Đồ Án Nghiên cứu thiết kế hệ thống nén khí Biogas

LỜI NÓI ĐẦU 1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN 2
1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU [9]. 3
1.1 Những vấn đề môi trường của Việt Nam và toàn cầu hiện nay. 3
1.2 Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay thế. 4
1.3 Mục đích, ý nghĩa của đề tài 6
1.3.1 Mục đích. 6
1.3.2 Ý nghĩa. 6
2 TÌM HIỂU TÍNH CHẤT CỦA NHIÊN LIỆU KHÍ BIOGAS [7]. 7
2.1 Đặc tính khí Biogas. 7
2.1.1 Định nghĩa khí Biogas. 7
2.1.2 Đặc tính KSH 7
2.2 Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống Biogas. 8
2.2.1 Con đường thứ nhất 9
2.2.2 Con đường thứ hai 9
2.2.3 Sơ đồ cơ chế lên men của vi sinh vật yếm khí 11
2.3 Các điều kiện, yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành khí Biogas. 12
2.3.1 Môi trường kỵ khí 12
2.3.2 Tỷ lệ cacbon/nitơ (C/N). 12
2.3.3 Tỉ lệ chất khô và độ pha loãng nguyên liệu. 12
2.3.4 Độ pH 13
2.3.5 Nhiệt độ lên men. 14
2.3.6 Thời gian lưu. 14
2.3.7 Lưu lượng nạp nguyên liệu. 15
2.3.8 Chất xúc tác. 15
2.3.9 Khuấy đảo. 15
2.3.10 Các chất gây ức chế. 16
2.4 Các tiêu chuẩn khí thiên nhiên và khí Biogas dùng làm nhiên liệu. 16
2.4.1 Tiêu chuẩn khí thiên nhiên làm nhiên liệu [3]. 16
2.4.2 Thành phần, tính chất khí Biogas tiêu chuẩn làm nhiên liệu. 19
3 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PRO/II TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH NÉN KHÍ BIOGAS [8] 25
3.1 Mục đích và vai trò của thiết kế mô phỏng. 25
3.2 Giới thiệu phần mềm mô phỏng PRO/II 26
3.2.1 Giới thiệu. 26
3.2.2 Tổng quan một mô hình mô phỏng. 26
3.3 Mô phỏng hệ thống nén Biogas bằng PRO/II 28
3.3.1 Nguyên liệu:. 28
3.3.2 Mô phỏng. 28
4 THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TRẠM HỆ THỐNG NÉN KHÍ BIOGAS. 32
4.1 Sơ đồ hệ thống nén khí 32
4.2 Khảo sát máy nén cao áp [5]. 32
4.2.1 Giới thiệu máy nén. 32
4.2.2 Đặc điểm kết cấu cơ bản máy nén. 34
4.3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy nén. 35
4.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động các phần tử của máy nén [12]. 37
4.4.1 Rơ le áp suất. 37
4.4.2 Van an toàn. 39
4.4.3 Van một chiều. 41
4.4.4 Bình tách dầu / khí 42
4.4.5 Sơ đồ mạch điện điều khiển. 43
4.4.6 Đồng hồ áp suất 44
4.4.7 Động cơ điện một pha [6]. 45
4.5 Chức năng, nhiệm vụ các bộ phận trong hệ thống nén Biogas. 47
4.5.1 Bộ phận cung cấp. 47
4.5.2 Bộ phận tiêu thụ. 54
5 THỬ NGHIỆM TRẠM KHÍ NÉN BIOGAS [5]. 57
5.1 Công tác chuẩn bị trước khi vận hành. 57
5.2 Quy trình vận hành trạm khí nén. 57
5.2.1 Quy trình khởi động nén. 57
5.2.2 Quy trình ngừng nén. 57
5.3 Các sự cố thường gặp, nguyên nhân và cách giải quyết 58
5.4 Yêu cầu khi vận hành hệ thống nén khí cao áp [4]. 60
5.5 Kết quả thử nghiệm 60
6 ĐÁNH GIÁ MÁY NÉN VÀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN [4]. 61
6.1 Năng suất của máy nén. 61
6.1.1 Đánh giá năng suất của máy nén. 61
6.1.2 Phương pháp đánh giá năng suất đơn giản thực hiện ngay tại chỗ. 61
6.2 Hiệu suất máy nén. 62
6.2.1 Hiệu suất đẳng nhiệt 62
6.2.2 Hiệu suất thể tích. 63
6.2.3 Hiệu suất cơ học. 63
6.3 Đánh giá mức tổn thất phân phối trong hệ thống khí nén. 64
6.3.1 Những bộ phận rò rỉ và hậu quả của việc rò rỉ 64
6.3.2 Các bước định lượng rò rỉ tại chỗ đơn giản. 65
7 KẾT LUẬN 67LỜI NÓI ĐẦU 1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN 2
1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU [9]. 3
1.1 Những vấn đề môi trường của Việt Nam và toàn cầu hiện nay. 3
1.2 Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay thế. 4
1.3 Mục đích, ý nghĩa của đề tài 6
1.3.1 Mục đích. 6
1.3.2 Ý nghĩa. 6
2 TÌM HIỂU TÍNH CHẤT CỦA NHIÊN LIỆU KHÍ BIOGAS [7]. 7
2.1 Đặc tính khí Biogas. 7
2.1.1 Định nghĩa khí Biogas. 7
2.1.2 Đặc tính KSH 7
2.2 Cơ chế tạo thành khí sinh học trong hệ thống Biogas. 8
2.2.1 Con đường thứ nhất 9
2.2.2 Con đường thứ hai 9
2.2.3 Sơ đồ cơ chế lên men của vi sinh vật yếm khí 11
2.3 Các điều kiện, yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành khí Biogas. 12
2.3.1 Môi trường kỵ khí 12
2.3.2 Tỷ lệ cacbon/nitơ (C/N). 12
2.3.3 Tỉ lệ chất khô và độ pha loãng nguyên liệu. 12
2.3.4 Độ pH 13
2.3.5 Nhiệt độ lên men. 14
2.3.6 Thời gian lưu. 14
2.3.7 Lưu lượng nạp nguyên liệu. 15
2.3.8 Chất xúc tác. 15
2.3.9 Khuấy đảo. 15
2.3.10 Các chất gây ức chế. 16
2.4 Các tiêu chuẩn khí thiên nhiên và khí Biogas dùng làm nhiên liệu. 16
2.4.1 Tiêu chuẩn khí thiên nhiên làm nhiên liệu [3]. 16
2.4.2 Thành phần, tính chất khí Biogas tiêu chuẩn làm nhiên liệu. 19
3 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PRO/II TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH NÉN KHÍ BIOGAS [8] 25
3.1 Mục đích và vai trò của thiết kế mô phỏng. 25
3.2 Giới thiệu phần mềm mô phỏng PRO/II 26
3.2.1 Giới thiệu. 26
3.2.2 Tổng quan một mô hình mô phỏng. 26
3.3 Mô phỏng hệ thống nén Biogas bằng PRO/II 28
3.3.1 Nguyên liệu:. 28
3.3.2 Mô phỏng. 28
4 THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TRẠM HỆ THỐNG NÉN KHÍ BIOGAS. 32
4.1 Sơ đồ hệ thống nén khí 32
4.2 Khảo sát máy nén cao áp [5]. 32
4.2.1 Giới thiệu máy nén. 32
4.2.2 Đặc điểm kết cấu cơ bản máy nén. 34
4.3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy nén. 35
4.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động các phần tử của máy nén [12]. 37
4.4.1 Rơ le áp suất. 37
4.4.2 Van an toàn. 39
4.4.3 Van một chiều. 41
4.4.4 Bình tách dầu / khí 42
4.4.5 Sơ đồ mạch điện điều khiển. 43
4.4.6 Đồng hồ áp suất 44
4.4.7 Động cơ điện một pha [6]. 45
4.5 Chức năng, nhiệm vụ các bộ phận trong hệ thống nén Biogas. 47
4.5.1 Bộ phận cung cấp. 47
4.5.2 Bộ phận tiêu thụ. 54
5 THỬ NGHIỆM TRẠM KHÍ NÉN BIOGAS [5]. 57
5.1 Công tác chuẩn bị trước khi vận hành. 57
5.2 Quy trình vận hành trạm khí nén. 57
5.2.1 Quy trình khởi động nén. 57
5.2.2 Quy trình ngừng nén. 57
5.3 Các sự cố thường gặp, nguyên nhân và cách giải quyết 58
5.4 Yêu cầu khi vận hành hệ thống nén khí cao áp [4]. 60
5.5 Kết quả thử nghiệm 60
6 ĐÁNH GIÁ MÁY NÉN VÀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN [4]. 61
6.1 Năng suất của máy nén. 61
6.1.1 Đánh giá năng suất của máy nén. 61
6.1.2 Phương pháp đánh giá năng suất đơn giản thực hiện ngay tại chỗ. 61
6.2 Hiệu suất máy nén. 62
6.2.1 Hiệu suất đẳng nhiệt 62
6.2.2 Hiệu suất thể tích. 63
6.2.3 Hiệu suất cơ học. 63
6.3 Đánh giá mức tổn thất phân phối trong hệ thống khí nén. 64
6.3.1 Những bộ phận rò rỉ và hậu quả của việc rò rỉ 64
6.3.2 Các bước định lượng rò rỉ tại chỗ đơn giản. 65
7 KẾT LUẬN 67