Amalan menggunakan kayu api sebagai bahan api pada zaman kita, walaupun berkaitan dengan peralatan dandang, nampaknya sudah lapuk. Namun, prinsip operasi sistem tenaga ini mempunyai kelebihan yang tidak dapat dinafikan, yang, dengan itu, dicerminkan dalam kemunculan konsep teknologi baru. Dalam kes ini, loji penjana gas dipertimbangkan, ciri operasinya telah lama menarik perhatian pereka dari industri automotif. Sudah tentu, tiada perbincangan mengenai pembakaran kayu tradisional di bawah hud, tetapi tenaga yang dijana oleh unit tersebut secara langsung berkaitan dengan pembakaran bahan api pepejal.
Reka bentuk peralatan penjanaan gas
Peralatan terdiri daripada penukar, kipas, penyental, saluran paip masukinfrastruktur, kebuk pembakaran dan kelengkapan penyambung. Reka bentuk berpandukan syarat pemprosesan haba bahan api pepejal untuk menjana tenaga haba atau elektrik. Ia boleh menjadi pemasangan monoblock atau modular dengan kemungkinan menggantikan elemen individu. Perumahan komponen diperbuat daripada logam (keluli lembaran) dengan pemasangan kimpalan. Platform logam dipasang di bahagian bawah, yang boleh ditambah dengan gear larian, bergantung pada penyelesaian reka bentuk tertentu. Di bahagian atas, sistem pemuatan dengan bunker biasanya dianjurkan, yang mana saluran bekalan oksigen disambungkan. Dalam pemasangan penjanaan gas industri untuk menjana elektrik, elemen pemuatan bahan api mekanikal dengan pelarasan automatik kadangkala disediakan. Tetapi dalam kes ini, kebuk pembakaran juga mesti disediakan dengan penunjuk khas yang akan memberi arahan untuk menambah bahagian bahan api seterusnya.
Kawasan berfungsi penjana gas
Seluruh ruang dalaman unit boleh dibahagikan secara bersyarat kepada empat jabatan:
- Zon pengeringan. Sejenis ruang penyediaan bahan api, di mana kayu api yang sama memperoleh suhu optimum tanpa kelembapan berlebihan. Biasanya rejim suhu di kawasan ini ialah 150-200 ° С.
- Zon penyulingan kering. Satu lagi peringkat dalam penyediaan bahan api pepejal, tetapi dalam keadaan rejim suhu yang lebih tinggi sehingga 500 °C. Pada peringkat ini, penjana gas membakar kayu untuk mengeluarkan tar, asid dan bahan lain yang tidak diingini daripadanya.
- Zonterbakar. Bahagian ini terletak pada tahap sambungan saluran udara, yang melaluinya udara diarahkan untuk mengekalkan kestabilan pembakaran. Secara struktur, ini adalah kebuk pembakaran konvensional, yang terdapat dalam semua dandang bahan api pepejal. Purata suhu di dalamnya berbeza dari 1100 hingga 1300 °C.
- Zon pemulihan. Kawasan antara jeriji dan kebuk pembakaran. Dengan analogi dengan dandang pirolisis moden, bahagian ini boleh dibayangkan sebagai tempat pembakaran semula. Arang panas masuk dari zon pembakaran di sini, yang boleh dikeluarkan atau dilupuskan serta-merta.
Prinsip operasi set penjana gas
Proses kerja peralatan ini adalah berdasarkan pemprosesan karbon yang tidak lengkap yang dikeluarkan semasa pembakaran bahan api. Kedua-dua kayu api dengan arang batu dan bahan bio seperti briket gambut, pelet atau butiran daripada sisa industri pemprosesan kayu boleh bertindak sebagai unsur bahan api pepejal. Karbon yang terhasil, apabila berinteraksi dengan aliran udara yang dibekalkan, boleh melekatkan atom oksigen pada dirinya sendiri. Gas yang terhasil berpotensi menyalurkan jumlah tenaga yang sepadan dengan hanya 30% daripada bahan api yang dimuatkan pada mulanya dari mana ia dihasilkan. Sebaliknya, lebih sedikit sumber diperlukan untuk memproses karbon - sekurang-kurangnya oksigen diperlukan dalam jumlah yang minimum. Dan sudah dalam proses pembakaran sekunder, unit penjana gas menjana tenaga yang disasarkan yang sesuai untuk digunakan. Pada peringkat ini, pelbagaipenukar dan bateri - bergantung pada jenis tenaga yang dirancang untuk diperoleh daripada campuran gas-udara.
Keupayaan peralatan penjanaan gas
Menggabungkan prinsip pembakaran bahan api fosil dengan penjanaan gas dianggap seawal awal abad ke-20. Selain itu, terdapat perkembangan praktikal yang berjaya ke arah ini, yang menggantikan penjana yang lebih biasa pada masa itu untuk pemprosesan sumber tenaga boleh diperbaharui. Hari ini, berlatarbelakangkan pempopularan prinsip penggunaan sumber yang rasional dengan penekanan pada penjimatan tenaga, konsep penukaran termokimia sisa dan biojisim tumbuhan kembali menjadi relevan. Malah penjana gas berkapasiti kecil 70-80 kW boleh digunakan dalam kemudahan awam atau pertanian, di mana bahan buangan tempatan akan digunakan sebagai bahan api. Sebagai contoh, terdapat amalan mengendalikan pemasangan sedemikian dalam sistem pengairan ladang dalam autonomi penuh selama 4-5 jam. Peralatan dari 150 kW mendapat tempatnya dalam industri besar, di kawasan servis dan kemudahan yang bergantung kepada tenaga yang besar.
Aplikasi teknologi penjanaan gas dalam industri
Buat pertama kalinya, teknologi penjanaan gas mula digunakan dalam industri kaca dan metalurgi di Eropah, dan di USSR mereka mendapat tempat mereka dalam ekonomi negara. Sebagai contoh, pada pertengahan abad ke-20, stesen penjanaan gas telah diedarkan di seluruh negara, menjana sehingga 3 MW daripadabiojisim tumbuhan dan gambut. Peralatan moden telah ditambah dengan ketara kepada perkembangan teknologi. Hari ini, ini adalah keseluruhan kompleks yang disediakan dengan cara kawalan automatik dan juga robotik di bawah kawalan komputer. Kuasa penjana gas untuk menjana elektrik dalam sektor perindustrian adalah secara purata 300-350 kW. Dalam sesetengah kes, ini adalah keseluruhan loji kimia dengan keperluan ketat untuk bahan bahan api. Unit sedemikian digunakan di kompleks perindustrian besar untuk menservis beberapa sistem penggunaan sekaligus - unit kuasa (alat mesin, talian pemasangan, dinamo, pemampat), peranti pencahayaan, infrastruktur pengudaraan, dsb.
Penjana gas dalam kejuruteraan pengangkutan
Amalan mengubah suai kereta untuk pemasangan penjana gas bermula pada tahun-tahun sebelum perang. Pada banyak mesin, sebagai sebahagian daripada pemodenan ini, penjana elektrik berprestasi tinggi telah dipasang, kerana ia perlu untuk menyediakan aliran tekanan oksigen yang cukup kuat. Untuk ini, kipas elektrik digunakan. Perkembangan paling ketara jenis ini termasuk lori GAZ-AA dan ZIS-5 tiga tan, yang penjana gasnya menyediakan perbatuan sehingga 80-90 km di satu stesen minyak. Ini tidak banyak, tetapi dalam keadaan kekurangan bahan api cecair dalam perhutanan, keputusan ini mewajarkan sepenuhnya dari segi ekonomi. Bagi hari ini, penukaran kereta ICE konvensional juga didorong terutamanya oleh kepentingan penjimatan tenaga. Terdapat contoh kejayaan penukaran kereta GAZ-24 danAZLK-2141, yang bergerak sehingga 120 km pada satu stesen minyak, mengekalkan had laju dalam julat 80-90 km/j.
Bagaimana cara membuat set penjana gas untuk kereta dengan tangan anda sendiri?
Anda boleh melaksanakan prinsip ini tanpa menghubungi pakar di rumah dan sendiri. Arahan umum untuk naik taraf sedemikian boleh diwakili seperti berikut:
- Kubu pemuatan sedang diatur. Biasanya menggunakan silinder gas berkapasiti 40-50 liter. Bahagian bawah dipotong di dalamnya, dan lubang atau tingkap dibuat di leher untuk mengisi bahan api. Adalah berbaloi untuk memberi tumpuan kepada penggunaan sama ada arang batu atau pelet berbutir halus.
- Parut dipasang untuk memikul beban utama.
- Penapis siklon dan tombak sedang dibuat untuk menampung beban haba. Tidak kira jenis bahan api pepejal yang digunakan, ia akan mengeluarkan hasil pembakaran dalam bentuk abu dan habuk. Sisa ini hendaklah ditangkap serta-merta selepas dikeluarkan oleh penapis.
- Memasang radiator. Komponen ini akan melaksanakan fungsi menyejukkan campuran gas. Untuk pemasangan penjana gas dengan tangan anda sendiri, anda boleh membuat struktur radiator dari paip paip. Hanya penting untuk mengira keratan rentas dengan betul untuk penyediaan karbon yang optimum.
- Membuat penapis halus. Daripada bahan membran moden, adalah mungkin untuk mengeluarkan peredam untuk penulenan pelbagai peringkat campuran gas-udara, yang akan meningkatkan kuasa penjana kuasa.
- Sambungan ke enjin. Peringkat akhir, di mana, dengan bantuan berulang-alikpaip disambungkan ke motor untuk mengarahkan campuran gas yang telah dimurnikan kepadanya.
Penjana gas isi rumah
Peralatan dandang rumah juga bertambah baik, menambah fungsi baharu dan keupayaan operasi. Untuk kawasan ini, set penjana gas sehingga 150 kW untuk LPG (gas karbon cecair) ditawarkan, lengkap dengan sistem penyejukan cecair, pengecas bateri dan peranti pelindung. Ini ialah penjana siap sedia lengkap yang boleh digunakan sekiranya berlaku gangguan bekalan elektrik.
Pengiraan peralatan penjana gas mengikut kapasiti
Tidak kira tujuan unit kuasa, penunjuk teknikal dan operasinya mesti dikira sebelum pembelian. Di bawah ialah contoh pengiraan biasa untuk set penjana gas untuk sistem pemanasan rumah.
Kuasa unit hendaklah dipuratakan berbanding keluasan bilik operasi sasaran, dengan mengambil kira perhubungan berikut: 1 kW potensi kuasa daripada campuran gas terjana setiap 10 m2. Jadi, untuk tapak seluas 50 m2, pemasangan sekurang-kurangnya 5 kW akan diperlukan, dan jika kawasan kemudahan pengeluaran adalah 1000 m2, maka sistem pemanasan sekurang-kurangnya 100 kW akan diperlukan. Tetapi bukan itu sahaja. Untuk setiap pembukaan di dinding, penambahan kira-kira 1 kW dibuat, tidak mengira pindaan untuk keadaan iklim. Akibatnya, objek dengan keluasan keseluruhan 1000 m2 dengan 10 tingkap dan 5 pintu akan memerlukan penggunaan unit dengan kapasiti 1015 kW sekurang-kurangnya.
Kebaikanteknologi
Penjana gas bagus untuk tugas penjanaan kuasa asas. Jadi, jika unit bahan api pepejal konvensional mempunyai kecekapan 60%, maka rakan gas - lebih daripada 80%. Terdapat juga nuansa perkhidmatan yang positif. Oleh kerana pembakaran lengkap berlaku di dalam ruang dengan penyingkiran campuran karbon dioksida, pembersihan khas selanjutnya pada dinding peralatan tidak diperlukan. Sudah tentu, terdapat faedah ekonomi juga. Penjana gas pembakaran kayu yang paling mudah boleh menjimatkan sehingga 30-40% berbanding pemanas elektrik dan dandang yang memberikan kesan terma yang serupa.
Keburukan teknologi
Kelebihan penjana gas boleh menjadikannya sebagai cara utama menjana tenaga elektrik dan haba, jika bukan kerana kelemahan. Pertama sekali, ia termasuk sifat berbilang komponen bahagian berfungsi. Walaupun prinsip operasi mudah, set penjana gas mengandungi banyak elemen saling bergantung, yang merumitkan pemasangan dan kawalan sistem. Ia juga bernilai menekankan keperluan untuk sentiasa mengekalkan pembakaran dengan memuatkan bahan mentah bahan api. Dalam pengeluaran yang berfungsi, ini mesti dilakukan dengan kerap, jadi ia tidak akan dapat dilakukan tanpa automasi kawalan.
Masa depan teknologi penjanaan gas
Pembangunan berterusan unit penjana gas disokong oleh gabungan organiknya dengan sel biofuel, yang tanpa syarat merupakan salah satu sumber bahan api yang paling menjanjikan. ATke arah mengoptimumkan struktur untuk pelet dan briket, konsep ini lebih cenderung untuk dipromosikan. Bagi penjana gas untuk kereta, di peringkat perindustrian, pembangunan mereka juga boleh membenarkan dirinya secara ekonomi. Ngomong-ngomong, kira-kira 2 kg bahan bahan api murah menghasilkan tenaga untuk kereta sebanyak 1 liter petrol. Bagaimanapun, proses pembangunan ke arah ini masih terhalang oleh keperluan untuk merumitkan reka bentuk kereta dan kemunculan penjana kompetitif baharu, yang turut menggantikan enjin pembakaran dalaman konvensional.
Kesimpulan
Sistem penjanaan kuasa elektrik dan cecair hari ini semakin ditentang oleh teknologi tenaga alternatif. Untuk persekitaran isi rumah yang sama, panel solar lengkap dan bateri geoterma telah lama dihasilkan. Apakah tempat yang boleh diambil oleh penjana gas moden dalam perjuangan kompetitif ini? Ini bukan penyelesaian yang paling praktikal untuk kegunaan domestik kerana saiz peralatan yang besar dan penyelenggaraan yang menyusahkan. Walau bagaimanapun, industri agak berminat dengan pemasangan sedemikian, kerana ia membolehkan anda mengandalkan penjimatan yang mengagumkan tanpa mengurangkan kuasa.
