Análisis de la contaminación y degradación del aceite lubricante y el desgaste de un motor de ciclo Otto alimentado con biogás

Análisis de la contaminación y degradación del aceite lubricante y el desgaste de un motor de ciclo Otto alimentado con biogás.

ABSTRACTO. El creciente despliegue de biodigestores para el tratamiento de residuos en granjas y el uso del biogás generado en la producción de energía han puesto de relieve la necesidad de conocer la influencia de este combustible en motores de combustión interna. Este estudio tuvo como objetivo analizar la influencia del biogás filtrado en la contaminación y degradación del aceite lubricante, así como el desgaste y la corrosión del motor. Muestras de aceite lubricante se recopilaron cada 75 horas de funcionamiento del motor (EOH) y luego se correlacionaron entre sí y con un muestra de aceite nuevo, determinando los elementos presentes en el biogás que contribuyen al aceite lubricante contaminación y degradación, así como el rendimiento del aceite lubricante en el curso de EOH y motor vestir. Los resultados demuestran que el sulfuro de hidrógeno afecta el rendimiento del aceite lubricante y del motor. Entre los metales, observamos que la concentración de cobre excedió el límite máximo recomendado en la literatura. En cuanto a los aditivos, la variación en las concentraciones de magnesio impactado en el rendimiento del lubricante. Al monitorear la calidad del aceite lubricante pudimos extender el aceite del motor intervalo de cambio de este estudio en un 50%, lo que resultó en un ahorro del 33,3% en el costo de lubricante por hora trabajó.

Introducción.

El biogás, que se compone principalmente de metano y dióxido de carbono, es un compuesto que también se presenta en su composición impurezas y otros gases tales como sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre y vapor de agua en cantidades que varían según la biomasa utilizada, factores climáticos, dimensiones del digestor y otros circunstancias (Cervi, Esperancini y Bueno, 2010). Motores de combustión interna que no tienen gas Los procesos de limpieza sufren especialmente por su rapidez degradación debida a la presencia de vapor de agua y gas de sulfuro de hidrógeno. Estos gases pueden causar corrosión en varias partes del motor, desgaste de piezas móviles y posible aceite lubricante contaminación. Otro gas típicamente presente en biogás y perjudicial para el rendimiento del motor es dióxido de carbono, que actúa como agente antidetonante durante la combustión.

La reducción de su contenido se puede realizar con un lavado de biogás (en disolventes o agua) y posterior secado, actuando también en la reducción del contenido de vapor de agua. El poder calorífico del biogás natural oscila entre 5.000 a 7.000 Kcal m-3, mientras que el biometano (altamente biogás filtrado) puede alcanzar hasta 12.000 Kcal m-3 (Silva y Albino, 2015). Biometano con 90% El metano tiene características similares al GNC (Souza Y Schaeffer, 2010). Según Mannarino (2005),

El gas natural, cuando se utiliza en automóviles, autobuses y camiones, es llamado gas natural para vehículos y es ventajoso en respecto al costo por milla. Como está seco, no Causar depósitos de carbón en las partes internas del motor, aumentando su ciclo de vida y el intervalo de aceite cambio, reduciendo significativamente los costos de mantenimiento. El biogás se puede utilizar como combustible para diésel y Otto Motores de ciclo.

El uso de biogás en el ciclo del diésel. Motores se logra mediante el uso de dos tecnologías: el conversión de diésel a ciclo Otto y biocombustible conversión (diésel y biogás). Al-Qarallah (2014) establece que en operación de combustible dual en ciclo diésel motores, el biogás se introduce junto con el aire en el etapa de admisión, y el encendido se efectúa mediante un pequeño diésel inyección piloto para proporcionar encendido por compresión, por lo tanto iniciando la combustión del gas que es admitido en el cilindro a través del colector de admisión. Está ventajoso por no necesitar ningún motor modificaciones.

El proceso de conversión de diésel a Otto El ciclo consiste en la sustitución de toda la inyección diésel. Sistema con un sistema de carburación de gas a la entrada aire y también un sistema eléctrico con bujías para ignición, que ocurre por chispa eléctrica. Debido a la cambios necesarios en el proceso de conversión de diésel a ciclo Otto, pérdida de potencia y motor rendimiento puede ocurrir (Souza, Pereira, Nogueira, Y Pavan, 2004). Pero incluso si esto es lo más método complicado, Suzuki, Fernandes, Faria y Vidal (2011) cree que este es el tipo de motor para uso con biogás.

Los aceites lubricantes son responsables de la disminución de fricción y consecuentemente en el desgaste del motor, así como para la limpieza de residuos de combustión y residuos provocados por el desgaste de los componentes. La eficiencia del lubricante puede verse disminuida por el uso severo del motor y por contaminantes, como agua, polvo (sílice), combustibles y combustión residuos. El análisis periódico del lubricante. Sirve para rastrear tanto su deterioro normal como que causada por diferentes tipos de contaminación, trabajando como indicativo de mantenimiento preventivo (Corrêa, Maziero y Storino, 2011).

Como el lubricante del motor es un indicador de desgaste causado por las condiciones de trabajo y la calidad del combustible y oxidante, el presente estudio tiene como objetivo evaluar la Influencia del uso de biogás filtrado en el lubricante. Contaminación y degradación del aceite, así como en desgaste y corrosión del motor.

Material y métodos

El experimento se llevó a cabo en un ave de corral. Finca ubicada en la ciudad de São Miguel do Iguaçu, Estado de Paraná, Brasil. El grupo electrógeno utilizado está hecho por el Grupo Fockink y consiste en un convertido Motor de ciclo Otto de MTU Onsite Energy de Brasil Ltda. (Mercedes-Benz), modelo OM447, 6 cilindros, 117,8 kW de potencia, acoplado a un generador WEG, modelo GTA251ALHD, 139 kVA de potencia, operando a 1800 RPM, 220 voltios de tensión, 292 amperios de corriente, Frecuencia de 60 Hz y φ 0,80 cos. El biogás medio el consumo del motor es de 60 m3 hora-1 en su totalidad carga. El volumen total de lubricante en el sistema del motor es de 28,5 L. El biogás se filtró previamente para reducir las concentraciones de dióxido de carbono, hidrógeno sulfuro, dióxido de azufre, vapor de agua y otros impurezas. Los filtros también son fabricados por Fockink. Agrupan y están llenos de polvo de hierro. Usamos un lubricante Petrobas, modelo Extra Turbo 15w40, que cumple con los criterios de la API Especificaciones CG-4 / SJ y MB 228.1. El fockink Group y MTU Onsite Energy recomendaron el cambio de lubricante y filtro para este motor en 250 EOH. Debido a los beneficios del uso de naturales gas vehicular y su similitud con el biogás purificado que propuso la posibilidad de ampliar el intervalo de cambio de aceite lubricante cuando se utiliza biogás como combustible, con muestreo en intervalos de 75 EOH para un total período de 525 EOH para la primera etapa de muestreo.

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