Введение к работе
Актуальность работы. Энергоемкость внутреннего валового продукта осени во много раз выше, чем в развитых странах мира. Поэтому важнейшими вправлениями энергетической политики страны являются повышение ффективности использования топливно-энергетических ресурсов и создание 'словий для перевода экономики на энергосберегающий путь развития.
Проблема обеспечения районов Крайнего Севера и приравненных к ним ерриторий, в которых проживает в сложнейших климатических условиях жоло 10 млн. жителей, теплом и электроэнергией с высоким коэффициентом іспользования завозимого сюда топлива не может рассматриваться решенной. Совершенствование дизельных приводов электростанций, котельных малой мощности, реализация отдельных энергосберегающих мероприятий на іред'приятиях и в жилищно-коммунальной сфере снижают в некоторой степени »бъемы завозимого в эти районы топлива. Однако радикального эффекта в ювышении эффективности использования этого топлива можно достичь путем іаучно-обоснованньгх решений при комплексном рассмотрении и оптимизации іепи: потребители энергии - системы тепло-, электроснабжения - источник інергообеспечения - экология района. -
Специфика энергообеспечения районов Крайнего Севера требует более лубоких научных и технических разработок в области комбинированного нергоснабжения, использования в источниках энергии различных видов как авозимых, так и местных топлив.
Повышение эффективности использования всех видов органического оплива за счет комбинированного производства электроэнергии и тепла на існове применения двигателей внутреннего сгорания в энергоустановках малой і средней мощности и оптимизации структуры энергетического баланса вляется актуальной задачей для нашей страны.
Актуальность решаемых в работе задач подчеркивает и их соответствие :ак Федеральной программе «Энергообеспечение районов Крайнего Севера и :риравненных к ним территорий, а также мест проживания малочисленных іародов Севера, Сибири и Дальнего Востока за счет использования «традиционных возобновляемых источников энергии и местных видов оплива на 1996-2000 годы», так и одной из подпрограмм Федеральной ;елевой программы «Энергосбережение России. 1998+2005 гг.»
Целью работы является комплексное решение вопросов повышения нергетической эффективности автономных систем энергоснабжения (АСЭС) ипового поселка районов Крайнего Севера и приравненных к ним территорий утем совершенствования схем тепло-, электроснабжения и разработки ноготопливных дизель-генераторных установок. Достижению поставленной цели способствует: обоснование на основе статистических исследований выбора типовых населенных пунктов;
разработка принципов эффективного обеспечения тепловой и электрической энергией модельных поселков с учетом промышленной и бытовой нагрузок;
разработка технологической схемы автономной системы энергоснабжения на основе дифференцированного метода использования мощности ДВС; ,
исследование распределения мошностных потоков между потребителями в автономной системе электроснабжения;
комплекс экспериментальных исследований газодизельной модификации двигателя Д-160 по установлению влияния вида топлива на энергетическую эффективность АСЭС, выбору оптимальных величин запальной дозы жидкого топлива, угла опережения подачи запального топлива и степени сжатия.
выбор и обоснование метода уменьшения вредных выбросов и уменьшения нагрузки на окружающую среду, которые могут применяться для ДГУ в районах Крайнего Севера и приравненных к ним территорий.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработан дифференцированный метод оценки энергетической эффективности использования мощности автономной системы энергоснабжения, позволяющий оптимизировать по максимуму КПД распределение потоков мощности между потребителями и обосновать местоположение дизель-генераторной установки с любым количеством каналов передачи энергии;
определены параметры модели гармонических составляющих с периодом 6, 12 и 24 часа с нормированными амплитудами и углами фазовых сдвигов, позволяющей оценить суточные и годовые графики электрической нагрузки, а также обоснованы графики тепловой нагрузки применительно к населенному пункту районов Крайнего Севера и приравненных к ним территорий;
получены новые экспериментальные данные по нагрузочным характеристикам и ограничивающим параметрам многотопливного дизеля Д-160, работающего в газодизельном режиме;
предложены приемы и устройство магнитоэлектрического воздействия на топливо дизель-генераторных установок, обеспечивающие формирование зародышевых центров и переход паров углеводородного топлива в пары более легких фракций, что приводит к более полному сгоранию, снижению вредных выбросов в окружающую среду, улучшению режимов эксплуатации двигателя.
Практическая ценность работы состоит в разработке методов определения тепловых и электрических нагрузок районов Крайнего Севера и приравненных к ним территорий, а также метода распределения мощности между потребителями автономной системы энергоснабжения и метода обоснования места расположения дизель-генераторной установки с учетом работы ее на различных топливах.
Реализация результатов работы
Результаты исследований по оценке энергетической эффективности дизеля использованы при применении различных видов топлива в ОАО
(Челябинский тракторный завод» при создании многотопливной дизель--енераторной установки.
Методика выбора параметров автономной системы электроснабжения знедрена в ОАО «Челябэнерго».
Реализовано устройство «синтезатор-катализатор» с электромагнитным воздействием на топливо, улучшающее экологические характеристики не только дизельных, но и бензиновых двигателей.
Отдельные разделы работы использованы в учебном процессе при обучении студентов по специальностям 100700, 101600 и другим не электротехническим специальностям.
Апробация работы. Основные положения работы, результаты экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались, обсуждались и получили одобрение на международных и внутри российских научно-практических конференциях (Материалы Международной конференции Международного энергетического агентства, г. Женева, 1996; 2-ая Международная научно-практическая конференция, г. Пермь, 1999; Научно-практическая конференция, г. Магнитогорск, 1997; Специализированные международные выставки «Энергосбережение 1999, 2000», март, декабрь 1999, март 2000 г.; научно-технические конференции Южно-Уральского гостехуниверситета, 1996+1999 гг. и др.)
Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в пяти печатных работах, в том числе одной монографии и одном учебном пособии для ВУЗов.
Объем и структура работы. Материал диссертации изложен на 181 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 127 наименований.
