Đang tải...

Công nghệ vật liệu Các loại nhiên liệu khí sử dụng trên xe

Thảo luận trong 'Công nghệ mới' bắt đầu bởi bkhn, 14/4/10.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. bkhn
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    9/7/09
    Số km:
    585
    Được đổ xăng:
    21
    Mã lực:
    36
    Xăng dự trữ:
    -38 lít xăng

    Các loại nhiên liệu khi dùng trên xe chủ yếu gồm 2 loại : khí thiên nhiên và khí đồng hành từ mỏ dầu.
    1. Khí thiên nhiên:
    Là khí được khai thác từ các mỏ khí có sẵn trong tự nhiên. Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên là Methane(CH4) 80+90%.Khí thiên nhiên dùng làm nhiên liệu cho xe cộ dưới 3 dạng sau:
    Khí thiên nhiên nén(Compressed Natural Gas/CNG):khí được nén ở thể tích nhỏ hơn với một áp suất cao 250 bars và chứa trong một bình chứa chắc chắn.Bình chứa chứa được 40-50 lít khí.
    Khí thiên nhiên hóa lỏng (Liquefield Natural Gas/LNG) :khí được làm lạnh ở nhiệt độ âm 1620c , áp suất khoảng 8,9 bars để chuyển sang trạng thái lỏng và chứa trong các bình cách nhiệt.
    Khí thiên nhiên hấp thụ (Adsorbed Natural Gas/ANG) :Khí thiên nhiên được chứa dưới dạng hấp thụ trong các vật liệu đặc biệt (như ống mao dẫn Cacbon hoạt tính) ở áp suất 30-40 bars.
    Ở hai loại sau , do khí được chứa ở áp suất không cao nên các bình chứa không đòi hỏi cao như khí thiên nhiên nén.
    2. Khí đồng hành từ dầu mỏ:
    Ơ các mỏ dầu luôn luôn có loại khí này Khi khai thác dầu mỏ, người ta sẽ thu được khí này trước do chúng nằm phía trên mỏ. Thành phần chủ yếu của khí đồng hành là Propane và Butane với tỉ lệ:50/50, 60/40, 70/30.
    Khí đồng hành được dùng làm nhiên liệu dưới dạng khí hoá lỏng (Liquefied Petrolium Gas/ LPG). Khí đồng hành hóa lỏng được chứa trong các bình có áp suất thấp(dưới 20 bars).
    · Khả năng sử dụng khí đồng hành làm nhiên liệu:
    Với chiều dài bờ biển trên 3000 km nên nước ta là nước có nhiều trữ lượng về dầu khí. Các mỏ dầu và mỏ khí tập trung chủ yếu ở Biển Đông.Bên ngoài thềm lục địa nước ta.Từ các mỏ trên lượng khí thiên nhiên được lấy ra với trữ lượng rất cao. Nếu được khai thác và sử dụng tốt sẽ mang lại nhiếu lợi nhuận kinh tế.
    Khi đốt hoá lỏng gọi tắt là LPG (hay còn gọi là gas) được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1930 và sau đó đã phát triển nhanh chóng , rộng rãi trên thế giới với khoảng hơn 1500 ứng dụng khác nhau(bếp gas, đèn gas, thanh trùng,sấy, đốt, cắt, hàn, nhiên liệu cho các loại động cơ ,ôtô, …)
    Mức tiêu thụ trong thời gian qua trên tòan cầu được ghi nhận vào khoang 69 triệu tấn(năm 1970),109 triệu tấn(1980), 130 triệu tấn(1992), và 140 triệu tấn(1993). Trong đó 4 vùng tiêu thụ chính là Bắc Mỹ(37 triệu tấn),Châu Au(22 triệu tấn), Nhật(20 triệu tấn), Châu Mỹ Latinh(18 triệu tấn).
    Tại Việt Nam , LPG được đưa vào Miền Nam vào năm 1957 với mức tiêu thụ ban đầu la 400 tấn , tăng dần lên 1900 tấn(1964), và 1500 tấn(1975), chủ yếu dùng trong dân dụng (nấu nướng) và công nghiệp thực phẩm, dược…
    Vì ngưng nhập từ năm 1984 và hầu như không cung ứng cho lĩnh vực dân dụng từ sau năm 1975 nên hầu như toàn bộ khách hàng đã chuyển sang sử dụng các loại chất đốt khác thay thế như than, củi, dầu lửa…
    Từ năm 1993 lần lượt các công ty ELF gas Sài Gòn, Sài Gòn Petrol và Petrolimex đã bước đầu LPG trở lại thị trường LPG với giá LPG hiện đang xuống dần dưới mức 29.000 đ/lít.
    Hiện nay do nhu cầu sử dụng gas ngày càng nhiều cùng với sự phát triển của các thiết bị gas nên thị trường khí lỏng vẫn rất cao. Ơ thành phố Hồ Chí Minh, để đáp ứng thị trường hàng năm, các công ty cung ứng gas tại thành phố phải nhập một số lượng rất lớn ước tính như sau (số liệu theo Sài Gòn Petrol cung cấp)
    · Sản lượng gas nhập vào thành phố HCM (tấn/năm) :
    [​IMG]
    Việc sử dụng khí gas trong dân dụng và sản xuất công nghiệp ngày càng cao. Do khả năng tiện lợi và an toàn nên gas đã dần thay thế các nhiên liệu khác trong vấn đề chất đốt trong các hộ dân. Hiện nay có khoảng 55% các hộ dân trong thành phố, sử dụng gas cho việc nội trợ. Các ngành công nghiệp dần chú ý đến loại nhiên liệu này vì những ưu điểm của nó, chúng được ứng dụng vào việc: sấy thực phẩm, nung gốm sứ, ấp trứng, hàn cắt, thanh trùng dụng cụ y tế, chai lon trong thực phẩm. Trong thành phố, một số nhà máy, cơ quan, xí nghiệp đã sử dụng gas hoá lỏng để thay thế các loại chất đốt khác như : Nhà Máy sành sứ Thiên Thanh, công ty dụng cụ y tế quận 8, xí nghiệp Đồng Tiến, xí nghiệp liên hiệp xuất khẩu bóng bàn, công ty vệ sinh vv…
    Tại nước ta hiện nay đã bắt đầu đi vào sản xuất gas. Tổng công ty dầu khí Việt Nam (Petrol việt nam) cho biết đến đầu năm 1999 công trình xây dựng nhà máy khí Dinh Cô (Bà Rịa – Vũng Tàu) sẽ hoàn tất vào khoảng thời gian quý 1 – 1999, Việt Nam đã bắt đầu sản xuất gas một mặt hàng mà hiện nay cả nước đang còn phải nhập khẩu với thuế suất khá cao (30%).
    Theo điều tra khảo sát sơ bộ thì hiện nay nhu cầu sử dụng gas của cả nước ở vào khoảng 190.000 tấn/năm. Như vậy nếu nhà máy khí dinh côsản xuất đủ công suất thiết kế 300.000 tấn gas/năm thì lượng gas dư thừa hàng năm lên tới 100.000 tấn. Làm thế nào để giải quyết lượng gas dư thừa này ?
    Theo ý kiến các chuyên gia kinh tế ngành dầu khí thì có 2 giải pháp để giải quyết lượng gas thừa. Giải pháp thứ nhất là tìm thị trường xuất khẩu gas còn giải pháp thứ hai là phải tìm cách tiêu thụ gas trên thị trường nội địa. Trong 2 giải pháp vừa nêu thì giải pháp thứ hai mang tính khả thi và hiệu quả kinh tế cao hơn.
    Thực tế cho thấy, hiện nay các nhà máy, xí nghiệp và các đơn vị vận tải … đều đang sử dụng nguồn nhiên liệu điện, than, củi và đặc biệt nhiều nhất là xăng dầu. Trong khi đó mặt hàng xăng dầu hầu như ta đang phải nhập 100% tức là khoảng 6 triệu tấn/năm. Và cho dù sau này, nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quốc ra đời, trong nước vẫn chưa thể đáp ứng nhu cầu của xã hội về sử dụng xăng dầu. Do vậy phải khuyến khích các đơn vị sử dụng gas làm nhiên liệu thay cho xăng dầu. Nếu làm được điều này chúng ta vừa xuất khẩu tại chỗ mặt hàng gas, vừa hạn chế được nhập khẩu xăng dầu, tiết kiệm được một nguồn ngoại tệ lớn cho ngân sách của nhà nước. Ngoài ra việc dùng gas thay cho than củi cũng mang một ý nghĩa xã hội rất lớn, góp phần cho công tác trồng và bảo vệ rừng, ngăn chặn nạn chặt cây, phá rừng làm than củi trong nhân dân.
    Có thể khẳng định rằng: việc sử dụng chất đốt bằng gas có hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường rất rõ. Trước hết là giá gas sẽ rẻ hơn giá xăng dầu (khi Việt Nam chính thức sản xuất được gas. Hiện nay giá gas vẫn còn cao do phải nhập khẩu), và một ưu thế nữa là dùng gas không gây ô nhiễm như các loại xăng dầu khác, nhất là loại dầu FO thải ra nhiều khí bẩn và độc hại.
    Về khía cạnh môi trường, ta thấy rõ nhất qua việc sử dụng khí gas làm nhiên liệu trên động cơ xe cộ. Khi mà số lượng xe cộ ngày càng tăng cao, các loại nhiên liệu truyền thống không thể đáp ứng về những yêu cầu về môi trường thì việc sử dụng nhiên liệu liệu khí là tất yếu. Nhiên liệu khí gas có thể đảm bảo chất lượng khí thải sạch, không gây ô nhiễm môi trường, không hại đến sức khoẻ con người ….
    Trong các năm qua đã có nhiều cố gắng sử dụng nhiên liệu khí làm nhiên liệu trên động cơ xe, mà điển hình là xe taxi Thu Ngân đã đi tiên phong trong lãnh vực này. Qua thực tiễn sử dụng, đã có kết quả tốt và hiệu quả kinh tế cao.
    Tóm lại chúng ta có thể thấy việc sử dụng gas thay thế cho xăng dầu ngày càng nhiều. Điều này đã mở ra một hướng giải quyết tốt cho tình trạng thiếu nhiên liệu trong tương lai khi mà lượng xăng dầu trở nên cạn kiệt. Và cũng là một biện pháp để khắc phục vấn đề nhập khẩu xăng dầu ở nước ta. Do đó đòi hỏi chúng ta phải đầu tư nhiều vào việc khai thác, sản xuất và sử dụng tốt loại nhiên liệu này. Nếu làm được như thế chúng ta đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất dầu khí và mang lại lợi ích kinh tế rất lớn cho đất nước.
    3. Ưu điểm của việc sử dụng khí LPG so với các loai khí khác :
    Ta có thể thấy rằng việc sử dụng khí LPG làm nhiên liệu có nhiều ưu điểm hơn so với các loại khí khác. Các ưu điểm đo như :
    Nguồn khí LPG có sẵn tại các mỏ dầu việt nam với trữ lượng lớn và khả năng sản suất LPG lớn (nhà máy khí Dinh Cô 300.000 tấn/năm).
    Ap suất sử dụng thấp hơn (20 bars). Trong khi các loại khí khác đòi hỏi một áp suất rất cao, do đó cần phải dùng các thiết bị nén khí đặc biệt, tốn kém
    Sản xuất và sử dụng đơn giản và an toàn hơn. Để lưu trữ khí với áp suất cao trong khi bình chứa có diện tích giới hạn đòi hỏi chúng ta phải có bình chứa chắc chắn, dày và có các bộ phận an toàn khác. Nếu không đảm bảo có thể dẫn đến hậu quả như : khí bắt nhiệt gây cháy hay nổ bình, lượng khí có thể thoát ra ngoài gây độc hại hay nếu thành bình không đủ dày có thể gây nổ. LPG do ở áp suất thấp hơn nên việc sản xuất và sử dụng đơn giản, cấu tạo bình chứa không cầu kì và rẻ tiền hơn.
    Các động cơ sử dụng nhiên liệu LPG ở dạng khí nên không làm loãng lớp màng dầu nhờn bôi trơn trên bề mặt tiếp xúc của các cặp chi tiết làm việc như piston – xy lanh, trục khuỷu – thanh truyền, làm tăng hiệu quả bôi trơn, tăng thời gian sử dụng dầu nhờn đồng thời cũng làm tăng tuổi thọ của động cơ lên gấp 2 – 2,5 lần so với động cơ sử dụng nhiên liệu lỏng.
    4. Kết luận:
    Từ các ưu điểm trên ta thấy việc sử dụng LPG sẽ mang lại hiệu quả cao hơn so với các loại khí thiên nhiên khác. Do đó, trong đề tài này chúng ta sẽ sử dụng LPG để làm nhiên liệu ứng dụng trên xe.
    Đặc điểm công tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí: Những khái niệm cơ bản về quá trình công tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí hoàn toàn giống như động cơ Diesel và xăng.
    5. Các phương pháp sử dụng nhiên liệu khí để chạy động cơ đốt trong :
    Phương pháp thứ nhất:

    Chế tạo hẳn một loại động cơ chuyên chạy bằng nhiên liệu khí, trong đó có thể lợi dụng với mức cao nhất tất cả những tính chất tốt nhất của nhiên liệu. Những loại động cơ như vậy, ngay cả trong trường hợp sử dụng loại nhiên liệu khí có số nhiệt lượng trung bình (nhiệt trị thấp trung bình) vẫn đảm bảo động cơ có áp suất có ích cao và lượng tiêu hao nhiên liệu thấp.
    Phương pháp thứ hai:

    Chuyển từ động cơ đang chạy nhiên liệu lỏng sang động cơ chạy bằng nhiên liệu khí hoặc bằng hai loại nhiên liệu :nhiên liệu chính là nhiên liệu khí còn nhiên liệu lỏng dùng làm mồi đốt (động cơ gas diasel). Khi chuyển cách dùng nhiên liệu từ chỗ đang chạy bằng nhiên liệu lỏng sang chạy bằng nhiên liệu khí, động cơ không cần thay đổi về mặt cấu tạo nhưng khi đó công suất của động cơ giảm , vì những tính chất tốt nhất của nhiên liệu không được lợi dụng hết.
    Đối với động cơ chạy bằng nhiên liệu khí việc hình thành khí hổn hợp có thể thực hiện hoặc ở bên trong hoặc ở bên ngoài xy lanh động cơ. Nhưng đại đa số động cơ chạy bằng nhiên liệu khí thường dùng phương pháp hình thành khí hỗn hợp ở bên ngòai , vì phương pháp đó cho phép :
    · Dùng nhiên liệu khí được trong các động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng mà không cần thay đổi cấu tạo của động cơ, đồng thời vẫn giữ nguyên được khả năng khi chạy lại bằng nhiên liệu lỏng.
    · Tạo ra một loại động cơ chuyên chạy bằng nhiên liệu khí trên cơ sơ của động cơ sẵn có chạy bằng nhiên liệu lỏng(cải tiến)
    · Việc hòa trộn không khí với nhiên liệu khí được chuẩn bị trong một thiết bị đặc biệt đó là bộ hỗn hợp khí(bộ mêlăngzơ).
    · Việc đốt cháy khí hỗn hợp công tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí chủ yếu được thực hiện bằng hai cách sau đây:
    * Bằng tia lửa điện.
    * Bằng tia nhiên liệu lỏng làm mồi.
    Các động cơ gas được cải tiến từ những động cơ xăng thường dùng phương pháp đốt cháy bằng tia lửa điện, còn những động cơ được cải tiến trên cơ sở từ những động cơ diesel thông thường dùng phương pháp đốt cháy bằng bằng tia nhiên liệu lỏng phun vào xylanh lúc cuối quá trình nén. Tia nhiên liệu mối là một nguồn phát hỏa rất lớn, gồm nhiều trung tâm cháy, nó đảm bảo có thể đốt cháy những hỗn hợp loãng hơn khi đốt cháy bằng tia lửa điện.
    Trong động cơ chạy bằng nhiên liệu khí đốt cháy bằng tia nhiên liệu lỏng làm mồi, nhiệt lượng được lợi dụng một phần do sự cháy của nhiên liệu khí cung cấp, một phần là do sự cháy của nhiên liệu lỏng cung cấp. Do đó quá trình công tác cuả những loại động cơ như vậy gọi là chu trình gasodiesel.
    Phương pháp hình thành khí hỗn hợp bên trong chỉ ứng dụng cho động cơ hai kỳ (để tránh tổn thất khí gas lúc quét khí trong xy lanh) và cho động cơ bốn kỳ tăng áp.
    Người ta đã chế tạo động cơ gas tự cháy do nén khi phun khí gas (nhiên liệu khí) vào xy lanh lúc cuối quá trình nén nhưng không đưa đến kết quả mỹ mãn.
     

Chia sẻ trang này