Топливо газ это – Виды газового топлива. О преимуществе газа, как топлива, перед бензином. «Автомобильные газовые топливные системы»

Содержание

описание, характеристики, способы производства, применение

Газообразное топливо известно еще с середины 19 века. Именно тогда известный инженер Ленуар построил свой первый газовый двигатель внутреннего сгорания. Этот аппарат был примитивным и работал без предварительного сжатия камеры сгорания. Современные двигатели не входят с ним ни в какое сравнение. Сегодня применение газообразного топлива не ограничивается лишь автомобилями. Этот экологичный, дешевый и доступный вид топлива активно завоевывает все новые и новые ниши и активно используется во всех отраслях народного хозяйства. В данной статье дается описание, характеристики топлива. В общих чертах рассказывается о способах их производства и применении.

Общие сведения

Под газообразным топливом понимается вещество, которое легко воспламеняется. Это его качество и полезное свойство применяется в различных отраслях науки и техники. Например, все чаще и активнее население и промышленность используют котлы на газообразном топливе. В этом топливе в различных количествах могут присутствовать оксиды (диоксиды) углерода, пары углекислого газа, а также такие элементы, как азот, водород кислород и другие примеси. Современные аппараты, работающие на газообразном топливе, весьма чувствительны к химическому составу рабочего газа. Если он не будет соответствовать нормам, рекомендованным производителем, то техника, скорее всего, выйдет из строя и потребуется дорогостоящий ремонт.

Все вещества, входящие в состав газов, можно разделить на горючие и негорючие. Первыми, помимо метана, являются этан, пропан и бутан. Взрывоопасными и, соответственно, горючими являются оксид углерода и водород. Водород является особо опасным. Именно по этой причине его не рекомендуют хранить в газовых баллонах. Лучшее решение заключается в приобретении водородного генератора. Это устройство выделяет водород из дистиллированной воды по мере необходимости. Таким образом, угроза детонации большого объема газа устраняется.

Государство является монополистом в сфере оптовой торговли жидким и газообразным топливом. Это свидетельствует о стратегически важном значении данного вида сырья.

Классификация топлива по происхождению

Как и жидкое, газообразное топливо может добываться в качестве полезного ископаемого, а может производиться в искусственных условиях. В первом случае такое топливо называется естественным, а во втором – искусственным.

Специалисты зафиксировали различия в составе жидкого и газообразного топлива, добытых из разных регионов. Из-за различий в химическом составе возникают и незначительные отличия в количестве выделяемого тепла при сгорании. Природное газообразное топливо практически полностью (на 95-99 %, в зависимости от месторождения) состоит из так называемого метана (химическая формула – СН4). Такое топливо называется природным газом. И это самый дешевый на сегодня источник энергии. Именно по этой причине этот вид энергоресурсов активно используется во всех отраслях народного хозяйства. Однако все преимущества затмеваются низким уровнем безопасности аппаратов, работающих на газообразном топливе. В СМИ регулярно появляются тревожные новости об авариях и человеческих жертвах в результате нарушения правил эксплуатации газовых установок.

К искусственным видам газообразного топлива относят вещества, получаемые в результате переработки твердого или жидкого топлива. Наиболее распространенными и популярными его видами являются коксовый крекинговый газы. В эту группу можно также включить светильный, водяной и смешанный виды топлива. В зависимости от химического состава конкретного газа, уровень выделения теплоты при сгорании варьируется в широком диапазоне. Такие вещества являются особо взрывоопасными. По этой причине их рекомендуется смешивать перед сжиганием с природным газом. Эта мера на порядок повышает безопасность эксплуатации аппаратов, работающих на газообразном топливе. Эти манипуляции проводятся на специально оборудованных базах. Затем такой газ поставляется конечному пользователю в баллонах или иным способом. Но несмотря на то, что такая смесь является менее опасной, с ней все же необходимо обращаться крайне осторожно, с соблюдением всех норм и правил работы с сосудами под давлением и техники безопасности. И это не единственная опасность. Данное вещество является токсичным, и его вдыхание может вызвать серьезные последствия и даже привести к летальному исходу.

Классификация топлива по назначению

Топливо в газообразном виде используется как в тепловых установках, так и в двигателях внутреннего сгорания. Соответственно по этому признаку оно может быть поделенным на моторное топливо и топливо котельно-печное.

В качестве котельно-печного топлива традиционно используется природный газ. В редких случаях применяют искусственное топливо. Этот же вид топлива, лишь с некоторыми добавками, применяется и для заправки автомобилей.

Описание природного га­за

Трудно переоценить значимость этого полезного ископаемого для экономики нашего государства и экономического развития мира в целом. Многие автомобили, котлы на газообразном топливе, электростанции и теплоэлектроцентрали используют именно его. Исходя из прогнозируемых цен на голубое топливо (так иногда называют природный газ) верстаются бюджеты государств.

Более чем на 90 % этот газ состоит из молекул метана (СН4). Помимо метана в природном газе содержатся и бутан с пропаном, азот, углекислый газ, водяные пары и другие примеси (они считаются вредными). В незначительных количествах природный газ содержит также инертные газы (гелий и другие). Считается, что последние оказывают благоприятное воздействия на машины, приборы и механизмы, работающие на газе, а также улучшают физику процессов горения топлива. О пригодности топлива к использованию, о его качестве судят по процентному содержанию углеводородных компонентов.

Природный газ является не только ценным видом топлива, но и сырьем для целого ряда отраслей промышленности. Так, из метана, который в нем содержится, крупные химические комбинаты вырабатывают водород. Для протекания такой реакции нужно его окислить. Помимо водорода из него вырабатывают ацетилен. На основе этих веществ производят всевозможные альдегиды, метиловый спирт (очень токсичное и опасное вещество), аммиак, ацетон, уксусную кислоту и так далее. Однако факт остается фактом – основной сферой применения природного газа является сжигание газообразного топлива с целью в различных приводных механизмах (двигатели машин) и котельных устройствах.

Основные свойства газов

Все газы (не только топливо) объединяет сравнительно незначительный показатель плотности. Для рассматриваемых природного газа и его искусственных аналогов его значение держится в районе 0,8 килограмма на метр кубический. Плотность сжиженного газообразного топлива несколько выше и составляет примерно 2,3 килограмма на метр кубический.

Газы в большинстве своем являются токсичными веществами. Токсичность возрастает по мере увеличения содержания оксидов углерода и соединений серы с водородом в газе. При содержании одного и более процентов описанных вредных газов в атмосфере человек за три минуты вдохнет летальную дозу отравляющего вещества.

Рассматриваемые газы являются взрывоопасными. Причем с повышением процентного содержания окиси углерода и водорода опасность детонации возрастает. Интересная особенность: при содержании этих веществ более чем 74% вероятность детонации газа практически равна нулю.

Основные характеристики топлива

При сравнительном анализе того или иного вида топлива специалисты оперируют следующими понятиями: влага топлива, содержание серы, зола (остаток), выделяемая теплота сгорания и жаропроизводительность.

Под жаропроизводительностью понимается температура, достаточная для процесса горения при минимальном содержании кислорода. При этом не осуществляется дополнительный подогрев ни воздуха, ни горючей смеси.

Твердый остаток поле сгорания топлива называется золой. Она уже не может гореть. Шлак – это та же зола, только после оплавления. Образование этого вещества негативно сказывается на работе всей системы, забивает топливную аппаратуру. Поэтому данный показатель важно учитывать при проектных работах.

Важным показателем является влага. Она негативно влияет на характеристики топлива. Ее присутствие вызывает увеличение объемов выхлопов, уменьшению коэффициента полезного действия установки.

Продукты сгорания серы и ее соединений вызывают и активизируют коррозионные процессы на поверхностях стальных частей двигателей и выхлопных систем. Кроме того, они оказывают негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человек. Поэтому этот показатель также очень важно учитывать.

Теплота сгорания – очень важная характеристика. Она учитывается при расчете и проектировании оборудования и позволяет определить расход топлива. Данная величина определяется экспериментально. Для этих целей используется специальный калориметр. Сжигается заведомо известное количество (масса) топлива и фиксируется изменение температуры воды калориметра. Далее достаточно подставить в формулу полученные сведения и подсчитать теплоту сгорания.

Попутный газ

Если природный газ добывается из буровых скважин, то попутный является побочным продуктом нефтедобычи. Содержание метана в таком газе несколько меньше, чем в традиционном природном. Однако при сгорании газообразного топлива выделяется сопоставимое тепло.

Побочный газ (попутный) вырабатывается также металлургическими комбинатами. На этих предприятиях горючее выделяется в печах. Это так называемые коксовый и доменный газы. Как правило, эти газы сжигаются на месте (подаются в печь или в котельную станцию). Аналогичный побочный продукт вырабатывается в глубоких шахтах, что часто приводит к катастрофам.

Получение газа методом сухой перегонки

Искусственный газ получается путем дополнительной обработки твердого (жидкого) топлива. Таким образом можно получить так называемый генераторный газ и газ сухой перегонки.

При сухой перегонке топливо разлагается под воздействием высоких температур. При этом необходимо исключить доступ окислителя (воздуха). После ряда этапов, исходное топливо разлагается на собственно газ, соединения смолы и кокс. Точный состав образованных продуктов зависит от исходного состава топлива и условиях протекания процесса (прежде всего от температуры).

Процесс перегонки, который протекает при высоких температурах (в районе 1000 – 1100 градусов Цельсия), называется коксованием. Продуктами распада в таком случае являются собственно газ (коксовый) и кокс. Плотность и теплота сгорания полученного газа сравнительно невелики (0,5 килограмм на метр в кубе и 16000 килоджоулей на метр кубический соответственно). Одна тонна каменного угля при такой обработке преобразуется в 350 кубических метров газа. Этот показатель может разниться и зависит от условий проведения процесса и от химического состава и происхождения исходного сырья (угля).

Существует и низкотемпературная сухая перегонка. Она заключается в обработке твердого топлива температурами в районе 500 градусов по Цельсию. Газа при таком методе образуется минимальное количество (не более 30 метров кубических с одной тонны сырья). Основной продукт в данном случае – смола, которая в дальнейшем используется в производстве моторных масел и топлив.

Получение газа путем газификации твердого топлива

Один из распространенных методов получения газообразного топлива – так называемая газификация. Она заключается в химико-термической обработки твердого топлива (совместном воздействии высоких температур и химической обработке). Атомы углерода, содержащегося в твердом топливе, взаимодействуют и вступают в реакцию с водой и паром, образуя газ (топливо). В процессе газификации протекает и сухая перегонка. Газогенератор – это прибор для газификации твердых видов топлива (прежде всего – угля). Это устройство вырабатывает следующие вещества: метан, водород и угарный газ. Помимо озвученных газов вырабатываются и негорючие вещества (двуокись углерода, кислород с азотом и водяной пар).

Конструкций газогенераторов – огромное множество. Схема и перечень узлов зависит в первую очередь, от вида исходного сырья. В общем случае он представляет собой цилиндр с металлическими стенками. В нем имеются отверстия для вентиляции (поступления воздуха) и для выхода вырабатываемого газа. Подача воздуха осуществляется принудительно, с использованием мощных вентиляторов. Конструкцией должен быть предусмотрен люк для оператора. Топливо загружается через крышу. Таким образом, внешне этот агрегат до боли напоминает всем известную «буржуйку». Однако есть одно отличие – отсутствие дымохода.

Газогенератор – лишь основа всей установки, ядро, так сказать. Если посмотреть на схемы подобного оборудования, то станет понятно, что все остальные узлы и устройства предназначены для приведения газа в нормальное состояние (очистка, охлаждение и так далее).

Преимущества применения и использования газа

Состав газообразного топлива позволяет эффективно использовать его как альтернативу традиционным бензину, мазуту и дизелю. Запасы нефти истощаются. По подсчетам специалистов, ее хватит не несколько десятилетий. Запасов газа гораздо больше. Таким образом, активное внедрение и использование газовой аппаратуры во всех отраслях народного хозяйства позволит если не решить, то по крайней мере, отсрочить острую проблему дефицита углеводородного сырья.

Вторым, и весьма важным преимуществом является относительная чистота продуктов сгорания газа по сравнению с выхлопами бензиновых агрегатов. Иными словами машины и механизмы, работающие на газообразном топливе, более экологичные и не так сильно загрязняют окружающую среду. В мегаполисах и крупных городах эта проблема стоит особенно остро. Поэтому власти стремятся перевести весь парк городского общественного транспорта на новые экологические стандарты.

Третье преимущество – возможность подстраивать работу двигателя под личные потребности и предпочтения, регулируя состав смеси. В перспективе это позволит не переплачивать лишние деньги.

Четвертое преимущество заключается в увеличении полезного срока эксплуатации двигателя и увеличении времени между полной заменой моторного масла. Ведь газ, в отличие от нефтепродуктов, не удаляет смазку (масло) с поверхностей трущихся деталей механизма (двигателя).

Пятое — газовая смесь имеет гораздо большую детонационную способность, по сравнению с традиционным топливом. Это позволяет значительно повысить мощность двигателя транспортного средства.

Шестое — в отличие от твердого и жидкого, газообразное топливо не нужно разогревать перед впрыском. Это положительно сказывается как на надежности всей системы, так и на всех без исключения показателях работы.

Седьмое преимущество: с применением газа впрыск в цилиндры становится более равномерным. Таким образом, повышается плавность хода и работы движущих механизмов, уменьшается износ высоконагруженных частей.

К сожалению, далеко не всегда все описанные преимущества достигаются. Чаще всего владельцы транспортных средств переводят на газовое топливо бензиновые двигатели с целью экономии средств на разнице в стоимости топлива. Однако двигатель проектировался под бензин или дизель. Отсюда и не очень слаженная работа всех частей. Инженеры просчитали, что при переводе автомобиля с бензина на газ двигатель теряет около 20 процентов своей мощности. Чтобы компенсировать потери, многие владельцы увеличивают степень сжатия пространства камеры сжигания. Это значительно сокращает срок службы двигателя. Другая мера – установка системы турбонаддува. Но в это мероприятие придется вложить значительные денежные средства. Работа двигателя или котельной на жидком и газообразном топливе демонстрирует совершенно разные показатели эффективности. Причем преимущество далеко не на стороне твердых видов топлива.

fb.ru

Топливо

/upload/iblock/6b3/6b376ff29a02b3e9c9e162ee998134e6.png

Газуем на газу …

Самый быстрый в мире автомобиль, ездящий на сжиженном природном газе, это концепт-кар GP3.10 Gas Powered, созданный на основе BMW 3 серии. Он был разработан немецкой компанией AC Schnitzer.

/upload/iblock/d98/d98297aa8e4922a09fff3acd27c1f735.png

Разменяли второй век …

Считается, что первый автомобиль на сжиженном природном газе был сконструирован в США еще в 1913 году.

/upload/iblock/a61/a61bc7c37b6d5f4bbfe2314690d65031.png

«Опередил время» …

Первый двигатель, работающий на природном газе, был сконструирован раньше бензинового, еще в 1860 году, бельгийским инженером Ленуаром. <br>
Правда, использовать «транспорт на газе» стали лишь спустя почти сто лет.

/upload/iblock/777/777747eb988dccdfeff473588081e531.png

«Ждем-с» …

В мире активно ведутся разработки самолетов, которые могли бы <em>летать</em> на сжиженном газовом топливе. Такие проекты есть и в нашей стране – например, в конце 1980-х годов в конструкторском бюро имени А. Н. Туполева был построен самолет «ТУ-155», который успешно прошел летные испытания.

/upload/iblock/215/215f10964f4d70a629bc5fedee728d92.png

«Само то!» …

Особенностью сжатого природного газа является то, что котлы, работающие на природном газе, имеют больший КПД — до 94 %, и не требуют расхода топлива на предварительный подогрев зимой. Что очень актуально для северного климата!

gaz-prof.ru

Топливные газы — Промышленные материалы

Топливные газы

Категория:

Промышленные материалы

Топливные газы

Топливные газы являются наиболее экономичным видом топлива. В СССР сосредоточены огромные запасы природного газа в РСФСР, на Украине, в Средней Азии.

К топливным газам относят природный, попутный и искусственные газы.

Природный газ состоит в основном из метана; в качестве примесей в нем могут быть более тяжелые этановые, пропановые И бутановые фракции и балластные примеси: азот, двуокись углерода, аргон и др.

Попутный газ находится в растворенном состоянии в нефти и добывается одновременно с ней из одних и тех же скважин. Перед подачей в газопроводы газ подвергают очистке и сушке.

Плотность природных горючих газов зависит от химического тсхава и колеблется от 0,72 до 0,83 кг/м3, а попутных — от 0,86 До 1,4 кг/м3. Газы с большим содержанием метана имеют наименьшую теплоту сгорания (31,5 МДж/м3), которая возрастает с увеличением содержания в газе этановых, пропановых и бутано-вых фракций.

Искусственные г а з ы — генераторный, доменный, коксовый и полукоксовый, крекинговый имеют теплоту сгорания значительно меньшую, чем природные.

Измерение количества горючих газов производится по объему, оа единицу объема газа принимают 1 м3. Объем измеряют счетчиками и расходомерами при фактических температуре и давлении газа.

При определении истинного расхода газа, прошедшего через расходомерное устройство, учитывают поправку на отклонение

плотности измеряемого газа от того значения плотности, на которую настроен расходомер.

Для сравнения объемных количеств объем газа приводят по формулам к нормальным условиям.

Газы могут поступать сниженными и сжатыми.

Сжиженные газы получают на газоконденсатных установках при газовых месторождениях и как побочные продукты при переработке нефти. Установлены три марки сжиженных топливных газов: смесь пропана и бутана (техническая зимняя и летняя), бутан технический. Заполнение жидким газом баллонов и цистерн производят на 85% объема, а давление в емкости достигает 1,57 МПа.

Сжатые газы находятся в баллонах и трубопроводах в газообразном состоянии.

Сжиженные газы измеряются в единицах массы (килограммах, тоннах). При работе с газами необходимо строгое соблюдение всех действующих правил пожарной и технической безопасности.

Горючие газы используют как топливо в топливопотребляю-щих установках, бытовых газовых приборах, в двигателях внутреннего сгорания и как химическое сырье.

Запасы природного газа размещаются в естественных хранилищах — пустотах земной коры, а также в наземных и подземных стационарных резервуарах — газгольдерах.

Природные газы передаются на расстояние по специально оборудованным газопроводам с установленными по трассе компрессорными станциями, пунктами ремонта и регулирования давления газа, одоризации (придания газу запаха) и др.

Конечными пунктами газопроводов являются газораспределительные станции и пункты, откуда газ подается потребителям.

Сжиж,енные газы хранят и транспортируют в цистернах емкостью до 100 м3 и более и в баллонах, для перевозки которых используют специально оборудованные различные виды транспорта.

Баллоны с горючими газами окрашивают в красный цвет.

Читать далее:

Смазочные материалы

Статьи по теме:

pereosnastka.ru

топливный газ — это… Что такое топливный газ?



топливный газ
fuel gas, power gas

Большой англо-русский и русско-английский словарь.
2001.

  • топливный бункер
  • топливный дроссель

Смотреть что такое «топливный газ» в других словарях:

  • топливный газ — Газ, обычно используемый с кислородом для нагревания типа ацетилена, природного газа, водорода, пропана, метилацетилена и других синтетических топливных углеводородов. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом …   Справочник технического переводчика

  • топливный газ — dujinis kuras statusas T sritis chemija apibrėžtis Degiosios kurui vartojamos dujos. atitikmenys: angl. fuel gas; gas fuel; gaseous fuel rus. газовое топливо; газообразное топливо; горючий газ; топливный газ …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • топливный газ — 3.39 топливный газ: Сжатый природный газ, используемый для работы тепловых двигателей и электростанций собственных нужд компрессорных станций. Источник: СТО Газпром 2 2.1 249 2008: Магистральные трубопроводы …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • топливный газ — kuro dujos statusas T sritis chemija apibrėžtis Naftos dujos, deginamos kartu su kitu kuru. atitikmenys: angl. fuel gas rus. топливный газ …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • топливный газ, полученный при анаэробном сбраживании отходов — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN anaerobic fuel gas …   Справочник технического переводчика

  • генераторный [топливный] газ — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN power gas …   Справочник технического переводчика

  • низкокалорийный топливный газ — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN low thermal value fuel gas …   Справочник технического переводчика

  • технические требования на топливный газ — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN gas fuel specificationGFS …   Справочник технического переводчика

  • технология переработки твёрдых отходов в топливный газ — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN waste gas technologyWGT …   Справочник технического переводчика

  • ГАЗ-21 — ГАЗ 21 …   Википедия

  • ГАЗ-69 — ГАЗ 69А …   Википедия

dic.academic.ru

Природный газ как моторное топливо

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Газобалонное оборудование

Природный газ как моторное топливо

Природный газ в основном состоит из метана с примесью других углеводородов и инертных газов. Его примерный состав, об. %: метан 85— 99; этан 1,0—8,0; пропан-бутан 0,5—3; азот 0,5—0,7; углекислый газ 1,8. Метан намного легче воздуха (в отличие от других углеводородных газов), и поэтому он легче перемешивается с воздухом.

В цилиндрах двигателей сгорает топливовоздушная смесь, для приготовления которой применяют весьма сложную топливную аппаратуру. Особенно усложнено изготовление смеси для бензиновых двигателей при низких температурах атмосферного воздуха, вследствие того что бензин в этих условиях плохо испаряется. При использовании газового топлива приготовление равномерной смеси не вызывает затруднений. Неравномерность распределения топлива по цилиндрам бензинового двигателя превышает 35%, что обусловливает повышенное содержание в отработанных газах оксида углерода (на 45—55%) и углеводородов (на 35—45%) при стехиометрическом составе горючей смеси при а = 1. Газовое топливо способствует снижению максимума неравномерности распределения горючей смеси до 20%.

Длительный опыт эксплуатации газовых двигателей, накопленный газовой промышленностью, доказывает значительные эксплуатационные преимущества их по сравнению с жидкотопливными двигателями. Так, машина на газовом топливе имеет в 1,5—2 раза большую наработку между ремонтами, так как отсутствуют разрушения (смывания) масляной пленки жидким топливом. Кроме того, при горении газового топлива образуется значительно меньше твердых частиц и сажи, чем при сгорании жидкого топлива, что также снижает износы. Важным обстоятельством, способствующим увеличению срока службы двигателей, является почти полное отсутствие в газовом топливе серы и других элементов, вызывающих коррозию. Срок службы масла у газовых двигателей в 1,3—1,8 раза выше, чем у жидкотопливных, что объясняется также пониженным нагарообразованием и отсутствием разжижения масла топливом.

В автомобильных двигателях этот эффект должен быть еще заметнее, так как разжижение масла, равно как и смывание его со стенок, происходят в основном в период «холодного» запуска. При пуске «холодного» бензинового двигателя (вследствие отсутствия в этот период подогрева входящего в него воздуха) испаряется только малая часть топлива, а большая часть попадает в цилиндр в жидком виде. Принято считать, что по износу холодный запуск бензинового автомобильного двигателя и 500-километровый пробег его равносильны. Аналогичный эффект наблюдается и в дизельном двигателе. Впрыснутое, но не воспламенившееся вследствие недостаточного нагрева топливо попадает на стенки цилиндра, смывая и разжижая масло. Более широкие пределы воспламенения газового топлива позволяют на основных эксплуатационных режимах наиболее эффективно обеднять горючую смесь до а = 1,24-1,3, что приводит к значительному снижению токсичности отработанных газов по основным контролируемым параметрам при работе на сжатом природном газе (СПГ). Это позволяет приблизиться к достаточно жестким требованиям большинства национальных стандартов по токсичности газов.

Высокое октановое число природного газа (метан) дает возможность повысить степень сжатия в газовом двигателе на 23—25%. Вследствие высокой антидетонационной стойкости СПГ и его хорошей смешиваемости с воздухом можно добиться увеличения мощности газовых двигателей с возрастанием степени сжатия, например с 6,5 до 8 для двигателя ЗИЛ-130 и с 6,7 до 8,5 для двигателя 3M3-53. По данным Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ, г. Москва) и результатам эксплуатации, установлены следующие преимущества при переводе двигателя ЗИЛ-130 с бензина на сжиженный газ: снижается износ гильз цилиндра на 14, поршней на 17, поршневых колец на 63, шеек коленчатого вала на 57—70%; моторесурс двигателя газобаллонного автомобиля повышается на 30—40%; срок службы моторного масла увеличивается в 2—2,5 раза; существенно снижается токсичность отработанных газов.

Есть и серьезные препятствия для дальнейшего расширения применения сжиженного нефтяного газа (СНГ) в качестве топлива. Это ограниченность ресурсов сжиженного газа и большая ценность его как сырья для химической промышленности. Оценивая пути решения проблемы обеспечения автомобильного транспорта топливом в условиях непрерывного роста автопарка и увеличения объема грузооборота, специалисты все больше склоняются к использованию в этих целях сжатого природного газа (СПГ). При этом принимают во внимание запасы природного газа, ускоренное развитие газовой промышленности, строительство магистральных газопроводов и относительную дешевизну СПГ.

Читать далее: Физико-химические свойства сжатого природного газа

Категория: —
Газобалонное оборудование

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Сжиженный природный газ (LNG) как автомобильное топливо

Сжиженный природный газ (СПГ) (англ. Liquefied Natural Gas) – это природный газ, охлажденный до температуры сжижения. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии. Кроме того, это не самовозгорающийся газ, что выгодно отличает его в плане безопасности. В жидком состоянии газ занимает гораздо меньший объем. Одинаковое количество СПГ и природного газа отличаются по объему в 600 раз. Чтобы наглядно представить себе это различие, сравните надувной пляжный мяч и шарик для пинг-понга.

Энергетический рынок огромен и добыча природного газа увеличивается с каждым годом. Поэтому роль СПГ, наряду со сжатым природным газом, газоконденсатными жидкостями (NGL) и GTL (газ в жидкость) в обозримом будущем будет возрастать.

Получение и хранение сжиженного природного газа

Сжижение природного газа – не новая технология, ей уже более ста лет. Она была запатентована в США в 1914 году, а через три года был построен первый завод. С тех пор производство СПГ прочно вошло в нефтегазовый сектор, однако повышенный интерес к нему стал проявляться только в последние годы в связи с ростом экологических требований к источникам энергии.

СПГ производят путем охлаждения природного газа, состоящего в основном из метана, до точки сжижения -162° по Цельсию. В процессе сжижения от газа отделяются и отфильтровываются кислород, сера, азот, двуокись углерода и вода. Поэтому полученный продукт отличается высокой чистотой. После сжижения газ транспортируется в жидком состоянии и в пункте назначения может быть опять восстановлен в газообразную фазу на специальных СПГ терминалах (регазификация).

В настоящее время существует несколько промышленных технологий сжижения природного газа, в основе которых лежит один из двух способов: каскадный процесс или процесс Линде (разновидностью его является процесс Клода).

В каскадном процессе газ, сжижающийся при более высокой температуре, используется в жидком виде для охлаждения и сжижения второго газа, находящегося под избыточным давлением, температура сжижения которого ниже. Второй сжиженный газ, в свою очередь, используется в третьем каскаде для охлаждения и сжижения еще более трудно конденсируемого газа и т.д. Для сжижения природного газа достаточны три цикла с использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана.

Процесс Линде основан на эффекте Джоуля-Томсона. Предварительно охлажденный и находящийся под давлением газ пропускается через теплоизолированный трубопровод, в котором имеется сужение (дроссель) или пористая перегородка. За дросселем газ расширяется, в результате чего происходит его дальнейшее охлаждение. После нескольких таких циклов газ достигает температуры сжижения.

Хранится сжиженный природный газ при давлении от 3 до 10 бар в емкостях с вакуумной изоляцией. Температура хранения варьируется в зависимости от состава газа и давления. При атмосферном давлении температура СПГ не должна превышать -162° C.

Сжиженный природный газ как автомобильное топливо

Одним из главных преимуществ СПГ является снижение выбросов СО2 и других парниковых газов (до 30% по сравнению с бензином и дизтопливом). Это делает его весьма востребованным в контексте общей тенденции к более экологичным энергетическим решениям. Применение СПГ также позволяет укладываться в строгие современные нормы выбросов, чего не удается достичь с другими видами топлив.

Сжиженный природный газ (как и сжатый газ) существенно снижает коррозию и износ частей двигателя по сравнению с бензином. Это связано с тем, что газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндра при холодном пуске. Дизельные моторы, работающие на природном газе, зачастую проходят свыше 800 000 км без капремонта.

Молекула метана обладает высокой стойкостью, поэтому октановое число природного газа составляет от 105 до 120 единиц, что является причиной его высокой антидетонационной стойкости. Выбросы двигателей, работающих на газе, чище, с меньшим содержанием углерода и твердых частиц (сажи).Объемная плотность энергии СПГ примерно в 2,4 раза выше, чем у сжатого природного газа. Плотность энергии сжиженного природного газа сравнима с пропаном и этанолом, но составляет лишь 60% плотности энергии дизтоплива, и 70% бензина.

Широкому коммерческому использованию СПГ препятствует более высокая стоимость производства и необходимость хранения в дорогостоящих криогенных резервуарах. Однако с учетом истощения запасов нефти, повышения экологических требований, газификация автомобильного транспорта, особенно тяжелых грузовиков и автобусов будет возрастать.

Устройство топливной системы автомобиля на СПГ

Устройство системы Westport HPDI 2.0

В качестве примера рассмотрим топливную систему HPDI 2.0 (High Pressure Direct Injection) канадской компании Westport – ведущего производителя оборудования для сжиженного природного газа. Система HPDI 2.0 заменяет приблизительно 95% дизельного топлива природным газом. Технология Westport HPDI является единственной, которая максимально использует природный газ, сохраняя при этом мощность, крутящий момент, КПД и топливную эффективность, достигаемые при работе на дизтопливе. При этом значительно сокращаются эксплуатационные расходы, так как природный газ намного дешевле. Установка HPDI 2.0 не требует никакой переделки основных компонентов стандартного дизельного мотора. Ее также можно легко приспособить для работы на сжатом природном газе.

Устройство системы Westport HPDI 2.0

Основой топливной системы двигателя является инновационная форсунка с двойной концентрической иглой, разработанная в сотрудничестве с Delphi. Она позволяет впрыскивать под высоким давлением в камеру сгорания небольшое количество дизельного топлива и большие объемы природного газа. Природный газ подается в конце такта сжатия. Однако для его воспламенения при давлении, которое обеспечивает обычный дизельный двигатель, требуется более высокая температура. Поэтому для облегчения воспламенения в цилиндр предварительно впрыскивается небольшое количество дизельного топлива с последующим основным впрыском природного газа. Горящее дизтопливо мгновенно поджигает горячие продукты сгорания в цилиндре, а те, в свою очередь, впрыскиваемую следом порцию природного газа.

Сжиженный природный газ хранится в специальном баке, в котором смонтирован оригинальный криогенный насос. Из бака газ подается в испаритель, использующий тепло охлаждающей жидкости двигателя. На выходе из испарителя газ имеет температуру около 40° C при давлении 30 МПа. Далее газ фильтруется и направляется в модуль топливоподготовки, а затем подается к форсункам.

avtonov.info

Топливо — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Топливо — это горючее вещество, выделяющее при сжигании значительное количество теплоты, которая используется непосредственно в технологических процессах и для обогрева, либо преобразуется в другие виды энергии.

В промышленной энергетике и коммунально-бытовом секторе для получения тепла используется, как правило, химическая энергия, содержащаяся в органической массе ископаемого топлива. Исключением являются электронагревательные приборы, солнечные коллекторы и геотермальные установки, использующие электроэнергию, энергию солнца и тепло земных недр. Преобразование химической энергии в тепловую происходит в результате процесса горения. А сейчас рассмотрим, какие виды топлива применяются обычно в теплоэнергетике.

Итак, все виды органического топлива можно разделить по агрегатному состоянию на газообразные, жидкие и твердые, а по происхождению — на природные и искусственные. Основная характеристика любого топлива — теплота сгорания, то есть количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива.

Для определения теплоты сгорания отдельного вида топлива используется калориметр.

Полученная теплота сгорания называется высшей теплотой сгорания (Qsr) этого вида топлива и выражается в ккал/кг для твердых и жидких видов топлива, или в ккал/м3 для газообразного топлива.

Определенное в данном случае количество тепла включает и тепло конденсации влаги, которая изначально была в топливе, а также образовалась в процессе горения содержащегося в горючем водорода и осталась на дне меньшего сосуда. Взвесив это количество воды и умножив результат на количество тепла, требуемое для испарения 1 кг воды (638 ккал), получаем количество тепла, необходимое для испарения всей образовавшейся воды. Вычитая из высшей теплоты сгорания количество тепла, необходимое для испарения всей образовавшейся воды (вычисленное, как описано выше), получаем значение низшей теплоты сгорания (Qir). Именно это значение используется обычно во всех теплотехнических расчетах, поскольку при сжигании топлива в традиционных котлах, печах и нагревательных установках пары воды не конденсируются, а уносятся с продуктами горения и, следовательно, тепло конденсации безвозвратно теряется. Дело в том, что образующийся в газоходах котла конденсат из-за растворенного с нем СO2 создает агрессивную среду. Поэтому изготовители водогрейных котлов (вплоть до последнего времени), стараясь предотвратить возможную межкристаллическую коррозию поверхностей нагрева из обычной стали или чугуна, не снижали температуру дымовых газов до такого уровня, при котором начинается конденсация паров Н20. При этом в котлах, сжигающих природный газ, терялось более 10% тепла, а при сжигании жидкого топлива — почти 6% тепла, если вести расчет по высшей теплоте сгорания.

Только в последние годы появились водогрейные котлы, в которых применение коррозионностойких и нержавеющих сталей позволило конденсировать водяные пары. В таких котлах удается использовать скрытую теплоту парообразования, в результате чего экономичность котлов при расчете КПД по низшей теплоте сгорания иногда оказывается выше 100%.

Для сопоставления различных видов топлива используется понятие «условное топливо». В качестве единицы условного топлива принимается 1 кг твердого топлива, теплота сгорания которого равна 29,3 МДж (7000 ккал). За рубежом используют понятие «1 тонна нефтяного эквивалента» — 42,2 ГДж (примерно 10 Гкал).

Газообразное топливо

Газообразное топливо — это прежде всего природный газ. На долю России приходится примерно 1/3 всех разведанных запасов природного газа, поэтому на большей части нашей территории (Европейская часть, Западная Сибирь, Урал и др.) в крупных городах газ доступен, а цена его (с учетом высоких потребительских качеств) сравнительно невысока.

Природный газ состоит, главным образом, из метана СН4, а также небольшого количества более тяжелых углеводородов этана С2Н6, пропана С3H8, бутана С4H10 и др.

Газ некоторых месторождений, кроме углеводородов содержит и другие горючие компоненты: водород Н2 и оксид углерода СО. Из негорючих компонентов в состав газа входят азот N2 и диоксид углерода СО2.

В табл 1 приведены технические характеристики природного газа из нескольких месторождений Российской Федерации.

Таблица 1. Состав и плотность газов основных газовых месторождений.

Месторождение Состав, % Плотность ρ, кг/м3
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 + Высшие N2 CO2 H2
Уренгойское(верхний мел) 98,4 0,1 1,2 0,3 0,728
Ямбургское 98,6 0,1 1,2 0,1 0,725
Заполярное 99,3 0,1 0,4 0,2 0,722
Медвежье 97,3 1,0 0,1 0,1 0,1 0,5 0,5 0,735
Оренбургское 83,77 4,6 1,64 0,81 1,88 4,94 0,87 1,49 0,880
Шебелинское 92,07 3,26 0,59 0,18 0,6 1,3 2,0 0,796
Завардинское 89,54 3,8 0,94 0,42 0,38 1,87 3,05 0,806
Астраханское 90,48 2,07 0,99 1,75 0,61 3,45 0,65 0,823

При добыче нефти, как правило, приходится иметь дело с попутными газами, в которых значительно меньше СН4, но зато количество тяжелых углеводородов составляет уже десятки процентов. Количество и качество попутного газа зависят от состава сырой нефти и ее стабилизации на месте добычи (только стабилизированная нефть считается подготовленной для дальнейшей транспортировки по трубопроводам или в танкерах).

Кроме природных и попутных газов, в промышленности иногда используются различные искусственные газы. На предприятиях металлургической промышленности (доменное производство и коксовые печи) образуется большое количество низкокалорийного доменного газа (Qri = 4,0-5,0 МДж/м3) и среднекалорийного коксового газа (Qri = 17-19 МДж/м3), содержащего Н2, СН4, СО и другие горючие газообразные компоненты.

В некоторых странах, не столь богатых природным газом, как Россия, существует целая отрасль промышленности, занятая производством генераторных газов, часто называемых синтез газами. Разработаны методы и создано оборудование для получения удобного при использовании в быту топлива путем газификации твердого органического топлива: угля, сланцев, торфа, древесины. В случае применения в качестве окислителя обычного воздуха получают низкокалорийный (3-5 МДж/м3) газ, а газификация на кислородном дутье позволяет получить среднекалорийный газ с Qri = 16-17 МДж/м3. Такой газ, в отличие от низкокалорийного, можно применять не только на месте получении, но и транспортировать на некоторое расстояние. Состав генераторного газа определяют исходное топливо и технология его газификации.

Однако в условиях российской действительности, при сравнительно низких ценах на природный газ, все виды генераторного газа оказываются неконкурентоспособными по сравнению с природным. Тем не менее в некоторых случаях (при отсутствии вблизи объекта газовых магистралей или необходимости утилизировать содержащие органические вещества отходы производства) практикуют установку газификаторов с воздушным или паровоздушным дутьем для получения газовой смеси, содержащей H2 СО и небольшое количество углеводородов, что позволяет обеспечить газообразным топливом отопительные котлы с и высоким КПД.

Сжиженный газ

Во второй половине прошлого века в промышленном масштабе было налажено производство сжиженного природного газа (СПГ) — фактически нового вида топлива, которое на первой и последней стадиях своего существования является газом, но при транспортировке и хранении ведет себя как жидкое топливо (обеспечивая тем самым широкий рынок для реализации на огромных территориях, куда невозможно или нецелесообразно прокладывать газовую магистраль). Получается СПГ путем сжижения природного газа за счет охлаждения его до температуры ниже -160 °С. После регазификации на месте потребления СПГ не теряет свойств, характерных для обычного природного газа, т.е. имеет такую же теплоту сгорания, как исходный природный газ: 48.1 МДж/м3. При давлении 0,6 МПа, которое является рабочим при транспортировке и хранении СПГ его плотность составляет 385 кг/м3. Понятно, что при такой температуре хранить и перевозить СПГ приходится в специальных (криогенных) емкостях. Стоимость таких установок достаточно высока, однако цена сжиженного природного газа существенно ниже стоимости аналогичного продукта — сжиженного углеводородного газа, более известного под названием пропан-бутановой смеси.

Таблица 2. Состав и плотность промышленных газов.

Топливо — Газ Состав газа по объему, % Теплота сгорания QRI, МДж/м3 Плотность ρ, кг/м3
CH4 N2 CO2 O2 CO H2 Непредельн. углеводород
Доменных печей 0,3 55,0 12,5 0,2 27,0 5,0 3,78 1,194
Коксовых печей 25,5 3,0 2,4 0,5 6,5 59,8 2,3 16,96 0,424

Сырьем для получения пропан-бутановых смесей, широко используемых в жилищно-бытовом секторе, является главным образом попутный газ нефтедобычи. Другой источник сжиженного газа — нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), на которые поступает сырая нефть, содержащая сжиженные нефтяные газы. В процессе дистилляции они улавливаются, причем их выход составляет 2-3 % объема перерабатываемой нефти. Теплота сгорания этого топлива и другие его характеристики зависят от соотношения между содержанием бутана и пропана.

В табл. 3 приведены основные характеристики пропан-бутановой смеси и еще нескольких видов газообразного топлива, на которые обычно рассчитывают свои горелки европейские поставщики водогрейных котлов на российский рынок.

Таблица 3. Характеристики некоторых видов газообразного топлива, используемых в Европе.

Горение газообразного топлива

Жидкое топливо

Жидкое топливо — это продукты переработки сырой нефти. В водогрейных котлах небольшой мощности сжигают обычно дизельное топливо, солярку или легкие сорта мазута. В крупных водогрейных котлах, устанавливаемых на районных станциях теплоснабжения, допускается применение более тяжелых сортов топочного мазута (марки М40 и М100). На нефтепромыслах в качестве топлива для котлов иногда используют отбензиненную сырую нефть.

Качество жидкого топлива определяется составом исходной сырой нефти, а также технологией ее переработки на нефтеперерабатывающем заводе. Основная характеристика жидкого топлива, определяющая условия его транспорта и сжигания — вязкость. Характеристики вязкости различных видов жидкого топлива представлены на диаграмме (рис.1).

Рис. 1. Характеристики вязкости различных видов жидкого топлива.

Горение жидкого топлива

На процесс сжигания жидкого топлива влияют и другие характеристики: зольность, содержание влаги и, особенно, содержание серы. Важное значение имеют также температура вспышки и температура застывания. Теплота сгорания различных марок жидкого топлива составляет, как правило, 39,8-41,9 МДж/кг (9500-10000 ккал/кг).

С точки зрения обеспечения надежной работы топливной аппаратуры и котельной установки в целом, самое подходящее жидкое топливо, безусловно, — дизельное, теплота сгорания которого — 10 180 ккал/кг. В большинстве его видов практически нет механических примесей, а содержание серы даже в тяжелых марках дизельного топлива не превышает 0,5 %. Благодаря этому не возникает проблем с коррозией поверхностей нагрева котлов и загрязнением атмосферы сернистым ангидридом. Очень важные достоинства дизельного топлива — низкая температура застывания и хорошее распыливание в топках водогрейных котлов.

В некоторых европейских странах все виды котельного топлива делят на дистилляционные (в российской практике — печное топливо) и остаточные (мазут). Печное топливо получают при термическом и каталитическом крекинге нефтепродуктов. Оно применяется главным образом для отопления зданий, а также на железнодорожном транспорте и в промышленности. В Великобритании печное топливо называют «бытовым», во Франции — «легким», в США — «форсуночным». Деление печного топлива на сорта производится в зависимости от его вязкости, которая во многом определяет назначение топлива и наиболее подходящий тип форсунки.

Вполне пригодны для использования в небольших отопительных котлах и легкие сорта мазута, в первую очередь — флотские: Ф5 и Ф12. К важным достоинствам этих марок жидкого топлива можно отнести невысокую вязкость: у Ф5, например, при температуре 50 °С она не превышает 5 градусов условной вязкости (°ВУ}. Кроме того, флотские мазуты отличаются низкими температурой застывания (-5°С), зольностью (не более 0.1 % по массе) и высокой теплотой сгорания (QRI = 41,3 МДж/кг).

Топочные мазуты, в отличие от флотских, являются тяжелыми крекинг-остатками или их смесями с мазутами прямой перегонки. Помимо высокой вязкости и плюсовой температуры застывания, в топочных мазутах допускается более высокое содержание механических примесей, серы и воды. Все это создает существенные трудности при хранении и сжигании топочных мазутов в водогрейных котлах малой мощности.

В табл. 4 приведены основные характеристики жидких топлив, на которые рассчитаны горелки и котлы поставщиков оборудования из Европы.

Таблица 4. Характеристики различных видов топлива.

Характеристика Виды жидкого топлива
Бензин Керосин EL S (серы — до 2,5%) SA (серы — до 1%) Мазут
Теплота сгорания высшая, МДж/кг 47,33 46,27 45,76 42,76 43,38 39,46
Теплота сгорания низшая, МДж/кг 44,20 43,20 42,82 40,38 40,94 37,90
Плотность при 15°С, г/мл 0,73 0,81 0,84 0,99 0,96 1,04
Температура воспламенения, °С >21 >40 70 120 120 90
Вязкость, мм2/c:
при 20°С
при 50°С
при 100°С
0,7

1,8

5,0
2,6

300
30

200
25
5,0
2,0
Состав (в % по массе):
углерод (C)
водород (H)
сера (S)
85,6
14,35
0,05
86,06
13,84
0,10
86,44
13,37
0,19
86,63
10,87
2,50
87,61
11,19
1,00
93,0
6,8
0,2
Объемы воздуха и продуктов сгорания при α = 1,0 м3/кг:
теоретическое количество воздуха
сухие дымовые газы
влажные дымовые газы
11,42
10,86
12,12
11,30
10,53
11,97
11,22
10,46
11,86
10,65
10,04
11,17
10,79
10,16
11,33
9,88
9,52
10,27

Твердое топливо

В тех регионах, где природный газ отсутствует, а использование жидкого топлива оказывается неприемлемым по финансовым соображениям, можно встретить водогрейные котлы на твердом топливе. К нему относятся различные виды угля (каменный, бурый, антрацит), а также торф, сланцы и различные виды отходов (как промышленных, так и твердых бытовых отходов — ГБО). По организации топочного процесса к этой группе топлива принадлежит и биотопливо, т.е. древесина, отходы лесозаготовки, деревопереработки, целлюлозно-бумажного и сельскохозяйственного производства.

Качество твердого топлива, поставляемого для коммунально-бытовых нужд, регламентируется специальными ГОСТами. Как правило, запрещается использовать для этой цели рядовой, не сортированный уголь. Так, например в отношении углей Кузнецкого бассейна ГОСТ предусматривает, что для коммунально-бытовых нужд должны поставляться неиспользуемые для коксования угли марок Д (длинно-пламенный), Г (газовый), Ж (жирный), К (коксовый), СС (слабо спекающийся) и Т (тощий). Угли должны поставляться грохоченными классов 50-100, 25-50 и 13-25 мм. Для большинства угольных бассейнов ограничивается максимальная зольность угля, которым можно снабжать отопительные котлы систем автономного теплоснабжения. Теплота сгорания и другие характеристики угля меняются в широком диапазоне даже для одного и того же угольного бассейна.

В последние годы проблему отопления в некоторых районах все чаще решают за счет отходов лесопереработки. В дело идут сырая и влажная щепа, низкосортная древесина, опилки и другие виды древесного топлива.

Использование каждого из видов топлива требует специальной организации топочного процесса. Уголь, как правило, сжигается в виде кусков определенного размера подаваемых на неподвижную или механическую решетку. Через отверстия в решетке в слой поступает воздух, содержащий необходимый для горения кислород.

К твердому топливу, подаваемому на решетку, предъявляются специфические требования оно не должно иметь слишком крупных кусков и слишком мелких фракций (последние будут проваливаться через решетку или уноситься с продуктами горения). Поэтому для водогрейных котлов (особенно небольших, используемых в автономных системах теплоснабжения) поставляются сортированный уголь или специальные виды обработанного твердого топлива: брикеты, гранулы или пеллеты, приготовленные из древесных отходов.

Горение твердого топлива

Как известно, твердое топливо, кроме органической массы, содержит негорючие минеральные примеси. Поэтому после сгорания твердого топлива остаются очаговые остатки: шлак и зола. Следовательно, в конструкцию водогрейных котлов, рассчитанных на сжигание твердого топлива, должны быть заложены приспособления для сбора и периодического (а еще лучше — непрерывного) удаления очаговых остатков. Кроме того, крупные водогрейные котлы, устанавливаемые в промышленных котельных или в районных станциях теплоснабжения (РСТ), необходимо оборудовать эолоулавливающими аппаратами для очистки дымовых газов от содержащихся в них золовых частиц. В качестве таких золоуловителей могут использоваться батарейные циклоны, мокрые скрубберы, эмульгаторы, а в случае более жестких требований — электро- или тканевые фильтры.

В продуктах сгорания содержится некоторое количество водяных паров Н2О, источники которых — влага топлива (в торфе, например, ее содержание превышает 50 % по массе), влага, поступающая в котел вместе с воздухом, и, наконец, водород, присутствующий во всех видах топлива (но особенно много его в природном и попутных газах). При полном сгорании водород, как и положено, превращается в Н2О.

Если продукты сгорания покидают котел в виде дымовых газов при температуре, превышающей температуру точки росы, то КПД котла, разумеется, всегда будет меньше 100 %. Но если обеспечить конденсацию Н2О в дымовых газах (например, при снижении температуры газов за счет уменьшения температуры воды на входе в котел) можно дополнительно использовать скрытую теплоту парообразования.

Раньше создатели водогрейных котлов сознательно добивались того, чтобы пары воды не конденсировались, а покидали котел в газообразном виде. Дело в том, что конденсат водяных паров для обычных котлов отнюдь не безвреден за счет растворения в нем диоксида углерода СО, образуется агрессивная среда, вызывающая интенсивную межкристаллитную коррозию стали, из которой изготавливали поверхности нагрева. Особенно возрастает опасность коррозии в случае использования серосодержащих топлив, когда в продуктах сгорания содержатся оксиды серы.

Но в 90-х гг прошлого века разработчики отопительных котлов решили воспользоваться достижениями металлургов, которые к тому времени создали коррозионно-стойкие легкие сплавы и нержавеющую сталь. Ими были произведены водогрейные котлы с конденсацией водяных паров, что позволило полезно использовать скрытую теплоту парообразования. Благодаря этому теплоислопьзование в новых котлах существенно увеличилось, и в лучших образцах конденсатных котлов удалось приблизиться к максимально возможному повышению КПД, которое при сжигании природного газа составляет 10,72 %, а при сжигании солярки — 5,95 %.

Литература

Беликов С.Е. Водозабор // Теоретические основы = Бытовые отопительные котлы / Под ред. Беликов С.Е. — М.: Аква-Терм, 2008. — С. 6-9. — 352 с. — ISBN 5-902561-07-8 (978-5-902561-07-1)

Ссылки

ru.teplowiki.org