Η πρακτική της χρήσης καυσόξυλων ως καυσίμου στην εποχή μας, ακόμη και σε σχέση με τον εξοπλισμό λεβήτων, φαίνεται ξεπερασμένη. Και όμως, αυτή η αρχή λειτουργίας των ενεργειακών συστημάτων έχει αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα, τα οποία, κατά συνέπεια, αντικατοπτρίζονται στην εμφάνιση νέων τεχνολογικών εννοιών. Σε αυτή την περίπτωση, εξετάζεται μια μονάδα παραγωγής αερίου, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της οποίας έχουν προσελκύσει από καιρό την προσοχή σχεδιαστών από την αυτοκινητοβιομηχανία. Φυσικά, δεν γίνεται λόγος για παραδοσιακή καύση ξύλου κάτω από την κουκούλα, αλλά η ενέργεια που παράγεται από τέτοιες μονάδες σχετίζεται άμεσα με την καύση στερεών καυσίμων.
Σχέδια εξοπλισμού παραγωγής αερίου
Ο εξοπλισμός αποτελείται από έναν μετατροπέα, έναν ανεμιστήρα, έναν καθαριστή, μια είσοδο αγωγούυποδομές, θαλάμους καύσης και εξαρτήματα σύνδεσης. Ο σχεδιασμός καθοδηγείται από τις συνθήκες θερμικής επεξεργασίας στερεών καυσίμων με σκοπό την παραγωγή θερμικής ή ηλεκτρικής ενέργειας. Μπορεί να είναι μονομπλόκ ή αρθρωτή εγκατάσταση με δυνατότητα αντικατάστασης μεμονωμένων στοιχείων. Τα περιβλήματα των εξαρτημάτων είναι κατασκευασμένα από μέταλλο (λαμαρίνα) με συγκόλληση. Στο κάτω μέρος είναι τοποθετημένη μια μεταλλική πλατφόρμα, η οποία μπορεί να συμπληρωθεί με μηχανισμό κίνησης, ανάλογα με τη συγκεκριμένη σχεδιαστική λύση. Στο επάνω μέρος, οργανώνεται συνήθως ένα σύστημα φόρτωσης με αποθήκη, στο οποίο συνδέονται κανάλια παροχής οξυγόνου. Σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις παραγωγής αερίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, μερικές φορές παρέχονται μηχανικά στοιχεία φόρτωσης καυσίμου με αυτόματη ρύθμιση. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, ο θάλαμος καύσης πρέπει επίσης να εφοδιαστεί με ειδικούς δείκτες που θα δίνουν εντολή για προσθήκη της επόμενης μερίδας καυσίμου.
Λειτουργικές περιοχές της γεννήτριας αερίου
Ολόκληρος ο εσωτερικός χώρος της μονάδας μπορεί να χωριστεί υπό όρους σε τέσσερα τμήματα:
- Ζώνη ξήρανσης. Ένα είδος θαλάμου προετοιμασίας καυσίμου, στον οποίο τα ίδια καυσόξυλα αποκτούν τη βέλτιστη θερμοκρασία χωρίς υπερβολική υγρασία. Συνήθως το καθεστώς θερμοκρασίας σε αυτήν την περιοχή είναι 150-200 ° C.
- Ζώνη ξηρής απόσταξης. Ένα άλλο στάδιο στην παρασκευή στερεού καυσίμου, αλλά υπό συνθήκες υψηλότερης θερμοκρασίας έως 500 °C. Σε αυτό το στάδιο, η γεννήτρια αερίου απανθρακώνει το ξύλο για να αφαιρέσει την πίσσα, τα οξέα και άλλες ανεπιθύμητες ουσίες από αυτό.
- Ζώνηκαύση. Αυτό το τμήμα βρίσκεται στο επίπεδο σύνδεσης των αεραγωγών, μέσω των οποίων ο αέρας κατευθύνεται για τη διατήρηση της σταθερότητας της καύσης. Δομικά, πρόκειται για έναν συμβατικό θάλαμο καύσης, ο οποίος υπάρχει σε όλους τους λέβητες στερεών καυσίμων. Η μέση θερμοκρασία σε αυτό κυμαίνεται από 1100 έως 1300 °C.
- Ζώνη ανάκτησης. Η περιοχή μεταξύ της σχάρας και του θαλάμου καύσης. Κατ' αναλογία με τους σύγχρονους λέβητες πυρόλυσης, αυτό το τμήμα μπορεί να θεωρηθεί ως χώρος επανακαύσης. Εδώ εισέρχεται θερμός άνθρακας από τη ζώνη καύσης, ο οποίος μπορεί να αφαιρεθεί ή να απορριφθεί αμέσως.
Η αρχή λειτουργίας του σετ γεννήτριας αερίου
Η διαδικασία εργασίας αυτού του εξοπλισμού βασίζεται στην ατελή επεξεργασία του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου. Τόσο καυσόξυλα με άνθρακα όσο και βιοϋλικά όπως μπρικέτες τύρφης, σφαιρίδια ή κόκκοι από απόβλητα βιομηχανίας επεξεργασίας ξύλου μπορούν να λειτουργήσουν ως στοιχεία στερεού καυσίμου. Ο άνθρακας που προκύπτει, όταν αλληλεπιδρά με τις παρεχόμενες ροές αέρα, μπορεί να προσκολλήσει άτομα οξυγόνου στον εαυτό του. Το αέριο που προκύπτει μπορεί δυνητικά να αποδώσει μια ποσότητα ενέργειας που αντιστοιχεί μόνο στο 30% του αρχικά φορτωμένου καυσίμου από το οποίο παρήχθη. Από την άλλη πλευρά, απαιτούνται πολύ λιγότεροι πόροι για την επεξεργασία του άνθρακα - τουλάχιστον απαιτείται οξυγόνο σε ελάχιστη ποσότητα. Και ήδη στη διαδικασία της δευτερογενούς καύσης, η μονάδα γεννήτριας αερίου παράγει στοχευμένη ενέργεια κατάλληλη για χρήση. Σε αυτό το στάδιο, διάφοραμετατροπείς και μπαταρίες - ανάλογα με τον τύπο ενέργειας που σχεδιάζεται να ληφθεί από το μείγμα αερίου-αέρα.
Δυνατότητα εξοπλισμού παραγωγής αερίου
Ο συνδυασμός των αρχών της καύσης ορυκτών καυσίμων με την παραγωγή αερίου θεωρήθηκε ήδη από τις αρχές του 20ου αιώνα. Επιπλέον, υπήρξαν επιτυχημένες πρακτικές εξελίξεις προς αυτή την κατεύθυνση, οι οποίες αντικατέστησαν τις πιο συνηθισμένες τότε γεννήτριες για την επεξεργασία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Σήμερα, με φόντο τη διάδοση των αρχών της ορθολογικής χρήσης των πόρων με έμφαση στην εξοικονόμηση ενέργειας, η έννοια της θερμοχημικής μετατροπής των αποβλήτων και της φυτικής βιομάζας γίνεται και πάλι επίκαιρη. Και ακόμη και γεννήτριες αερίου μικρής χωρητικότητας 70-80 kW μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επιχειρήσεις κοινής ωφελείας ή στη γεωργία, όπου τα τοπικά απόβλητα θα χρησιμοποιηθούν ως καύσιμο. Για παράδειγμα, υπάρχει μια πρακτική λειτουργίας τέτοιων εγκαταστάσεων στα συστήματα άρδευσης των αγροκτημάτων με πλήρη αυτονομία για 4-5 ώρες Εξοπλισμός από 150 kW βρίσκει τη θέση του σε μεγάλες βιομηχανίες, σε περιοχές εξυπηρέτησης και σε μεγάλες ενεργειακά εξαρτώμενες εγκαταστάσεις.
Εφαρμογή τεχνολογιών παραγωγής φυσικού αερίου στη βιομηχανία
Για πρώτη φορά, οι τεχνολογίες παραγωγής αερίου άρχισαν να χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες γυαλιού και μεταλλουργίας στην Ευρώπη και στην ΕΣΣΔ βρήκαν τη θέση τους στην εθνική οικονομία. Για παράδειγμα, στα μέσα του 20ου αιώνα, οι σταθμοί παραγωγής φυσικού αερίου διανεμήθηκαν σε όλη τη χώρα, παράγοντας έως και 3 MW απόφυτική βιομάζα και τύρφη. Ο σύγχρονος εξοπλισμός έχει προστεθεί αισθητά στην τεχνολογική ανάπτυξη. Σήμερα, πρόκειται για ολόκληρα συγκροτήματα εφοδιασμένα με μέσα αυτόματου και ακόμη και ρομποτικού ελέγχου υπό τον έλεγχο ενός υπολογιστή. Η ισχύς των γεννητριών αερίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στον βιομηχανικό τομέα είναι κατά μέσο όρο 300-350 kW. Σε ορισμένες περιπτώσεις, πρόκειται για ολόκληρες χημικές μονάδες με αυστηρές απαιτήσεις για καύσιμα. Τέτοιες μονάδες χρησιμοποιούνται σε μεγάλα βιομηχανικά συγκροτήματα για την εξυπηρέτηση πολλών συστημάτων κατανάλωσης ταυτόχρονα - μονάδες ισχύος (εργαλειομηχανές, γραμμές συναρμολόγησης, δυναμό, συμπιεστές), συσκευές φωτισμού, υποδομές εξαερισμού κ.λπ.
Γεννήτριες αερίου στη μηχανική μεταφορών
Η πρακτική της τροποποίησης αυτοκινήτων για την εγκατάσταση γεννητριών αερίου ξεκίνησε στα προπολεμικά χρόνια. Σε πολλά μηχανήματα, ως μέρος αυτού του εκσυγχρονισμού, εγκαταστάθηκε μια ηλεκτρική γεννήτρια υψηλής απόδοσης, καθώς ήταν απαραίτητο να παρέχεται μια αρκετά ισχυρή ροή πίεσης οξυγόνου. Για αυτό, χρησιμοποιήθηκε ένας ηλεκτρικός ανεμιστήρας. Οι πιο αξιοσημείωτες εξελίξεις αυτού του τύπου περιλαμβάνουν τα φορτηγά GAZ-AA και τα ZIS-5 τριών τόνων, των οποίων οι γεννήτριες αερίου παρείχαν χιλιόμετρα έως και 80-90 km σε ένα βενζινάδικο. Αυτό δεν είναι πολύ, αλλά σε συνθήκες έλλειψης υγρών καυσίμων στη δασοκομία, αυτή η απόφαση δικαιολογήθηκε πλήρως οικονομικά. Όσο για σήμερα, η μετατροπή των συμβατικών αυτοκινήτων ICE υποκινείται επίσης κυρίως από τα συμφέροντα της εξοικονόμησης ενέργειας. Υπάρχουν επιτυχημένα παραδείγματα μετατροπής αυτοκινήτων GAZ-24 καιAZLK-2141, που διανύουν έως και 120 χλμ. σε ένα βενζινάδικο, διατηρώντας το όριο ταχύτητας στην περιοχή των 80-90 χλμ./ώρα.
Πώς να φτιάξετε ένα σετ γεννήτριας αερίου για ένα αυτοκίνητο με τα χέρια σας;
Μπορείτε να εφαρμόσετε αυτήν την αρχή χωρίς να επικοινωνήσετε με ειδικούς στο σπίτι και μόνοι σας. Οι γενικές οδηγίες για μια τέτοια αναβάθμιση μπορούν να αναπαρασταθούν ως εξής:
- Οργανώνεται μια αποθήκη φόρτωσης. Συνήθως χρησιμοποιείτε κύλινδρο αερίου χωρητικότητας 40-50 λίτρων. Το κάτω μέρος κόβεται σε αυτό και δημιουργείται μια τρύπα ή ένα παράθυρο στο λαιμό για την πλήρωση καυσίμου. Αξίζει να εστιάσουμε στη χρήση είτε λεπτόκοκκου άνθρακα είτε πέλλετ.
- Η σχάρα είναι τοποθετημένη για να αναλάβει το κύριο φορτίο.
- Κατασκευάζονται ένα φίλτρο κυκλώνα και μια λόγχη για να αναλάβουν το θερμικό φορτίο. Ανεξάρτητα από τον τύπο του στερεού καυσίμου που χρησιμοποιείται, θα εκπέμπει προϊόντα καύσης με τη μορφή τέφρας και σκόνης. Αυτά τα απόβλητα θα πρέπει να δεσμεύονται αμέσως μετά την απελευθέρωση από το φίλτρο.
- Τοποθέτηση του ψυγείου. Αυτό το συστατικό θα εκτελέσει τη λειτουργία ψύξης του μείγματος αερίων. Για μια εγκατάσταση γεννήτριας αερίου με τα χέρια σας, μπορείτε να φτιάξετε μια δομή καλοριφέρ από υδραυλικούς σωλήνες. Είναι σημαντικό μόνο να υπολογίσετε σωστά τη διατομή για βέλτιστη προετοιμασία άνθρακα.
- Δημιουργία λεπτού φίλτρου. Από σύγχρονα υλικά μεμβράνης, είναι δυνατή η κατασκευή ενός αποσβεστήρα για τον καθαρισμό πολλαπλών επιπέδων του μείγματος αερίου-αέρα, ο οποίος θα αυξήσει την ισχύ της γεννήτριας ισχύος.
- Σύνδεση με τον κινητήρα. Το τελικό στάδιο, κατά το οποίο, με τη βοήθεια της μετακίνησηςΟι σωλήνες συνδέονται με τον κινητήρα για να κατευθύνουν το μείγμα καθαρού αερίου σε αυτόν.
οικιακές γεννήτριες αερίου
Ο εξοπλισμός οικιακού λέβητα βελτιώνεται επίσης, προσθέτοντας νέες λειτουργίες και λειτουργικές δυνατότητες. Για αυτόν τον τομέα, προσφέρονται σετ γεννήτριας αερίου έως 150 kW για LPG (υγροποιημένο αέριο άνθρακα), με σύστημα ψύξης υγρού, φορτιστή μπαταρίας και προστατευτικές συσκευές. Αυτή είναι μια πλήρης γεννήτρια αναμονής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.
Υπολογισμός του εξοπλισμού παραγωγής αερίου κατά χωρητικότητα
Ανεξάρτητα από τον σκοπό της μονάδας ισχύος, οι τεχνικοί και λειτουργικοί δείκτες της πρέπει να υπολογίζονται πριν από την αγορά. Ακολουθεί ένα τυπικό παράδειγμα υπολογισμού για ένα σετ γεννήτριας αερίου για ένα σύστημα θέρμανσης σπιτιού.
Η ισχύς της μονάδας πρέπει να υπολογίζεται κατά μέσο όρο σε σχέση με την περιοχή του χειρουργείου-στόχου, λαμβάνοντας υπόψη την ακόλουθη σχέση: 1 kW δυναμικού ισχύος από το παραγόμενο μείγμα αερίων ανά 10 m2. Έτσι, για μια τοποθεσία 50 m2, θα απαιτηθεί εγκατάσταση τουλάχιστον 5 kW και εάν η περιοχή της εγκατάστασης παραγωγής είναι 1000 m2, τότε θα χρειαστεί σύστημα θέρμανσης τουλάχιστον 100 kW. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Για κάθε άνοιγμα στον τοίχο, γίνεται προσθήκη περίπου 1 kW, χωρίς να υπολογίζονται οι τροποποιήσεις για τις κλιματικές συνθήκες. Ως αποτέλεσμα, ένα αντικείμενο συνολικής επιφάνειας 1000 m2 με 10 παράθυρα και 5 πόρτες θα απαιτεί τη χρήση μονάδας με ισχύ τουλάχιστον 1015 kW.
Πλεονεκτήματατεχνολογία
Οι γεννήτριες αερίου είναι εξαιρετικές για βασικές εργασίες παραγωγής ενέργειας. Έτσι, εάν οι συμβατικές μονάδες στερεών καυσίμων έχουν απόδοση 60%, τότε οι αντίστοιχες μονάδες αερίου - περισσότερο από 80%. Υπάρχουν επίσης θετικές αποχρώσεις της υπηρεσίας. Δεδομένου ότι η πλήρης καύση λαμβάνει χώρα στον θάλαμο με την αφαίρεση του μείγματος διοξειδίου του άνθρακα, δεν απαιτείται περαιτέρω ειδικός καθαρισμός των τοιχωμάτων του εξοπλισμού. Φυσικά, υπάρχουν και οικονομικά οφέλη. Η απλούστερη γεννήτρια αερίου με καύση ξύλου μπορεί να εξοικονομήσει έως και 30-40% σε σύγκριση με ηλεκτρικούς θερμαντήρες και λέβητες που παρέχουν παρόμοια θερμική επίδραση.
Μειονεκτήματα της τεχνολογίας
Τα πλεονεκτήματα των γεννητριών αερίου θα μπορούσαν να τις καταστήσουν το κύριο μέσο παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, αν όχι για αδυναμίες. Πρώτα απ 'όλα, περιλαμβάνουν την πολυσυστατική φύση των λειτουργικών μερών. Παρά την απλή αρχή λειτουργίας, το σετ γεννήτριας αερίου περιέχει πολλά αλληλοεξαρτώμενα στοιχεία, γεγονός που περιπλέκει τη συναρμολόγηση και τον έλεγχο του συστήματος. Αξίζει επίσης να τονιστεί η ανάγκη συνεχούς διατήρησης της καύσης με φόρτωση πρώτων υλών καυσίμου. Σε μια λειτουργική παραγωγή, αυτό πρέπει να γίνεται τακτικά, επομένως δεν θα είναι δυνατό να γίνει χωρίς αυτοματισμό ελέγχου.
Το μέλλον των τεχνολογιών παραγωγής φυσικού αερίου
Η συνεχής ανάπτυξη των μονάδων παραγωγής αερίου υποστηρίζεται από τον οργανικό συνδυασμό τους με κυψέλες βιοκαυσίμου, που αποτελούν άνευ όρων μία από τις πιο υποσχόμενες πηγές καυσίμου. ΣΤΟπρος την κατεύθυνση της βελτιστοποίησης των δομών για πέλλετ και μπρικέτες, αυτή η ιδέα είναι πιο πιθανό να προωθηθεί. Όσον αφορά τις γεννήτριες αερίου για αυτοκίνητα, σε βιομηχανικό επίπεδο, η ανάπτυξή τους μπορεί να δικαιολογηθεί και οικονομικά. Παρεμπιπτόντως, περίπου 2 κιλά φθηνών υλικών καυσίμου παράγουν τόση ενέργεια για ένα αυτοκίνητο όσο 1 λίτρο βενζίνης. Ωστόσο, η διαδικασία ανάπτυξης προς αυτή την κατεύθυνση εξακολουθεί να παρεμποδίζεται από την ανάγκη να περιπλέκεται ο σχεδιασμός των αυτοκινήτων και η εμφάνιση νέων ανταγωνιστικών γεννητριών, οι οποίες αντικαθιστούν επίσης τους συμβατικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης.
Συμπέρασμα
Τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής και υγρής ενέργειας σήμερα αντιτίθενται όλο και περισσότερο από τις εναλλακτικές τεχνολογίες ενέργειας. Για το ίδιο οικιακό περιβάλλον, έχουν κατασκευαστεί από καιρό πλήρη ηλιακά πάνελ και γεωθερμικές μπαταρίες. Ποια θέση μπορεί να πάρει μια σύγχρονη γεννήτρια αερίου σε αυτόν τον ανταγωνιστικό αγώνα; Αυτή δεν είναι η πιο πρακτική λύση για οικιακή χρήση λόγω του μεγάλου μεγέθους του εξοπλισμού και της ενοχλητικής συντήρησης. Ωστόσο, η βιομηχανία ενδιαφέρεται αρκετά για τέτοιες εγκαταστάσεις, καθώς σας επιτρέπουν να υπολογίζετε σε εντυπωσιακές εξοικονομήσεις χωρίς να μειώνετε την ισχύ.
