Praksis med at bruge brænde som brændsel i vor tid, selv i forhold til kedeludstyr, virker forældet. Og alligevel har dette princip for drift af energisystemer ubestridelige fordele, som følgelig afspejles i fremkomsten af nye teknologiske koncepter. I dette tilfælde overvejes et gasgeneratoranlæg, hvis operationelle funktioner længe har tiltrukket sig opmærksomhed fra designere fra bilindustrien. Selvfølgelig er der ikke tale om traditionel brændefyring under emhætten, men den energi, der genereres af sådanne enheder, er direkte relateret til forbrænding af fast brændsel.
Design af gasgeneratorudstyr
Udstyret består af en omformer, en ventilator, en skrubber, et rørledningsindløbinfrastruktur, forbrændingskamre og tilslutningsarmaturer. Designet er styret af betingelserne for termisk behandling af fast brændsel for at generere termisk eller elektrisk energi. Det kan være en monoblok eller modulær installation med mulighed for at udskifte individuelle elementer. Komponenthusene er lavet af metal (stålplade) ved svejsning. I den nederste del er monteret en metalplatform, som kan suppleres med et understel, afhængig af den specifikke designløsning. I den øverste del er der norm alt organiseret et læssesystem med en bunker, hvortil der er tilsluttet iltforsyningskanaler. I industrielle gasproduktionsanlæg til generering af elektricitet er der nogle gange tilvejebragt mekaniske brændstofbelastningselementer med automatisk justering. Men i dette tilfælde skal forbrændingskammeret også forsynes med specielle indikatorer, der vil give en kommando om at tilføje den næste portion brændstof.
Gasgeneratorens funktionelle områder
Hele enhedens indre rum kan betinget opdeles i fire afdelinger:
- Tørrezone. En slags brændselsforberedelseskammer, hvor det samme brænde opnår den optimale temperatur uden overskydende fugt. Norm alt er temperaturregimet i dette område 150-200 ° С.
- Tør destillationszone. Et andet trin i fremstillingen af fast brændsel, men under betingelser med et højere temperaturregime op til 500 °C. På dette stadium forkuller gasgeneratoren træet for at fjerne tjære, syrer og andre uønskede stoffer fra det.
- Zonebrændende. Denne sektion er placeret på tilslutningsniveauet for luftkanalerne, gennem hvilke luft ledes for at opretholde forbrændingsstabiliteten. Strukturelt er dette et konventionelt forbrændingskammer, som findes i alle kedler til fast brændsel. Gennemsnitstemperaturen i den varierer fra 1100 til 1300 °C.
- Recovery zone. Området mellem risten og forbrændingskammeret. I analogi med moderne pyrolysekedler kan denne sektion forestilles som et sted for genforbrænding. Her kommer varmt kul ind fra forbrændingszonen, som kan fjernes eller straks bortskaffes.
Gasgeneratorsættets funktionsprincip
Arbejdsprocessen for dette udstyr er baseret på den ufuldstændige behandling af kulstof, der frigives under forbrænding af brændstof. Både brænde med kul og biomaterialer som tørvebriketter, pellets eller granulat fra træforarbejdningsindustriens affald kan fungere som faste brændselselementer. Det resulterende kulstof kan, når det interagerer med de tilførte luftstrømme, binde iltatomer til sig selv. Den resulterende gas kan potentielt levere en mængde energi svarende til kun 30 % af det oprindeligt fyldte brændstof, hvorfra den blev produceret. På den anden side kræves der meget færre ressourcer til at behandle kulstof – i det mindste kræves der ilt i en minimal mængde. Og allerede i gang med sekundær forbrænding genererer gasgeneratorenheden målrettet energi, der er egnet til brug. På dette stadium er forskelligeomformere og batterier - afhængig af den type energi, der planlægges opnået fra gas-luftblandingen.
Mulighed for gasgenereringsudstyr
Kombinering af principperne for afbrænding af fossile brændstoffer med gasproduktion blev overvejet allerede i begyndelsen af det 20. århundrede. Desuden var der succesfulde praktiske udviklinger i denne retning, som erstattede de mere almindelige på det tidspunkt generatorer til forarbejdning af vedvarende energikilder. I dag, på baggrund af populariseringen af principperne om rationel brug af ressourcer med vægt på energibesparelse, er begrebet termokemisk omdannelse af affald og plantebiomasse igen ved at blive relevant. Og selv gasgeneratorer med lille kapacitet på 70-80 kW kan bruges i offentlige forsyninger eller landbrug, hvor lokale affaldsprodukter vil blive brugt som brændstof. For eksempel er der en praksis med at drive sådanne installationer i bedrifternes kunstvandingssystemer i fuld autonomi i 4-5 timer Udstyr fra 150 kW finder sin plads i store industrier, i serviceområder og store energiafhængige faciliteter.
Anvendelse af gasgenereringsteknologier i industrien
For første gang begyndte gasgenererende teknologier at blive brugt i glas- og metallurgiske industrier i Europa, og i USSR fandt de deres plads i den nationale økonomi. Eksempelvis var der i midten af det 20. århundrede fordelt gasværker over hele landet, der producerede op til 3 MW fra kl.plantebiomasse og tørv. Moderne udstyr har mærkbart bidraget til den teknologiske udvikling. I dag er disse hele komplekser forsynet med midler til automatisk og endda robotstyring under styring af en computer. Effekten af gasgeneratorer til at generere elektricitet i industrisektoren er i gennemsnit 300-350 kW. I nogle tilfælde er der tale om hele kemiske anlæg med strenge krav til brændselsmaterialer. Sådanne enheder bruges i store industrielle komplekser til at betjene flere forbrugssystemer på én gang - kraftenheder (værktøjsmaskiner, samlebånd, dynamoer, kompressorer), belysningsanordninger, ventilationsinfrastruktur osv.
Gasgeneratorer i transportteknik
Praksisen med at modificere biler til installation af gasgeneratorer begyndte i førkrigsårene. På mange maskiner blev der som led i denne modernisering installeret en højtydende elektrisk generator, da det var nødvendigt at give en tilstrækkelig kraftig strøm af ilttryk. Til dette blev der brugt en elektrisk blæser. De mest bemærkelsesværdige udviklinger af denne type omfatter GAZ-AA-lastbiler og ZIS-5 tre-tons, hvis gasgeneratorer leverede et kilometertal på op til 80-90 km på en tankstation. Dette er ikke meget, men under betingelserne for mangel på flydende brændstof i skovbruget retfærdiggjorde denne beslutning sig fuldt ud økonomisk. Hvad angår i dag, er ombygningen af konventionelle ICE-biler også primært motiveret af hensynet til energibesparelser. Der er vellykkede eksempler på konvertering af GAZ-24 biler ogAZLK-2141, som kører op til 120 km på én tankstation, og holder hastighedsgrænsen i området 80-90 km/t.
Hvordan laver man et gasgeneratorsæt til en bil med egne hænder?
Du kan implementere dette princip uden at kontakte specialister hjemme og på egen hånd. De generelle instruktioner for en sådan opgradering kan repræsenteres som følger:
- En læssebunker er ved at blive organiseret. Brug norm alt en gasflaske med en kapacitet på 40-50 liter. Bunden skæres ud i den, og der laves et hul eller et vindue i nakken til påfyldning af brændstof. Det er værd at fokusere på brugen af enten finkornet kul eller pellets.
- Risten er monteret for at kunne klare hovedbelastningen.
- Et cyklonfilter og en lanse bliver lavet til at tage varmebelastningen. Uanset hvilken type fast brændsel der anvendes, vil det afgive forbrændingsprodukter i form af aske og støv. Dette affald skal fanges umiddelbart efter at det er blevet frigivet af filteret.
- Montering af radiatoren. Denne komponent vil udføre funktionen med at afkøle gasblandingen. Til en gasgeneratorinstallation med egne hænder kan du lave en radiatorstruktur fra VVS-rør. Det er kun vigtigt at beregne tværsnittet korrekt for optimal kulstoftilberedning.
- Oprettelse af et fint filter. Ud fra moderne membranmaterialer er det muligt at fremstille et spjæld til multi-level rensning af gas-luftblandingen, hvilket vil øge kraftgeneratorens effekt.
- Forbindelse til motoren. Den sidste fase, hvor ved hjælp af pendlingrør er forbundet til motoren for at lede den rensede gasblanding dertil.
Husholdningsgasgeneratorer
Hjemmekedeludstyret forbedres også og tilføjer ny funktionalitet og operationelle muligheder. Til dette område tilbydes gasgeneratorsæt op til 150 kW til LPG (flydende kulgas), komplet med et væskekølesystem, en batterioplader og beskyttelsesanordninger. Dette er en komplet standby-generator, der kan bruges i tilfælde af strømafbrydelse.
Beregning af gasproduktionsudstyr efter kapacitet
Uanset formålet med kraftenheden, skal dens tekniske og driftsmæssige indikatorer beregnes før køb. Nedenfor er et typisk regneeksempel for et gasgeneratorsæt til et boligvarmesystem.
Enhedens effekt skal beregnes som gennemsnit i forhold til området af måloperationsrummet, idet der tages hensyn til følgende forhold: 1 kW effektpotentiale fra den genererede gasblanding pr. 10 m2. Så for et sted på 50 m2 vil en installation på mindst 5 kW være påkrævet, og hvis produktionsanlæggets areal er 1000 m2, vil et varmesystem på mindst 100 kW være nødvendigt. Men det er ikke alt. For hver åbning i væggen foretages et tillæg på ca. 1 kW, uden at der medregnes ændringer til klimatiske forhold. Som følge heraf vil et objekt med et samlet areal på 1000 m2 med 10 vinduer og 5 døråbninger kræve brug af en enhed med en kapacitet på mindst 1015 kW.
Fordeleteknologi
Gasgeneratorer er fantastiske til grundlæggende energiproduktionsopgaver. Så hvis konventionelle fastbrændselsenheder har en effektivitet på 60%, så er gasmodparter - mere end 80%. Der er også positive nuancer af service. Da fuldstændig forbrænding finder sted i kammeret med fjernelse af kuldioxidblandingen, er yderligere speciel rengøring af udstyrsvæggene ikke påkrævet. Der er selvfølgelig også økonomiske fordele. Den enkleste brændegasgenerator kan spare op til 30-40 % sammenlignet med elvarmere og kedler, der giver en lignende termisk effekt.
Udemper ved teknologi
Fordelene ved gasgeneratorer kunne gøre dem til det vigtigste middel til at generere elektrisk og termisk energi, hvis ikke for svagheder. Først og fremmest inkluderer de multikomponentkarakteren af funktionelle dele. På trods af det enkle betjeningsprincip indeholder gasgeneratorsættet mange indbyrdes afhængige elementer, hvilket komplicerer samlingen og styringen af systemet. Det er også værd at understrege behovet for konstant at opretholde forbrændingen ved at indlæse brændstofråmaterialer. I en fungerende produktion skal dette gøres regelmæssigt, så det vil ikke være muligt at undvære kontrolautomatisering.
Fremtiden for gasgenereringsteknologier
Den fortsatte udvikling af gasgenererende enheder understøttes af deres organiske kombination med biobrændselsceller, som ubetinget er en af de mest lovende kilder til brændstof. PÅi retning af at optimere strukturer til pellets og briketter, er dette koncept mere tilbøjeligt til at blive fremmet. Hvad angår gasgeneratorer til biler, kan deres udvikling på industrielt niveau også retfærdiggøre sig selv økonomisk. I øvrigt producerer omkring 2 kg billige brændstofmaterialer lige så meget energi til en bil som 1 liter benzin. Udviklingsprocessen i denne retning er dog stadig hæmmet af behovet for at komplicere design af biler og fremkomsten af nye konkurrencedygtige generatorer, som også erstatter konventionelle forbrændingsmotorer.
Konklusion
Elektriske og flydende elproduktionssystemer i dag er i stigende grad imod alternative energiteknologier. Til det samme husholdningsmiljø er der længe blevet produceret komplette solpaneler og geotermiske batterier. Hvilken plads kan en moderne gasgenerator indtage i denne konkurrencekamp? Dette er ikke den mest praktiske løsning til husholdningsbrug på grund af udstyrets store størrelse og besværlig vedligeholdelse. Industrien er dog ret interesseret i sådanne installationer, da de giver dig mulighed for at regne med imponerende besparelser uden at reducere strømmen.
