შეშის საწვავად გამოყენების პრაქტიკა ჩვენს დროში, თუნდაც ქვაბის აღჭურვილობასთან დაკავშირებით, მოძველებულია. და მაინც, ენერგეტიკული სისტემების მუშაობის ამ პრინციპს აქვს უდაო უპირატესობები, რაც, შესაბამისად, აისახება ახალი ტექნოლოგიური კონცეფციების გაჩენაში. ამ შემთხვევაში განიხილება გაზის გენერატორის ქარხანა, რომლის საოპერაციო მახასიათებლებმა დიდი ხანია მიიპყრო საავტომობილო ინდუსტრიის დიზაინერების ყურადღება. რა თქმა უნდა, კაპოტის ქვეშ ხის ტრადიციულ წვაზე საუბარი არ არის, მაგრამ ასეთი აგრეგატების მიერ გამომუშავებული ენერგია პირდაპირ კავშირშია მყარი საწვავის წვასთან.
გაზის გამომუშავების მოწყობილობების დიზაინი
მოწყობილობა შედგება კონვერტორისგან, ვენტილატორისგან, სკრაბერისგან, მილსადენის შესასვლელისგანინფრასტრუქტურა, წვის კამერები და დამაკავშირებელი ფიტინგები. დიზაინი ხელმძღვანელობს მყარი საწვავის თერმული დამუშავების პირობებით თერმული ან ელექტრო ენერგიის გამომუშავების მიზნით. ეს შეიძლება იყოს მონობლოკი ან მოდულური ინსტალაცია ინდივიდუალური ელემენტების შეცვლის შესაძლებლობით. კომპონენტის კორპუსები დამზადებულია ლითონისგან (ფოლადი) შედუღების შეკრებით. ქვედა ნაწილში დამონტაჟებულია ლითონის პლატფორმა, რომელიც შეიძლება დაემატოს გაშვებულ მექანიზმს, კონკრეტული დიზაინის გადაწყვეტის მიხედვით. ზედა ნაწილში, ჩვეულებრივ, ორგანიზებულია დატვირთვის სისტემა ბუნკერით, რომელსაც უკავშირდება ჟანგბადის მიწოდების არხები. ელექტროენერგიის წარმოქმნის სამრეწველო გაზის წარმომქმნელ დანადგარებში ზოგჯერ გათვალისწინებულია საწვავის მექანიკური დატვირთვის ელემენტები ავტომატური რეგულირებით. მაგრამ ამ შემთხვევაში წვის კამერა ასევე აღჭურვილი უნდა იყოს სპეციალური ინდიკატორებით, რომლებიც გაძლევს ბრძანებას საწვავის შემდეგი ნაწილის დამატებაზე.
გაზის გენერატორის ფუნქციონალური უბნები
ერთეულის მთელი შიდა სივრცე პირობითად შეიძლება დაიყოს ოთხ განყოფილებად:
- გაშრობის ზონა. ერთგვარი საწვავის მოსამზადებელი კამერა, რომელშიც იგივე შეშა იძენს ოპტიმალურ ტემპერატურას ზედმეტი ტენიანობის გარეშე. ჩვეულებრივ ტემპერატურული რეჟიმი ამ ზონაში არის 150-200 ° С.
- მშრალი დისტილაციის ზონა. მყარი საწვავის მომზადების კიდევ ერთი ეტაპი, მაგრამ უფრო მაღალი ტემპერატურის რეჟიმის პირობებში 500 °C-მდე. ამ ეტაპზე გაზის გენერატორი ამუშავებს ხეს, რათა მოაცილოს მისგან ტარი, მჟავები და სხვა არასასურველი ნივთიერებები.
- ზონაწვა. ეს განყოფილება მდებარეობს საჰაერო სადინარების შეერთების დონეზე, რომლის მეშვეობითაც ჰაერი მიმართულია წვის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად. სტრუქტურულად, ეს არის ჩვეულებრივი წვის კამერა, რომელიც იმყოფება ყველა მყარი საწვავის ქვაბში. მასში საშუალო ტემპერატურა მერყეობს 1100-დან 1300 °C-მდე.
- აღდგენის ზონა. ფართობი ღვეზელსა და წვის პალატას შორის. თანამედროვე პიროლიზის ქვაბების ანალოგიით, ეს მონაკვეთი შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც ხელახალი წვის ადგილი. აქ წვის ზონიდან შემოდის ცხელი ნახშირი, რომელიც შეიძლება ამოღებულ იქნას ან დაუყოვნებლივ განადგურდეს.
გაზის გენერატორის მუშაობის პრინციპი
ამ აღჭურვილობის მუშაობის პროცესი ეფუძნება საწვავის წვის დროს გამოთავისუფლებული ნახშირბადის არასრულ დამუშავებას. როგორც შეშა ქვანახშირით, ასევე ბიომასალები, როგორიცაა ტორფის ბრიკეტები, გრანულები ან ხის გადამამუშავებელი მრეწველობის ნარჩენებისგან მიღებული გრანულები, შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც მყარი საწვავის ელემენტები. მიღებულ ნახშირბადს, ჰაერის მიწოდებულ ნაკადებთან ურთიერთობისას, შეუძლია ჟანგბადის ატომები მიამაგროს თავის თავს. მიღებულ გაზს პოტენციურად შეუძლია მიაწოდოს ენერგიის რაოდენობა, რომელიც შეესაბამება თავდაპირველად დატვირთული საწვავის მხოლოდ 30%-ს, საიდანაც იგი წარმოიქმნა. მეორეს მხრივ, ნახშირბადის გადამუშავებისთვის გაცილებით ნაკლები რესურსია საჭირო – მინიმუმ ჟანგბადი საჭიროა მინიმალური რაოდენობით. და უკვე მეორადი წვის პროცესში, გაზის გენერატორის განყოფილება გამოიმუშავებს გამოსაყენებლად შესაფერის მიზნობრივ ენერგიას. ამ ეტაპზე სხვადასხვაგადამყვანები და ბატარეები - დამოკიდებულია ენერგიის ტიპზე, რომლის მიღებაც იგეგმება გაზ-ჰაერის ნარევიდან.
გაზის გამომუშავების მოწყობილობების შესაძლებლობა
წიაღისეული საწვავის წვის პრინციპების გაზის წარმოქმნასთან შეთავსება განიხილებოდა ჯერ კიდევ მე-20 საუკუნის დასაწყისში. უფრო მეტიც, ამ მიმართულებით იყო წარმატებული პრაქტიკული განვითარება, რამაც შეცვალა იმ დროისთვის უფრო გავრცელებული გენერატორები განახლებადი ენერგიის წყაროების გადამუშავებისთვის. დღეს, რესურსების რაციონალური გამოყენების პრინციპების პოპულარიზაციის ფონზე ენერგიის დაზოგვის აქცენტით, კვლავ აქტუალური ხდება ნარჩენების და მცენარეული ბიომასის თერმოქიმიური გარდაქმნის კონცეფცია. და მცირე სიმძლავრის გაზის გენერატორებიც კი, 70-80 კვტ, შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომუნალურ ან სოფლის მეურნეობაში, სადაც ადგილობრივი ნარჩენები გამოყენებული იქნება საწვავად. მაგალითად, არსებობს მეურნეობის სარწყავი სისტემებში ასეთი დანადგარების ექსპლუატაციის პრაქტიკა სრული ავტონომიით 4-5 საათის განმავლობაში, 150 კვტ-დან დაწყებული აღჭურვილობა თავის ადგილს იკავებს მსხვილ მრეწველობაში, მომსახურე უბნებში და დიდ ენერგოდამოკიდებულ ობიექტებში.
გაზის წარმოების ტექნოლოგიების გამოყენება ინდუსტრიაში
პირველად გაზის გამომმუშავებელი ტექნოლოგიების გამოყენება დაიწყო ევროპაში მინის და მეტალურგიულ მრეწველობაში, ხოლო სსრკ-ში მათ იპოვეს ადგილი ეროვნულ ეკონომიკაში. მაგალითად, მე-20 საუკუნის შუა წლებში გაზის გენერატორი სადგურები გავრცელდა მთელ ქვეყანაში, რომლებიც გამოიმუშავებდნენ 3 მგვტ-მდე.მცენარეული ბიომასა და ტორფი. თანამედროვე აღჭურვილობა შესამჩნევად დაემატა ტექნოლოგიურ განვითარებას. დღეს ეს არის მთელი კომპლექსები, რომლებიც აღჭურვილია ავტომატური და თუნდაც რობოტული მართვის საშუალებებით კომპიუტერის კონტროლის ქვეშ. სამრეწველო სექტორში ელექტროენერგიის წარმოებისთვის გაზის გენერატორების სიმძლავრე საშუალოდ 300-350 კვტ. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს არის მთლიანი ქიმიური ქარხანა საწვავის მასალებზე მკაცრი მოთხოვნებით. ასეთი აგრეგატები გამოიყენება დიდ სამრეწველო კომპლექსებში ერთდროულად რამდენიმე მოხმარების სისტემის მოსამსახურებლად - ენერგეტიკული დანადგარები (მანქანები, სამონტაჟო ხაზები, დინამოები, კომპრესორები), განათების მოწყობილობები, სავენტილაციო ინფრასტრუქტურა და ა.შ.
გაზის გენერატორები სატრანსპორტო ინჟინერიაში
გაზის გენერატორების დამონტაჟებისთვის მანქანების მოდიფიცირების პრაქტიკა ომის წინა წლებში დაიწყო. ბევრ მანქანაზე, როგორც ამ მოდერნიზაციის ნაწილი, დამონტაჟდა მაღალი ხარისხის ელექტრო გენერატორი, რადგან საჭირო იყო ჟანგბადის წნევის საკმარისად ძლიერი ნაკადის უზრუნველყოფა. ამისთვის გამოიყენეს ელექტრო ვენტილატორი. ამ ტიპის ყველაზე თვალსაჩინო განვითარებას მიეკუთვნება GAZ-AA სატვირთო მანქანები და ZIS-5 სამტონიანი, რომელთა გაზის გენერატორები უზრუნველყოფდნენ გარბენს 80-90 კმ-მდე ერთ ბენზინგასამართ სადგურზე. ეს არც ისე ბევრია, მაგრამ სატყეო მეურნეობაში თხევადი საწვავის დეფიციტის პირობებში ამ გადაწყვეტილებამ ეკონომიკურად სრულად გაამართლა. რაც შეეხება დღეს, ჩვეულებრივი ICE მანქანების კონვერტაციაც ძირითადად ენერგიის დაზოგვის ინტერესებით არის მოტივირებული. არსებობს GAZ-24 მანქანების კონვერტაციის წარმატებული მაგალითები დაAZLK-2141, რომელიც გადის 120 კმ-მდე ერთ ბენზინგასამართ სადგურზე, ინარჩუნებს სიჩქარის ლიმიტს 80-90 კმ/სთ დიაპაზონში.
როგორ გააკეთოთ მანქანის გაზის გენერატორის ნაკრები საკუთარი ხელით?
შეგიძლიათ ამ პრინციპის განხორციელება სახლში და საკუთარ თავზე სპეციალისტებთან დაკავშირების გარეშე. ზოგადი ინსტრუქციები ასეთი განახლებისთვის შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:
- მიმდინარეობს ჩატვირთვის ბუნკერის ორგანიზება. ჩვეულებრივ გამოიყენეთ გაზის ბალონი 40-50 ლიტრი მოცულობით. მასში ძირი ამოჭრილია, ყელში კი ნახვრეტი ან ფანჯარა კეთდება საწვავის შესავსებად. ღირს ფოკუსირება წვრილმარცვლოვანი ნახშირის ან მარცვლების გამოყენებაზე.
- საფარი დამონტაჟებულია ძირითადი დატვირთვის მისაღებად.
- მზადდება ციკლონის ფილტრი და შუბი სითბოს დატვირთვის მისაღებად. მიუხედავად გამოყენებული მყარი საწვავის ტიპისა, ის გამოყოფს წვის პროდუქტებს ნაცრისა და მტვრის სახით. ეს ნარჩენები უნდა დაიჭიროს ფილტრის მიერ გამოშვებისთანავე.
- რადიატორის დამონტაჟება. ეს კომპონენტი შეასრულებს გაზის ნარევის გაგრილების ფუნქციას. გაზის გენერატორის დამონტაჟებისთვის საკუთარი ხელით, შეგიძლიათ გააკეთოთ რადიატორის სტრუქტურა სანტექნიკის მილებიდან. მნიშვნელოვანია მხოლოდ ჯვრის მონაკვეთის სწორად გამოთვლა ნახშირბადის ოპტიმალური მომზადებისთვის.
- წვრილი ფილტრის შექმნა. თანამედროვე მემბრანული მასალებისგან შესაძლებელია გაზ-ჰაერის ნარევის მრავალდონიანი გამწმენდი დემპერის დამზადება, რაც გაზრდის დენის გენერატორის სიმძლავრეს.
- შეერთება ძრავთან. დასკვნითი ეტაპი, რომლის დროსაც გადაადგილების დახმარებითმილები დაკავშირებულია ძრავთან, რათა გაწმენდილი აირის ნარევი მიმართოს მას.
საყოფაცხოვრებო გაზის გენერატორები
საყოფაცხოვრებო ქვაბის აღჭურვილობა ასევე იხვეწება, ამატებს ახალ ფუნქციურობას და ოპერაციულ შესაძლებლობებს. ამ ზონისთვის შემოთავაზებულია გაზის გენერატორის კომპლექტები 150 კვტ-მდე LPG-სთვის (თხევადი ნახშირბადის გაზი), სრული თხევადი გაგრილების სისტემით, ბატარეის დამტენით და დამცავი მოწყობილობებით. ეს არის სრული ლოდინის გენერატორი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის გათიშვის შემთხვევაში.
გაზის წარმომქმნელი მოწყობილობების გაანგარიშება სიმძლავრის მიხედვით
ელექტრო ბლოკის დანიშნულების მიუხედავად, შესყიდვამდე უნდა გამოითვალოს მისი ტექნიკური და ოპერატიული მაჩვენებლები. ქვემოთ მოცემულია ტიპიური გაანგარიშების მაგალითი სახლის გათბობის სისტემისთვის გაზის გენერატორის ნაკრებისთვის.
დანაყოფის სიმძლავრე უნდა იყოს საშუალოდ სამიზნე საოპერაციო ოთახის ფართობთან შედარებით, შემდეგი ურთიერთობის გათვალისწინებით: 1 კვტ სიმძლავრის პოტენციალი გამომუშავებული აირის ნარევიდან 10 მ2-ზე. ასე რომ, 50 მ2 ფართობის ადგილისთვის საჭირო იქნება მინიმუმ 5 კვტ სიმძლავრის დამონტაჟება, ხოლო თუ საწარმოო ობიექტის ფართობი 1000 მ2-ია, მაშინ დაგჭირდებათ მინიმუმ 100 კვტ გათბობის სისტემა. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. კედელში ყოველი გახსნისთვის კეთდება დაახლოებით 1 კვტ-ის დამატება, კლიმატური პირობების ცვლილებების გარეშე. შედეგად, 1000 მ2 საერთო ფართობის მქონე ობიექტს 10 ფანჯრით და 5 კარიბჭით დასჭირდება მინიმუმ 1015 კვტ სიმძლავრის ერთეულის გამოყენება.
დადებითიტექნოლოგია
გაზის გენერატორები შესანიშნავია ელექტროენერგიის გამომუშავების ძირითადი ამოცანებისთვის. ასე რომ, თუ ჩვეულებრივი მყარი საწვავის ერთეულებს აქვთ ეფექტურობა 60%, მაშინ გაზის კოლეგები - 80% -ზე მეტი. ასევე არსებობს სერვისის დადებითი ნიუანსი. ვინაიდან სრული წვა ხდება პალატაში ნახშირორჟანგის ნარევის მოცილებით, აღჭურვილობის კედლების შემდგომი სპეციალური გაწმენდა საჭირო არ არის. რა თქმა უნდა, არის ეკონომიკური სარგებელიც. უმარტივესი ხის დაწვის გაზის გენერატორს შეუძლია დაზოგოს 30-40%-მდე ელექტრო გამათბობელებთან და ქვაბებთან შედარებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ მსგავს თერმულ ეფექტს.
ტექნოლოგიის უარყოფითი მხარე
გაზის გენერატორების უპირატესობებმა შეიძლება გახადოს ისინი ელექტრო და თერმული ენერგიის წარმოქმნის მთავარ საშუალებად, თუ არა სისუსტეები. უპირველეს ყოვლისა, ისინი მოიცავს ფუნქციური ნაწილების მრავალკომპონენტიან ხასიათს. მუშაობის მარტივი პრინციპის მიუხედავად, გაზის გენერატორის ნაკრები შეიცავს მრავალ ურთიერთდამოკიდებულ ელემენტებს, რაც ართულებს სისტემის აწყობას და კონტროლს. ასევე, ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს წვის მუდმივი შენარჩუნების აუცილებლობა საწვავის ნედლეულის დატვირთვით. სამუშაო წარმოებაში ეს რეგულარულად უნდა გაკეთდეს, ასე რომ შეუძლებელი იქნება საკონტროლო ავტომატიზაციის გარეშე.
გაზის გენერირების ტექნოლოგიების მომავალი
გაზის გენერატორის უწყვეტ განვითარებას მხარს უჭერს მათი ორგანული კომბინაცია ბიოსაწვავის უჯრედებთან, რომლებიც უპირობოდ საწვავის ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული წყაროა. ATგრანულებისა და ბრიკეტების სტრუქტურების ოპტიმიზაციის მიმართულებით, ამ კონცეფციის პოპულარიზაცია უფრო სავარაუდოა. რაც შეეხება მანქანებისთვის გაზის გენერატორებს, ინდუსტრიულ დონეზე მათმა განვითარებამ შეიძლება ეკონომიკურადაც გაამართლოს. სხვათა შორის, დაახლოებით 2 კგ იაფი საწვავი მასალა გამოიმუშავებს იმდენ ენერგიას მანქანისთვის, რამდენიც 1 ლიტრი ბენზინი. თუმცა, ამ მიმართულებით განვითარების პროცესს კვლავ აფერხებს მანქანების დიზაინის გართულების აუცილებლობა და ახალი კონკურენტუნარიანი გენერატორების გამოჩენა, რომლებიც ასევე ცვლის ჩვეულებრივ შიდა წვის ძრავებს..
დასკვნა
ელექტრო და თხევადი ენერგიის გამომუშავების სისტემებს დღეს სულ უფრო მეტად ეწინააღმდეგება ალტერნატიული ენერგიის ტექნოლოგიები. იმავე საყოფაცხოვრებო გარემოსთვის, სრული მზის პანელები და გეოთერმული ბატარეები დიდი ხანია იწარმოება. რა ადგილი შეიძლება დაიკავოს თანამედროვე გაზის გენერატორმა ამ კონკურენტულ ბრძოლაში? ეს არ არის ყველაზე პრაქტიკული გამოსავალი საყოფაცხოვრებო გამოყენებისთვის, აღჭურვილობის დიდი ზომისა და პრობლემური მოვლის გამო. თუმცა, ინდუსტრია საკმაოდ დაინტერესებულია ასეთი ინსტალაციებით, რადგან ისინი საშუალებას მოგცემთ გქონდეთ შთამბეჭდავი დანაზოგის იმედი ენერგიის შემცირების გარეშე.
