может находиться на некотором расстоянии от камер сгорания, получаемые вами температуры будут ниже, и данные должны быть скорректированы с учетом этой разницы.

Данные о температуре коллектора могут дать очень точное представление о состоянии, в котором работает двигатель. Слишком низкие показания - после корректировки разницы температур между местом расположения камеры сгорания, которое производитель использовал для своих рекомендаций, и местом, которое предприятие выбирает для получения своих данных, - могут быть четким указанием на наличие условий мокрой штабелирования, и могут потребоваться соответствующие действия. принять, чтобы облегчить проблему.

Дополнительные нагрузки

Если предприятие не может обеспечить 30% номинальных значений, указанных на паспортной табличке, и не имеет температуры выхлопных газов, которые демонстрируют, что генератор достаточно загружен, необходимо будет выполнить ежегодный дополнительный «прогон под нагрузкой».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *