Введение к работе
Актуальность темы. Снижение затрат на моторные топлива, доля которых в себестоимости сельскохозяйственной продукции уже превышает 30%, является одной из самых актуальных задач. Кардинальным ее решением может быть применение альтернативных моторных топлив, цена которых в разы ниже нефтяных топлив.
Применительно к сельскохозяйственному производству приоритет принадлежит биологическим моторным топливам на основе растительных масел и обезвоженных спиртов, а также газомоторному топливу.
Развитие производства и использования биомоторного топлива из возобновляемых источников объясняется, прежде всего, стремлением обеспечить энергетическую безопасность, сохранить ресурсы традиционных топлив, диверсифицировать сельскохозяйственное производство.
Длительное время ведутся работы по возможности использования в дизелях биодизельного топлива (БДТ) в виде метилэфира рапсового масла (МЭРМ), чистого рапсового масла (РМ) и смесевого топлива из РМ (СТРМ) с дизельным топливом (ДТ). Результаты, полученные при лабораторных испытаниях и в реальной эксплуатации, не дают возможности рекомендовать использование РМ и СТРМ для всех двигателей. Требуется проведение исследований в направлении адаптации двигателей с учетом конструктивных особенностей и организации рабочего процесса, а также в направлении улучшения химмотологических свойств БДТ из РМ.
При осуществлении работы дизелей на РМ и СТРМ имеется возможность обеспечить высокий уровень энергоавтономности сельского хозяйства и значительно снизить себестоимость производимой продукции.
Исследования и разработки, составившие основу диссертационной работы, выполнялись в соответствии с решением Бюро отделения механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии от 31 марта 2005 г.
Цель работы. Разработка технических средств обеспечения энергоавтономности сельхозпредприятий по ДТ и адаптации дизелей к работе на РМ.
Объект исследований. Технологии и технические средства обеспечения энергоавтономности сельскохозяйственных предприятий и адаптации тракторного дизеля к работе на РМ.
Предмет исследований. Определение уровня энергоавтономности сельхозпредприятий по топливу для дизелей; технические средства адаптации тракторных дизелей к работе на РМ, их энергетические, экологические и технико-экономические показатели.
Методы исследований. Технико-экономические исследования проведены в соответствии с методическими положениями ГОСТ, также использованы «Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов и их отбору для финансирования», утвержденные Госстроем, Минэкономикой, Минфином и Госкомпромом Российской Федерации от 21.03.94.
Использованы методы гидродинамического расчета топливной аппаратуры, теоретической механики, численного интегрирования (метод Эйлера), вычислительной аналитической геометрии. Экспериментальные исследования проводились по специальным и стандартизованным методикам и обрабатывались с использованием методов математической статистики.
Научную новизну составляют:
- обоснование технологий и технических средств обеспечения энергоавтономности сельскохозяйственного предприятия по ДТ при оптимизации ценовых и производственных параметров технологии внутрихозяйственного производства РМ и использовании его в качестве топлива;
- методика оценки возможного уровня энергоавтономности сельскохозяйственного предприятия при использовании РМ в качестве топлива с учетом допустимых режимов работы адаптированных автотракторных дизелей на РМ;
- теоретическое и экспериментальное обоснование необходимых конструкционных изменений топливных систем автотракторных дизелей для обеспечения работы на БДТ из РМ при сохранении одинакового с ДТ уровня параметров рабочего процесса, энергетических и топливно-экономических показателей;
- экспериментальное подтверждение обеспечения допустимых показателей по коксованию распылителей форсунок, нагарообразованию на деталях цилиндропоршневой группы при работе адаптированных автотракторных дизелей на РМ;
- зависимости себестоимости и коммерческой эффективности внутрихозяйственного производства РМ и МЭРМ от цены маслосемян.
Практическую ценность имеют результаты исследований, реализованные в виде:
- рекомендаций по выбору технологий и технических средств внутрихозяйственного производства РМ для использования его в качестве моторного топлива;
- конструкторской документации на комплекты оборудования для адаптации автотракторных двигателей к работе на РМ и СТРМ;
- оптимизации конструкционных параметров топливной аппаратуры и режимов работы автотракторных дизелей при работе на РМ.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Третьем Международном конгрессе "Биодизель-2008", Москва. 26.11.08г., на Научно-методическом совете по мобильной энергетике при ВИЭСХ Россельхозакадемии. Материалы работы рассмотрены на VII МНТК «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИЭСХ, 18.05.2010). Пилотная апробация проводилась в ООО «Жито» Рязанской обл.
Реализация результатов исследований:
- конструкторская документация комплектов адаптации автотракторных двигателей к работе на РМ и СТРМ;
- рекомендации по производству и использованию РМ в качестве топлива в сельскохозяйственном предприятии.
Публикация результатов исследований. Основное содержание диссертации изложено в 10 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы из 127 наименований. Работа изложена на 177 страницах, содержит 59 рисунков и 44 таблицы.
