Praksa uporabe drv kot goriva v našem času, tudi v zvezi s kotlovsko opremo, se zdi zastarela. In vendar ima to načelo delovanja energetskih sistemov nesporne prednosti, kar se v skladu s tem odraža v nastanku novih tehnoloških konceptov. V tem primeru gre za plinsko generatorsko napravo, katere operativne značilnosti že dolgo pritegnejo pozornost oblikovalcev iz avtomobilske industrije. Seveda ni govora o tradicionalnem kurjenju lesa pod pokrovom, vendar je energija, ki jo ustvarijo takšne enote, neposredno povezana z izgorevanjem trdnih goriv.
Oblikovanje opreme za proizvodnjo plina
Oprema je sestavljena iz pretvornika, ventilatorja, čistilnika, dovoda cevovodainfrastrukturo, zgorevalne komore in priključne armature. Zasnovo vodijo pogoji toplotne obdelave trdnega goriva za pridobivanje toplotne ali električne energije. Lahko je monoblok ali modularna namestitev z možnostjo zamenjave posameznih elementov. Ohišja komponent so izdelana iz kovine (jeklene pločevine) z varjenjem. V spodnjem delu je nameščena kovinska platforma, ki jo glede na specifično oblikovno rešitev lahko dopolnimo s podvozjem. V zgornjem delu je običajno organiziran nakladalni sistem z bunkerjem, na katerega so priključeni kanali za dovod kisika. V industrijskih napravah za proizvodnjo plina za proizvodnjo električne energije so včasih predvideni mehanski elementi za polnjenje goriva z avtomatsko nastavitvijo. Toda v tem primeru mora biti zgorevalna komora opremljena tudi s posebnimi indikatorji, ki bodo dali ukaz za dodajanje naslednje porcije goriva.
Funkcionalna področja plinskega generatorja
Celoten notranji prostor enote lahko pogojno razdelimo na štiri oddelke:
- Območje sušenja. Nekakšna komora za pripravo goriva, v kateri ista drva pridobijo optimalno temperaturo brez odvečne vlage. Običajno je temperaturni režim na tem območju 150-200 ° C.
- Območje suhe destilacije. Druga stopnja v pripravi trdega goriva, vendar v pogojih višje temperature do 500 °C. Na tej stopnji plinski generator oglenijo les, da iz njega odstrani katran, kisline in druge neželene snovi.
- območjegorenje. Ta odsek se nahaja na priključni ravni zračnih kanalov, skozi katere se zrak usmerja za ohranjanje stabilnosti zgorevanja. Strukturno je to običajna zgorevalna komora, ki je prisotna v vseh kotlih na trda goriva. Povprečna temperatura v njej se giblje od 1100 do 1300 °C.
- Območje okrevanja. Območje med rešetko in zgorevalno komoro. Po analogiji s sodobnimi piroliznimi kotli si lahko ta odsek predstavljamo kot mesto ponovnega zgorevanja. Iz območja zgorevanja tukaj vstopa vroč premog, ki ga je mogoče odstraniti ali takoj odstraniti.
Načelo delovanja agregata za plin
Delovni proces te opreme temelji na nepopolni obdelavi ogljika, ki se sprošča med zgorevanjem goriva. Kot trdi gorivni elementi lahko delujejo tako drva s premogom kot biomateriali, kot so šotni briketi, peleti ali granule iz odpadkov lesnopredelovalne industrije. Nastali ogljik lahko pri interakciji z dovajanimi zračnimi tokovi pritrdi nase atome kisika. Nastali plin lahko potencialno odda količino energije, ki ustreza le 30 % prvotno naloženega goriva, iz katerega je bil proizveden. Po drugi strani pa je za predelavo ogljika potrebnih veliko manj virov – vsaj kisik je potreben v minimalni količini. In že v procesu sekundarnega zgorevanja plinski generator proizvaja ciljno energijo, primerno za uporabo. V tej fazi različnepretvorniki in baterije - odvisno od vrste energije, ki jo nameravamo pridobiti iz mešanice plina in zraka.
Zmogljivost opreme za proizvodnjo plina
Združevanje načel sežiganja fosilnih goriv s proizvodnjo plina je veljalo že v začetku 20. stoletja. Poleg tega je bil v tej smeri uspešen praktični razvoj, ki je nadomestil takrat pogostejše generatorje za predelavo obnovljivih virov energije. Danes v ozadju popularizacije načel racionalne rabe virov s poudarkom na varčevanju z energijo ponovno postaja aktualen koncept termokemične pretvorbe odpadkov in rastlinske biomase. In celo plinski generatorji majhne zmogljivosti 70-80 kW se lahko uporabljajo v javnih službah ali kmetijstvu, kjer se bodo lokalni odpadni proizvodi uporabljali kot gorivo. Na primer, obstaja praksa, da se takšne inštalacije v namakalnih sistemih kmetij obratujejo v polni avtonomiji 4-5 ur. Oprema od 150 kW najde svoje mesto v velikih industrijah, na servisnih območjih in velikih energetsko odvisnih objektih.
Uporaba tehnologij za proizvodnjo plina v industriji
Plinske tehnologije so se prvič začele uporabljati v steklarski in metalurški industriji v Evropi, v ZSSR pa so našle svoje mesto v nacionalnem gospodarstvu. Na primer, sredi 20. stoletja so bile po vsej državi razporejene plinske postaje, ki so proizvajale do 3 MW izrastlinska biomasa in šota. Sodobna oprema je opazno pripomogla k tehnološkemu razvoju. Danes so to celi kompleksi, opremljeni s sredstvi avtomatskega in celo robotskega upravljanja pod nadzorom računalnika. Moč plinskih generatorjev za proizvodnjo električne energije v industrijskem sektorju je v povprečju 300-350 kW. V nekaterih primerih so to cele kemične tovarne s strogimi zahtevami glede gorivnih materialov. Takšne enote se uporabljajo v velikih industrijskih kompleksih za servisiranje več sistemov porabe hkrati - pogonskih enot (strojnih orodij, montažnih linij, dinamojev, kompresorjev), svetlobnih naprav, prezračevalne infrastrukture itd.
Plinski generatorji v transportnem inženirstvu
Praksa predelave avtomobilov za vgradnjo plinskih generatorjev se je začela v predvojnih letih. Na mnogih strojih je bil v okviru te posodobitve nameščen visokozmogljiv električni generator, saj je bilo treba zagotoviti dovolj močan pretok tlaka kisika. Za to je bil uporabljen električni ventilator. Najpomembnejši razvoj te vrste so tovornjaki GAZ-AA in tritonski ZIS-5, katerih plinski generatorji so na eni bencinski črpalki zagotavljali 80-90 km prevoženih kilometrov. To ni veliko, a v razmerah pomanjkanja tekočega goriva v gozdarstvu se je ta odločitev ekonomsko v celoti upravičila. Tudi danes je predelava običajnih avtomobilov ICE motivirana predvsem z interesi varčevanja z energijo. Obstajajo uspešni primeri predelave avtomobilov GAZ-24 inAZLK-2141, ki na eni bencinski črpalki prevozi do 120 km, pri čemer ohranja omejitev hitrosti v območju 80-90 km/h.
Kako narediti plinski generator za avto z lastnimi rokami?
To načelo lahko izvajate brez stika s strokovnjaki doma in sami. Splošna navodila za takšno nadgradnjo so lahko predstavljena na naslednji način:
- Organiziran je nakladalni bunker. Običajno uporabite plinsko jeklenko s prostornino 40-50 litrov. V njej je izrezano dno, v vratu pa je narejena luknja ali okno za polnjenje goriva. Vredno se je osredotočiti na uporabo drobnozrnatega premoga ali peletov.
- Rešetka je nameščena tako, da prevzame glavno obremenitev.
- Izdeluje se ciklonski filter in cev, ki prevzameta toplotno obremenitev. Ne glede na vrsto uporabljenega trdega goriva oddaja produkte zgorevanja v obliki pepela in prahu. Te odpadke je treba zajeti takoj, ko jih filter sprosti.
- Namestitev radiatorja. Ta komponenta bo opravljala funkcijo hlajenja mešanice plinov. Za namestitev plinskega generatorja z lastnimi rokami lahko naredite konstrukcijo radiatorja iz vodovodnih cevi. Pomembno je le pravilno izračunati presek za optimalno pripravo ogljika.
- Ustvarjanje finega filtra. Iz sodobnih membranskih materialov je mogoče izdelati loputo za večstopenjsko čiščenje mešanice plina in zraka, kar bo povečalo moč agregata.
- Priključek na motor. Zadnja faza, med katero s pomočjo vožnje na delocevi so povezane z motorjem, da usmerijo prečiščeno mešanico plinov nanj.
Gospodinjski plinski generatorji
Izboljšuje se tudi oprema za hišni kotel, ki dodaja nove funkcionalnosti in operativne zmogljivosti. Za to področje so na voljo plinski generatorski sklopi do 150 kW za LPG (utekočinjen ogljikov plin), skupaj s tekočim hladilnim sistemom, polnilnikom baterij in zaščitnimi napravami. To je popoln generator v stanju pripravljenosti, ki ga lahko uporabite v primeru izpada električne energije.
Izračun opreme za proizvodnjo plina po zmogljivosti
Ne glede na namen agregata je treba pred nakupom izračunati njegove tehnične in obratovalne kazalnike. Spodaj je tipičen primer izračuna za plinski generator za sistem ogrevanja doma.
Moč enote je treba povprečiti glede na površino ciljne operacijske sobe, ob upoštevanju naslednjega razmerja: 1 kW potenciala moči iz ustvarjene mešanice plinov na 10 m2. Torej, za lokacijo 50 m2 bo potrebna namestitev najmanj 5 kW, in če je površina proizvodnega objekta 1000 m2, bo potreben ogrevalni sistem najmanj 100 kW. Ampak to še ni vse. Za vsako odprtino v steni se naredi dodatek za približno 1 kW, ne da bi upoštevali spremembe za klimatske razmere. Posledično bo za objekt s skupno površino 1000 m2 z 10 okni in 5 vrati zahtevala uporabo enote z zmogljivostjo najmanj 1015 kW.
Prostehnologija
Plinski generatorji so odlični za osnovne naloge proizvodnje električne energije. Torej, če imajo običajne enote na trda goriva učinkovitost 60%, potem plinske kolege - več kot 80%. Obstajajo tudi pozitivni odtenki storitve. Ker v komori poteka popolno zgorevanje z odstranitvijo mešanice ogljikovega dioksida, nadaljnje posebno čiščenje sten opreme ni potrebno. Seveda obstajajo tudi ekonomske koristi. Najpreprostejši plinski generator na drva lahko prihrani do 30-40 % v primerjavi z električnimi grelniki in kotli, ki zagotavljajo podoben toplotni učinek.
slabosti tehnologije
Prednosti plinskih generatorjev bi jih lahko naredile za glavno sredstvo za proizvodnjo električne in toplotne energije, če ne zaradi slabosti. Najprej vključujejo večkomponentno naravo funkcionalnih delov. Kljub preprostemu principu delovanja plinski generator vsebuje veliko medsebojno odvisnih elementov, kar otežuje montažo in nadzor sistema. Prav tako je vredno poudariti potrebo po nenehnem vzdrževanju zgorevanja z nalaganjem surovin za gorivo. V delujoči proizvodnji je treba to izvajati redno, zato brez avtomatizacije krmiljenja ne bo mogoče.
Prihodnost tehnologij za proizvodnjo plina
Nadaljnji razvoj agregatov za proizvodnjo plina podpira njihova organska kombinacija z biogorivimi celicami, ki so brezpogojno eden najbolj obetavnih virov goriva. ATv smeri optimizacije struktur za pelete in brikete je ta koncept bolj verjetno promoviran. Kar zadeva plinske generatorje za avtomobile, se na industrijski ravni lahko njihov razvoj tudi ekonomsko upraviči. Mimogrede, približno 2 kg poceni goriva proizvedeta toliko energije za avtomobil kot 1 liter bencina. Vendar pa razvojni proces v tej smeri še vedno ovira potreba po zapletanju zasnove avtomobilov in pojavu novih konkurenčnih generatorjev, ki nadomeščajo tudi običajne motorje z notranjim zgorevanjem.
Sklep
Sistemom za proizvodnjo električne in tekoče energije danes vse bolj nasprotujejo alternativne energetske tehnologije. Za isto gospodinjsko okolje se že dolgo proizvajajo popolni sončni paneli in geotermalne baterije. Kakšno mesto lahko v tem konkurenčnem boju zavzame sodobni plinski generator? To ni najbolj praktična rešitev za domačo uporabo zaradi velike velikosti opreme in težavnega vzdrževanja. Vendar pa je industrija zelo zainteresirana za takšne inštalacije, saj vam omogočajo, da računate na impresivne prihranke brez zmanjšanja moči.
