Mūsų laikų praktika naudoti malkas kaip kurą, net ir katilinės įrangos atžvilgiu, atrodo pasenusi. Ir vis dėlto šis energetikos sistemų veikimo principas turi neabejotinų pranašumų, kurie atitinkamai atsispindi naujų technologinių koncepcijų atsiradime. Šiuo atveju svarstoma dujų generatoriaus gamykla, kurios eksploatacinės savybės jau seniai patraukė automobilių pramonės dizainerių dėmesį. Žinoma, nėra kalbos apie tradicinį malkų deginimą po gaubtu, tačiau tokių įrenginių generuojama energija yra tiesiogiai susijusi su kietojo kuro deginimu.
Dujų gamybos įrangos projektai
Įrangą sudaro keitiklis, ventiliatorius, skruberis, vamzdyno įvadasinfrastruktūra, degimo kameros ir jungiamosios detalės. Projektuojant vadovaujamasi kietojo kuro terminio apdorojimo sąlygomis, siekiant generuoti šiluminę arba elektros energiją. Tai gali būti monoblokas arba modulinė instaliacija su galimybe pakeisti atskirus elementus. Komponentų korpusai yra pagaminti iš metalo (plieno lakštų) suvirinant. Apatinėje dalyje sumontuota metalinė platforma, kuri, priklausomai nuo konkretaus konstrukcinio sprendimo, gali būti papildyta važiuokle. Viršutinėje dalyje dažniausiai organizuojama pakrovimo sistema su bunkeriu, prie kurios prijungiami deguonies tiekimo kanalai. Pramoniniuose dujų gamybos įrenginiuose elektrai gaminti kartais yra numatyti mechaniniai kuro pakrovimo elementai su automatiniu reguliavimu. Tačiau šiuo atveju degimo kameroje turi būti ir specialūs indikatoriai, kurie duos komandą įpilti kitą degalų porciją.
Funkcinės dujų generatoriaus sritys
Visą vidinę padalinio erdvę sąlygiškai galima suskirstyti į keturis skyrius:
- Džiovinimo zona. Savotiška kuro ruošimo kamera, kurioje tos pačios malkos įgauna optimalią temperatūrą be drėgmės pertekliaus. Paprastai temperatūros režimas šioje srityje yra 150-200 ° С.
- Sausojo distiliavimo zona. Kitas kietojo kuro ruošimo etapas, tačiau esant aukštesnio temperatūros režimui iki 500 °C. Šiame etape dujų generatorius apanglina medieną, kad pašalintų iš jos dervas, rūgštis ir kitas nepageidaujamas medžiagas.
- Zonadeginimas. Ši sekcija yra ortakių sujungimo lygyje, per kurią nukreipiamas oras, kad būtų išlaikytas degimo stabilumas. Struktūriškai tai yra įprastinė degimo kamera, kuri yra visuose kietojo kuro katiluose. Vidutinė temperatūra jame svyruoja nuo 1100 iki 1300 °C.
- Atkūrimo zona. Plotas tarp grotelių ir degimo kameros. Analogiškai su šiuolaikiniais pirolizės katilais šią sekciją galima įsivaizduoti kaip pakartotinio degimo vietą. Čia iš degimo zonos patenka karšta anglis, kurią galima pašalinti arba nedelsiant išmesti.
Dujų generatoriaus veikimo principas
Šios įrangos darbo procesas pagrįstas nepilnu anglies, išsiskiriančios deginant kurą, apdorojimu. Kaip kietojo kuro elementai gali veikti ir malkos su anglimi, ir biomedžiagos, tokios kaip durpių briketai, granulės ar granulės iš medienos apdirbimo pramonės atliekų. Susidariusi anglis, sąveikaudama su tiekiamo oro srautais, gali prie savęs prijungti deguonies atomus. Susidariusios dujos potencialiai gali tiekti energijos kiekį, atitinkantį tik 30% iš pradžių pakrauto kuro, iš kurio jos buvo pagamintos. Kita vertus, anglies perdirbimui reikia daug mažiau išteklių – bent jau deguonies reikia minimalaus kiekio. O jau antrinio degimo procese dujų generatorius generuoja tikslinę energiją, tinkamą naudoti. Šiame etape įvairioskeitikliai ir akumuliatoriai – priklausomai nuo energijos rūšies, kurią planuojama gauti iš dujų ir oro mišinio.
Dujų gamybos įrangos galimybės
Derinti iškastinio kuro deginimo ir dujų generavimo principus buvo svarstyta dar XX amžiaus pradžioje. Be to, šia kryptimi buvo sėkmingi praktiniai pokyčiai, kurie pakeitė tuo metu įprastesnius atsinaujinančių energijos š altinių perdirbimo generatorius. Šiandien, populiarėjant racionalaus išteklių naudojimo principams, akcentuojant energijos taupymą, atliekų ir augalinės biomasės termocheminės konversijos koncepcija vėl tampa aktuali. Ir net mažos galios 70-80 kW dujų generatoriai gali būti naudojami komunalinėse įmonėse ar žemės ūkyje, kur vietinės atliekos bus naudojamos kaip kuras. Pavyzdžiui, ūkių drėkinimo sistemose tokie įrenginiai naudojami visiškai autonomiškai 4-5 valandas. Įranga nuo 150 kW randa savo vietą didelėse pramonės šakose, aptarnavimo zonose ir dideliuose nuo energijos priklausomuose objektuose.
Dujų gamybos technologijų taikymas pramonėje
Pirmą kartą dujų gamybos technologijos pradėtos naudoti stiklo ir metalurgijos pramonėje Europoje, o SSRS jos rado savo vietą šalies ekonomikoje. Pavyzdžiui, XX amžiaus viduryje visoje šalyje buvo išskirstytos dujų gamybos stotys, gaminančios iki 3 MW nuoaugalų biomasė ir durpės. Šiuolaikinė įranga pastebimai papildė technologinę plėtrą. Šiandien tai yra ištisi kompleksai, aprūpinti automatinio ir net roboto valdymo priemonėmis, valdomomis kompiuteriu. Dujų generatorių, skirtų elektros energijai gaminti, galia pramonės sektoriuje yra vidutiniškai 300-350 kW. Kai kuriais atvejais tai yra visos chemijos gamyklos, kurioms taikomi griežti reikalavimai kurui. Tokie agregatai naudojami dideliuose pramoniniuose kompleksuose vienu metu aptarnauti kelias vartojimo sistemas – jėgos agregatus (stakles, surinkimo linijas, dinamą, kompresorius), apšvietimo įrenginius, vėdinimo infrastruktūrą ir kt.
Dujų generatoriai transporto inžinerijoje
Automobilių modifikavimo praktika dujų generatorių montavimui prasidėjo dar prieškario metais. Daugelyje mašinų, kaip šio modernizavimo dalis, buvo sumontuotas didelio našumo elektros generatorius, nes reikėjo užtikrinti pakankamai galingą deguonies slėgio srautą. Tam buvo naudojamas elektrinis ventiliatorius. Ryškiausi šio tipo sunkvežimiai GAZ-AA ir trijų tonų ZIS-5, kurių dujų generatoriai vienoje degalinėje nuvažiuodavo iki 80–90 km. Tai nėra daug, tačiau skystojo kuro trūkumo sąlygomis miškų ūkyje toks sprendimas ekonomiškai visiškai pasiteisino. Kaip ir šiandien, įprastų ICE automobilių pertvarkymas taip pat yra daugiausia motyvuotas energijos taupymo interesais. Yra sėkmingų GAZ-24 automobilių konversijos pavyzdžių irAZLK-2141, kurie viena degaline nuvažiuoja iki 120 km, išlaikant leistiną greitį 80-90 km/h ribose.
Kaip savo rankomis pasidaryti dujų generatoriaus komplektą automobiliui?
Šį principą galite įgyvendinti nesikreipdami į specialistus namuose ir savarankiškai. Bendrosios tokio atnaujinimo instrukcijos gali būti pateiktos taip:
- Ruošiamas pakrovimo bunkeris. Paprastai naudokite 40-50 litrų talpos dujų balioną. Jame išpjaunamas dugnas, o kakle padaroma skylė ar langas kurui pripilti. Verta sutelkti dėmesį į smulkiagrūdžių anglių arba granulių naudojimą.
- Artelės sumontuotos taip, kad atlaikytų pagrindinę apkrovą.
- Gaminamas ciklono filtras ir antgalis, kad atlaikytų šilumos apkrovą. Nepriklausomai nuo naudojamo kietojo kuro tipo, jis išskirs degimo produktus pelenų ir dulkių pavidalu. Šios atliekos turi būti surinktos iš karto po to, kai jas išleidžia filtras.
- Radiatoriaus montavimas. Šis komponentas atliks dujų mišinio aušinimo funkciją. Dujų generatoriaus montavimui savo rankomis galite pagaminti radiatoriaus konstrukciją iš vandentiekio vamzdžių. Svarbu tik teisingai apskaičiuoti skerspjūvį optimaliam anglies paruošimui.
- Smulkaus filtro kūrimas. Iš šiuolaikinių membraninių medžiagų galima pagaminti daugiapakopį dujų ir oro mišinio valymo sklendę, kuri padidins elektros generatoriaus galią.
- Prijungimas prie variklio. Paskutinis etapas, kurio metu, važinėjant į darbą ir atgalvamzdžiai prijungti prie variklio, kad išgrynintas dujų mišinys nukreiptų į jį.
Buitinių dujų generatoriai
Namų katilų įranga taip pat tobulėja, pridedant naujų funkcijų ir veikimo galimybių. Šiai sričiai siūlomi dujiniai generatoriai iki 150 kW, skirti LPG (suskystintos anglies dujoms), komplektuojami su skysčių aušinimo sistema, akumuliatoriaus įkrovikliu ir apsauginiais įtaisais. Tai pilnas parengties režimo generatorius, kurį galima naudoti nutrūkus elektrai.
Dujų gamybos įrangos apskaičiavimas pagal galingumą
Nepriklausomai nuo maitinimo bloko paskirties, prieš perkant turi būti paskaičiuoti jo techniniai ir eksploataciniai rodikliai. Žemiau pateikiamas tipiškas namų šildymo sistemos dujų generatoriaus rinkinio skaičiavimo pavyzdys.
Įrenginio galia turėtų būti apskaičiuojama pagal tikslinės operacinės patalpos plotą, atsižvelgiant į tokį ryšį: 1 kW galios potencialo iš generuojamo dujų mišinio 10 m2. Taigi, 50 m2 sklype reikės įrengti ne mažiau kaip 5 kW, o jei gamybos patalpos plotas yra 1000 m2, tada reikės ne mažesnės kaip 100 kW šildymo sistemos. Bet tai dar ne viskas. Kiekvienai angai sienoje pridedama maždaug 1 kW, neatsižvelgiant į klimato sąlygų pakeitimus. Dėl to objekte, kurio bendras plotas yra 1000 m2 su 10 langų ir 5 durų angomis, reikės naudoti įrenginį, kurio galia ne mažesnė kaip 1015 kW.
Privalumaitechnologija
Dujų generatoriai puikiai tinka pagrindinėms energijos gamybos užduotims atlikti. Taigi, jei įprastų kietojo kuro agregatų efektyvumas yra 60%, tada dujų analogų - daugiau nei 80%. Taip pat yra teigiamų aptarnavimo niuansų. Kadangi visiškas degimas vyksta kameroje pašalinus anglies dvideginio mišinį, tolesnis specialus įrangos sienelių valymas nereikalingas. Žinoma, yra ir ekonominės naudos. Paprasčiausias malkomis kūrenamas dujų generatorius gali sutaupyti iki 30-40%, palyginti su elektriniais šildytuvais ir boileriais, kurie užtikrina panašų šiluminį efektą.
Technologijos trūkumai
Dujų generatorių pranašumai gali tapti pagrindine elektros ir šiluminės energijos gamybos priemone, jei ne trūkumai. Visų pirma, jie apima daugiakomponentį funkcinių dalių pobūdį. Nepaisant paprasto veikimo principo, dujų generatoriaus komplekte yra daug tarpusavyje susijusių elementų, o tai apsunkina sistemos surinkimą ir valdymą. Taip pat verta pabrėžti būtinybę nuolat palaikyti degimą kraunant kuro žaliavas. Veikiančioje gamyboje tai turi būti daroma reguliariai, todėl be valdymo automatikos neapsieisite.
Dujų gamybos technologijų ateitis
Nuolatinė dujų gamybos agregatų plėtra remiama jų organiniu deriniu su biokuro elementais, kurie besąlygiškai yra vienas perspektyviausių kuro š altinių. ATgranulių ir briketų konstrukcijų optimizavimo kryptimi labiau tikėtina, kad ši koncepcija bus propaguojama. Kalbant apie automobilių dujų generatorius, pramoniniu lygiu jų plėtra taip pat gali pateisinti save ekonomiškai. Beje, apie 2 kg pigių kuro medžiagų automobiliui pagamina tiek energijos, kiek 1 litras benzino. Tačiau plėtros procesą šia kryptimi vis dar stabdo poreikis apsunkinti automobilių konstrukciją ir naujų konkurencingų generatorių, kurie taip pat pakeičia įprastus vidaus degimo variklius, atsiradimas.
Išvada
Elektros ir skystos energijos gamybos sistemoms šiandien vis labiau prieštarauja alternatyvios energijos technologijos. Tai pačiai buitinei aplinkai jau seniai gaminamos visos saulės baterijos ir geoterminės baterijos. Kokią vietą šioje konkurencinėje kovoje gali užimti modernus dujų generatorius? Tai nėra pats praktiškiausias sprendimas buitiniam naudojimui dėl didelės įrangos ir sudėtingos priežiūros. Tačiau pramonė yra labai suinteresuota tokiais įrenginiais, nes jie leidžia sutaupyti įspūdingai nemažinant galios.
