Андрей Кашкаров - Краткое руководство слесаря-ремонтника газового хозяйства
Так пластиковые газгольдеры применяют для сбора газа в простых, совмещенных установках, где пластиком покрывают открытую емкость, служащую в качестве реактора, или отдельный пластиковый газгольдер соединяют с реактором. Стальные газгольдеры делят на газгольдеры низкого (0,01-0,05 кгс/см2), среднего (810 кгс/см2) и высокого (200 кгс/см2) давления. Стальные газгольдеры низкого давления оправданы только в случае большого расстояния (минимум 50-100 м) от установки до использующих газ приборов. В других случаях следует рассматривать возможность использования более дешевого пластикового газгольдера.
В газгольдеры среднего и высокого давления газ закачивается с помощью компрессора. Газгольдеры высокого давления используют для заправки автомашин и баллонов. Контрольно-измерительные приборы, устанавливаемые на газгольдеры, должны включать в себя водяной затвор, предохранительный клапан, манометр и редуктор давления. Стальные газгольдеры должны быть заземлены.
Привлекательно применение газа для факельного обогрева теплиц и иных локальных обогревательных установок. Кроме поступления углекислого газа из газгольдера происходит образование углекислого газа, к примеру, при сгорании метана, производится освещение теплиц и одновременно образуется вода, увлажняющая воздух.
Еще одно направление использования составных компонентов газа – утилизация углекислого газа, содержащегося в нем в количестве около 40 %.
Извлекая углекислый газ путем отмывки (в отличие от метана он растворяется в воде), можно подавать его в теплицы, где он служит «воздушным удобрением», увеличивая продуктивность растений.
Глава 2
Газовое оборудование бытового назначения
2.1. Что такое газовый генератор
Газовые генераторы могут работать не только на природном газе, но и сами вырабатывать газ (биогаз) из отходов. Стоимость электроэнергии, которую дают газогенераторы на древесных отходах, состоит лишь из затрат на покупку и обслуживание электростанции. Именно фактор простоты получения сырья делает «газогенератор на дровах» экономичным.
Современный газогенератор может заменить даже инверторный бензогенератор.
Газогенераторы были разработаны на основе передовых достижений науки и техники еще в Советском Союзе.
Сегодня генераторы на основе твердого топлива переживают второе рождение. С его помощью можно существенно сэкономить свои средства.
Если бензо– или дизель-генератор работает на жидком топливе, то газовые генераторы предназначены для получения горючего газа (смесь СО, Н и др.) из твердого топлива влажностью до 40 % (торф, уголь, дрова, сельскохозяйственные и прочие отходы, способные гореть, окисляясь кислородом из воздуха).
Газовые электростанции и двигатели совмещают в себе как минимум четыре положительных момента:
• наименее вредны для природы;
• дольше работают;
• имеют высокую надежность (ресурс наработки до отказа);
• экономичны для бюджета.
Эти факторы позволяют утверждать, что газогенераторы и газовые станции – это выгодное решение для фермеров, экологических поселений и большого числа людей, живущих как вне крупных городов вообще, так и в местах удаленных от различных коммуникаций в частности; а таких мест на территории России очень много.
Газовый генератор (далее – газогенератор) предназначен для термической переработки твердых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров); получаемые в процессе его работы газы называются генераторными.
Горение твердого топлива в газогенераторе (в отличие от любой топки) осуществляется в изолированном слое, и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива (к примеру, при работе на паровоздушном дутье в газогенератор подаётся 33–35 % воздуха от теоретически необходимого). Образующиеся газы содержат продукты полного горения топлива (углекислый газ, вода) и продукты их восстановления, неполного горения и пирогенетического разложения топлива (угарный газ, водород, метан, углерод). В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в газогенераторе, называется газификацией топлива.
Что представляет собой газогенератор?
Это шахта, внутренние стенки которой выложены огнеупорным материалом. Сверху этой шахты загружается топливо, а снизу подается дутье. Слой топлива постоянно поддерживается на необходимом уровне колосниковой решеткой.
Подаваемое в газогенератор дутье вначале проходит через зону золы и шлака, где оно немного подогревается, а далее поступает в раскаленный слой топлива (окислительная зона, или зона горения), где кислород дутья вступает в реакцию с горючими элементами топлива.
Образовавшиеся продукты горения, поднимаясь вверх и встречаясь с раскаленным топливом, восстанавливаются до окиси углерода и водорода. При дальнейшем движении вверх сильно нагретых продуктов восстановления происходит термическое разложение топлива (зона разложения) и продукты восстановления обогащаются продуктами разложения (газами, смоляными и водяными парами). В результате разложения топлива образуются вначале полукокс, а затем и кокс, на поверхности которых при их опускании вниз происходит восстановление продуктов горения.
При опускании еще ниже происходит горение кокса. В то же время в верхней части газогенератора происходит сушка топлива теплом поднимающихся газов и паров.
В зависимости от того, в каком виде подается кислород дутья, состав генераторных газов изменяется. При подаче в газогенератор одного воздушного дутья получается воздушный газ, теплота горения которого в зависимости от перерабатываемого топлива колеблется от 3,8 до 4,5 МДж/м3 (900-1080 ккал/м3). Применяя дутье, обогащенное кислородом, получают парокислородный газ (содержащий меньшее количество азота, чем воздушный газ), теплота горения которого может быть доведена до 5–8,8 МДж/м3 (1200–2100 ккал/м3).
При работе газогенератора на воздухе с умеренной добавкой к нему водяных паров получается смешанный газ, теплота сгорания которого (в зависимости от исходного топлива) колеблется от 5 до 6,7 МДж/м3 (12001600 ккал/м3). И, наконец, при подаче в раскаленный слой топлива водяного пара получают водяной газ с теплотой сгорания от 10 до 13,4 МДж/м3 (2400–3200 ккал/м3).
В зависимости от вида перерабатываемого твердого топлива различают типы газогенераторы для «тощего» топлива – с незначительным выходом летучих веществ (кокс, антрацит, тощие угли), для битуминозного топлива – со значительным выходом летучих веществ (газовые и бурые угли), для древесного и торфяного топлива и для отбросов минерального топлива (коксовая и угольная мелочь, остатки обогатительных производств).
Различают газогенераторы с жидким и твердым шлакоудалением. Битуминозные топлива обычно газифицируются в газогенераторе с вращающимся водяным поддоном, а древесина и торф – в устройстве большого внутреннего объема, поскольку перерабатываемое топливо имеет незначительную плотность. Мелкое топливо перерабатывается в газогенераторе высокого давления и во взвешенном или кипящем слое.
При эксплуатации газогенератора соблюдается режим давления и температуры, величина которых зависит от перерабатываемого топлива, назначения процесса газификации и конструкции устройства.
2.1.1. Газовый генератор электричества
Газовый генератор электричества – это силовой агрегат, применяемый для производства электроэнергии из природного газа. Газовый генератор электричества используются в качестве резервных или постоянных источников электроснабжения, и может эксплуатироваться при отсутствии газопровода; в этом случае используется сжиженный газ.
Правильно подобранный газовый генератор электричества отличается более высоким ресурсом, по сравнению с дизельными и бензиновыми силовыми агрегатами.
2.1.2. Преимущества газовых генераторов
В электросетях общего пользования имеют место сбои, нарушение частоты тока, перепады напряжения, отключения. Это сказывается на работе всех (включая бытовые приборы) энергозависимых устройств. Возможны их поломки, выход из строя производственного оборудования.
При отсутствии автономного источника питания – газового генератора имеется риск выхода из строя подчас дорогостоящего оборудования. Избежать финансовых потерь и рисков помогут газовые генераторы, как резервные или основные источники автономного энергоснабжения.
Особые преимущества для перспективы использования альтернативных источников энергии представляют газогенераторы на древесных отходах.
