Die gebruik van vuurmaakhout as brandstof in ons tyd, selfs met betrekking tot keteltoerusting, lyk uitgedien. En tog het hierdie beginsel van werking van energiestelsels onmiskenbare voordele, wat dienooreenkomstig weerspieël word in die opkoms van nuwe tegnologiese konsepte. In hierdie geval word 'n gasopwekkeraanleg oorweeg, waarvan die operasionele kenmerke lank reeds die aandag van ontwerpers uit die motorbedryf getrek het. Natuurlik is daar geen sprake van tradisionele hout wat onder die enjinkap brand nie, maar die energie wat deur sulke eenhede opgewek word, hou direk verband met die verbranding van vaste brandstof.
Ontwerpe van gasopwekkingstoerusting
Die toerusting bestaan uit 'n omsetter, 'n waaier, 'n skrop, 'n pyplyninlaatinfrastruktuur, verbrandingskamers en verbindingstoebehore. Die ontwerp word gelei deur die voorwaardes van termiese verwerking van vaste brandstof om termiese of elektriese energie op te wek. Dit kan 'n monoblok of modulêre installasie wees met die moontlikheid om individuele elemente te vervang. Die komponenthuise word van metaal (plaatstaal) gemaak deur sweissamestelling. 'n Metaalplatform is in die onderste deel gemonteer, wat aangevul kan word met 'n looprat, afhangende van die spesifieke ontwerpoplossing. In die boonste gedeelte word gewoonlik 'n laaistelsel met 'n bunker georganiseer, waaraan suurstoftoevoerkanale gekoppel is. In industriële gasopwekkingsinstallasies vir die opwekking van elektrisiteit word meganiese brandstoflaaielemente met outomatiese verstelling soms voorsien. Maar in hierdie geval moet die verbrandingskamer ook van spesiale aanwysers voorsien word wat 'n opdrag sal gee om die volgende porsie brandstof by te voeg.
Funksionele areas van die gasopwekker
Die hele interne ruimte van die eenheid kan voorwaardelik in vier afdelings verdeel word:
- Droogsone. 'n Soort brandstofvoorbereidingskamer, waarin dieselfde vuurmaakhout die optimum temperatuur verkry sonder oortollige vog. Gewoonlik is die temperatuurregime in hierdie area 150-200 ° С.
- Droë distillasiesone. Nog 'n stadium in die voorbereiding van vaste brandstof, maar onder toestande van 'n hoër temperatuur regime tot 500 °C. Op hierdie stadium verkool die gasgenerator die hout om teer, sure en ander ongewenste stowwe daaruit te verwyder.
- Sonebrand. Hierdie gedeelte is geleë op die verbindingsvlak van die lugkanale, waardeur lug gerig word om verbrandingsstabiliteit te handhaaf. Struktureel is dit 'n konvensionele verbrandingskamer, wat in alle vastebrandstofketels voorkom. Die gemiddelde temperatuur daarin wissel van 1100 tot 1300 °C.
- Herstelsone. Die area tussen die rooster en die verbrandingskamer. Na analogie van moderne pirolise-ketels kan hierdie afdeling as 'n plek van herverbranding voorgestel word. Warm steenkool kom van die verbrandingsone hier binne, wat verwyder kan word of dadelik weggedoen kan word.
Die beginsel van werking van die gasgeneratorstel
Die werksproses van hierdie toerusting is gebaseer op die onvolledige verwerking van koolstof wat vrygestel word tydens die verbranding van brandstof. Beide vuurmaakhout met steenkool en biomateriale soos turfbrikette, korrels of korrels van houtverwerkingsindustrie-afval kan as vaste brandstofelemente optree. Die resulterende koolstof kan, wanneer dit in wisselwerking met die voorsiende lugvloei inwerk, suurstofatome aan homself heg. Die gevolglike gas kan moontlik 'n hoeveelheid energie lewer wat ooreenstem met slegs 30% van die aanvanklik gelaaide brandstof waaruit dit vervaardig is. Aan die ander kant word baie minder hulpbronne benodig om koolstof te verwerk – ten minste word suurstof in 'n minimale hoeveelheid benodig. En reeds in die proses van sekondêre verbranding genereer die gasopwekkereenheid doelgerigte energie wat geskik is vir gebruik. Op hierdie stadium, verskeieomsetters en batterye - afhangende van die tipe energie wat beplan word om uit die gas-lugmengsel verkry te word.
Vermoë van gasopwekkingstoerusting
Die kombinasie van die beginsels van die verbranding van fossielbrandstowwe met gasopwekking is so vroeg as die begin van die 20ste eeu oorweeg. Boonop was daar suksesvolle praktiese ontwikkelings in hierdie rigting, wat die meer algemene destydse kragopwekkers vir die verwerking van hernubare energiebronne vervang het. Vandag, teen die agtergrond van die popularisering van die beginsels van rasionele gebruik van hulpbronne met die klem op energiebesparing, word die konsep van termochemiese omskakeling van afval en plantbiomassa weer relevant. En selfs klein-kapasiteit gasopwekkers van 70-80 kW kan in openbare nutsdienste of landbou gebruik word, waar plaaslike afvalprodukte as brandstof gebruik sal word. Daar is byvoorbeeld 'n praktyk om sulke installasies in die besproeiingstelsels van plase in volle outonomie vir 4-5 uur te bedryf. Toerusting vanaf 150 kW vind sy plek in groot nywerhede, in diensgebiede en groot energie-afhanklike fasiliteite.
Toepassing van gasopwekkingstegnologieë in die industrie
Vir die eerste keer het gasgenererende tegnologieë begin gebruik word in die glas- en metallurgiese industrieë in Europa, en in die USSR het hulle hul plek in die nasionale ekonomie gevind. Byvoorbeeld, in die middel van die 20ste eeu is gasopwekkingstasies oor die hele land versprei, wat tot 3 MW vanafplant biomassa en turf. Moderne toerusting het merkbaar bygedra tot die tegnologiese ontwikkeling. Vandag is dit hele komplekse wat voorsien is van middele van outomatiese en selfs robotiese beheer onder beheer van 'n rekenaar. Die krag van gasopwekkers vir die opwekking van elektrisiteit in die industriële sektor is gemiddeld 300-350 kW. In sommige gevalle is dit hele chemiese aanlegte met streng vereistes vir brandstofmateriaal. Sulke eenhede word by groot industriële komplekse gebruik om verskeie verbruikstelsels gelyktydig te bedien - krageenhede (masjiengereedskap, monteerlyne, dinamo's, kompressors), beligtingstoestelle, ventilasie-infrastruktuur, ens.
Gasopwekkers in vervoeringenieurswese
Die praktyk om motors te verander vir die installering van gasopwekkers het in die vooroorlogse jare begin. Op baie masjiene, as deel van hierdie modernisering, is 'n hoë-prestasie elektriese kragopwekker geïnstalleer, aangesien dit nodig was om 'n voldoende kragtige vloei van suurstofdruk te verskaf. Hiervoor is 'n elektriese waaier gebruik. Die mees noemenswaardige ontwikkelings van hierdie tipe sluit in die GAZ-AA-vragmotors en die ZIS-5 drieton, wie se gasopwekkers 'n kilometers van tot 80-90 km by een vulstasie verskaf het. Dit is nie veel nie, maar in die toestande van 'n tekort aan vloeibare brandstof in bosbou het hierdie besluit homself ekonomies ten volle geregverdig. Wat vandag betref, word die omskakeling van konvensionele ICE-motors ook hoofsaaklik gemotiveer deur die belange van energiebesparing. Daar is suksesvolle voorbeelde van die omskakeling van GAZ-24-motors enAZLK-2141, wat tot 120 km op een vulstasie ry, wat die spoedgrens in die reeks van 80-90 km/h handhaaf.
Hoe om 'n gasopwekkerstel vir 'n motor met jou eie hande te maak?
Jy kan hierdie beginsel implementeer sonder om spesialiste tuis en op jou eie te kontak. Die algemene instruksies vir so 'n opgradering kan soos volg voorgestel word:
- 'n Laaibunker word georganiseer. Gebruik gewoonlik 'n gassilinder met 'n kapasiteit van 40-50 liter. Die bodem word daarin uitgesny, en 'n gat of venster word in die nek gemaak om brandstof te vul. Dit is die moeite werd om te fokus op die gebruik van óf fynkorrelige steenkool óf korrels.
- Die rooster is gemonteer om die hooflading op te neem.
- 'n Sikloonfilter en 'n lans word gemaak om die hittelading op te neem. Ongeag die tipe vaste brandstof wat gebruik word, sal dit verbrandingsprodukte in die vorm van as en stof vrystel. Hierdie afval moet onmiddellik gevang word nadat dit deur die filter vrygestel is.
- Monteer die verkoeler. Hierdie komponent sal die funksie verrig om die gasmengsel af te koel. Vir 'n gasgeneratorinstallasie met u eie hande, kan u 'n verkoelerstruktuur van loodgieterpype maak. Dit is net belangrik om die deursnit korrek te bereken vir optimale koolstofvoorbereiding.
- Skep 'n fyn filter. Van moderne membraanmateriale is dit moontlik om 'n demper vir multi-vlak suiwering van die gas-lugmengsel te vervaardig, wat die krag van die kragopwekker sal verhoog.
- Verbinding aan die enjin. Die finale stadium, waartydens, met die hulp van pendelpype word aan die motor gekoppel om die gesuiwerde gasmengsel daarheen te lei.
Huishoudelike gasopwekkers
Tuisketeltoerusting is ook besig om te verbeter, wat nuwe funksionaliteit en operasionele vermoëns byvoeg. Vir hierdie area word gasopwekkerstelle tot 150 kW vir VPG (vloeibare koolstofgas) aangebied, kompleet met 'n vloeistofverkoelingstelsel, 'n batterylaaier en beskermende toestelle. Dit is 'n volledige bystand kragopwekker wat gebruik kan word in die geval van 'n kragonderbreking.
Berekening van gasopwekkingstoerusting volgens kapasiteit
Ongeag die doel van die krageenheid, sy tegniese en operasionele aanwysers moet voor aankoop bereken word. Hieronder is 'n tipiese berekeningsvoorbeeld vir 'n gasopwekkerstel vir 'n huisverhittingstelsel.
Die krag van die eenheid moet gemiddeld wees relatief tot die oppervlakte van die teikenoperasiekamer, met inagneming van die volgende verband: 1 kW kragpotensiaal van die gegenereerde gasmengsel per 10 m2. Dus, vir 'n perseel van 50 m2, sal 'n installasie van minstens 5 kW benodig word, en as die oppervlakte van die produksiefasiliteit 1000 m2 is, sal 'n verwarmingstelsel van minstens 100 kW nodig wees. Maar dit is nie al nie. Vir elke opening in die muur word 'n byvoeging van ongeveer 1 kW gemaak, sonder veranderinge vir klimaatstoestande in. Gevolglik sal 'n voorwerp met 'n totale oppervlakte van 1000 m2 met 10 vensters en 5 deure die gebruik van 'n eenheid met 'n kapasiteit van minstens 1015 kW vereis.
Voordeeltegnologie
Gasopwekkers is wonderlik vir basiese kragopwekkingstake. Dus, as konvensionele vastebrandstof-eenhede 'n doeltreffendheid van 60% het, dan gas-eweknieë - meer as 80%. Daar is ook positiewe nuanses van diens. Aangesien volledige verbranding in die kamer plaasvind met die verwydering van die koolstofdioksiedmengsel, is verdere spesiale skoonmaak van die toerustingmure nie nodig nie. Daar is natuurlik ook ekonomiese voordele. Die eenvoudigste houtbrandgasgenerator kan tot 30-40% bespaar in vergelyking met elektriese verwarmers en ketels wat 'n soortgelyke termiese effek verskaf.
Nadele van tegnologie
Die voordele van gasopwekkers kan hulle die belangrikste manier maak om elektriese en termiese energie op te wek, indien nie vir swakhede nie. Eerstens sluit hulle die multikomponent-aard van funksionele dele in. Ten spyte van die eenvoudige beginsel van werking, bevat die gasgeneratorstel baie interafhanklike elemente, wat die samestelling en beheer van die stelsel bemoeilik. Dit is ook die moeite werd om die behoefte te beklemtoon om voortdurend verbranding te handhaaf deur brandstofgrondstowwe te laai. In 'n werkende produksie moet dit gereeld gedoen word, so dit sal nie moontlik wees om sonder beheer-outomatisering klaar te kom nie.
Die toekoms van gasopwekkingstegnologie
Die voortgesette ontwikkeling van gasopwekkingseenhede word ondersteun deur hul organiese kombinasie met biobrandstofselle, wat onvoorwaardelik een van die mees belowende bronne van brandstof is. BYin die rigting van die optimalisering van strukture vir korrels en brikette, is hierdie konsep meer geneig om bevorder te word. Wat gasopwekkers vir motors betref, kan die ontwikkeling daarvan op industriële vlak homself ook ekonomies regverdig. Terloops, ongeveer 2 kg goedkoop brandstofmateriaal produseer soveel energie vir 'n motor as 1 liter petrol. Die ontwikkelingsproses in hierdie rigting word egter steeds belemmer deur die behoefte om die ontwerp van motors te bemoeilik en die ontstaan van nuwe mededingende kragopwekkers, wat ook konvensionele binnebrandenjins vervang.
Gevolgtrekking
Elektriese en vloeibare kragopwekkingstelsels word vandag toenemend deur alternatiewe energietegnologieë gekant. Vir dieselfde huishoudelike omgewing word volledige sonpanele en geotermiese batterye lank reeds vervaardig. Watter plek kan 'n moderne gasopwekker in hierdie mededingende stryd inneem? Dit is nie die mees praktiese oplossing vir huishoudelike gebruik nie weens die groot grootte van die toerusting en lastige instandhouding. Die bedryf stel egter baie belang in sulke installasies, aangesien dit jou toelaat om op indrukwekkende besparings te reken sonder om krag te verminder.
