Meie aja küttepuude kütusena kasutamise tava, isegi seoses katlaseadmetega, tundub iganenud. Ja veel, sellel energiasüsteemide tööpõhimõttel on vaieldamatud eelised, mis vastav alt kajastub uute tehnoloogiliste kontseptsioonide ilmnemises. Sel juhul kaalutakse gaasigeneraatorite tehast, mille tööomadused on pikka aega pälvinud autotööstuse disainerite tähelepanu. Traditsioonilisest puidupõletusest kapoti all muidugi juttu pole, kuid selliste agregaatide toodetav energia on otseselt seotud tahkekütuse põletamisega.
Gaasitootmisseadmete konstruktsioonid
Seade koosneb muundurist, ventilaatorist, gaasipesurist ja torujuhtme sisselaskeavastinfrastruktuur, põlemiskambrid ja ühendusdetailid. Projekteerimisel juhindutakse tahke kütuse termilise töötlemise tingimustest soojus- või elektrienergia tootmiseks. See võib olla monoplokk või modulaarne paigaldus, kus on võimalus üksikuid elemente asendada. Komponentide korpused on valmistatud metallist (lehtterasest) keevitussõlmega. Alumisesse ossa on paigaldatud metallplatvorm, mida saab vastav alt konkreetsele konstruktsioonilahendusele täiendada veermikuga. Ülemises osas on tavaliselt organiseeritud punkriga laadimissüsteem, millega on ühendatud hapnikuvarustuskanalid. Tööstuslikes gaasitootmisseadmetes elektri tootmiseks on mõnikord ette nähtud automaatse reguleerimisega kütuse mehaanilised laadimiselemendid. Kuid sel juhul peab põlemiskamber olema varustatud ka spetsiaalsete indikaatoritega, mis annavad käsu lisada järgmine kütusekogus.
Gaasigeneraatori funktsionaalsed alad
Kogu üksuse siseruumi saab tinglikult jagada neljaks osakonnaks:
- Kuivatusala. Omamoodi kütuse ettevalmistuskamber, milles sama küttepuud omandavad optimaalse temperatuuri ilma liigse niiskuseta. Tavaliselt on selle piirkonna temperatuurirežiim 150-200 ° С.
- Kuivdestilleerimise tsoon. Tahkekütuse valmistamise teine etapp, kuid kõrgema temperatuurirežiimi tingimustes kuni 500 °C. Selles etapis söestab gaasigeneraator puitu, et eemaldada sellest tõrv, happed ja muud soovimatud ained.
- Tsoonpõletamine. See sektsioon asub õhukanalite ühendustasandil, mille kaudu juhitakse õhku põlemisstabiilsuse säilitamiseks. Struktuurselt on see tavaline põlemiskamber, mis on olemas kõigis tahkekütuse kateldes. Keskmine temperatuur selles varieerub vahemikus 1100–1300 °C.
- Taastetsoon. Resti ja põlemiskambri vaheline ala. Analoogiliselt tänapäevaste pürolüüsikateldega võib seda sektsiooni ette kujutada taaspõlemiskohana. Siin siseneb põlemistsoonist kuum kivisüsi, mille saab eemaldada või kohe ära visata.
Gaasigeneraatori komplekti tööpõhimõte
Selle seadme tööprotsess põhineb kütuse põlemisel vabaneva süsiniku mittetäielikul töötlemisel. Tahkekütuse elementidena võivad toimida nii söega küttepuud kui ka biomaterjalid nagu turbabrikett, graanulid või puidutöötlemistööstuse jäätmetest saadud graanulid. Saadud süsinik võib tarnitud õhuvoogudega suhtlemisel siduda enda külge hapnikuaatomeid. Saadud gaas võib potentsiaalselt tarnida energiakoguse, mis vastab ainult 30%-le algselt laaditud kütusest, millest see toodeti. Teisest küljest on süsiniku töötlemiseks vaja palju vähem ressursse – vähem alt hapnikku on vaja minimaalses koguses. Ja juba sekundaarse põlemise käigus genereerib gaasigeneraator sihtotstarbelist kasutamiseks sobivat energiat. Selles etapis mitmesugusedmuundurid ja akud – olenev alt energia liigist, mida plaanitakse gaasi-õhu segust saada.
Gaasi tootmisseadmete võimekus
Fossiilkütuste põletamise põhimõtete ühendamist gaasi tootmisega hakati kaaluma juba 20. sajandi alguses. Veelgi enam, selles suunas toimusid edukad praktilised arengud, mis asendasid sel ajal levinumaid taastuvenergiaallikate töötlemise generaatoreid. Tänapäeval on ressursside ratsionaalse kasutamise põhimõtete populariseerimise taustal, rõhuasetusega energiasäästule, muutumas taas aktuaalseks jäätmete ja taimse biomassi termokeemilise muundamise kontseptsioon. Ja isegi väikese võimsusega 70-80 kW gaasigeneraatoreid saab kasutada kommunaalmajanduses või põllumajanduses, kus kütusena kasutatakse kohalikke jäätmeid. Näiteks on tavaks kasutada selliseid seadmeid talude niisutussüsteemides täielikult autonoomselt 4-5 tundi. Seadmed alates 150 kW leiavad oma koha suurtes tööstustes, teeninduspiirkondades ja suurtes energiasõltuvates rajatistes.
Gaasi tootmistehnoloogiate rakendamine tööstuses
Esimest korda hakati Euroopas kasutama gaasitootmistehnoloogiaid klaasi- ja metallurgiatööstuses ning NSV Liidus leidsid need oma koha rahvamajanduses. Näiteks 20. sajandi keskel jaotati üle riigi gaasitootmisjaamad, mis tootsid aastast kuni 3 MW.taimne biomass ja turvas. Kaasaegsed seadmed on tehnoloogilisele arengule märgatav alt lisanud. Tänapäeval on need terved kompleksid, mis on varustatud automaatse ja isegi robotjuhtimise vahenditega arvuti juhtimise all. Gaasigeneraatorite võimsus elektri tootmiseks tööstussektoris on keskmiselt 300-350 kW. Mõnel juhul on tegemist tervete keemiatehastega, mille kütusematerjalidele kehtivad ranged nõuded. Selliseid seadmeid kasutatakse suurtes tööstuskompleksides mitme tarbimissüsteemi korraga teenindamiseks – jõuallikad (tööpingid, koosteliinid, dünamo, kompressorid), valgustusseadmed, ventilatsiooniinfrastruktuur jne.
Gaasigeneraatorid transporditehnikas
Autode muutmise praktika gaasigeneraatorite paigaldamiseks sai alguse sõjaeelsetel aastatel. Paljudele masinatele paigaldati selle moderniseerimise osana suure jõudlusega elektrigeneraator, kuna oli vaja tagada piisav alt võimas hapnikurõhu vool. Selleks kasutati elektrilist ventilaatorit. Märkimisväärsemad seda tüüpi arendused on veoautod GAZ-AA ja kolmetonnised ZIS-5, mille gaasigeneraatorid andsid ühes tanklas läbisõidu kuni 80-90 km. Seda pole palju, kuid metsanduse vedelkütuse nappuse tingimustes õigustas see otsus end majanduslikult igati. Ka tavapäraste ICE-autode ümberehitamine on tänaseks ajendatud peamiselt energiasäästu huvidest. On edukaid näiteid autode GAZ-24 ümberehitusest jaAZLK-2141, mis läbivad ühe tanklaga kuni 120 km, hoides piirkiirust vahemikus 80-90 km/h.
Kuidas oma kätega autole gaasigeneraatori komplekti valmistada?
Saate seda põhimõtet rakendada ilma spetsialistidega kodus ja iseseisv alt ühendust võtmata. Sellise versiooniuuenduse üldisi juhiseid saab esitada järgmiselt:
- Korraldatakse laadimispunker. Tavaliselt kasutage gaasiballooni mahuga 40-50 liitrit. Sellesse lõigatakse põhi välja ja kaela sisse tehakse auk või aken kütuse täitmiseks. Tasub keskenduda kas peeneteralise söe või pelletite kasutamisele.
- Rest on paigaldatud põhikoormuse vastuvõtmiseks.
- Soojuskoormuse vastuvõtmiseks valmistatakse tsüklonfilter ja toru. Olenemata kasutatava tahke kütuse tüübist eraldab see põlemisprodukte tuha ja tolmu kujul. Need jäätmed tuleks koguda kohe pärast filtrist vabastamist.
- Radiaatori paigaldamine. See komponent täidab gaasisegu jahutamise funktsiooni. Gaasigeneraatori paigaldamiseks oma kätega saate teha torustikust radiaatorikonstruktsiooni. Optimaalse süsiniku ettevalmistamise jaoks on oluline ainult ristlõige õigesti arvutada.
- Peenfiltri loomine. Kaasaegsetest membraanimaterjalidest on võimalik valmistada siiber gaasi-õhu segu mitmetasandiliseks puhastamiseks, mis suurendab elektrigeneraatori võimsust.
- Ühendus mootoriga. Viimane etapp, mille käigus pendelrände abiltorud on ühendatud mootoriga, et juhtida puhastatud gaasisegu sinna.
Gaasigeneraatorid majapidamises
Kodu katla varustus täiustub samuti, lisades uusi funktsioone ja töövõimalusi. Selle piirkonna jaoks pakutakse LPG (vedeldatud süsinikgaas) gaasigeneraatoreid kuni 150 kW koos vedelikjahutussüsteemi, akulaadija ja kaitseseadmetega. See on täielik ooterežiimi generaator, mida saab kasutada elektrikatkestuse korral.
Gaasi tootmisseadmete arvutamine võimsuse järgi
Sõltumata jõuallika otstarbest tuleb enne ostmist välja arvutada selle tehnilised ja töönäitajad. Allpool on toodud tüüpiline arvutusnäide koduküttesüsteemi gaasigeneraatori komplekti kohta.
Seadme võimsus tuleks keskmistada sihtoperatsiooniruumi pindala suhtes, pidades silmas järgmist seost: 1 kW võimsuspotentsiaali genereeritud gaasisegust 10 m2 kohta. Nii et 50 m2 suuruse ala jaoks on vaja paigaldada vähem alt 5 kW ja kui tootmisüksuse pindala on 1000 m2, siis on vaja vähem alt 100 kW küttesüsteemi. Kuid see pole veel kõik. Iga seinaava kohta lisatakse umbes 1 kW, arvestamata kliimatingimustega seotud muudatusi. Sellest tulenev alt nõuab 10 akna ja 5 ukseavaga objektil, mille kogupindala on 1000 m2, kasutada vähem alt 1015 kW võimsusega seadet.
Profidtehnoloogia
Gaasigeneraatorid sobivad suurepäraselt põhiliste elektritootmisülesannete jaoks. Niisiis, kui tavaliste tahkekütuse seadmete kasutegur on 60%, siis gaasi kolleegide efektiivsus on üle 80%. Teenindusel on ka positiivseid nüansse. Kuna kambris toimub täielik põlemine koos süsihappegaasi segu eemaldamisega, ei ole seadme seinte edasine spetsiaalne puhastamine vajalik. Loomulikult on sellest ka majanduslik kasu. Lihtsaim puuküttega gaasigeneraator võib säästa kuni 30-40% võrreldes sarnast soojusefekti tagavate elektrikeriste ja kateldega.
Tehnoloogia miinused
Gaasigeneraatorite eelised võivad muuta need peamiseks elektri- ja soojusenergia tootmise vahendiks, kui mitte puudusi leida. Esiteks hõlmavad need funktsionaalsete osade mitmekomponentset olemust. Vaatamata lihtsale tööpõhimõttele sisaldab gaasigeneraatori komplekt palju üksteisest sõltuvaid elemente, mis raskendab süsteemi kokkupanekut ja juhtimist. Samuti tasub rõhutada vajadust pidev alt säilitada põlemist kütusetoorme laadimisega. Töötavas tootmises tuleb seda teha regulaarselt, nii et ilma juhtimisautomaatikata ei saa hakkama.
Gaasi tootmistehnoloogiate tulevik
Gaasigeneraatorite jätkuvat arendamist toetab nende orgaaniline kombinatsioon biokütuseelementidega, mis on tingimusteta üks paljutõotavamaid kütuseallikaid. ATgraanulite ja brikettide struktuuride optimeerimise suunas on see kontseptsioon tõenäolisem. Mis puutub autode gaasigeneraatoritesse, siis tööstuslikul tasandil võib nende arendamine end ka majanduslikult õigustada. Muide, umbes 2 kg odavaid kütusematerjale toodab auto jaoks sama palju energiat kui 1 liiter bensiini. Sellesuunalist arendusprotsessi takistab aga endiselt vajadus muuta autode projekteerimine keerulisemaks ja uute konkurentsivõimeliste generaatorite ilmumine, mis asendavad ka tavapäraseid sisepõlemismootoreid.
Järeldus
Elektri- ja vedelenergia tootmissüsteemidele vastanduvad tänapäeval üha enam alternatiivsed energiatehnoloogiad. Sama majapidamiskeskkonna jaoks on pikka aega toodetud terviklikke päikesepaneele ja maasoojuspatareisid. Millise koha võib tänapäevane gaasigeneraator selles konkurentsivõitluses võtta? Koduseks kasutamiseks pole see just kõige praktilisem lahendus seadmete suurte mõõtmete ja tülika hoolduse tõttu. Kuid tööstus on sellistest paigaldistest üsna huvitatud, kuna need võimaldavad teil loota muljetavaldavale säästule ilma võimsust vähendamata.
