Недостатки и преимущества газообразного топлива: Плюсы и минусы использования газового топлива в автомобилях | Обслуживание | Авто
Плюсы и минусы, а также особенности всех видов топлива (энергоносителя) для котлов отопления домов и квартир
Из за особенностей производства нижеперечисленных видов топлив, их скорость сгорания и объем выделяемого тепла (т.е. теплотворная способность или удельная теплота сгорания) может крайне сильно отличаться друг от друга. Например, различия в теплотворной способности дров из берёзы и ели могут составить более 30%.
Поэтому «плюсы и минусы» приведённые ниже по тексту, представлены исключительно в качестве сравнительного примера и не могут достоверно отражать эффективность того или иного вида топлива. Просим обратить на это особое внимание и перед окончательным решением более тщательно изучить тот или иной вид топлива самостоятельно.
Также хотим отметить, что расчёты стоимости расходов на отопление приведены исключительно в ознакомительных целях. Во всех современных котлах, в технической документации указывается особенности и расходы топлива, которые приближена к максимально достоверной и именно на них стоит опираться при принятии окончательного решения.
Итак, начнем, как правило на практике принято использовать следующие виды топлив:
Природный газ — это смесь газов, которые образуются под землей во время разложения органических веществ, поэтому он является полезным ископаемым.
При 101,325 кПа и 20 °C природный газ обретает газообразное состояние, из за чего, как правило, природный газ под недрами земли находится в газообразном состоянии, т.е. в виде отдельных скоплений, газовых залежей. Но также он встречается в виде газовых шапок нефтегазовых месторождений или в растворённом состоянии, например, в нефти или воде. 92-98 % природного газа составляет метан (Ch5), при этом в его состав также могут входить более тяжёлые углеводороды, такие как, этан (C2H6), пропан (C3H8), бутан (C4h20) и другие неуглеводородные вещества, такие как, водород (h3), сероводород (h3S), диоксид углерода (СО2), азот (N2), гелий (Не).
Стоит упомянуть, что природный газ, в чистом виде, не имеет никакого запаха и цвета, что повышает риск отравления при его утечке. Для того, чтобы определить источник утечки газа специалисты начали добавлять в него специальные вещества — одоранты, например, этилмеркаптан, который имеет сильный неприятный запах гнилой капусты, прелого сена и тухлых яиц.
Низкое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании.
Низкая стоимостьПо сравнению с другими видами топлив, газ является наиболее дешёвым видом топлива, с учётом затрат на транспортировку, хранение и сопутствующих трудозатрат.
Высокая теплотворностьВысокая теплотворная способность по сравнению с другими видами топлив.
При наличии газовой магистрали, когда газовые трубы уже подведены к вашему дому с улицы – вам всего лишь остаётся их подключить к котлу и больше не беспокоиться о пополнении топлива. Но при отсутствии газовой магистрали вы будете вынуждены закупать газ с помощью газовых баллонов (газгольдеров) по 50 литров, которые в свою очередь необходимо будет менять каждые 1-2 сутки.
ТрудозатратыПри наличии газовой магистрали трудозатраты минимальны. При отсутствии газовой магистрали вам придётся позаботиться о транспортировке, хранении и замене газовых баллонов.
Складское помещениеПри отсутствии газовой магистрали вам придётся выделить помещения для хранения газовых баллонов. Для создания автономной системы отопления, снижения трудозатрат и исключения отдельного складского помещения следует установить газгольдеры больших объёмов, под землёй, и наполнять их перед началом сезона отопления.
ДымоходЕсли у котла камера сгорания открытая, то для отвода отработавших газов потребуется монтаж полноценной системы дымоотвода, а если камера сгорания закрытая, то достаточно будет коаксиального дымохода.
Опасность для окружающихЕсли у газовых котлов камера сгорания открытая, то определённое количество отработавших газов могут попасть в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от газовых котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов виден к минимуму.
Все газовые котлы с закрытой камерой сгорания нуждаются в постоянном электропитании, в отличие от газовых котлов с открытой камерой сгорания.
Минусы ВзрывоопасностьВысокая вероятность взрыва при нарушении техники безопасности, эксплуатации, монтажа и обслуживания.
Сложность монтажаВ связи с высокой взрывоопасностью, для монтажа системы отопления требуются соответствующие разрешающие документы и квалифицированные сотрудники.
Отдельное пространствоУ помещения, в котором будет расположен газовый котёл, повышается уровень пожароопасности и взрывоопасности, что накладывает определённые ограничения при проектировании дома.
ШумПо сравнению с электрическими котлами газовые котлы создают шум при работе.
Стоимость монтажаВысокая стоимость монтажа для создания автономной системы отопления, при отсутствии газовой магистрали.
РАСЧЕТ СТОИМОСТИ РАСХОДОВ НА ГАЗ
Чтобы рассчитать расход газа на отопление необходимо воспользоваться следующей формулой:
V = Q / (n/100 х q)
- Q – это тепловая нагрузка на отопление (кВт/ч), для примера расчета возьмем 24 кВт/ч.
- q – это теплотворная способность газа (кВт/м³), которая зависит от марки поставляемого газа. Чтобы узнать какой именно марки газ используется в вашем доме или участке рекомендуем обратиться непосредственно в вашу газоснабжающую компанию.
- n – коэффициент полезного действия (КПД) газового котла, выраженный в процентах. Он указан в паспорте котла.
Для примера выберем котёл – Лемакс Премиум 35 В. Данный котёл был выбран из за технический показателей мощности, её значение очень близок к значению тепловой нагрузки для дома с 300 м3, а именно 24 кВт/ч. Также стоит отметить высокий показатель КПД в 90%. Чтобы мощности котла хватило для отопления дома даже в самые сильные морозы рекомендуется брать с запасом в 30%. Для цели расчёта возьмём газ G20 с низкой теплотворной способностью, а именно Hi = 9,5 кВтч/м.
Теперь подставляем все значения в формулу и рассчитываем:
V = 24 / (90,0 / 100 × 9,5) = 2.5 м³/ч.
Таким образом, для отопления 300 м3 в сутки понадобится 60 м3 газа. А на отопительный сезон, это получается 183 дня (с 15 октября по 15 апреля) с учётом колебаний температуры, понадобится:
(60 м3 (суточное потребление газа) х 183 дней (отопительный сезон)) / 2 (с учётом колебаний температуры) = 5490 м3
Твердое топливо — это горючие вещества, в составе которых преобладает углерод.
К ним относятся вещества, обладающие свойствами сыпучего тела, позволяющие добывать, складировать и перемещать их с помощью общеизвестных механических систем и транспортных устройств.Твердое топливо бывает естественным, т.е. природным, например, древесина, торф, сланец и т.д., а также искусственным, например, древесный уголь, кокс, полукокс и т.д.
2.1 ДРОВА
Дрова — один из самых доступных видов твердого топлива. Существует огромное количество пород деревьев, которые могут использоваться для целей отопления.
ПЛЮСЫ Высокая теплотворностьВысокая теплотворная способность по сравнению с другими видами топлив.
Экологическая безопасностьНизкое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании.
В отличие от других видов топлив.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Отсутствие взрывоопасностиВ отличие от газа.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
ЭнергонезависимостьНе требуется подключение электропитания.
Нейтрально: Высокие трудозатратыПрежде чем дрова пойдут в отопление их необходимо пилить, колоть, дать просохнуть в течение года или двух в соответствующем помещении. Альтернативным вариантом является покупка уже готовых дров, что в свою очередь увеличит их стоимость.
СтоимостьПокупка не обработанных дров может существенно сократить расходы, при этом повысятся трудозатраты на последующую обработку.
Минусы Отсутствие автономностиНеобходимо постоянно вручную пополнять котёл топливом, а также периодически обслуживать его, очищая от золы и т.д.
Опасность для окружающихУ котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
При ненадлежащем хранении дрова могут намокнуть, что снизит теплотворную способность, соответственно требуется наличие помещения, защищённого от воздействия атмосферных осадков.
Складское помещениеВ зависимости от нужд и объёмов отопления может возникнуть потребность в просторном помещении для складирования дров на зиму.
Полноценная система дымоотводаТребуется монтаж дымохода.
2.2 ЕВРОДРОВА
Евродрова (брикеты) — спрессованные в форме полена или кирпичика отходы деревообрабатывающего производства, пищевой промышленности или сельского хозяйства, где в качестве клеящего состава используется природный полимер — лигнин.
ПЛЮСЫ Высокая теплотворностьВысокая теплотворная способность по сравнению с другими видами топлив.
Экологическая безопасностьНизкое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании.
Низкая зольность и отсутствие серыВ отличие от других видов топлив.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Отсутствие взрывоопасностиВ отличие от газа.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
ЭнергонезависимостьНе требуется подключение электропитания.
Низкие трудозатратыВ отличие от традиционных дров, евродрова не нужно пилить, колоть, давать просохнуть в течение года или двух в соответствующем помещении. Наоборот, чем свежее топливо, тем лучше, т.к. со временем они могут набирать избыточную влагу, что отрицательно скажется на теплотворной способности.
Нейтрально: Отсутствие автономностиНеобходимо постоянное вручную пополнять котел топливом. Альтернативным вариантом является монтаж дополнительной системы автоматической подачи топлива в котёл, но в таком случае стоимость и сложность монтажа повыситься. Также не стоит забывать о необходимости периодического обслуживания, чистки от золы и т.д.
Минусы Опасность для окружающихУ котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
Высокие требования к хранению топливаПри ненадлежащем хранении топливо может намокнуть, что снизит теплотворную способность, соответственно требуется наличие помещения, защищённого от воздействия атмосферных осадков.
Складское помещениеВ зависимости от нужд и объёмов отопления может возникнуть потребность в просторном помещении для складирования топлива на зиму.
Полноценная система дымоотводаТребуется монтаж дымохода.
2.3 ТОПЛИВНЫЕ ГРАНУЛЫ (ПЕЛЛЕТЫ)
Топливные гранулы (пеллеты) — спрессованные в форме гранулов отходы деревообрабатывающего производства, пищевой промышленности или сельского хозяйства. Отличительной особенностью гранул является большая плотность и меньшая влажность по сравнению со стандартными дровами и евродровами, при этом теплоотдача остаётся на таком же уровне.
Минусы и плюсы такие же как у евродров, кроме отсутствия автономности. При желании и наличии средств существует возможность монтажа автономной системы отопления, когда топливо будет поступать в котел автоматически, по мере сгорания.
2.4 ОПИЛКИ И ЩЕПА
Опилки и щепа — измельчённые отходы деревообрабатывающего производства, пищевой промышленности или сельского хозяйства. В отличие от евродров и гранул они не прошли какую-либо обработку, соответственно у них низкая плотность и большая влажность. Но отсутствие обработки в разы удешевляет их стоимость.
Минусы и плюсы такие же как у едродров и топливных гранул, кроме отсутствия автономности. При желании и наличии средств существует возможность монтажа автономной системы отопления, когда топливо будет поступать в котёл автоматически, по мере сгорания.
2.5 УГОЛЬ
Уголь — это осадочная порода растительного происхождения, состоящая из горючего углерода и прочих химических элементов. Чем «старше» порода, тем меньше в ней влаги и больше теплотворная способность.
ПЛЮСЫ Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Отсутствие взрывоопасностиВ отличие от газа.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
ЭнергонезависимостьНе требуется подключение электропитания.
Низкая стоимостьВ отличие от других видов топлив.
Минусы Низкая теплотворностьПо сравнению с жидким топливом и газом.
Огромный вред окружающей средеПо сравнению с другими видами топлив.
Наличие угольная пылиЗагрязняющей помещение.
Полноценная система дымоотводаТребуется монтаж дымохода.
Наличие серыРазрушающая котёл.
Складское помещениеВ зависимости от нужд и объемов отопления, а также из за наличия угольной пыли требуется просторное помещение для складирования топлива на зиму.
Опасность для окружающих.У котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
Отсутствие автономности.Необходимо постоянное вручную пополнять котел топливом. Также не стоит забывать о необходимости периодического обслуживания, чистки от золы и т.д.
2.6 ТОРФ
Торф — является природным материалом, который образуется в болотной местности. Поэтому в нем довольно высоких % воды и его нужно просушить. После сушки, сухой торф крайне легко крошится, из за чего он становиться неудобным для использования. Поэтому его перемешивают с опилками и прессуют в различные формы.
ПЛЮСЫ Экологическая безопасностьНизкое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании
Низкая стоимостьВ отличие от других видов топлив.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Отсутствие взрывоопасностиВ отличие от газа.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
ЭнергонезависимостьНе требуется подключение электропитания.
Минусы Отсутствие автономностиНеобходимо постоянное вручную пополнять котел топливом. Также не стоит забывать о необходимости периодического обслуживания, чистки от золы и т.д.
Низкая теплотворностьПо сравнению с жидким топливом и газом.
Опасность для окружающихУ котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
Высокие требования к хранению топливаПри ненадлежащем хранении топливо может вспыхнуть.
В зависимости от нужд и объёмов отопления может возникнуть потребность в просторном помещении для складирования топлива на зиму.
Полноценная система дымоотводаТребуется монтаж дымохода.
РАСЧЕТ СТОИМОСТИ РАСХОДОВ НА ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО
Для примера расчёта расходов на твёрдое топливо возьмем дрова из древесины, у которого теплотворная способность равна 2716. Расчёт будет осуществлять по упрощённой формуле:
V = 24 * Q / (q * 0,01КПД)
- 24 – количество часов в сутки;
- V – количество топлива в сутки;
- Q – тепловая нагрузка (киловатт-час), необходимая для отопления 300 м2;
- q – теплотворная способность 1 кубического метра леса (кВт/м3), в нашем случае 2716;
- КПД – коэффициент полезного действия (%) котла, для примера возьмем 80%.
V = 24*24/(2716*0,8) = 0,26 м3
Таким образом, для отопления 300 м3 в сутки понадобится 0,26 м3 дров. На отопительный сезон, а это получается 183 дня (с 15 октября по 15 апреля) с учетом колебаний температуры, понадобится:
(0,26 м3 (суточное потребление газа) х 183 дней (отопительный сезон)) / 2 (с учетом колебаний температуры) = 24 м3.
Жидкое топливо – это смесь различных углеводородов, молекулы которых соединены в очень длинные цепочки, благодаря такому соединению топливо приобретает жидкое агрегатное состояние. Для достижения максимальной эффективности сжигания жидкое топливо рекомендуется распылять в виде мельчайших частиц в камере сгорания и только после этого перемешивать с воздухом. Основной минус жидкого топлива — угроза низких температур, нужно хранить при положительной температуре.
3.1 ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО
Дизельное топливо (солярка) – это нефтепродукт, состоящий из смеси углеводородов, которые получают методом перегонки и отбора из них определенных фракций. Сейчас ДТ широко применяется в качестве горючего для ДВС сельскохозяйственных и строительных машин, тепловозов, судов, легковых авто.
ПЛЮСЫ Высокая теплотворностьВысокая теплотворная способность по сравнению с твердым топливом.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
Нейтрально: АвтономностьПри желании и наличии средств существует возможность монтажа автономной системы отопления, когда топливо будет поступать в котел автоматически, по мере сгорания.
Опасность для окружающихУ котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
Минусы Экологический вредВысокое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании.
Высокие требования к хранению топливаПри ненадлежащем хранении топливо может вспыхнуть.
Складское помещениеВ зависимости от нужд и объёмов отопления может возникнуть потребность в просторном помещении для складирования топлива на зиму.
Высокая стоимостьПо сравнению с другими видами топлив.
Наличие запаха и шума работыПо сравнению с другими видами топлив.
3.2 МАЗУТ
Мазут — относительно бюджетный вид топливо, который получают из продуктов переработки нефти и газоконденсатного сырья, либо в результате вторичных процессов их переработки. Мазут состоит из углеводородов (с молекулярной массой от 400 до 1000 г/моль), нефтяных смол (с молекулярной массой 500—3000 и более г/моль), асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca).
ПЛЮСЫ Высокая теплотворностьВысокая теплотворная способность по сравнению с твердым топливом.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Малое содержание золыВ районе 0,3-0,5%.
Нейтрально: АвтономностьПри желании и наличии средств существует возможность монтажа автономной системы отопления, когда топливо будет поступать в котел автоматически, по мере сгорания.
Опасность для окружающихУ котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
Минусы Нестабильный состав мазутаОт близкого к нефти до высоковязких крекинг-остатков, что приводит к закоксовыванию и затягиванию процесса горения.
Экологический вредВысокое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании.
Складское помещениеВ зависимости от нужд и объёмов отопления может возникнуть потребность в просторном помещении для складирования топлива на зиму.
Высокая стоимостьПо сравнению с другими видами топлив.
Наличие запаха и шума работыПо сравнению с другими видами топлив.
Высокое содержание серыВ районе 3,5%.
Высокая температура застыванияВ районе +(25-30 °С).
3.3 БОИТОПЛИВО
Биотопливо — это горючая смесь, созданная из растительного или животного сырья, например, соевых семян, сахарного тростника, а также различных органических отходов. К биотопливам относятся биоэтанол, биометанол, биобутанол, демитиловый эфир, биодизель.
ПЛЮСЫ Высокая теплотворностьВысокая теплотворная способность по сравнению с твердым топливом.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Экологическая безопасностьНизкое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
Нейтрально: АвтономностьПри желании и наличии средств существует возможность монтажа автономной системы отопления, когда топливо будет поступать в котел автоматически, по мере сгорания.
Опасность для окружающихУ котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
Минусы Высокая стоимостьПо сравнению с другими видами топлив.
Высокие требования к хранения топливаПри ненадлежащем хранении топило может вспыхнуть.
Складское помещениеВ зависимости от нужд и объёмов отопления может возникнуть потребность в просторном помещении для складирования топлива на зиму.
3.4 ОТРАБОТАННОЕ МАСЛО
Отработанное масло — это использованное по назначению гидравлическое, трансмиссионное, трансформаторное масло, а также масло растительного происхождения.
ПЛЮСЫ Высокая теплотворностьВысокая теплотворная способность по сравнению с твердым топливом.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Отсутствие взрывоопасностиВ отличие от газа.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
Нейтрально: АвтономностьПри желании и наличии средств существует возможность монтажа автономной системы отопления, когда топливо будет поступать в котел автоматически, по мере сгорания.
Опасность для окружающихУ котлов с открытой камерой сгорания существует риск попадания отработавших газов в комнату, в которой находится котёл, что может привести к отравлению угарным газом у окружающих людей. В отличие от котлов с закрытой камерой, где вероятность попадания отработавших газов сведён к минимуму.
Минусы Дополнительные расходыНа фильтрацию перед использованием и на переоборудование котла на отработанное масло
Высокие требования к хранения топливаПри ненадлежащем хранении топило может вспыхнуть.
Складское помещениеВ зависимости от нужд и объёмов отопления может возникнуть потребность в просторном помещении для складирования топлива на зиму.
Высокая стоимость топливаПо сравнению с другими видами топлив.
РАСЧЕТ РАСХОДОВ НА ЖИДКОЕ ТОПЛИВО
Для примера расчёта расходов на отопление возьмём дизельное топливо (солярка). Приблизительный расход солярки в час работы котла можно найти умножив 0,1 на мощность котла по паспорту. Например, если для отопления 300 м3 мы выбрали котел мощностью 25 кВт, то в час он будет потреблять 0,1*25 = 2,5 литров солярки.
Таким образом, для отопления 300 м3 в сутки понадобится:
2,5 л (расход в час) * 24 (часов в сутках) = 60 литров солярки.
На отопительный сезон, а это получается 183 дня (с 15 октября по 15 апреля) с учётом колебаний температуры, понадобится:
(60 л (суточное потребление солярки) х 183 дней (отопительный сезон)) / 2 (с учётом колебаний температуры) = 5490 литров.
Электричество – это совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. А электрический заряд это свойство тел, проявляющееся прежде всего в способности создавать вокруг себя электрическое поле и посредством него оказывать воздействие на другие заряженные тела.
Если простыми словами, то электричество – это когда заряженные частицы, назовем их зарядами, перемещаются в каком-то определенном направлении с помощью сил электрического поля.
ПЛЮСЫ Высокий КПДПо сравнению с другими видами топлив.
Независимость от магистральных коммуникацийВ отличие от газа.
Отсутствие взрывоопасностиВ отличие от газа.
Дешевизна и простата монтажа системы отопленияНе требуются разрешающие документы, в отличие от газа, и квалифицированные сотрудники.
Автономная системаНе требуется постоянное обслуживание котла и пополнение топливом.
Экологическая безопасностьНизкое количество выбросов вредных веществ в атмосферу при сгорании.
Безопасность для окружающихОтсутствуют отработавшие газы.
Отсутствие трудозатратБлагодаря автономной системе.
Отсутствие шума и посторонних запаховВ отличие от других видов топлив.
Не требуется отдельное помещениеДля установки котла и хранения топлива.
Минусы Низкая теплотворностьПо сравнению с другими видами топлив.
Высокая стоимость электроэнергийПо сравнению с другими видами топлив.
Высокая энергозависимостьКрайне высокая зависимость от электропитания.
Преимущества и недостатки применения газового топлива
Вместе с тем подобная система питания при работе на СПГ не позволяет реализовать преимущества газа как высокооктанового топлива. В этом случае степень сжатия двигателя и, следовательно, топливная его экономичность определяются октановым числом бензина А-76. Перевод бензинового двигателя на питание СПГ при неизменной степени сжатия снижает максимальную его мощность на 15—20%- Применение специальных конструкций газовых двигателей со степенью сжатия 8,0 позволяет повысить мощность двигателя на 12%, а также уменьшить расход топлива и повысить запас хода на 10% по сравнению с показателями двигателя со степенью сжатия 6,5.
Высокие детонационные свойства газового топлива обеспечивают эффективную работу газодизельных двигателей при неизменной степени сжатия. Номинальная мощность двигателя КамАЗ-7409 в газодизельном и дизельном режимах одинакова. Это обеспечивает практически неизменные тягово-скоростные качества автомобиля при использовании СПГ.
Применение СНГ и СПГ в качестве моторного топлива позволяет существенно снизить токсичность ОГ по основным контролируемым параметрам: окиси углерода (СО) в 3—4 раза, окислам азота (NOx) в 1,2—2,0, углеводородам (СН) в 1,2—1,4 раза. В ОГ газобаллонного автомобиля не содержатся вредные соединения свинца. Это заметно снижает суммарную их токсичность. Необходимыми условиями снижения токсичности ОГ газовых двигателей являются правильная регулировка и нормальное функционирование системы подачи газового топлива. Дымность ОГ газодизельного двигателя в режиме свободного ускорения при работе на газодизельной смеси в 2—4 раза ниже, чем при работе на дизельном топливе.
В зависимости от режима работы газового двигателя снижение шума в сравнении с карбюраторным двигателем составляет 8—9 дБ. Это имеет важное социальное значение, особенно в условиях интенсивного городского движения. Работа двигателя на газодизельной смеси позволяет снизить уровень шума на 3—8 дБ.
К важным преимуществам газового топлива следует отнести и относительно невысокую его стоимость. Отпускная цена газового топлива, эквивалентного по теплосодержанию жидкому топливу, примерно в 2 раза меньше стоимости бензина.
Межремонтный пробег газового двигателя в 1,5 раза выше по сравнению с бензиновым, так как он работает в более благоприятных условиях. Срок службы свечей зажигания у газового двигателя на 40% больше по сравнению с бензиновым. Вместе с тем в газовых двигателях быстрее изнашиваются седла и клапаны.
Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндра. Это улучшает условия смазки трущейся пары гильза — верхнее поршневое кольцо. Одновременно с этим газовое топливо практически не дает лаковых отложений и нагарообразования в самом двигателе и в системе питания. Отсутствие разжижения моторного масла и уменьшение его загрязнения позволяют в условиях эксплуатации увеличить в 1,5—2 раза интервалы смены моторного масла, масляных фильтров, а также реже проводить по этой причине регулировки элементов и систем двигателя. Расход моторного масла в эксплуатации уменьшается на 10—12% по сравнению с бензиновыми двигателями.
Наряду с положительными качествами перевод автомобилей на питание СНГ или СПГ связан с рядом недостатков.
Газовый баллон находится под высоким избыточным давлением. Это требует соблюдения более строгих мер безопасной эксплуатации газобаллонных автомобилей. Недостаточно высокая надежность газовой аппаратуры по сравнению с бензиновой системой питания требует более сложных конструктивных и технологических решений. Это сопровождается более высокой стоимостью газовой аппаратуры, составляющей 21—27% от общей стоимости автомобиля. Из-за увеличения стоимости газобаллонного оборудования и его монтажа на автомобиле амортизационные отчисления возрастают на 11 —12%.
Металлоемкость газобаллонных автомобилей при использовании СНГ увеличивается на 65—150 кг, а при использовании СПГ — на 400—950 кг. В зависимости от числа и массы грузовых баллонов высокого давления грузоподъемность автомобилей снижается на 14—18%.
Более высокой квалификации обслуживающего персонала требуют техническое обслуживание и текущий ремонт (ТО и TP) газобаллонных автомобилей. Трудоемкость ТО и TP при использовании СНГ увеличивается на 3—5%, а при использовании СПГ — на 12—15%. Недостаточная приспособленность газовой аппаратуры к ее контролированию и проведению диагностических работ сопровождается увеличением материальных затрат на ТО и TP газобаллонной аппаратуры до 16%.
Коэффициент использования пробега газобаллонных автомобилей при работе на СПГ на 8—13% меньше по сравнению с однотипными бензиновыми. Это в определенной мере объясняется недостаточным числом АГНКС и значительным удалением их от автотранспортных предприятий (АТП). При использовании СПГ пробег автомобиля на одной заправке газом сокращается до 200-—250 км (вместо 450—500 км у бензиновых автомобилей).
Газобаллонные автомобили из-за повышения трудоемкости ТО и TP, отсутствия необходимой номенклатуры, запасных частей и других причин простаивают в настоящее время несколько больше по сравнению с бензиновыми модификациями.
Годовая производительность газобаллонных автомобилей при использовании СПГ на городских перевозках по сравнению с бензиновыми модификациями уменьшается на 14—16%. Из-за повышения эксплуатационных затрат себестоимость транспортной работы газобаллонных автомобилей по сравнению с бензиновыми возрастает.
Газобаллонные автомобили наиболее эффективны на внутригородских перевозках при обслуживании предприятий торговли, быта, связи и других учреждений, когда характер перевозимых грузов не позволяет полностью использовать максимальную грузоподъемность бензиновых автомобилей. Коэффициент использования грузоподъемности газобаллонных автомобилей в данном случае возрастает.
Для поддержания надежности газобаллонных автомобилей на необходимом уровне повышают единовременные капитальные вложения в производственно-техническую базу АТП на 4—5%.
По пусковым качествам при температуре окружающего воздуха не ниже —5 °С газовые двигатели не отличаются от бензиновых. При более низких температурах пуск холодного двигателя на газе вызывает затруднения.
Снижение мощности двигателя при использовании СПГ сопровождается ухудшением следующих тягово-динамических и эксплуатационных характеристик автомобилей:
— максимальная скорость движения уменьшается на 5—10%;
— продолжительность разгона до скорости 60 км/ч увеличивается на 30—42%;
— продолжительность разгона на участке длиной 1 000 м увеличивается на 9—12%;
— предельные углы преодолевамых подъемов уменьшаются на 30—40%.
Скорость движения автопоездов КамАЭ-53208 и КамАЭ-53218 при использовании газодизельного и дизельного процессов практически одинакова.
Дозаправка газобаллонных автомобилей в пути может осуществляться с помощью передвижных газозаправщиков, газобаллонных прицепов, дополнительных аккумуляторов газа и т. п.
Газовое топливо — 1 аргумент за и 9 против — журнал За рулем
Газ дешевле бензина. Что плюс. Но недостатки этого топлива способны перечеркнуть даже выигрыш в деньгах.
Материалы по теме
Любители газового топлива взахлеб готовы рассказывать о его преимуществах перед прочими видами топлива. Основной аргумент «за» очевиден: сегодня цены на газ почти на 80% ниже бензино-соляровых. Однако же айсберг — это не только его торчащая макушка. И если заглянуть поглубже, то набегут следующие доводы «против».
- Регистрация. Режим типа «Купил и установил» сегодня не работает: владельцу переделанного под газ автомобиля предстоит хождение по инстанциям, которые должны узаконить его переделки. А это — время, нервы и деньги.
- Игра не стоит свеч. Конечно, переход на более дешевое топливо должен себя оправдать финансово. Но это происходит только при солидных пробегах автомобиля — например, в режиме такси. Дачник, который несколько раз в году ездит туда-сюда, не отобьет затраты никогда.
- Не продать! Когда захотите расстаться с машиной, то сразу увидите: желающих приобрести ее за хорошие деньги не найдется. И не пытайтесь скручивать одометр: все прекрасно понимают, что «газовую» машину всю жизнь гоняли в хвост и в гриву, а потому ее пробег не может быть маленьким. Снимать перед продажей газовую аппаратуру тоже глупо: следы всегда остаются. А сегодня это просто бессмысленно: по документам-то она числится как переделанная под газ! Так что снижайте цену — и сильно!
- Губим двигатель. Что бы там ни говорили любители газового топлива, а наш опыт показывает: в моторе, переведенном на газ, подгорают седла и клапаны. Готовьтесь к ремонту!
- Нет заправок. Заправки, конечно, есть, но их настолько мало, что их как бы и нет. И если обладатель бензинового авто всегда имеет выбор, где и почем заправиться, то владелец газовой машины свободы действий не имеет.
- Вонь. Все газовые машины, извините, воняют. Даже если их владельцы придерживаются иного мнения.
- Паркинги. Ни в один приличный подземный паркинг вас больше не пустят — и правильно сделают. Пропан-бутан любит скапливаться где-то внизу, а это чревато катастрофой.
- Гарантия. Переоборудованный для езды на газе автомобиль лишится гарантии по многим узлам и агрегатам. Вследствие этого на газ переводят преимущественно неновые машины.
- Багажник. Нормального багажника у вас больше не будет: в нем поселится огромный баллон. Отныне поклажу будете возить в салоне… Ну или ездить без запаски, но с тороидальным баллоном.
Всех, желающих продолжить или оспорить наш перечень, приглашаем высказаться.
Есть вопросы? Задавайте! [email protected]
Наше новое видео
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!
За рулем на Яндекс.ДзенПреимущества природного газа перед другими видами топлива и его недостатки
Многих интересует вопрос – какие преимущества природного газа перед другими видами топлива? Вообще, природный газ – это распространенное полезное ископаемое, активно применяемое человеком в качестве топлива для электростанций, котельных, предприятий и автотранспорта, а также для бытовых нужд. Другое направление его использования – получение синтетических полимеров. Чем природный газ лучше нефтепродуктов, знают практически все. Газ считается экологически чистым видом топлива, поэтому во многих густонаселенных районах его используют в приоритетном порядке.
Основные преимущества и недостатки газа при использовании
Газ является наиболее чистым среди всех распространенных видов органического топлива. При одном и том же количестве выделенного тепла сжигание газа дает в 3 раза меньше СО2, чем при сжигании угля. Все остальные загрязнители также выделяются в гораздо меньшем количестве.
Основным недостатком газа является повышенная взрывоопасность. Периодические ЧП на угольных шахтах связаны именно со взрывами выделяющегося из угольных пластов газа. Добыча, транспортировка и использование природного газа часто сопряжены с выделением в атмосферу парникового газа метана. В то же время сжигание газа практически не дает сажи и аэрозолей.
На теплоэлектростанциях преимущества использования газа заключаются в возможности большей маневренности и регулировании производства энергии в зависимости от нужд потребителя. При этом почти не образуется твердых отходов, а потому не стоит проблема с их утилизацией, как при сжигании угля.
Преимущества природного газа перед другими видами топлив
Использование газа в качестве топлива для автомобилей имеет свои плюсы и минусы.
- Главное преимущества газового моторного топлива – это низкий уровень выбросов вредных веществ (или отсутствие такового). Это касается не только безвредного для здоровья, но вредного для климата углекислого газа, но и оксидов азота, сажи, угарного газа, свинца и других токсичных соединений. Хотя большинство российских автовладельцев не считают это преимущество главным. А зря. Ведь здоровье – это самое главное.
- Некоторые финансовые преимущества. Правда, сама установка газового оборудования стоит не дешево, но эти затраты окупятся через 10 или 20 тысяч километров езды. Газовых заправок зачастую тоже достаточно.
- Возможность комбинированного использования топлива. При заполнении бензинового и газового бака одновременно можно увеличить запас хода автомашины от 350 до 500 км. Это уменьшит зависимость от промежуточных автозаправок, где возможно низкое качество жидкого топлива. Также использование газа уменьшает расход машинного масла и износ деталей.
- Более долгий срок службы авто. Равномерное сгорание газа и малое выделение продуктов его горения снижают нагрузку на двигатель и другие части авто, что делает их более долговечными.
Минусы использования газового топлива
Помимо преимуществ природного газа перед другими видами топлива, имеются у него и недостатки:
- Некоторые сложности с заправкой автомобиля. Газовая заправка проходит несколько сложнее и дольше, чем заправка жидкими видами топлива. Плюс к этому, количество газовых заправок не столь велико, как бензиновых. Могут возникнуть также сложности с ремонтом газового оборудования (по причине нехватки специалистов).
- Уменьшение возможностей двигателя. При использовании газа мощность двигателя падает на 10-15 процентов, а скорость движения – примерно на 5 %.
- Дополнительный вес. После установки газобаллонного оборудования общий вес авто увеличивается примерно на 60 кг, а объем багажника уменьшается.
- Риск утечек. Газ более прихотлив, чем бензин, и требует к себе повышенного внимания. Важно, чтобы газовый баллон был хорошо закреплен. Если в салоне, багажнике или капоте появился запах газа, то необходимо обратиться в сервисный центр. Не рекомендуется заправка автомобиля газом, предназначенным для бытовых нужд. Также необходим контроль за давлением в баллоне и следование рекомендациям специалистов.
- Чувствительность к температуре. При температуре ниже – 10 возможны проблемы с запуском двигателя, а при слишком высокой температуре возникает риск разгерметизации.
В целом же, установка газового оборудования целесообразна при большой дальности поездок и наличии достаточного числа газозаправок в регионе.
Заключение
Таким образом, преимущества природного газа перед другими видами топлива очевидны. Однако при использовании его в двигателях внутреннего сгорания большое значение имеют и недостатки. Преимущества природного газа как топлива в основном связаны с экологией.
Переходить ли на газ? Плюсы и минусы перевода автомобиля на газовое топливо — мнение эксперта
Перевод автомобиля на газовое топливо преследует одну главную цель: сэкономить на заправках. Однако же никакого «газового ажиотажа» не наблюдается: а почему? Неужели население настолько разбогатело?
Редакция
Сначала разберемся, о каком газе идет речь. И так ли уж много его в РФ? А потом займемся арифметикой.
СНГ и СПГ
Знакомые аббревиатуры? Но содружество государств тут ни при чем: речь идет исключительно про газ. Применительно к автомобилю он бывает двух видов: сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ), который также называют компримированным (КПГ). Сжатого природного газа (метана) в нашей стране много, цена его невысока. А вот сжиженного газа (смесь пропана и бутана) у нас гораздо меньше. Однако же, приглядываясь к газовым заправкам, понимаешь, что ситуация обратная: заправок пропан-бутаном у нас довольно много, а вот сжатый надо поискать. При этом многое зависит от региона: ближе к югу газовых заправок гораздо больше, чем «на северах».
Цена газа, конечно же, зависит от спроса. Сегодня сжиженный газ стоит, грубо говоря, вдвое меньше бензина, а сжатый — примерно втрое в пересчете на километр пробега. При этом, опять-таки, ценники могут различаться по регионам. Для грубых прикидок можно ориентироваться на такие цифры: пропан-бутан — 25 р./л, метан — 17 р./м3. А бензин — примерно 46 р./л.
Арифметика
Все эти цены хороши только для тех, кто уже купил заводскую машину, предназначенную для работы на газовом топливе. А вот всех остальных ждут дополнительные расходы. Нужно приобрести комплект ГБО, установить его на автомобиль и пройти процедуру регистрации. Тем, кто выберет пропан-бутан, нужно приготовить тысяч сорок, метан обойдется тысяч в семьдесят. Напомним, также, что ГБО требует периодического обслуживания — это тоже деньги.
Считаем дальше. Пробег на газе всегда будет проигрывать бензиновым показателям по экономичности. Кроме того, прибавьте сюда лишние километры, которые вы будете наматывать в поисках нужной вам газовой заправки. Именно по этим причинам во все времена считалось, что газ — это игрушка исключительно для тех, кто ездит часто и много. Для дедушки-дачника газ категорически не нужен, а вот для предпринимателя, который ежедневно мотается по городам и весям, это нормальное решение. Для планки отсчета можно принять годовой пробег тысяч в 30‑40: если он у вас меньше, то не связывайтесь, если такой или больше — можно попробовать.
Есть еще одна скрытая проблема. Многие покупатели автомобилей, еще не успев купить машину, начинают прикидывать: а дорого ли я ее продам? Так вот, наличие ГБО — это серьезный минус в глазах будущего покупателя вашего авто. Оно сразу же говорит о том, что автомобиль гоняли в хвост и в гриву, даже если вы скрутили одометр.
Независимости не будет
Многие ошибочно полагают, что с переходом на газ про бензин можно будет забыть навсегда. Но это не так, хотя бы потому, что пустить холодный двигатель на газе очень проблематично: давление насыщенных паров у него куда меньше, чем у бензина. Поэтому на газ переходят только после прогрева двигателя. ГБО последних поколений делают это автоматически. Так что, без бензина не обойтись.
Мифы и реалии
Как водится, многие технологии опутаны какими-то небылицами — перевод на газ не является исключением. Типичный пример — вонь от газа. Любой приверженец газового топлива скажет вам, что газ не пахнет — и будет отчасти прав. Ни СНГ, ни СПГ действительно не имеют запаха, однако в их состав специально добавляют вещества с резким запахом — они помогают мгновенно реагировать на утечку газа. Так что, запах есть.
Другой повод для дискуссий — ресурс мотора. Здесь счет игры между противниками и сторонниками газа примерно равный. Газ не содержит серы, а потому не способствует образованию нагара. Но при его сгорании образуется больше воды, которая может снижать характеристики моторного масла раньше времени. Выпускные клапаны моторов нагреваются на газе сильнее, потому что горит он медленнее.
Будущим «газоводам» следует помнить, что к указанной емкости газовых баллонов надо относиться с юмором. К примеру, в 60‑литровый баллон вам закачают не 60, а примерно 50 литров — и правильно сделают: газ при нагреве расширяется, и баллон может взорваться.
Есть еще одна тема, которую не любят обсуждать «газоводы». Далеко не всякий автомобиль целесообразно переводить на газ! Например, дизельные машины экономичны сами по себе, а попытка перевести их на газ может выйти боком, потому что возникнут проблемы с холодными пусками мотора. Нет никакого смысла переоборудовать и крошечные машинки, в которых и так мало места, да и расход у них сравнительно небольшой. Куда девать огромный баллон? Следует, также, помнить, что этот баллон во многих случаях будет препятствовать трансформации салона машины. Наконец, нет смысла трогать гарантийные автомобиля — возможны серьезные неприятности вплоть до потери гарантии. Вмешательство в электрику, сверление кузова, использование нерекомендованного топлива — букет нарушений набирается солидный.
И еще немножко аргументов против газа. Сжиженный газ тяжелее воздуха, а потому любит скапливаться в ямах, подвалах и т. п. Любая утечка может стать смертельно опасной, поэтому во многие подземные паркинги вас могут и не пустить.
Помогут?
Сегодня сжатому газу пытаются помочь. Расширяется сеть метановых АЗС, обещаны финансовые поддержки «газоводам», а тот же ВАЗ серийно производит метановые Лады, с которыми не будет никаких бюрократических проблем. Поэтому общего ответа типа «переходить на газ или нет» не существует — каждый должен принять собственное решение, исходя из своих потребностей и возможностей.
Редакция рекомендует:
Хочу получать самые интересные статьи
Пять преимуществ жидкотопливных горелок | АЛЬПИНДУСТРИЯ
Газ или жидкое топливо? Этот вопрос часто возникает, когда мы готовимся к походу. Что выделяет больше тепла? Что эффективнее? Какой из них меньше весит в итоге? Что лучше? По правде говоря, на эти вопросы нет однозначного ответа. Между этими видами топлива есть чёткие различия, а вместе с ними − достоинства и недостатки. Чтобы лучше разобраться с этой головоломкой, давайте рассмотрим пять ключевых преимуществ жидкотопливных горелок в контексте наших горных приключений.
Photo: Kieran Creevy
Постоянное тепло в любых условиях
В то время как эффективность газового топлива напрямую зависит от температуры окружающей среды, жидкое топливо выделяет тепло одинаково при низких и высоких температурах. На холоде газ в баллоне работает хуже. При этом жидкое топливо остаётся эффективным, исключая одну из переменных, усложняющих готовку в походе. Не всем нравятся зимние ночёвки на природе, но даже прохладным осенним утром можно ощутить снижение эффективности газа. При этом жидкое топливо не выделяет больше тепла при горении (в обоих случаях производительность одинакова), но эффективность газа будет варьироваться, а для жидкого топлива она стабильна.
Photo: Michael Misselwitz
Экологичность
Жидкое топливо − более экологичный источник энергии. Ёмкости для него можно использовать многократно. Вместо того, чтобы выбрасывать использованные газовые баллоны (или сдавать их нам на переработку) после похода, можно просто заново наполнить ёмкость перед следующей поездкой.
Менее дорогое топливо
Подогреть литр воды на жидком топливе примерно вдвое дешевле, чем на газу. Если ваша горелка может использоваться с более дешевым (и грязным) горючим, например, керосином или дизелем, стоимость жидкого топлива будет около 5% от цены газа.
Photo: Eric Larsen
Подходит для путешествий
Помимо очевидных преимуществ использования жидкого топлива в родных краях, есть ещё один плюс − это путешествия заграницу. Местами трудно бывает найти не только газовые баллоны, но и магазины снаряжения, в то время как жидкое топливо почти всегда доступно. Бензин − самый чистый и предпочтительный вид горючего. Многие горелки, например WhisperLite и XGK могут работать на разных видах топлива, которое можно найти даже в самых отдалённых уголках мира.
Photo: On Location Co
Точное количество топлива
Жидкого топлива вы можете взять ровно столько, сколько вам нужно для похода. Не придётся нести ещё один полный баллон, если газа немного не хватает в начатом. Если после похода останется лишнее горючее, с ним будет проще разобраться. Вместо того, чтобы рассуждать о том, хватит ли 40 грамм газа из 230-граммового баллона, можно просто долить нужное количество в ёмкость перед следующей поездкой. Стоит также отметить, что жидкое топливо работает одинаково, независимо от того, сколько его осталось в сосуде (газовые баллоны теряют производительность при снижении внутреннего давления).
Перевод Дарьи Гаврюшенко
.
Экологические преимущества газомоторного топлива дерзко признаны Открытым правительством
Обоснование экологической и экономической эффективности ГМТ, а также ряд стимулирующих мер по развитию этого сегмента рынка – традиционная тема многочисленных круглых столов и конференций. Эксперты неутомимы в стремлении доказать уже доказанное и понятное всем.
Эксперты Открытого правительства предлагают поддержать использование природного газа на транспорте и внести изменения в экологическое законодательство, направленные на сокращение вредных выбросов в атмосферу.
20 июля 2017 г в Москве состоялось очередное заседание очередной группы эуспертов по ГМТ.
Речь идет о Проектном офисе Открытого правительства, где состоялось заседание рабочей группы по экологии и природопользованию Экспертного совета при Правительстве РФ.
В рамках мероприятия, рабочей группой было принято дерзкое решение инициировать направление Доклада в Правительство России по вопросу снижения выбросов загрязняющих средств в атмосферу в крупных городах и расширения использования газомоторного топлива (ГМТ).
С инициативой подготовки такого документа выступило Газпром газомоторное топливо.
«Необходимо серьезно обратить внимание на проблему загрязнения атмосферы в крупных городах передвижными источниками. По данным Минприроды РФ общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта в 2015 г составил свыше 13 млн т.
Сокращения этих негативных показателей можно достичь путем перевода транспортных средств на использование природного газа в качестве моторного топлива», – рассказал заместитель генерального директора Газпром газомоторное топливо Д. Воробьев.
В рамках обсуждения выступили эксперты Деловой России, РСПП, Газпром нефть, Национальной Ассоциации нефтегазового сервиса, Российского представительства Фонда дикой природы, Гринпис России, Аналитического центра Форум и ряда других организаций.
Участниками заседания отмечена актуальность проблемы, а также то, что в России создаются условия для использования компримированного и сжиженного метана на многих видах транспорта, и переход на этот вид топлива может быть интересен с точки зрения защиты окружающей природной среды не только в крупных агломерациях, но и при осуществлении крупных инфраструктурных проектов в том числе в российской арктической зоне, на морском и железнодорожном транспорте.
Проект Доклада, представленный на заседании, содержит предложения по изменению федерального законодательства в части усиления контроля за передвижными источниками выбросов с использованием достижений науки и техники, в том числе навигационной системы ГЛОНАСС.
По итогам обсуждения документ будет доработан и направлен в Правительство РФ и Администрацию Президента РФ.
Как отметил руководитель правительственной группы экспертов Р. Исмаилов, в докладе будет представлено обоснование экологической и экономической эффективности ГМТ, а также ряд стимулирующих мер по развитию этого сегмента рынка.
Между тем, обоснование экологической и экономической эффективности ГМТ, а также ряд стимулирующих мер по развитию этого сегмента рынка сделаны настолько давно, что уже и забываться стали:
– в 2013 г Совет директоров Газпрома рассмотрел информацию о проводимой компанией работе по расширению использования природного газа в качестве ГМТ;
– в апреле 2013 г в немецком г Ганновере в рамках Ганноверской промышленной выставки-ярмарки в присутствии В. Зубкова и члена Совета директоров Volkswagen У. Хакенберга было подписано Соглашение, в соответствии с которым Газпром в лице Gazprom Germania GmbH с мая 2013 г стал эксклюзивным поставщиком ГМТ для Volkswagen Motorsport;
– в мае 2013 г правительство РФ приняло постановление о переводе на ГМТ не менее 50% общественного транспорта в стране;
– в сентябре 2014 эксперты Аналитического центра при правительстве РФ на круглом столе дерзко обсудили ценообразование на ГМТ;
– практически все регионы уже подписали с Газпромом соглашения о развитии использования ГМТ;
– в декабре 2016 г А. Миллера даже послу Израиля в России Ц. Хейфецу предложил содействие в переводе транспорта на ГМТ.
Преимущества и недостатки газообразного топлива ~ Машиностроение
Здравствуйте ребята на сегодняшней лекции мы узнали о том что такое Преимущества и недостатки газообразного топлива.
Преимущества и недостатки газообразного топлива Большая часть газообразного топлива состоит из оксида углерода , углеводородов, водорода или их смеси. Транспортировка газообразного топлива по трубе очень проста, а теплосодержание в газообразном топливе также больше. В этой лекции мы узнаем больше о преимуществах газообразного топлива перед твердым и жидким топливом. Известно, не теряя времени, приступим. Преимущества и недостатки газообразного топлива 1. Эффективность газообразного топлива выше, чем у твердого и жидкого топлива. 2. Газообразное топливо сжимаемо, поэтому газообразное топливо легко хранить. 3. Теплотворная способность газообразного топлива выше, чем у твердого и жидкого топлива. 4. Газообразное топливо требует наименьшего количества операций. 5. Время горения газообразного топлива без образования дыма. 6. Время горения газообразного топлива Для полного сгорания требуется малое количество воздуха. 7. Время горения газообразного топлива не требует специальных горелок. 8. Чистота газообразного топлива высокая. 9. Топливные газы легко проходят по трубе. 10. В газообразном топливе большая теплоемкость, поэтому газообразное топливо используют при необходимости высокой температуры. 11. Двигатель на газообразном топливе менее проблематичен при запуске. 12. Газообразное топливо является беззольным топливом, поэтому для обращения с золой не требуется труда и инструмента. 13. Газообразное топливо легко воспламеняется при использовании свечи зажигания. 1. Стоимость газового топлива выше по сравнению с твердым и жидким топливом. 2. Большой размер и вес двигателя на газовом топливе. 3. Газообразное топливо больше загрязняет воздух, чем твердое топливо. 4. При работе на газообразном топливе требуется очистка двигателя, поэтому стоимость эксплуатации увеличивается. 5. Газообразное топливо более легко воспламеняется, поэтому возникают проблемы с обращением. В сегодняшней лекции мы узнали о том, что такое Преимущества и недостатки газообразного топлива. Если у вас есть вопросы по газовому топливу, пишите в комментариях ниже Привет, друзья, меня зовут Рошан Намдео Вадже, я основатель mechstudy. Здесь я размещаю информацию о машиностроении. Самые большие преимущества и недостатки природного газа2020.06. 25. Природный газ представляет собой невозобновляемый бесцветный углеводород без запаха. Он нетоксичен, но чрезвычайно огнеопасен. По данным Евростата, в 2017 году на природный газ приходилось 36% энергопотребления в ЕС, рядом с электричеством — 24%, возобновляемыми источниками энергии — 18% и нефтью — 11%. В США на него приходится более 25% потребления энергии. Используется как источник энергии для:
Это факты.Но нормально ли то, что мы так сильно полагаемся на природный газ? В этой статье мы узнаем. Каковы самые большие преимущества и недостатки природного газа, каковы плюсы и минусы ископаемого топлива и что еще мы должны знать о природном газе? Преимущества и недостатки природного газаЕсли мы хотим объективно изучить плюсы и минусы природного газа, мы должны сначала уточнить, что означают «преимущества» и «недостатки». Что для одного преимущество, для другого недостаток.Например, природный газ является чрезвычайно легковоспламеняющимся газом. Это его самое значительное преимущество, потому что без него мы могли бы извлекать из него гораздо меньше энергии. Но сильное возгорание представляет собой потенциальную опасность, потому что если произойдет утечка газа, и он достигнет определенной концентрации, возникнет риск взрыва. К сожалению, не бывает отопительного сезона без трагедий, связанных с природным газом. Таким образом, его преимущества и недостатки во многом зависят от того, как он используется. Преимущества природного газаКаковы преимущества природного газа? Прежде всего, природный газ является ископаемым топливом.Вот почему стоит сначала сравнить его с другими видами ископаемого топлива. Природный газ дешевле других ископаемых видов топлива.Если кто-то спросит, какие 3 основных преимущества природного газа, среди них обязательно будет цена.
По данным сайта Ourworldindata.org, природный газ намного дешевле других ископаемых видов топлива, таких как нефть или уголь. Природный газ является наиболее экологически чистым ископаемым топливом, поскольку он сгорает чищеДругие ископаемые виды топлива содержат намного больше вредных продуктов сгорания, чем природный газ. Если мы сжигаем природный газ в условиях идеального горения, его свет будет синим, а вредные соединения будут минимальными или отсутствующими. Природный газ является одним из лучших источников энергии для хранения и транспортировки. Его можно транспортировать по международным трубопроводам или танкерами (в форме СПГ). Его безопаснее и проще хранить, чем другие ископаемые виды топлива Понятно, что природный газ является одним из лучших невозобновляемых источников энергии.Но как насчет возобновляемых источников энергии? Природный газ чрезвычайно надеженЭлектроэнергия велика, пока не наступит буря. Его может выбить во время грозы, и после него могут выйти из строя наши электроприборы. Подобная проблема не может возникнуть с природным газом. Более эффективное хранение и транспортировка по сравнению с возобновляемыми источниками энергииТранспортировка на большие расстояния намного эффективнее, чем в случае устойчивой энергетики (меньше потерь в сети). Это один из самых больших недостатков возобновляемой энергии – мы не можем эффективно ее хранить. Недостатки природного газаКаковы недостатки природного газа? Опасно при безответственном использованииС природным газом следует обращаться очень осторожно, поскольку это горючий материал, который может взорваться, как упоминалось во введении. Не стоит экономить на установке и осмотре. Счетчик утечки газа является очень важным аксессуаром, если мы хотим быть уверены, что природный газ работает правильно. Загрязняет окружающую средуДа, природный газ способствует образованию парниковых газов, если его сжигать в неподходящих условиях – и это неизбежно. Он более безопасен для окружающей среды, чем другие ископаемые виды топлива, потому что сгорает чище, но природный газ по-прежнему загрязняет окружающую среду. Невозобновляемый источник энергииОн происходит от разложившихся растений и животных, погребенных глубоко под землей — миллионы лет назад.Вот почему мы называем его невозобновляемым. Если его нет, мы не можем производить больше. Если мы не сократим потребление, у нас закончится природный газ через 52 года — по данным Worldometers. Природный газ имеет длительный процесс переработкиПеред использованием в коммерческих и жилых помещениях необходимо пройти долгий и дорогостоящий процесс. Сначала его смешивают с жидкостью, называемой сырой нефтью. Затем из него извлекают большинство побочных продуктов, таких как: Добытые побочные продукты можно использовать где угодно – а природный газ находится почти в своей конечной форме, которую можно использовать в быту. Однако этому предшествует еще один важный последний шаг, поскольку природный газ представляет собой бесцветный углеводород без запаха и, хотя и нетоксичен, чрезвычайно легко воспламеняется. Чтобы избежать несчастных случаев, он будет ароматизирован, чтобы легко распознать утечку газа. После этого формируется новый состав природного газа – в таком виде он попадает к конечным потребителям. Этот процесс повышает сложность и стоимость добычи природного газа. Относительно дорогое хранилищеНесмотря на то, что природный газ легче хранить и транспортировать, чем другие ископаемые виды топлива и возобновляемые источники энергии, он имеет один большой недостаток при хранении.Его объем в четыре раза больше, чем у бензина. Из-за этого хранение природного газа намного дороже, так как требуется больше места для хранения. Заключение — плюсы и минусы природного газаВ настоящее время природный газ является самым важным источником энергии в мире. На его долю приходится 36% энергопотребления в ЕС и более 25% энергопотребления в США. Использование природного газа имеет множество преимуществ, но, как и все, оно имеет и свои недостатки.Что для одного преимущество, для другого недостаток. Если нам нужен дешевый и надежный источник энергии, природный газ подойдет идеально. Но в долгосрочной перспективе, если мы хотим использовать зеленый источник энергии, который никогда не иссякнет, есть лучшие альтернативы природному газу.
Различные плюсы и минусы природного газаПриродный газ входит в тройку крупнейших ископаемых видов топлива, на которых работает мир. В последние десятилетия было предпринято больше усилий, чтобы отказаться от угля и газа, когда речь идет о производстве тепла и электроэнергии, поскольку они производят высокий уровень загрязнения.Запасы угля и природного газа также быстро истощаются. Природный газ является очевидным выбором для замены их в качестве основного источника энергии, но у природного газа есть много плюсов и минусов. Сторонники обеих сторон, когда дело доходит до разговоров о плюсах и минусах природного газа, имеют тенденцию придерживаться только отдельных фактов в отстаивании своей точки зрения. Настоящая научная оценка жизнеспособности источника энергии заключается в том, чтобы увидеть обе стороны вместе. Природный газ мало чем отличается от дизельного топлива и бензина.Это продукт ископаемого топлива и самая безопасная, чистая и наиболее используемая форма энергии в нашей повседневной жизни. Чтобы решить, насколько жизнеспособен природный газ для производства энергии, вы должны одновременно рассмотреть плюсы и минусы природного газа . Природный газ добывается вместе с угольными и нефтяными пластами. Его находят глубоко в земле и добывают так же, как нефть. Он дешевле и чище, чем бензин, и производит меньше выбросов парниковых газов, чем его аналоги.Он полностью сгорает и может безопасно храниться. Природный газ встречается двумя способами; отдельно или в сочетании с маслом. Природный газ обладает уникальными характеристиками, включая отсутствие цвета и запаха, а также представляет собой смесь углеводородов. Хотя метан является основным углеводородом, содержащимся в природном газе, присутствуют и другие углеводороды, включая бутан, этан и пропан. При добыче природного газа из-под земной коры он может содержать множество примесей, включая нефть, двуокись углерода, серу, воду и азот.Перед подачей природного газа в дома и на предприятия эти примеси обычно удаляют. Природный газ возглавляет список наиболее используемых источников энергии, потому что он легко воспламеняется и сгорает чище, чем другие виды энергии. Природный газ может использоваться в виде сжатого природного газа (СПГ) или сжиженного нефтяного газа (СНГ) . Существует множество способов измерения природного газа, но обычно используется гигаджоуль (ГДж), который эквивалентен миллиарду джоулей.Это стандартная метрическая единица измерения тепла и энергии. Другие способы измерения природного газа включают Btu, что означает британскую тепловую единицу, и Mcf, что означает тысячу кубических футов. Источники природного газаПриродный газ получают из ископаемого топлива, то есть из остатков животных и растений, существовавших миллионы лет назад. Эти останки были скрыты глубоко под поверхностью земли и подвергались тепловому давлению, обнаруженному под скалой и почвой внизу.Эти силы сжатия превратили останки животных и растений в природный газ. Мы узнали, что природный газ находится в резервуарах под земной корой. Если газ попытается всплыть на поверхность земли, слои горных пород и почвы задержат его. Обычно места, где находится природный газ, называются бассейнами. Однако на самом деле молекулы газа задерживаются в маленьких трещинах и отверстиях на всем протяжении формирования породы .Плюсы природного газа (Преимущества)1.Производит меньше сажиНа природный газ всегда обращают внимание, когда речь идет о том, что он производит меньше загрязнений, чем другие виды ископаемого топлива, поскольку его побочные продукты находятся в газообразной форме. Он горит чище, чем бензин или дизель. Он выделяет на 45 % меньше углекислого газа, чем уголь, и на 30 % меньше, чем нефть, и поэтому оказывает меньшее воздействие на окружающую среду. Природный газ превосходит другие ископаемые виды топлива, когда речь идет о чистом сжигании. Поскольку процесс сжигания природного газа почти на должном уровне, уровень побочных продуктов, выбрасываемых в окружающую среду, невелик.Кроме того, достижения в области технологий позволили значительно сократить выбросы оксида азота, распространенного загрязняющего вещества, выделяемого природным газом. Голубое пламя, наблюдаемое в процессе сжигания природного газа, свидетельствует о том, что газ горит идеально. Использование природного газа устраняет необходимость в подземном резервуаре для хранения, что устраняет риск загрязнения почвы, разливов нефти и незапланированной и дорогостоящей очистки окружающей среды. Если ваш резервуар для хранения находится над землей, использование природного газа снижает риск коррозии резервуара и разливов. Он также нетоксичен, что означает, что низкое или высокое воздействие не окажет никакого воздействия на человека. 2. ИзобилиеВ изобилии и доступен по всему миру. Только в США есть более триллиона баррелей природного газа, которые не были добыты. Так же, как нефть и уголь, природный газ является конечным источником, который необходимо сохранить, чтобы он стал жизнеспособным источником энергии. В ближайшие годы многие сайты ждут своего открытия. 3. Безопаснее и проще хранитьПриродный газ намного безопаснее и проще хранить по сравнению с другими видами ископаемого топлива.Из-за этого он возглавляет список самых эффективных источников энергии для производства электроэнергии и отопления. Природный газ предлагает множество способов хранения, например, его можно хранить в резервуарах над землей в жидкой форме или под землей, как в подавляющем большинстве домов в Соединенных Штатах. Однако типичный модуль хранения в более крупных США находится на месторождениях нефти или отработанного природного газа, расположенных в непосредственной близости от центров потребления. Относительно легко преобразовать газовое месторождение из начальной добычи в прямое хранилище, поскольку оно может использовать существующие скважины, соединения трубопроводов и системы сбора. 3. Имеющаяся инфраструктураТехнология производства природного газа уже существует, поскольку она используется для использования ископаемого топлива. Знакомство с современными технологиями облегчает нам использование природного газа таким же образом. Он широко используется для производства электроэнергии и тепла. 4. ДешевлеТранспортные средства, работающие на природном газе, гораздо более энергоэффективны, как и другие двигатели, работающие на нем, что делает их более дешевыми в эксплуатации. Учитывая, что большинство двигателей в мире всех типов работают на газе, стоимость их переделки или замены непомерно высока.Это наиболее часто используемое топливо в домах для отопления и приготовления пищи. Цена на природный газ почти всегда остается постоянной, даже когда цены на бензин резко растут. Например, когда цена на бензин превышала 4 доллара за галлон, природный газ оставался на уровне 2 долларов за галлон. Закон спроса и предложения не всегда существенно влияет на цены на природный газ. Технологический прогресс сделал природный газ еще дешевле; Показательный пример: сланцевая компания, поставляющая газ в США.S. намного дешевле, чем у любой газовой компании. Поскольку цена на газ настолько низка, она спонсирует многочисленные автотранспортные компании, чтобы они перешли на природный газ вместо дизельного топлива. 5. ТранспортПриродный газ можно легко транспортировать судами, танкерами и трубопроводами. Он легче и проще в транспортировке с точки зрения углеродного следа. Это делает природный газ жизнеспособным вариантом для использования в жилых домах. Одним из основных преимуществ природного газа является то, что он используется для производства пластмасс, химикатов, удобрений и водорода. 6. Сводит к минимуму зависимость от иностранной нефтиБольшинство стран требуют выкупа из-за чрезмерной зависимости от иностранной нефти. Природный газ является надежной альтернативой, поскольку он может приводить в действие транспортные средства, а также использоваться для выработки электроэнергии в дополнение к другим источникам ископаемого топлива. Минусы природного газа (Недостатки)1. ЛегковоспламеняющийсяПриродный газ является легковоспламеняющимся веществом, которое в случае аварии может нанести значительно больший ущерб.Утечки природного газа могут вызвать пожары или взрывы, если с ними не обращаться осторожно. Он бесцветен, не имеет вкуса и запаха и не может быть обнаружен по запаху, если к нему не добавлен одорант. Поскольку природный газ легко воспламеняется, неправильное обращение с ним может привести к сильным взрывам. Этот фактор заставил людей избегать использования его в транспортных средствах. Основная проблема с природным газом заключается в том, что он не имеет запаха, и утечки невозможно обнаружить, если в него не добавлены одоранты. Именно по этой причине сжиженный нефтяной газ (газ, используемый в быту) пропитан одорантами, поэтому в случае утечки его легко обнаружить и принять соответствующие меры. Он также встречается в газообразной форме, что делает его более сложным в обращении по сравнению с нефтью. 2. Выбросы парниковых газовПри сжигании природного газа в атмосферу выделяется двуокись углерода, окись углерода и другие соединения углерода. Эти газы переносят углерод с земли в атмосферу, способствуя тем самым парниковому эффекту. Хотя страны, которые выбрасывают больше всего углекислого газа, активизировали усилия по минимизации выбросов, реальных шагов еще предстоит предпринять. 3. НевозобновляемыйПриродный газ не является возобновляемым и в конечном итоге истечет в один день, как и другие виды ископаемого топлива. Некоторые эксперты считают природный газ невозобновляемым источником энергии, потому что его истинная надежность не может быть определена количественно. Это не устойчивая форма энергии и не ответ на постоянно растущие проблемы энергетического кризиса, с которыми сталкивается этот мир. Необходимо выйти за рамки этого и вкладывать значительные средства в возобновляемую форму технологии. Несмотря на то, что за последние несколько лет было объявлено об огромных открытиях природного газа, в конечном итоге они будут исчерпаны.С точки зрения возобновляемых источников энергии, она не идет ни в какое сравнение с энергией ветра и солнца. 4. Непрост в использованииДля использования природного газа необходимо извлечь все компоненты, кроме метана. Это приводит к ряду побочных продуктов, таких как углеводороды (этан, пропан и т. д.), сера, водяной пар, двуокись углерода и даже гелий и азот. 5. Дорогие трубопроводыИнфраструктура, необходимая для использования природного газа, очень дорогая, поскольку необходимо использовать длинные трубы, специальные резервуары и отдельные водопроводные системы.Передача и транспортировка на большие расстояния требуют дополнительных затрат. Устранение протекающих труб увеличивает эксплуатационные расходы. Как видите, найти баланс между плюсами и минусами природного газа непросто. Хотя он используется не так интенсивно, как другие ископаемые виды топлива, и поэтому его запасы больше, это также ограниченный ресурс. При переключении на более высокий спрос на этот ресурс он может стать таким же истощенным, как и другие наши запасы топлива. Он также имеет свои недостатки, когда речь идет об ущербе для окружающей среды и загрязнении. Взвешивая все за и против природного газа, важно помнить, что решение, которое необходимо принять, должно быть сбалансированным. Как миру, нам необходимо снизить спрос на уже истощенные ресурсы угля и нефти, и природный газ может стать идеальным способом сделать это в краткосрочной перспективе. Нельзя упускать из виду долгосрочные последствия увеличения использования природного газа. Плюсы и минусы природного газа должны всегда оставаться в авангарде любой инициативы по дальнейшему развитию устойчивых и возобновляемых источников энергии. Газообразное топливоГазообразное топливоГазообразное топливо Классификация газообразного топлива Газовое топливо является наиболее удобным, требующим наименьшего количества операций, а также простейшими и не требующими обслуживания системами горелок. Газ поставляется «на разлив» через распределительную сеть и поэтому подходит для высокой плотности населения или промышленности. Однако у крупных потребителей есть газгольдеры, а некоторые производят собственный газ. Ниже приводится перечень видов газообразного топлива: (A) Природные виды топлива: Природный газ Метан из угольных шахт (B) Топливные газы из твердого топлива Газы, полученные из угля Газы, полученные из отходов и биомассы Из других промышленных процессов (доменный газ) (C) Газы из нефти Сжиженный нефтяной газ (СНГ) Газы нефтепереработки Газы от газификации нефти (D) Газы от некоторых процессов ферментации При принятии решения о возможности использования в приборе альтернативного газа необходимо учитывать три фактора: – При одинаковом перепаде давления тепловыделение примерно такое же – Для одинаковых потоков воздуха и топлива форма пламени одинакова – Для тех же условий тепловыделения загрязняющие вещества находятся в пределах указанного допуска Первый критерий лучше всего резюмируется при рассмотрении индекса Воббе. Рассмотрим поток газа через регулирующий клапан. Его можно рассматривать как отверстие площадью А.Тепловыделение Q рассчитывается, зная CV газа Падение давления рассчитывается по уравнению Бернулли. Непрерывность дает объемный расход: Их комбинация дает тепловыделение с точки зрения CV ( Дж/м 3), перепада давления, плотности и площадиТеперь, если заменить топливный газ на той же горелке (т.е. Площадь и перепад давления остаются прежними) новая скорость тепловыделения может быть рассчитана как отношение CV, умноженное на квадратный корень из плотности. Таким образом, может быть получено число, которое указывает на взаимозаменяемость газов, число Воббе. На практике вместо плотности используется удельный вес по отношению к воздуху, и Wo = CV/Ö. сп гр. Второй коэффициент используется для определения склонности газа к реакции.Это называется коэффициентом скорости пламени Уивера. Он определяется как отношение ламинарной скорости пламени интересующего газа к водороду. Таким образом, водород имеет значение 100. Чем меньше число, тем ниже скорость пламени. На фактор скорости Уивера большое влияние оказывает количество водорода в смеси. Если число Воббе и фактор скорости пламени одинаковы для двух газов, они полностью взаимозаменяемы. К сожалению, это еще не гарантирует, что выбросы будут такими же. Газы классифицируются по числам Воббе и Уивера: Международный газовый союз присваивает следующие группы газов: Семейство 1 — Wo = 17,8–35,8 МДж/Н·м 3 — Коксовый газ, газ с низким коэффициентом вариацииСемья 2 35,8 – 71,5 – Природные газы, Городской газ Группа 3 71,5 – 87,2 – Сжиженный нефтяной газ (СНГ) Газы с высокой скоростью пламени We = от 32 до 45 Промежуточная скорость We = от 25 до 32 Скорость малого пламени We = от 13 до 25
Виды газообразного топлива Природный газ Природный газ, встречающийся на нефтяных и угольных месторождениях (пожарная влага). Количество компонентов варьируется, но основным компонентом является метан. Другие компоненты включают высшие углеводороды, которые можно выделить в виде конденсата. Некоторые газы также содержат сероводород. Термины, используемые для описания газов: сухой или обедненный – высокое содержание метана (меньше конденсата) мокрый – высокая концентрация высших углеводородов (C 5 – C10)кислый – Высокая концентрация H 2Sсладкий – низкая конц.H 2Sостаточный газ – газ, остающийся после процесса конденсации попутный газ – газ, добываемый из нефтяной скважины путем добычи на поверхности. В таблице * приведен состав природного газа из различных источников. Общая мировая добыча природного газа в 1986 г. составила 100 трлн м 3. Он используется как сырье, а также как топливо. Его предпочитают из-за высокого CV. Газ угольных шахт не уступает по качеству нефтяным месторождениям, однако добывать его намного сложнее.В 1961 г. в Великобритании было добыто 220 млн м3 каменноугольного природного газа. Газ Северного моря разрушил промышленность.Природный газ может быть сжижен для перевозки танкерами. Сжиженный природный газ (СПГ) содержит в основном метан, СНГ (сжиженный нефтяной газ) — в основном бутан и пропан. Синтетические газы Это газы, полученные химическим путем в результате какого-либо процесса. В настоящее время возрос интерес к производству электроэнергии из-за свойств газификации отходов и биомассы. Основные методы синтеза: Генераторный газ: Газ производится путем продувки воздуха, а иногда и пара через раскаленный топливный слой (процесс самонагрева). Реакция с воздухом является экзотермической, но добавляется недостаточно воздуха, поэтому образуется CO. Добавление пара приводит к образованию водорода в результате реакции водяного газа. Это эндотермический процесс, который уравновешивает экзотермическую реакцию воздуха. Продуктовый газ имеет низкий CV и, следовательно, обычно используется только на объекте Голубой газ или водяной газ. Производится способом, аналогичным описанному выше, но позволяющим производить топливо с более высоким CV путем периодической продувки раскаленного слоя воздухом и паром таким образом, чтобы поддерживать общий тепловой баланс.Продукты воздушного дутья содержат азот, снижающий КВ. Они выбрасываются в атмосферу. Продукты парового дутья сохраняются, так как они имеют более высокий CV. Таким образом, CV практически удваивается. Часто используется в качестве синтез-газа в химической промышленности. Нефть Газ Это газ, образующийся при термическом крекинге сырой нефти. Если масло распыляется на нагретую насадку (огнеупор), оно растрескивается с образованием низших газообразных углеводородов. Они полностью зависят от исходного сырья, но теплотворная способность может увеличиваться до 25 МДж/м 3 , но может быть и ниже половины этой величины.Карбюраторный водяной газ. Водяной газ по-прежнему имеет низкое CV для большинства целей, и это делает его непривлекательным для распространения. Карбюраторный водяной газ является результатом сочетания методов водяного газа и нефтяного газа. Масло распыляется в газовую камеру с горячей водой, в результате чего получается газ хорошего качества. Их соотношение определяет качество. Это был старый метод производства «городского газа», который в значительной степени был вытеснен природным газом в странах с обильными запасами. По мере того, как поставки природного газа уменьшаются, он снова становится более важным. Уголь и коксовый газ – Как упоминалось ранее, газы выделяются при высокотемпературной карбонизации (коксовании) угля. Их очищают, обезглавливают, очищают и используют в качестве топлива. Если кокс не требуется (угольный газ), впрыск пара в конце цикла реагирует с коксом с образованием голубого водяного газа. Это снижает CV производимого газа, но повышает термический КПД преобразования.
Жидкое топливо Основным преимуществом жидкого топлива по сравнению с газообразным является чрезвычайно высокое соотношение тепловой энергии к объему.Обычно они имеют теплотворную способность 40 МДж/кг, что в объемном выражении эквивалентно 33000 МДж/м 3 по сравнению с природным газом примерно при 34! Следовательно, они стали обычным газом для транспортных применений. Жидкие виды топлива (легкие и тяжелые мазуты) также используются в печах и котлах.Спецификация топлива Неудивительно, что из всех видов топлива наиболее специфическим является транспортное топливо. Ниже приведены некоторые общие параметры спецификации. Большинство говорит само за себя: Плотность CV Точка помутнения – температура, при которой образец имеет видимое помутнение Температура застывания — температура, при которой топливо больше не будет выливаться Температура замерзания Температура вспышки – температура, выше которой пар над топливом в воздухе становится воспламеняющимся Вязкость Содержание смолы Количество оставшегося твердого остатка после нагревания и испарения образца в течение заданного периода времени в воздухе Зольность Содержание серы Следовые количества металлов – Va, Cu Содержание ароматических соединений – Процент содержания ароматических углеводородов Термическая стабильность – Устойчивость топлива к термическому разложению измеряется путем нагревания образца до заданной температуры, фильтрации и сравнения остатка со стандартными фильтрами для окрашивания.
Соответствующие свойства жидкого топлива
Моторное топливо Существует две разновидности поршневых двигателей: с искровым зажиганием (бензин) и с воспламенением от сжатия (дизель).
Искровое зажигание — ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО – Жизненно важно, чтобы топливо не самовозгоралось до того, как фронт пламени достигнет его.Это вызывает стук. Детонация является наиболее важным параметром, который ограничивает эффективность и мощность бензинового двигателя. Это зависит от температуры самовоспламенения. SIT является самым низким для больших алканов и выше для ароматических соединений, т.е. ароматические соединения являются лучшими. Октановое число определяется для каждого топлива как процентное содержание изооктана в смеси изооктана с гептаном, которое дает такую же склонность к детонации, как и топливо. Такие присадки, как тетраэтилсвинец (ТЭС), улучшают октановое число топлива за счет подавления самовоспламенения.Дешевле производить высокооктановый бензин с использованием TEL вместо увеличения содержания ароматических соединений. Бензин 4* имеет октановое число 98, 2*=90. Максимальная мощность двигателя с искровым зажиганием определяется RON. По мере увеличения степени сжатия мощность увеличивается до точки, при которой происходит самовоспламенение. Это также зависит от соотношения компонентов смеси. ЛЕТУЧОСТЬ / ДИАПАЗОН КИПЕНИЯ – Топливо должно сжигаться в паровой фазе, но поставляется в жидком виде Если летучесть слишком низкая, проблемы со смазкой.Слишком высокая, проблемы с пароизоляцией Типовой диапазон температур кипения 30–150°C ДАВЛЕНИЕ ПАРОВ. Опять же, если давление пара слишком низкое, может возникнуть проблема с паровой пробкой ТЕПЛОИЗМЕРЕНИЕ – Максимальная мощность на единицу веса и объема топлива является наилучшей.
Зажигание от сжатия – ЦЕТАНОВОЕ ЧИСЛО – Высокоскоростные дизельные двигатели также страдают от детонации.Существует задержка между впрыском топлива при высоких p и T и зажиганием. Это снова связано с поведением самовоспламенения топлива. Если эта задержка слишком велика, большой процент заряда топлива уже впрыснут, что приводит к внезапному увеличению давления и грубому, неровному циклу. Таким образом, лучшее топливо имеет самую низкую температуру SIT, что полностью противоположно двигателям с искровым зажиганием. Идеальным дизельным топливом являются длинноцепочечные алифатические (алкановые) соединения, такие как цетан (C 16h44).Таким образом, цетановое число определяется на основе смеси цетан/метил-нафталин, которая имеет то же время задержки воспламенения, что и образец. По мере снижения частоты вращения двигателя требования к высокому цетановому числу снижаются. Для высокоскоростных дизелей значение должно быть больше 50.ЛЕТУЧОСТЬ – Значительно ниже, чем у бензинов. Эффекты воспламенения и испарения при сгорании ВЯЗКОСТЬ / ЗАМЕРЗАНИЕ + ТЕМПЕРАТУРА ЗАСТОЙЧИВОСТИ – Дизельное топливо и керосины содержат более тяжелые фракции и, следовательно, являются более вязкими и могут замерзать зимой. ТЕПЛОИЗМЕРЕНИЕ
Авиационное топливо Наиболее точное из всех видов топлива. В таблице * показаны типичные характеристики авиационного топлива. Дополнительными параметрами, помимо транспортных топлив, являются температура дымления и температура вспышки. Точка дымления указывает на склонность топлива к образованию сажи. Это важно для срока службы камер сгорания, поскольку большая часть тепла, передаваемого им, передается через излучение, на которое сильно влияет сажа.Точка дымообразования очень чувствительна к содержанию ароматических соединений в топливе и обычно ограничивается 20-25%. Еще одной серьезной проблемой, связанной с авиационным топливом, является безопасность. Температура вспышки определяет температуру, выше которой пары топлива становятся легковоспламеняющимися, и, несомненно, является важным параметром. Другие топливные добавки иногда используются для снижения воспламеняемости, такие как гелеобразующие и противозапотевающие агенты, которые разрушаются при перекачивании.
Топливо Это более тяжелые фракции перегонки, которые подразделяются на три категории: легкие, средние и тяжелые.Они непривлекательны в качестве общего транспортного топлива из-за своих физических характеристик: Вязкость/температура застывания. Обладают высокой вязкостью (в зависимости от марки) и часто требуют нагревания. Минимальная температура нагрева определяется температурой застывания. Образование шлама – Некоторые масла, особенно масла крекинга, плохо хранятся, а окисляемые компоненты приводят к образованию осадка или смолы, которые блокируют фильтры. Высокое отношение C/H – Приводит к копоти, сильно светящемуся пламени.Это преимущество для систем теплопередачи Сера – Остаточные масла имеют содержание серы от 0,2 до 4%. Это увеличивает точку росы и коррозию. Ускоряет образование десен. Зола – Максимальное обычно присутствующее количество составляет 0,2%. Содержание важно. Золы с высоким содержанием ванадия имеют пониженную температуру плавления и могут накапливаться в виде отложений и разрушать огнеупоры. Единообразие – Согласованная спецификация изложена, чтобы гарантировать единообразие качества. Ванадий/натрий. Эти соединения в золе образуют эвтектические соединения с очень низкой температурой плавления (до 600°C). Это приводит к образованию жидкой липкой золы, которая застывает на поверхности теплообменника, что приводит к более быстрому образованию отложений, коррозии и проблемам. Основным преимуществом этих видов топлива является цена. Они дешевые. Однако капитальные затраты на установку, успешно утилизирующую мазут, значительно выше. Масло должно быть очищено, нагрето, отфильтровано и сохранено.Интерес к этим маслам и аналогичным производным маслам будет возрастать по мере сокращения поставок.
СРАВНЕНИЕ МЕЖДУ ТЯЖЕЛЫМ ТОПЛИВОМ И УГОЛЬНЫМИ ПЕЧАМИ
Газообразное топливо ПЕРЕСМОТРЕНО
Эти виды топлива можно разделить на следующие группы: 1 Природные газы (i) Наиболее летучие компоненты запасов ископаемого топлива (a) Из запасов нефти – газ непосредственно с нефтяных месторождений (в основном метан) – наиболее летучие фракции от перегонки нефти, нефтяного газа (в основном бутан, пропан) (b) Из запасов угля (Firedamp) (ii) Из переваривание биомассы бактериями – Свалочный газ, метантенк 2 Промышленные газы Газы, полученные из другого сырья (твердого или жидкого) (i) Пиролиз, карбонизация – продукт нагревания твердого вещества или жидкости для удаления летучих веществ с образованием полукокса, кокса или древесного угля – Коксовый газ – Угольные печи (ii) Газификация – Продукт полной газификации твердого или жидкого сырья – i. е. включая чар. Остается только пепел. – Генераторный газ – Газ с низким CV от частичного сжигания угля в воздухе – Синий или водяной газ – мед. CV газ от газификации угля паром. – Карбюраторный водяной газ – Мед. к газу с высоким CV. Городской газ. – Нефтяной газ – Образуется при крекинге мазута.
Важность газообразного топлива – Обычно ОЧЕНЬ чистое горение.Немного нагара. Работайте с низким XSA. – Легко сгорает – Без измельчения и распыления. Отличное смешивание – Нет проблем с эрозией или коррозией – Без золы – Газ легко очищается. Например. если присутствует сера, ее можно легко удалить перед сжиганием. – Самая простая установка для сжигания топлива – Горелки – Система управления – Нет проблем с пеплом – Теплообменники – Запускается и выключается очень легко и быстро. – Проблемы с распространением и хранением – Опасность взрыва – очень летучий. – Относительно дорого. Компенсируется более дешевым и эффективным заводом.
Электростанция комбинированного цикла. Они устанавливают цели для эффективных и экологически чистых электростанций во всем мире. Любой участник должен соревноваться в комбинированном цикле:
– Эти системы уже достигают тепловой эффективности преобразования теплотворной способности газа в мощность на валу 57% в Великобритании.(Киллингхолм) – К 2000 году этот показатель, по оценкам, достигнет 60%. – Сопоставимая паровая установка (ср. Eggborough) 39%. – ПЛЮС установка с комбинированным циклом (CC) проще. – Доступны камеры сгорания с низким содержанием NOx, и ДДГ не требуется – Установка может работать только на чистом топливе. например газ или газойль. Никаких шансов с углем или более тяжелым топливом. – Экономика лучше с газом в Великобритании.
Определение характеристик газа Есть относительно немного параметров, которые необходимо учитывать.Самое главное, как всегда, это теплотворная способность. Для газов обычно указывается в МДж/Нм3. Это не самый подходящий параметр. Обычно предпочтение отдается индексу Воббе. Рассмотрим горелку: Скорость тепловыделения = объемный расход x CV Q = В x CV Падение давления из уравнения Бернулли Из сплошности массы, объемный расход = площадь x скорость = Av Итак: Итак, если мы изменим подачу топливного газа на горелку, но сохраним ту же систему управления горелкой и подачи ( площадь и D постоянная р). Тогда скорость тепловыделения Q будет пропорциональна: Удельный вес = плотность газа / плотность воздуха Это называется индексом Воббе и определяет взаимозаменяемость газов.
ФОРМА ПЛАМЕНИ И СТАБИЛЬНОСТЬ После того, как установлено, что два газа подобны, следующее наиболее важное соображение состоит в том, будут ли они вести себя одинаково при сгорании.В частности, форма пламени и стабильность. Это определяется аэротермодинамикой системы. Очень сложный. Оценка первого порядка может быть сделана на основе ламинарной скорости пламени. Самая высокая скорость пламени среди всех газов — это водород. Фактор скорости пламени, фактор Уивера, определяется как отношение (в процентах) ламинарной скорости пламени топливного газа к водороду. Всегда меньше 100. Если “Мы” одинаково для двух видов топлива, они будут гореть одинаково. Скорость пламени можно регулировать, изменяя пропорцию топливной смеси. Увеличение h3 = увеличение We Увеличить CO2, CO, N2= уменьшить We Для газов, произведенных из угля или нефти, мы были очень важны из-за переменного содержания водорода. Мы для природного газа не так переменчивы. Все насыщенные углеводороды имеют очень похожую скорость пламени. ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО МОЖНО ПРОИЗВОДИТЬ ТОЛЬКО С ПОМОЩЬЮ
КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЗОВ МЕЖДУНАРОДНОГО ГАЗОВОГО СОЮЗА
Семья 1 – Wo = 17.8 – 35,8 МДж/Нм3 – коксовый газ, газ с низким CV Семейство 2 35,8 – 71,5 – Природные газы, Городской газ Группа 3 71,5 – 87,2 – Сжиженный нефтяной газ (СНГ) Газы с высокой скоростью пламени We = от 32 до 45 Промежуточная скорость We = от 25 до 32 Скорость малого пламени We = от 13 до 25 ПРИРОДНЫЕ ГАЗЫ – Два типа – Ископаемые горючие газы и газы, образующиеся в природе в результате какого-либо биологического процесса. — Природный газ — это термин, обозначающий газы, содержащиеся в нефтяных и угольных месторождениях. – Очень важный топливный газ в современном обществе. (1986 г. – 100 трлн м3 в мире). Его использование быстро растет. 1974 г. – 16% мировой потребности в энергии за счет природного газа 1994 – 22% – Состоит в основном из метана. Он имеет низкое соотношение C/H (75%), легко и чисто горит. – Это очень ценное химическое сырье, и в Великобритании его использование в качестве основного топлива было ограничено до 1990-х годов. – Его использование будет увеличиваться с системами ПГУ. ВИДЫ ПРИРОДНОГО ГАЗА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ – Сухой или обедненный – с высоким содержанием метана – Кислый/сладкий – с высоким/низким содержанием сероводорода – Влажный – с высоким содержанием высших углеводородов (C5-C10) – Природный газ также встречается в угольных месторождениях (рудничный газ). – Добыча угольного газа в Великобритании в 1961 г. составила 220 млн м3. Промышленность убита открытием газа в Северном море.
Биологические, природные газы – Действие некоторых бактерий на биомассу в отсутствие кислорода приводит к расщеплению H/углеродов в органических соединениях. – Температура около 37С. – Примеры: – Коровий желудок – Свалочный газ – Биореакторы (осадок сточных вод) – Типовой состав:
– Мед. до газа с высоким CV – индекс Воббе порядка 27 МДж/Нм3 – Очень привлекательный возобновляемый источник энергии. – Переваривание не завершено. Остаток необходимо урегулировать и утилизировать.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГАЗЫ – Газы могут производиться как из жидкого, так и из твердого сырья. Основные коммерческие методы были разработаны для угля, но те же технологии применимы к отходам и биомассе.
– КАРБОНИЗАЦИЯ / ПИРОЛИЗ – Если уголь нагреть до высоких температур в отсутствие кислорода, он улетучится. – Газы и смолы выделяются, оставляя твердый остаток угля или кокса. – Состав газов зависит от температуры, скорости нагрева, марки и состава угля. – Это делается в коксовых печах. Газ частично используется для нагревания угля. ГАЗИФИКАЦИЯ Карбонизация является жизнеспособным процессом, но бесполезна, если основным требованием является топливный газ, так как также образуются смолы и твердый угольный остаток.Поэтому выход газа низкий. Требуется полная газификация угля. Доступны различные методы, которые позволяют оставить только зольный остаток. Основная концепция: частичное сжигание сырья.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ГАЗА Простейший способ газификации. Доступен уже более 100 лет. Воздух продувается через раскаленный слой угля. Достаточно воздуха для поддержания температуры. Недостаточно воздуха для завершения реакции горения. РЕЗУЛЬТАТ: Смесь порядка 50% азота (из воздуха) 29% CO (неполное сгорание) 4% CO2 (равновесный) Производится газ с очень низким CV. Не подходит для раздачи. Можно использовать на месте. Wo порядка 5-6 МДж/м3. Steam добавлен для модификации продуктов.Эндотермические реакции (водяной газ) приводят к образованию водорода.
КПД по потенциальной энергии в холодном газе порядка 75%. РЕАКЦИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЯ
Первоначально получаем окисление угля в присутствии доступного кислорода: 2C + O2 —> 2CO +240 ГДж (экзотермический) Тогда конкуренция за кислород между углеродом и водой.Водогазовые реакции. C + h3O —–> CO + h3 -121ГДж (эндотермический) С+2х3О —–> СО2 + 2х3 -82,4ГДж CO +h3O —-> CO2 + h3 +41,9 ГДж
Соотношение пара и воздуха можно использовать для изменения состава производимого газа.
NB: Проблема этого метода заключается в использовании воздуха. Это приводит при любых условиях к большому содержанию азота (разбавителя) в топливе.
СИНИЙ ВОДЯНОЙ ГАЗ Та же идея, что и для генераторного газа, за исключением того, что проблема разбавления азотом решена. Пласт угля одновременно продувается воздухом, а затем паром. Реакция воздуха экзотермическая, поэтому слой нагревается Реакция пара является эндотермической, поэтому слой снова остывает. Продукты воздушного цикла содержат отработанный азот. Продукты парового цикла сохраняются в виде газа. Эффективность снижена до порядка 62%. Смесь получаемого газа более качественная. Типовой состав: СО2 4,7% СО 41% h3 49% Ч5 0,8% N2 4,5%
Индекс Воббе = 15,64 МДж/м3 Если вместо воздуха используется кислород, процесс может быть непрерывным.ср. Газификатор Лурги. Кокс предпочтительнее угля, потому что уголь может продолжать дегазировать в период продувки, снижая эффективность. Также проблемы с слеживанием.
ВОДЯНОЙ ГАЗ КАРБУРЕТИРОВАННЫЙ Голубой водяной газ все еще не имеет достаточного качества для распространения. Может быть обогащен карбюратором. Мазут впрыскивается в облицованную кирпичом камеру в период продувки установки BWG воздухом. Это нагревает кирпичи примерно до 1000C Во время подготовки воздух отключается, а масло расщепляется на более мелкие углеводороды в уже нагретой камере. При этом образуется смесь углеводородов (в основном метан), обогащающая газ. Процент H/C = 17% Число Воббе полученного газа порядка 24,9 МДж/м3. Теперь он подходит для распределения и известен как городской газ. Эффективность крекинга порядка 75%. Стоимость относительно высока, потому что нефть должна использоваться так же, как и уголь. ГАЗИФИКАТОР ЛУРГИ
Самая высокая технология, используемая в коммерческих целях. А также уже описанные реакции. Возможна дальнейшая эндотермическая реакция. СО2 + 4х3 —–> Ч5 + 2х3О С + 2х3 ——> Ч5
Рассмотрение равновесия показывает, что эти реакции благоприятствуют высокому давлению. Используют рабочее давление 30-35 бар, сырье газифицируют кислородно-паровой смесью (1:8) при 90°C. В результате получается небольшая установка из-за давления и высокого CV газа без необходимости в карбюраторе.
Типовой состав: СО 28% Ч5 17% h3 55%
Индекс Воббе = 23 МДж/м3 Эффективность = 72% Преимущества газа приемлемого качества без масла Проблемы со сложностью объекта
ВЫВОДЫ – Газообразные виды топлива играют жизненно важную роль в современном спросе на энергию -Газовая установка устанавливает стандарт эффективности -Из всех видов топлива газы легче всего сжигать и очищать – В настоящее время природный газ доминирует на всех рынках из-за его изобилия и качества. -Газификация снова начнет играть важную роль в будущем, поскольку запасы газа истощаются. – Технология газификации угля разрабатывается на заводах по производству биомассы с целью создания возобновляемого источника газа.
Основные преимущества и недостатки газообразного альтернативного топливаПрогнозируемое увеличение доступности газообразного топлива за счет роста популярности бытовых заправочных станций, работающих на природном газе (ПГ), и увеличения производства газообразного биогазового топлива способствует увеличение использования природного газа.В настоящее время природный газ в различных формах (компрессированный природный газ (КПГ), сжиженный природный газ (СПГ)) популярен на морском, железнодорожном и автомобильном транспорте. Новым направлением применения природного газа могут стать внедорожные мобильные машины с малогабаритным двигателем с искровым зажиганием (СИ). Использование этих двигателей в измельчителях древесины может привести к снижению стоимости машины и выбросов вредных выхлопных газов. Кроме того, измельчители растительного материала, предназначенные для компостирования на биогазовых установках, могут приводиться в действие газом, который они производят.Биогаз может быть очищен до биометана, чтобы соответствовать стандартам качества природного газа. В статье представлена конструкция системы газоснабжения, представляющая собой модернизацию двигателя внутреннего сгорания Lifan GX 390 с искровым зажиганием (Четырехтактный, OHV (верхнеклапанный) с максимальной мощностью 9,56 кВт), который является общепринятым. представитель небольших бензиновых двигателей. Двигатель установлен на цилиндрическом измельчителе, предназначенном для измельчения веток максимальным диаметром до 100 мм, что является типичной машиной, используемой для уборочных работ в городских условиях.Двигатель, работающий на сжатом природном газе и традиционно бензине, был испытан в реальных условиях работы при измельчении алычи (Prunus cerasifera Ehrh. Beitr. Naturk. 4:17. 1789 (Gartenkalender 4:189–204. 1784)). Их диаметр составлял ок. 80 мм, длина 3 метра, влажность ок. 25%. Системы тестировались в одинаковых реальных условиях эксплуатации, средняя мощность, вырабатываемая приводами при измельчении, составляет около 0,69 кВт. На основании зарегистрированных результатов было установлено, что двигатель, работающий на КПГ, характеризовался более высокими выбросами оксидов азота (NOx) на 45 %.Другими эффектами CNG были сокращение выбросов двуокиси углерода (CO2), монооксида углерода (CO) и углеводородов (HC) примерно на 81%, 26% и 57% соответственно. Кроме того, использование СПГ снизило расход топлива на 31% и расчетные почасовые эксплуатационные расходы машины, связанные с затратами на топливо, на 53% (для средней цены на топливо в Польше: бензин: 0,99 евро/л и СПГ: 0,71 евро/м3 на 08 ноября 2020 г. ). Выполненная авторами модернизация обеспечила работу привода при измельчении, приближенную к величине стехиометрических смесей.Среднее (AVG) значение соотношения воздух-топливо (AFR) для CNG было обогащено на 1,2% (AVG AFR составляло 17), а для бензинового двигателя смесь была более обогащена на 4,8% (AVG AFR составляло 14). Работа двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием (ИС) наиболее выгодна при сжигании стехиометрических смесей благодаря взаимодействию с системами доочистки выхлопных газов (например, трехфункциональным каталитическим нейтрализатором). Система, работающая на КПГ, может быть выгодна в системах, адаптирующихся к условиям эксплуатации, используемых в маломощных шредерных машинах, проблемой которых является повышенный выброс УВ, а сжигание КПГ может их уменьшить.Разработанная система не превышает нормы выбросов, действующие в Европейском Союзе. Для выбросов CO, выраженных в г/кВтч, они были примерно на 95 % ниже допустимого значения, а для выбросов HC + NOx – на 85 %. Это говорит о том, что использование рассматриваемого топлива может способствовать ужесточению норм допустимых выбросов для внедорожной техники. Газовое топливо – обзор5.3.5 Конечное использованиеПГ представляет собой газовое топливо, химические свойства которого хорошо подходят для замены обычных видов топлива для поршневых ДВС, использующих SI, и относятся к 4S (цикл Отто) или двух- ходовые двигатели. При проектировании этих двигателей в качестве топлива обычно используется бензин. Характеристики, облегчающие использование ПГ, следующие:
Транспортные средства могут иметь двигатели, предназначенные для использования только ПГ или двигателей, работающих на двух видах топлива (битопливо), ПГ и одном из обычных видов топлива, в зависимости от цикла работы двигателя. На рис. 5.3 представлены несколько вариантов использования ПГ в качестве топлива в автомобилях с ДВС. Рис. 5.3. Варианты использования КПГ в качестве автомобильного топлива. В случае использования ПГ в сжатом виде (КПГ), независимо от варианта, представленного на рис. 5.3, базовое оборудование, входящее в состав преобразователя, показано на рис.5.4. Это оборудование позволяет переоборудованному автомобилю использовать ПГ в качестве топлива наряду с исходным топливом в случае двухтопливного применения для поршневых ДВС SI или полной замены исходного топлива в случае дизельных двигателей. При этом в двигателе все равно должна быть какая-то адаптация. Рис. 5.4. Пример типичного устройства переоборудования для автомобилей. Условные обозначения: 1 – цилиндр высокого давления; 2 – трубопровод высокого давления; (3) смеситель СПГ-воздух; 4 – электроклапан выбора топлива; (5) клапан заправки СПГ; 6 – трубопровод низкого давления – питательный; (7) клапан головки блока цилиндров; (8) датчик СПГ; (9) клапан регулятора давления. NG способен поддерживать нормальную работу двигателя как при медленной работе (малое вращение и без нагрузки), так и в сценариях с высоким потреблением мощности (высокое вращение и нагрузка) или высоким крутящим моментом (низкое вращение и большая нагрузка), а также способен, при правильном регулировании, эффективно подавлять проблему детонации, не требуя добавления загрязняющих веществ в топливо, учитывая его высокое октановое число по сравнению с обычным топливом. В автомобилях, двигатели которых рассчитаны на использование исключительно СПГ в качестве топлива, используется двигатель с циклом Отто, так как этот цикл позволяет оптимизировать конкурентные преимущества газа по сравнению с обычными видами топлива. Двигатель, специально разработанный для работы на природном газе, обычно работает при высоких степенях сжатия (от 14/1 до 16/1), что допускается из-за высокой антидетонационной способности (высокое октановое число), присущей газу, и, таким образом, имеет превосходное 2 тепловой КПД по сравнению с бензиновыми двигателями или двигателями на водном этаноле. Первые двигатели, которые использовали NG в двигателе цикла Отто, были намного проще, чем эквивалентные, работающие на бензине, но приводили к потере мощности около 10%. Чтобы оптимизировать работу этих двигателей с ПГ, в каждое поколение двигателей производители постоянно вносили изменения, чтобы максимально увеличить его мощность.В настоящее время технологические усовершенствования, внедренные в системы питания и сгорания в двигателях этого типа, уже позволили значительно уменьшить вышеупомянутую разницу. В случае тяжелых транспортных средств, особенно применимых к городским автобусам, существует множество производителей двигателей, среди которых выделяются следующие: Culmmins, Scania, Volvo, Daimler-Chrysler и MAN. Одним из недостатков транспортных средств, использующих этот тип двигателя, является полная зависимость транспортного средства от природного газа, что ограничивает его автономию регионами, имеющими соответствующие возможности для заправки. В случае использования ПГ в двигателях, рассчитанных на использование бензина или водного этанола, принято работать в двухтопливной форме, предпочтительно на газе, но с возможностью использования исходного топлива при необходимости. Транспортные средства, которые имеют этот тип адаптации, могут быть изготовлены таким образом, с завода с возможностью выбора используемого топлива, или могут быть адаптированы в аккредитованных мастерских, где они проходят процесс переоборудования с установкой устройства, изготовленного на короткое время из элементы, представленные на рис.5.4. Из-за необходимости согласования работы в двухтопливной форме переоборудованные автомобили должны поддерживать исходную степень сжатия своих бензиновых двигателей (9/1) или водного этанола (12/1). Эта ситуация влияет на мощность, так как в СИ поршневого ДВС мощность зависит от соотношения ПИТ/(1 + В a ) и от тепловых характеристик η t , 3 , где ПИТ – низшая теплота сгорания двигателя. используемого топлива, а V a – это количество воздуха, необходимое для сжигания одной единицы объема газа.Тепловые характеристики зависят от r, степени сжатия и коэффициента v : удельная теплоемкость при постоянном объеме). Теоретически, учитывая, что соотношение PCI/(1 + V a ) для бензина составляет 960, а для метана — 836, использование ПГ (в основном метана) будет причиной 14-процентного падения мощности. Конверсионные устройства постоянно совершенствуются в соответствии с технологическими разработками автомобильной промышленности в системах дозирования и впрыска топлива в автомобильных двигателях; Об эволюции свидетельствует тот факт, что самые последние устройства включают в себя элементы, позволяющие работать на обычном топливе, совместимом с автомобилями, оборудованными одноточечными или многоточечными электронными системами впрыска. 4 Одним из больших преимуществ этого типа автомобиля для его владельца является автономность поездки, так как при отсутствии АГНКС автомобиль может заправляться своим оригинальным топливом. В любом транспортном средстве, работающем на бензине или любом другом топливе, подходящем для двигателей, работающих по циклу Отто, можно установить устройство преобразования для использования ПГ, если есть место для установки газового баллона. Существует множество производителей преобразователей, которые могут быть установлены в любой из аккредитованных мастерских. Однако стоит отметить, что, как уже упоминалось ранее, необходимо оценить, совместимы ли технологии устройства преобразования и транспортного средства, чтобы максимизировать производительность транспортного средства на любом из видов топлива. Двухтопливные автомобили были разработаны таким образом, чтобы СПГ мог заменить дизельное топливо в двигателях с воспламенением от сжатия. Однако, как описано выше, в двигателях, работающих по дизельному циклу, сгорание начинается с самовоспламенения топлива. Так как температура воспламенения ПГ очень высока, эта реакция не происходит должным образом. Чтобы обойти эту проблему, в двухтопливных системах используется «пилотный впрыск» дизельного топлива в цилиндры в количестве, которого как раз достаточно для начала сжигания воздушно-газовой смеси, чтобы автомобиль работал в смешанном цикле, поскольку он имеет характеристики дизельного цикла до пилотного впрыска и другие характеристики цикла Отто после этого.Поэтому, в отличие от двухтопливных двигателей, двухтопливные двигатели не позволяют транспортному средству работать то на альтернативном топливе (КПГ), то на обычном топливе (дизельное топливо). Хотя этап разработки использования природного газа в транспортных средствах уже пройден, производители вложили очень мало средств в этот тип двигателя по сравнению с инвестициями в разработку новых технологий, применимых к традиционным видам топлива. Поэтому все еще ожидаются значительные улучшения в этой технологии. Некоторые химические характеристики ПГ, такие как тот факт, что он почти полностью состоит из метана (CH 4 ), не имеет углерод-углеродных связей и имеет низкое содержание загрязняющих веществ, особенно в отношении серы, являются его самыми сильными сторонами по сравнению с обычное топливо, так как процесс сгорания, как правило, проще и вероятность неполного сгорания длинноцепочечных углеводородов ниже. Поскольку двигателю, работающему на природном газе, не требуется устройство обогащения смеси для холодного пуска, выбросы в этом состоянии, как правило, ниже, чем в случае жидкого топлива.Наконец, если хранилища газа герметичны, выбросы в результате испарения не должны иметь значения. Принимая во внимание то, что уже было описано в предыдущем разделе относительно усовершенствований конструкции и внедрения новых технологий в легковых автомобилях, экологические преимущества перехода на СПГ зависят от нескольких факторов, среди которых совместимость между технологиями транспортных средств и устройствами преобразования. Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: преимущества природного газаНезависимо от того, произведен ли он традиционными или возобновляемыми методами, преимущества природного газа как альтернативного топлива включают его доступность на внутреннем рынке, налаженную распределительную сеть, относительно низкую стоимость и преимущества в отношении выбросов. Возобновляемый природный газ (RNG) и обычный природный газ должны быть сжаты (CNG) или сжижены (LNG) для использования в транспортных средствах. Как и в случае любого альтернативного топлива, при рассмотрении вопроса об использовании природного газа необходимо учитывать некоторые соображения. Энергетическая безопасностьСоединенные Штаты импортировали 3% своей нефти в 2019 году, а на транспортный сектор приходится примерно 30% общих потребностей США в энергии и 70% потребления нефти в США. Использование природного газа и других альтернативных видов топлива и передовых технологий для сокращения потребления топлива продолжает укреплять национальную безопасность и снижать транспортные затраты на энергию для предприятий и потребителей. Характеристики автомобиляТранспортные средства, работающие на природном газе (NGV), аналогичны бензиновым или дизельным автомобилям в отношении мощности, ускорения и крейсерской скорости. Запас хода автомобилей на природном газе, как правило, меньше, чем у сопоставимых бензиновых и дизельных автомобилей, потому что при использовании природного газа в баке того же размера может храниться меньшее общее количество энергии. Дополнительные резервуары для хранения природного газа или использование СПГ могут помочь увеличить запас хода для более крупных транспортных средств. В большегрузных транспортных средствах двухтопливные двигатели с воспламенением от сжатия немного более экономичны, чем специальные двигатели с искровым зажиганием, работающие на природном газе.Однако двухтопливный двигатель усложняет систему хранения топлива, поскольку требует хранения обоих видов топлива и интеграции устройств доочистки дизельного топлива. Снижение выбросовВсе новые автомобили оснащены эффективными системами контроля выбросов и должны соответствовать одним и тем же стандартам выбросов независимо от типа топлива. Следовательно, выбросы выхлопных газов автомобилей, работающих на природном газе, сравнимы с выбросами бензиновых и дизельных автомобилей, оснащенных современными системами контроля выбросов.Согласно модели парниковых газов, регулируемых выбросов и использования энергии на транспорте Аргоннской национальной лаборатории (GREET), автомобили малой грузоподъемности, работающие на обычном и сланцевом природном газе, могут сократить выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла на 15% (84% при работе на ГСЧ). . Кроме того, поскольку топливные системы CNG полностью герметичны, транспортные средства не производят выбросов в результате испарения. Природный газ, полученный с помощью возобновляемых источников, предлагает дополнительные преимущества. Возобновляемый природный газ (RNG) — это, по сути, биогаз — газообразный продукт разложения органического вещества, который был обработан в соответствии со стандартами чистоты.Улавливание биогаза на свалках и животноводческих фермах снижает выбросы за счет предотвращения выброса метана в атмосферу. Метан является парниковым газом в 25 раз сильнее, чем углекислый газ. Кроме того, производство биогаза посредством анаэробного сбраживания уменьшает запахи и производит жидкое удобрение, богатое питательными веществами. Наличие инфраструктуры и транспортных средствРазличные новые большегрузные автомобили, работающие на природном газе, доступны от производителей оригинального оборудования в США. Информацию о наличии см. в разделах «Альтернативное топливо» и «Расширенный поиск автомобиля». Автопарки и потребители также могут надежно переоборудовать существующие бензиновые или дизельные автомобили для работы на природном газе с помощью квалифицированных специалистов по модернизации систем. Квалифицированные специалисты по модернизации систем могут экономично, безопасно и надежно переоборудовать многие автомобили для работы на природном газе. Крайне важно, чтобы все переоборудованные автомобили и двигатели соответствовали нормам и стандартам по выбросам и безопасности, установленным Агентством по охране окружающей среды США, Национальным управлением безопасности дорожного движения, Кодексом транспортных газовых топливных систем NFPA 52 Национального агентства противопожарной защиты, CSA/ANSI Group. ПГВ 6.1, и государственные учреждения, такие как Калифорнийский совет по воздушным ресурсам. Хотя в Соединенных Штатах имеется обширная система распределения природного газа, инфраструктура для заправки транспортных средств ограничена. По этой причине многие автопарки предпочитают устанавливать собственную инфраструктуру заправки природным газом, что может быть дорогостоящим, или сотрудничать с другими автопарками для создания общей инфраструктуры. Партнерство по инфраструктуре таким образом имеет много преимуществ, таких как сокращение периода окупаемости и более высокая пропускная способность, что часто приводит к снижению затрат на топливо. . |
Добавить комментарий