Մեր ժամանակներում վառելափայտը որպես վառելիք օգտագործելու պրակտիկան, նույնիսկ կաթսայատան սարքավորումների հետ կապված, հնացած է թվում: Եվ այնուամենայնիվ, էներգետիկ համակարգերի շահագործման այս սկզբունքն ունի անհերքելի առավելություններ, ինչը, համապատասխանաբար, արտացոլվում է նոր տեխնոլոգիական հայեցակարգերի առաջացման մեջ։ Այս դեպքում դիտարկվում է գազի գեներատորի գործարան, որի գործառնական առանձնահատկությունները վաղուց գրավել են ավտոմոբիլային արդյունաբերության դիզայներների ուշադրությունը: Իհարկե, ծածկույթի տակ ավանդական փայտի այրման մասին խոսք չկա, սակայն նման ագրեգատներից ստացվող էներգիան ուղղակիորեն կապված է պինդ վառելիքի այրման հետ։
Գազ արտադրող սարքավորումների դիզայն
Սարքավորումը բաղկացած է փոխարկիչից, օդափոխիչից, մաքրիչից, խողովակաշարի մուտքիցենթակառուցվածք, այրման խցիկներ և միացնող կցամասեր: Դիզայնն առաջնորդվում է պինդ վառելիքի ջերմային մշակման պայմաններով՝ ջերմային կամ էլեկտրական էներգիա արտադրելու համար։ Այն կարող է լինել մոնոբլոկ կամ մոդուլային տեղադրում՝ առանձին տարրերի փոխարինման հնարավորությամբ։ Բաղադրիչների պատյանները պատրաստված են մետաղից (թիթեղային պողպատից)՝ եռակցման հավաքման միջոցով: Ներքևի մասում տեղադրված է մետաղական հարթակ, որը կարող է համալրվել վազող սարքով՝ կախված կոնկրետ դիզայնի լուծումից։ Վերին մասում սովորաբար կազմակերպվում է բունկերով բեռնման համակարգ, որին միացված են թթվածնի մատակարարման ուղիները։ Էլեկտրաէներգիա արտադրող արդյունաբերական գազ արտադրող կայանքներում երբեմն տրամադրվում են մեխանիկական վառելիքի բեռնման տարրեր՝ ավտոմատ կարգավորմամբ։ Բայց այս դեպքում այրման պալատը պետք է ապահովված լինի նաև հատուկ ցուցիչներով, որոնք հրահանգ կտան ավելացնել վառելիքի հաջորդ չափաբաժինը։
Գազի գեներատորի ֆունկցիոնալ տարածքներ
Բլոկի ամբողջ ներքին տարածքը պայմանականորեն կարելի է բաժանել չորս բաժանմունքի.
- Չորացման գոտի. Վառելիքի պատրաստման խցիկի մի տեսակ, որում նույն վառելափայտը ձեռք է բերում օպտիմալ ջերմաստիճան՝ առանց ավելորդ խոնավության։ Սովորաբար այս տարածքում ջերմաստիճանի ռեժիմը 150-200 ° С է։
- Չոր թորման գոտի. Կոշտ վառելիքի պատրաստման ևս մեկ փուլ, բայց ավելի բարձր ջերմաստիճանի ռեժիմի պայմաններում մինչև 500 °C: Այս փուլում գազի գեներատորը այրում է փայտը՝ խեժը, թթուները և այլ անցանկալի նյութերը հեռացնելու համար։
- զոնայրվում է. Այս հատվածը գտնվում է օդային խողովակների միացման մակարդակում, որոնց միջոցով օդն ուղղվում է այրման կայունությունը պահպանելու համար: Կառուցվածքային առումով սա սովորական այրման խցիկ է, որն առկա է պինդ վառելիքի բոլոր կաթսաներում: Նրանում միջին ջերմաստիճանը տատանվում է 1100-ից մինչև 1300 °C։
- Վերականգնման գոտի. Վանդակաճաղի և այրման պալատի միջև ընկած հատվածը: Ժամանակակից պիրոլիզի կաթսաների նմանությամբ այս հատվածը կարելի է պատկերացնել որպես կրկին այրման վայր: Այստեղ այրման գոտուց մտնում է տաք ածուխ, որը կարելի է հեռացնել կամ անմիջապես հեռացնել։
Գազի գեներատորի աշխատանքի սկզբունքը
Այս սարքավորման աշխատանքային գործընթացը հիմնված է վառելիքի այրման ժամանակ արտազատվող ածխածնի թերի վերամշակման վրա։ Ե՛վ վառելափայտը՝ ածուխով, և՛ կենսանյութեր, ինչպիսիք են տորֆի բրիկետները, գնդիկները կամ փայտամշակման արդյունաբերության թափոններից ստացված հատիկները, կարող են հանդես գալ որպես պինդ վառելիքի տարրեր: Ստացված ածխածինը, երբ փոխազդում է մատակարարվող օդային հոսքերի հետ, կարող է թթվածնի ատոմներ կցել իրեն։ Ստացված գազը կարող է պոտենցիալ մատակարարել էներգիայի քանակ, որը համապատասխանում է սկզբնական բեռնված վառելիքի միայն 30%-ին, որից այն արտադրվել է: Մյուս կողմից, շատ ավելի քիչ ռեսուրսներ են պահանջվում ածխածնի մշակման համար. առնվազն թթվածին է պահանջվում նվազագույն քանակությամբ: Իսկ արդեն երկրորդական այրման գործընթացում գազի գեներատորի բլոկը արտադրում է օգտագործման համար պիտանի նպատակային էներգիա։ Այս փուլում տարբերփոխարկիչներ և մարտկոցներ - կախված էներգիայի տեսակից, որը նախատեսվում է ստանալ գազ-օդ խառնուրդից:
Գազ արտադրող սարքավորման հնարավորություն
Հանածո վառելիքի այրման սկզբունքների համադրումը գազի առաջացման հետ համարվում էր դեռևս 20-րդ դարի սկզբին: Ավելին, այս ուղղությամբ հաջող գործնական զարգացումներ եղան, որոնք փոխարինեցին վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների վերամշակման այն ժամանակ ավելի տարածված գեներատորներին։ Այսօր, ռեսուրսների ռացիոնալ օգտագործման սկզբունքների հանրահռչակման ֆոնին՝ շեշտը դնելով էներգախնայողության վրա, կրկին արդիական է դառնում թափոնների և բույսերի կենսազանգվածի ջերմաքիմիական փոխակերպման հայեցակարգը։ Եվ նույնիսկ փոքր հզորության 70-80 կՎտ հզորությամբ գազի գեներատորները կարող են օգտագործվել կոմունալ ձեռնարկություններում կամ գյուղատնտեսությունում, որտեղ տեղական թափոնները կօգտագործվեն որպես վառելիք: Օրինակ, գոյություն ունի գյուղացիական տնտեսությունների ոռոգման համակարգերում 4-5 ժամ լիարժեք ինքնավարությամբ նման կայանքները գործարկելու պրակտիկա, 150 կՎտ հզորությամբ սարքավորումներն իրենց տեղն են գտնում խոշոր արդյունաբերություններում, սպասարկող տարածքներում և էներգիայից կախված մեծ օբյեկտներում։
Գազի արտադրության տեխնոլոգիաների կիրառում արդյունաբերության մեջ
Առաջին անգամ գազ արտադրող տեխնոլոգիաները սկսեցին կիրառվել Եվրոպայում ապակու և մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ, իսկ ԽՍՀՄ-ում իրենց տեղը գտան ժողովրդական տնտեսության մեջ։ Օրինակ, 20-րդ դարի կեսերին գազարտադրող կայանները բաշխված էին ողջ երկրում, որոնք արտադրում էին մինչև 3 ՄՎտ.բույսերի կենսազանգվածը և տորֆը: Ժամանակակից սարքավորումները նկատելիորեն ավելացրել են տեխնոլոգիական զարգացումը։ Այսօր դրանք ամբողջ համալիրներ են, որոնք ապահովված են ավտոմատ և նույնիսկ ռոբոտային կառավարման միջոցներով՝ համակարգչի հսկողության ներքո։ Արդյունաբերական հատվածում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար գազի գեներատորների հզորությունը միջինում 300-350 կՎտ է։ Որոշ դեպքերում դրանք ամբողջ քիմիական գործարաններ են, որոնք խիստ պահանջներ ունեն վառելիքի նյութերի նկատմամբ: Նման ագրեգատները օգտագործվում են խոշոր արդյունաբերական համալիրներում միանգամից մի քանի սպառման համակարգեր սպասարկելու համար՝ էներգաբլոկներ (հաստոցներ, հավաքման գծեր, դինամոներ, կոմպրեսորներ), լուսավորող սարքեր, օդափոխման ենթակառուցվածք և այլն:
Գազի գեներատորներ տրանսպորտային ճարտարագիտության մեջ
Գազի գեներատորների տեղադրման համար մեքենաների ձևափոխման պրակտիկան սկսվել է դեռևս նախապատերազմյան տարիներին։ Շատ մեքենաների վրա, որպես այս արդիականացման մաս, տեղադրվեց բարձրորակ էլեկտրական գեներատոր, քանի որ անհրաժեշտ էր ապահովել թթվածնի ճնշման բավականաչափ հզոր հոսք: Դրա համար օգտագործվել է էլեկտրական օդափոխիչ։ Այս տեսակի ամենաուշագրավ զարգացումները ներառում են GAZ-AA բեռնատարները և ZIS-5 երեք տոննա բեռնատարները, որոնց գազի գեներատորները մեկ բենզալցակայանում ապահովում էին մինչև 80-90 կմ վազք: Սա շատ չէ, բայց անտառտնտեսությունում հեղուկ վառելիքի դեֆիցիտի պայմաններում այս որոշումը տնտեսապես լիովին արդարացրեց իրեն։ Ինչ վերաբերում է այսօր, ապա սովորական ICE մեքենաների փոխակերպումը նույնպես պայմանավորված է հիմնականում էներգախնայողության շահերով։ Կան ԳԱԶ-24 մեքենաների փոխակերպման հաջող օրինակներ ևAZLK-2141, որոնք մեկ բենզալցակայանով անցնում են մինչև 120 կմ՝ պահպանելով թույլատրելի արագությունը 80-90 կմ/ժ միջակայքում։
Ինչպե՞ս սեփական ձեռքերով պատրաստել գազի գեներատորի հավաքածու մեքենայի համար:
Դուք կարող եք իրականացնել այս սկզբունքը առանց մասնագետների հետ կապվելու տանը և ինքնուրույն: Նման արդիականացման ընդհանուր հրահանգները կարող են ներկայացվել հետևյալ կերպ՝
- Բեռնման բունկեր է կազմակերպվում: Սովորաբար օգտագործեք 40-50 լիտր տարողությամբ գազի բալոն։ Ներքևը կտրված է դրա մեջ, իսկ պարանոցի վրա անցք կամ պատուհան է արվում վառելիք լցնելու համար: Արժե կենտրոնանալ մանրահատիկ ածխի կամ գնդիկների օգտագործման վրա։
- Վանդակը տեղադրված է հիմնական բեռը վերցնելու համար:
- Պատրաստվում է ցիկլոնի զտիչ և նիզակ՝ ջերմային բեռը վերցնելու համար: Անկախ օգտագործվող պինդ վառելիքի տեսակից, այն այրման արտադրանք կթողնի մոխրի և փոշու տեսքով: Այս թափոնները պետք է բռնել անմիջապես զտիչով բաց թողնելուց հետո:
- Ռադիատորի տեղադրում. Այս բաղադրիչը կկատարի գազային խառնուրդի սառեցման գործառույթը: Ձեր սեփական ձեռքերով գազի գեներատորի տեղադրման համար դուք կարող եք ռադիատորի կառուցվածք պատրաստել սանտեխնիկական խողովակներից: Կարևոր է միայն ճիշտ հաշվարկել խաչմերուկը ածխածնի օպտիմալ պատրաստման համար:
- Նուրբ ֆիլտրի ստեղծում: Ժամանակակից թաղանթային նյութերից հնարավոր է պատրաստել գազ-օդ խառնուրդի բազմաստիճան մաքրման կափույր, որը կբարձրացնի էներգիայի գեներատորի հզորությունը։
- Միացում շարժիչին: Եզրափակիչ փուլը, որի ընթացքում փոխադրամիջոցի օգնությամբխողովակները միացված են շարժիչին՝ մաքրված գազային խառնուրդն այնտեղ ուղղելու համար։
Կենցաղային գազի գեներատորներ
Տնային կաթսայատան սարքավորումները նույնպես բարելավվում են՝ ավելացնելով նոր ֆունկցիոնալ և գործառնական հնարավորություններ: Այս տարածքի համար առաջարկվում են մինչև 150 կՎտ հզորությամբ գազի գեներատորներ LPG-ի համար (հեղուկ ածխածնային գազ)՝ հագեցած հեղուկ հովացման համակարգով, մարտկոցի լիցքավորիչով և պաշտպանիչ սարքերով: Սա ամբողջական սպասման գեներատոր է, որը կարող է օգտագործվել հոսանքի անջատման դեպքում:
Գազ արտադրող սարքավորումների հաշվարկ ըստ հզորության
Անկախ էներգաբլոկի նպատակից՝ գնելուց առաջ պետք է հաշվարկել դրա տեխնիկական և գործառնական ցուցանիշները։ Ստորև բերված է տան ջեռուցման համակարգի համար գազի գեներատորի հավաքածուի տիպիկ հաշվարկի օրինակ:
Բլոկի հզորությունը պետք է միջինացված լինի թիրախային վիրահատարանի տարածքի համեմատ՝ նկատի ունենալով հետևյալ հարաբերակցությունը. Այսպիսով, 50 մ2 տարածքի համար կպահանջվի առնվազն 5 կՎտ հզորության տեղադրում, և եթե արտադրական օբյեկտի տարածքը 1000 մ2 է, ապա կպահանջվի առնվազն 100 կՎտ հզորությամբ ջեռուցման համակարգ: Բայց սա դեռ ամենը չէ: Պատի յուրաքանչյուր բացվածքի համար կատարվում է մոտավորապես 1 կՎտ ավելացում՝ չհաշված կլիմայական պայմանների փոփոխությունները: Արդյունքում, 1000 մ2 ընդհանուր մակերեսով օբյեկտը 10 պատուհաններով և 5 դռներով կպահանջի առնվազն 1015 կՎտ հզորությամբ միավորի օգտագործում։
Կողմտեխնոլոգիա
Գազի գեներատորները հիանալի են էներգիայի արտադրության հիմնական առաջադրանքների համար: Այսպիսով, եթե սովորական պինդ վառելիքի ագրեգատները ունեն 60% արդյունավետություն, ապա գազի գործընկերները՝ ավելի քան 80%: Կան նաև սպասարկման դրական նրբերանգներ. Քանի որ խցիկում ամբողջական այրումը տեղի է ունենում ածխածնի երկօքսիդի խառնուրդի հեռացմամբ, սարքավորումների պատերի հետագա հատուկ մաքրում չի պահանջվում: Իհարկե, կան նաև տնտեսական օգուտներ։ Փայտի այրման ամենապարզ գազի գեներատորը կարող է խնայել մինչև 30-40%՝ համեմատած էլեկտրական տաքացուցիչների և կաթսաների հետ, որոնք ապահովում են նմանատիպ ջերմային ազդեցություն:
Տեխնոլոգիաների դեմ
Գազի գեներատորների առավելությունները կարող են դրանք դարձնել էլեկտրական և ջերմային էներգիա արտադրող հիմնական միջոցը, եթե ոչ թույլ կողմերը: Առաջին հերթին դրանք ներառում են ֆունկցիոնալ մասերի բազմաբաղադրիչ բնույթը։ Չնայած աշխատանքի պարզ սկզբունքին, գազի գեներատորի հավաքածուն պարունակում է բազմաթիվ փոխկապակցված տարրեր, ինչը բարդացնում է համակարգի հավաքումն ու կառավարումը: Հարկ է նաև ընդգծել վառելիքի հումքը բեռնելու միջոցով այրումը մշտապես պահպանելու անհրաժեշտությունը: Աշխատանքային արտադրությունում դա պետք է արվի կանոնավոր կերպով, այնպես որ դա հնարավոր չի լինի անել առանց կառավարման ավտոմատացման:
Գազի արտադրության տեխնոլոգիաների ապագան
Գազ արտադրող բլոկների շարունակական զարգացումն ապահովվում է կենսավառելիքի բջիջների հետ դրանց օրգանական համակցությամբ, որոնք անվերապահորեն վառելիքի ամենահեռանկարային աղբյուրներից են: ATԳնդիկների և բրիկետների համար կառույցների օպտիմալացման ուղղությամբ այս հայեցակարգը ավելի հավանական է խթանել: Ինչ վերաբերում է մեքենաների համար գազի գեներատորներին, ապա արդյունաբերական մակարդակում դրանց զարգացումը կարող է արդարացնել նաև տնտեսապես։ Ի դեպ, մոտ 2 կգ էժան վառելիքի նյութերը մեքենայի համար արտադրում են այնքան էներգիա, որքան 1 լիտր բենզինը։ Այնուամենայնիվ, այս ուղղությամբ զարգացման գործընթացը դեռևս խոչընդոտում է մեքենաների դիզայնը բարդացնելու անհրաժեշտությունը և նոր մրցունակ գեներատորների առաջացումը, որոնք փոխարինում են նաև սովորական ներքին այրման շարժիչներին::
Եզրակացություն
Էլեկտրական և հեղուկ էներգիայի արտադրության համակարգերն այսօր ավելի ու ավելի են հակադրվում այլընտրանքային էներգիայի տեխնոլոգիաներին: Նույն կենցաղային միջավայրի համար վաղուց արտադրվել են ամբողջական արևային մարտկոցներ և երկրաջերմային մարտկոցներ: Ի՞նչ տեղ կարող է զբաղեցնել ժամանակակից գազարտադրողը այս մրցակցային պայքարում։ Սա կենցաղային օգտագործման համար ամենագործնական լուծումը չէ՝ սարքավորումների մեծ չափերի և անհանգիստ սպասարկման պատճառով: Այնուամենայնիվ, արդյունաբերությունը բավականին հետաքրքրված է նման տեղակայանքներով, քանի որ դրանք թույլ են տալիս հույս դնել տպավորիչ խնայողությունների վրա՝ առանց հզորությունը նվազեցնելու:
