Vanen att använda ved som bränsle i vår tid, även i förhållande till pannutrustning, verkar föråldrad. Och ändå har denna princip för drift av energisystem obestridliga fördelar, vilket följaktligen återspeglas i uppkomsten av nya tekniska koncept. I det här fallet övervägs en gasgeneratoranläggning, vars operativa egenskaper länge har uppmärksammats av designers från bilindustrin. Naturligtvis är det inte tal om traditionell vedeldning under huven, men energin som genereras av sådana enheter är direkt relaterad till förbränning av fasta bränslen.
Designer av gasgenererande utrustning
Utrustningen består av en omvandlare, en fläkt, en skrubber, ett rörledningsinloppinfrastruktur, förbränningskammare och anslutningsarmatur. Designen styrs av villkoren för termisk bearbetning av fast bränsle för att generera termisk eller elektrisk energi. Det kan vara en monoblock eller modulär installation med möjlighet att byta ut enskilda element. Komponenthusen är gjorda av metall (stålplåt) genom svetsmontering. En metallplattform är monterad i den nedre delen, som kan kompletteras med ett löphjul, beroende på den specifika designlösningen. I den övre delen är vanligtvis ett lastsystem med en bunker organiserat, till vilket syrgasförsörjningskanaler är anslutna. I industriella gasalstrande installationer för att generera elektricitet finns ibland mekaniska bränsleladdningselement med automatisk justering. Men i det här fallet måste förbränningskammaren också vara försedd med speciella indikatorer som ger ett kommando om att fylla på nästa portion bränsle.
Gasgeneratorns funktionella områden
Hela enhetens inre utrymme kan villkorligt delas in i fyra avdelningar:
- Torkningszon. En slags bränsleberedningskammare, i vilken samma ved får den optimala temperaturen utan överskott av fukt. Vanligtvis är temperaturregimen i detta område 150-200 ° С.
- Torr destillationszon. Ett annat steg i beredningen av fast bränsle, men under förhållanden med en högre temperaturregim upp till 500 °C. I detta skede förkolnar gasgeneratorn träet för att avlägsna tjära, syror och andra oönskade ämnen från det.
- Zonbrinnande. Denna sektion är placerad på anslutningsnivån för luftkanalerna, genom vilka luft leds för att bibehålla förbränningsstabiliteten. Strukturellt är detta en konventionell förbränningskammare, som finns i alla fastbränslepannor. Medeltemperaturen i den varierar från 1100 till 1300 °C.
- Återställningszon. Området mellan rosten och förbränningskammaren. I analogi med moderna pyrolyspannor kan denna sektion föreställas som en plats för återförbränning. Här kommer hett kol in från förbränningszonen, som kan avlägsnas eller omedelbart kasseras.
Gasgeneratoraggregatets funktionsprincip
Arbetsprocessen för denna utrustning är baserad på ofullständig bearbetning av kol som frigörs vid förbränning av bränsle. Både ved med kol och biomaterial som torvbriketter, pellets eller granulat från träbearbetningsindustriavfall kan fungera som fasta bränsleelement. Det resulterande kolet, när det interagerar med de tillförda luftflödena, kan fästa syreatomer till sig själv. Den resulterande gasen kan potentiellt leverera en mängd energi som motsvarar endast 30 % av det initi alt laddade bränslet från vilket den producerades. Å andra sidan krävs mycket färre resurser för att bearbeta kol – åtminstone krävs syre i en minimal mängd. Och redan i processen med sekundär förbränning genererar gasgeneratorenheten riktad energi som är lämplig för användning. I detta skede, olikaomvandlare och batterier - beroende på vilken typ av energi som planeras att erhållas från gas-luftblandningen.
Förmåga hos gasgenererande utrustning
Att kombinera principerna för förbränning av fossila bränslen med gasproduktion övervägdes redan i början av 1900-talet. Dessutom var det framgångsrika praktiska utvecklingar i denna riktning, som ersatte de på den tiden vanligare generatorerna för bearbetning av förnybara energikällor. Idag, mot bakgrund av populariseringen av principerna för rationell användning av resurser med tonvikt på energibesparing, blir begreppet termokemisk omvandling av avfall och växtbiomassa återigen relevant. Och även gasgeneratorer med liten kapacitet på 70-80 kW kan användas i allmännyttiga företag eller jordbruk, där lokala avfallsprodukter kommer att användas som bränsle. Det finns till exempel praxis att driva sådana installationer i bevattningssystem på gårdar i full autonomi under 4-5 timmar Utrustning från 150 kW finner sin plats i stora industrier, i serviceområden och stora energiberoende anläggningar.
Tillämpning av gasgenereringsteknik i industrin
För första gången började gasalstrande tekniker användas i glas- och metallurgisk industri i Europa, och i Sovjetunionen hittade de sin plats i den nationella ekonomin. I mitten av 1900-talet distribuerades till exempel gasverk över hela landet som genererade upp till 3 MW fr.o.m.växtbiomassa och torv. Modern utrustning har märkbart bidragit till den tekniska utvecklingen. Idag är det hela komplex försedda med hjälp av automatisk och till och med robotstyrning under kontroll av en dator. Effekten hos gasgeneratorer för att generera el i industrisektorn är i genomsnitt 300-350 kW. I vissa fall är det hela kemiska anläggningar med höga krav på bränslematerial. Sådana enheter används i stora industrikomplex för att betjäna flera förbrukningssystem samtidigt - kraftenheter (verktygsmaskiner, monteringslinjer, dynamo, kompressorer), belysningsanordningar, ventilationsinfrastruktur, etc.
Gasgeneratorer inom transportteknik
Bruket att modifiera bilar för installation av gasgeneratorer började under förkrigsåren. På många maskiner, som en del av denna modernisering, installerades en högpresterande elektrisk generator, eftersom det var nödvändigt att tillhandahålla ett tillräckligt kraftfullt flöde av syretrycksättning. För detta användes en elektrisk fläkt. Den mest anmärkningsvärda utvecklingen av denna typ inkluderar GAZ-AA-lastbilarna och ZIS-5 tretons, vars gasgeneratorer gav en körsträcka på upp till 80-90 km vid en bensinstation. Detta är inte mycket, men under förhållanden med brist på flytande bränsle i skogsbruket motiverade detta beslut sig helt ekonomiskt. När det gäller idag motiveras även omvandlingen av konventionella ICE-bilar främst av energibesparingsintressen. Det finns framgångsrika exempel på konvertering av GAZ-24-bilar ochAZLK-2141, som reser upp till 120 km på en bensinstation och håller hastighetsgränsen i intervallet 80-90 km/h.
Hur gör man en gasgeneratorsats för en bil med egna händer?
Du kan implementera denna princip utan att kontakta specialister hemma och på egen hand. De allmänna instruktionerna för en sådan uppgradering kan representeras enligt följande:
- En lastningsbunker håller på att organiseras. Använd vanligtvis en gasflaska med en kapacitet på 40-50 liter. Botten skärs ut i den, och ett hål eller fönster görs i nacken för att fylla på bränsle. Det är värt att fokusera på användningen av antingen finkornigt kol eller pellets.
- Rosten är monterad för att klara huvudbelastningen.
- Ett cyklonfilter och en lans tillverkas för att ta emot värmebelastningen. Oavsett vilken typ av fast bränsle som används kommer det att avge förbränningsprodukter i form av aska och damm. Detta avfall bör fångas upp omedelbart efter att det har släppts ut av filtret.
- Montering av kylaren. Denna komponent kommer att utföra funktionen att kyla gasblandningen. För en gasgeneratorinstallation med dina egna händer kan du göra en radiatorstruktur från VVS-rör. Det är bara viktigt att korrekt beräkna tvärsnittet för optimal kolberedning.
- Skapa ett fint filter. Av moderna membranmaterial är det möjligt att tillverka ett spjäll för rening i flera nivåer av gas-luftblandningen, vilket kommer att öka kraftgeneratorns effekt.
- Anslutning till motorn. Den sista etappen, under vilken, med hjälp av pendlingrör är anslutna till motorn för att rikta den renade gasblandningen till den.
Hushållsgasgeneratorer
Utrustningen för hemmapannor förbättras också och lägger till ny funktionalitet och operativa möjligheter. För detta område erbjuds gasgeneratorer upp till 150 kW för LPG (flytande kolgas), komplett med ett vätskekylningssystem, en batteriladdare och skyddsanordningar. Detta är en komplett standby-generator som kan användas i händelse av ett strömavbrott.
Beräkning av gasgenererande utrustning efter kapacitet
Oavsett syftet med kraftenheten måste dess tekniska och funktionella indikatorer beräknas före köp. Nedan är ett typiskt räkneexempel för en gasgeneratorsats för ett värmesystem i hemmet.
Enhetens effekt ska beräknas i genomsnitt i förhållande till området för måloperationsrummet, med tanke på följande förhållande: 1 kW effektpotential från den genererade gasblandningen per 10 m2. Så för en plats på 50 m2 kommer en installation på minst 5 kW att krävas, och om produktionsanläggningens yta är 1000 m2, kommer ett värmesystem på minst 100 kW att behövas. Men det är inte allt. För varje öppning i väggen görs ett tillägg på cirka 1 kW, exklusive ändringar för klimatförhållanden. Som ett resultat kommer ett objekt med en total yta på 1000 m2 med 10 fönster och 5 dörröppningar att kräva användning av en enhet med en kapacitet på minst 1015 kW.
Proffsteknologi
Gasgeneratorer är utmärkta för grundläggande kraftgenereringsuppgifter. Så om konventionella fastbränsleenheter har en verkningsgrad på 60%, då gasmotsvarigheter - mer än 80%. Det finns också positiva nyanser av service. Eftersom fullständig förbränning sker i kammaren med avlägsnande av koldioxidblandningen, krävs ingen ytterligare speciell rengöring av utrustningens väggar. Naturligtvis finns det ekonomiska fördelar också. Den enklaste vedeldade gasgeneratorn kan spara upp till 30-40 % jämfört med elvärmare och pannor som ger en liknande termisk effekt.
Nackdelar med teknik
Fördelarna med gasgeneratorer skulle kunna göra dem till det främsta sättet att generera elektrisk och termisk energi, om inte för svagheter. Först och främst inkluderar de multikomponentkaraktären hos funktionella delar. Trots den enkla driftprincipen innehåller gasgeneratorset många inbördes beroende element, vilket komplicerar montering och kontroll av systemet. Det är också värt att betona behovet av att ständigt upprätthålla förbränningen genom att ladda bränsleråvaror. I en fungerande produktion måste detta göras regelbundet, så det går inte att klara sig utan styrautomatisering.
Framtiden för gasgenereringsteknik
Den fortsatta utvecklingen av gasgenererande enheter stöds av deras organiska kombination med biobränsleceller, som villkorslöst är en av de mest lovande bränslekällorna. PÅi riktning mot att optimera strukturer för pellets och briketter är det mer sannolikt att detta koncept främjas. När det gäller gasgeneratorer för bilar, på industriell nivå, kan deras utveckling också motivera sig själv ekonomiskt. Förresten, cirka 2 kg billiga bränslematerial producerar lika mycket energi för en bil som 1 liter bensin. Utvecklingsprocessen i denna riktning hämmas dock fortfarande av behovet av att komplicera designen av bilar och uppkomsten av nya konkurrenskraftiga generatorer, som också ersätter konventionella förbränningsmotorer.
Slutsats
Elektriska och flytande kraftgenereringssystem i dag motarbetas alltmer av alternativ energiteknik. För samma hushållsmiljö har det länge tillverkats kompletta solpaneler och jordvärmebatterier. Vilken plats kan en modern gasgenerator ta i denna konkurrenskamp? Detta är inte den mest praktiska lösningen för hushållsbruk på grund av den stora storleken på utrustningen och besvärligt underhåll. Branschen är dock ganska intresserad av sådana installationer, eftersom de låter dig räkna med imponerande besparingar utan att minska effekten.
