Fakulta strojního inženýrství
Ekologická maziva a aspekty jejich použitelnosti v kogeneračních jednotkách
Martin Kantor 2007
Fakulta strojního inženýrství
Obsah
Co je to kogenerace, jak vypadá kogenerační jednotka Motory kogeneračních jednotek Pístové motory Stirlingovy motory Vlastnosti, které by olej měl mít Viskozita oleje Stabilita oleje Co musí splňovat mazivo aby bylo ekologické Odbouratelnost olejů Mazací systém Plantotronic® Stav olejového průmyslu a budoucí odhad využití ekologických maziv Závěr
2
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Co je to kogenerace? Kogenerace : Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla ( anglicky "co-generation" ). Jedná se o velice účinný způsob využívání energie. Principem kogenerace je využít teplo, které jinak při výrobě elektrické energie odchází bez užití. Jedním z odvětví získávání takovéto energie je energie Biomasy.
Biomasa : Pojem biomasa zahrnuje veškerou organickou hmotu vzniklou na živočišném či rostlinném základě. Pro výrobu energie z takto vzniklých zdrojů je zapotřebí chemických pochodů, jimiž jsou např. chemické přeměny, chemické přeměny ve vodním prostředí či biologické přeměny. V případě olejů nás nejvíce zajímá „chemická přeměna ve vodním prostředí“.
3
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Kogenerační jednotka Kogenerační jednota je v podstatě běžný spalovací motor - např. klasický pístový motor v sestavení s dalšími strojními prvky jimiž ve většině případů jsou: generátor, řídící systém, mezichladič, výměník či tlumič hluku. Spalovací motory v jednotce jsou upraveny tak, aby v nich bylo možno spalovat nejen hmotu z biomasy ( bioplyn, olej, atd. ).
4
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Schéma jednotky, kam putuje olej
5
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Motory kogeneračních jednotek Pístový spalovací motor :
6
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Motory kogeneračních jednotek Stirlingův motor : „Teplovzdušný motor“
Princip tohoto motoru je znám velice dlouho. Byl hojně využíván na západě USA, „zapomenut“ a ve 20. letech 20. století „znovu nalezen“. V dnešní době prožívá renesanci v energetickém sektoru. Začíná pronikat do kogeneračních a solárních jednotek. Odpadá problém s mazáním ve válci. 7
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Vlastnosti, které u oleje vyžadujeme Motorový olej je velmi složitý technický produkt, jenž má řadu parametrů, podle kterých je klasifikován a tříděn. Nejzákladnější parametry, na které při výběru oleje hledíme jsou: viskozita oleje výkonnostní kategorie oleje Výrobci kogeneračních jednotek požadují vícestupňové „multigrate“ oleje třídy SAE 40. Při použití řepkového oleje se setkáváme s problémy, které sebou přináší heterogenní struktura oleje.
8
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Viskozita a výkonnostní kategorie oleje Viskozita : Docílení správné viskozity ( = míry vnitřního tření ) není lehký úkol. Na mazivo působí v průběhu provozu jednotky velké množství faktorů, které jej ovlivňují. Nejvíce problematické jsou teplotní a tlakové výkyvy. Charakteristika popisující závislost viskozity maziva na teplotě je vyjádřena tzv. viskózním indexem ( VI ). Čím vyšší je hodnota viskózního indexu, tím méně se mění viskozita oleje při změnách teplot.
Výkonnostní kategorie : Kategorie charakterizuje vlastnosti oleje při okamžitém i dlouhodobém použití. Vlastnosti jsou vztaženy na zatížení oleje. Prioritní vlastnosti hodnocené touto kategorií jsou: koroze a oxidace stěn válců, ochrana proti usazování nečistot za vysokých teplot, otěrová ochrana, pěnění oleje, oxidační stabilita. 9
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Stabilita oleje
10
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Životní cyklus maziva
11
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Biologická odbouratelnost Na maziva jsou kladeny nároky na ekologičnost a reakci s přírodním prostředím. Provádí se testy: toxicity ekologické toxicity biologické rozložitelnosti Proces rozkládání těchto maziv probíhá za přítomnosti mikroorganismů. Biologická
Minerální
Polyalfa-
Syntetické
Přirozené
odbouratelnost
olej
olefiny
estery
estery
Primární
20-30%
25-35%
85-95%
> 95%
Úplná
20-35%
30-70%
85-95%
> 95%
12
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Mazací systém Plantotronic®
Základním principem systému je recyklace přírodního ( rostlinného ) oleje odváděného z jednotky motoru do paliva. Nepřetržitý provoz motoru, to je jedna z velkých výhod tohoto systému. Systém je navržen právě pro rostlinné oleje, jež mají problém se stabilitou.
13
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Stav olejového průmyslu
Dnešní stav : Budoucnost
14
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Závěr
Závěrem bych chtěl upozornit na to, že ekologická maziva nejsou zatím na úrovni klasických minerálních olejů, takže právě tento aspekt vede stále k tomu užívat minerální maziva. Pokud se však rozhlédneme kolem sebe, tak zjistíme, že tato maziva budou hrát v budoucnu velkou roli. Jako jeden z aspektů proč je užívat je ten, že tato planeta není nekonečné odpadiště a je třeba se zamyslet nad důsledky jež sebou nesou nejen minerální maziva. Doufejme, že se v blízké době podaří chemikům odstranit problémy spojené se stabilitou maziv a že se začnou používat v hojnější míře.
15
|
16
Fakulta strojního inženýrství
Děkuji za pozornost
16
|
16
