CC BY
132
№ 2 (35)
Д UNIVERSUM:
ЛД, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2017
ЭНЕРГЕТИКА
ОБЗОР ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА
Зубакин Алексей Сергеевич
консультант, ООО «Научно-производственное предприятие «Гиперион», 160000, РФ, Вологодская область, г. Вологда, Козленская улица, 119 А
E-mail: [email protected]
Киприянов Федор Александрович
канд. техн. наук, Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина,
160555, РФ, Вологодская область, г. Вологда, с. Молочное, ул. Шмидта, д. 2
E-mail: kipriyanovfa@bk. ru
THE OVERVIEW OF BASIC TECHNOLOGICAL TOOLS TO OBTAIN PRODUCER GAS
Aleksey Zubakin
consultant of LLC "Nauchno-proizvodstvennoepredpriiatie «Giperion»", 160000, Russia, Vologda region, Vologda, Kozlenskaya Street, 119A
Fedor Kipriyanov
candidate of Technical Sciences, Vologda State Dairy Farming Academy named after N. V. Vereshchagin,
160555, Russia, Vologda region, Vologda, Molochnoe, Schmidta Street, 2
АННОТАЦИЯ
В статье проведен обзор основных устройств для производства генераторного газа, определено различие между основными типами газогенераторных установок, рассмотрены некоторые особенности автомобильных газогенераторов, отмечены их недостатки и предложен ряд способов устранения.
ABSTRACT
The article provides the overview of main devices for the production of producer gas, the difference between basic types of gas-producer plants is determined, some features of automotive gas generators are considered, their shortcomings are marked and a number of ways to eliminate them are proposed.
Ключевые слова: альтернативная энергетика, газогенератор, газификатор, топливо, газообразное топливо, тепловой эффект.
Keywords: alternative energy; gas generator; gasifier; fuel; gas fuel; thermal effect.
В настоящее время рынок наполнен различными коммерческими структурами, предлагающими к производству и реализации различные типы «газогенераторов», для утилизации промышленных отходов и получения «дешевой энергии». К сожалению, в рекламных буклетах происходит подмена понятий «газогенератора» и «газификатора». Процессы, протекающие в этих устройствах, похожи - окисление твердого топлива растительного происхождения в условиях контролируемого кислородного голодания, но конструктивное исполнение, а, следовательно, и функциональные возможности газогенераторов и газификаторов, различны [8]. Газификатор -это устройство, предназначенное для получения
тепловой энергии из твердого топлива растительного происхождения. Процесс протекает в два этапа:
1) В камере газификации происходит окисление твердого топлива при недостатке кислорода (топливо медленно тлеет). Общий тепловой эффект газификации твердого топлива - положительный (т.е. реакции газификации протекающие с выделением теплоты преобладают).
2) В газовой камере происходит дожигание оксида углерода и продуктов сухой перегонки твердого топлива с целью получения тепловой энергии.
Библиографическое описание: Зубакин А.С., Киприянов Ф.А. Обзор основных технических средств для получения генераторного газа // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2017. № 2(35). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/4308
№ 2 (35)
Д UNIVERSUM:
ЛД, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2017 г.
Рисунок 1. Отопительная печь "Бренеран" с газификатором
Конструктивно камера газификации и камера дожигания (рисунок 1) могут быть объединены, как, например, в газогенераторной печи Bullerjan или разнесены, как, например, в газогенераторных котлах ATMOS [1, 9, 11].
Газогенератор - это устройство, предназначенное для получения из твердого топлива растительного происхождения газообразного топлива и дальнейшего его использования в технологических процессах, например, как топливо для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) [7]. В камере газификации газогенератора происходит окисление твердого топлива при недостатке кислорода (топливо медленно тлеет), общий тепловой эффект так же положительный. Полученный генераторный газ перед использованием в ДВС охлаждается и фильтруется [4]. Газогенераторы развиваются по двум основным направлениям: 1) Газогенератор транспортного типа. 2) Газогенератор стационарного типа, работающий совместно с ДВС электростанции.
Подвидом второго направления развития является газогенератор стационарного типа, работающий совместно с ДВС электростанции и котельной, с целью получения тепла.
Газогенераторы транспортного типа в настоящее время наиболее распространены за границей (южная и юго-восточная Азия, южная Америка и
т.д.). То есть там, где есть проблемы с ископаемыми жидкими и газообразными углеводородами, есть поддержка альтернативной энергетики на государственном уровне или озабоченность охраной окружающей среды. Среди них встречаются как раритеты, сохранившиеся с ХХ века и надо отдать должное до сих пор исправно работающие, так и современные конструкции.
Газогенераторные автомобили - имеют существенное отличие от традиционных бензиновых автомобилей, и даже автомобилей работающих на газу, основное отличие заключается в наличии газогенераторной установки, установленной на шасси транспортного средства или на специальном прицепе, а также конструктивными особенностями двигателя, возможны некоторые изменения в шасси. Установки для выработки генераторного газа, монтируемые на автомобилях, должны иметь минимально возможные габариты и вес. В зависимости от вида применяемого топлива, удельный вес установки в среднем может составлять от 4 до 7 кг/м3 газа. Газогенераторные автомобили можно разделить на две основные группы:
• автомобили, которые переоборудованы из традиционных автомобилей для временной работы на генераторном газе;
• автомобили, специально изготовленные для постоянной работы на генераторном газе.
Обычно с целью унификации конструкции и снижения себестоимости производства газогенераторных автомобилей их конструировали с расчетом использования на шасси и агрегатах существующих моделей бензиновых или дизельных автомобилей. Газогенераторную установку ЗИС-5 на автомобилях обычно монтировали сзади кабины водителя. При этом грузовая платформа или укорачивается на необходимую длину (0,4-0,5 м), или отодвигается назад. В обоих случая происходило увеличение нагрузки на заднюю ось автомобиля при транспортировке груза, что не являлось желательным, поскольку такие изменения вносились без корректировки прочностных параметров рамы и ходовой части. Подобное размещение газогенераторной установки было реализовано на автомобилях, работающих на древесных чурках (рисунок 2).
Рисунок 2. Грузовой автомобиль с газогенераторной установкой
• 7universum.com
№ 2 (35)
A UNIVERSUM:
Am ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Газогенераторная установка располагалась сзади кабины таким образом, чтобы не занимать полезную площадь кузова и не портить внешний вид автомобиля. Конструктивно большинство автомобильных газогенераторов представляют собой чаще всего цилиндрический корпус, выполненный из 2мм листовой стали [3]. Внизу имеется люк для загрузки топлива. К нижней части приварена камера газификации. В верхней части корпуса газогенератора расположен газоотборный патрубок, через который газ попадает сначала в фильтр тонкой очистки газа, а затем в двигатель.
Одним из основных недостатков транспортного газогенератора является его работа на переходных режимах, когда в зависимости от режимов работы двигателя необходимо изменять количество вырабатываемого газа. И если снижение нагрузки на двигатель не критично для газогенератора и излишки газа выйдут с отработавшими газами, то увеличение нагрузки на двигатель приведет к увеличению по-
февраль, 2017 г.
требления газа, а при его недостатке последует снижение числа оборотов и останов двигателя [5, 6]. Другими словами не реализовано управление процессом газификации, и в данном случае генератор управляет двигателем, а не двигатель задает импульс генератору для увеличения количества вырабатываемого генераторного газа.
Вопросу управления процессом газификации посвящен ряд работ, подтвержденных патентом, позволяющих путем применения форсажного контура [2], и управления процессом газификации в объеме [10] повысить эффективность работы газогенератора.
На данный момент вопрос использования альтернативных источников энергии стоит довольно остро и использование газогенераторов полностью себя не исчерпало, развитие электронно -управляющих устройств позволит повысить эффективность работы газогенераторных установок.
Список литературы:
1. Бренерран / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.breneran.ru (дата обращения: 10.01.2017).
2. Газогенератор. Острецов В.Н., Зубакин А.С., Палицын А.В., Коротков А.Н., Киприянов Ф.А., Рассвета-лов А.С. Патент на изобретение RUS 2575536 07.08.2014
3. Зубакин A.C., Коротков А.Н. Разработка и исследование газогенераторов для производства газообразного топлива. / Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания: Материалы IX Международной научно-практической конференции: сборник научных трудов. Министерство сельского хозяйства РФ; ФГБОУ ВО "Вятская государственная сельскохозяйственная академия". 2016. С. 37-39.
4. Карташевич А.Н., Малышкин П.Ю., Плотников С.А., Зубакин А.С. Исследование работы двигателя 1Ч 6,8/5,4 на альтернативных топливах. //Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, 2016. - №4. - С. 115-117.
5. Киприянов Ф.А. Исследование показателей токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания при работе на генераторном газе и традиционном моторном топливе / Ф.А. Киприянов // Проблемы современной науки и образования. 2017. № 1 (83). - С.26-29
6. Киприянов Ф.А. Исследование работы газогенератора / Ф.А. Киприянов // Современные научные исследования и инновации. 2016. №1 (57). С. 146 -152.
7. Киприянов Ф.А. Перспективы использования генераторного газа / Актуальные научные исследования в условиях вызовов XXI века: Материалы Международной научно-практической конференции. 2016. С. 330 -
331
8. Палицын А.В., Зубакин А.С., Механиков В.М. Современное состояние и перспективы развития газификации биомассы как направления альтернативной энергетики / В сборнике: Вузовская наука - региону Материалы XI Всероссийской научно-технической конференции. 2013. С. 201-204.
9. Печь Буллерьян официальный сайт производителей печей в России / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://bullerjan.ru (дата обращения: 12.01.2017).
10. Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом. Плотников С.А., Острецов В.Н., Киприянов Ф.А., Палицын А.В., Зубакин А.С., Коротков А.Н. Патент на изобретение RU 2605870 от 11.09.2015
11. Atmos - твердотопливные котлы / [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.atmoc.ru (дата обращения: 20.01.2017).
