Газогенераторный двигатель устройство принцип работы

Как работает газовый генератор? Достоинства газовых генераторов.

1

Принцип работы автомобиля

Газогенераторная установка на автомобильОсобенностью газогенератора для автомобиля на дровах является агрегат, в котором происходит добыча газовой смеси. Затем она попадает в ДВС, где осуществляется ее сгорание. В результате этих процессов машина движется. При использовании такого прибора необходимо учитывать, что он занимает немало места и требует использования дополнительного оборудования — фильтра, трубки и радиатора.

Газогенератор — устройство, которое превращает дерево в газ. Всем известно, что именно газ является альтернативным энергетическим источником для автомобилей. Подтверждением этому служит большое количество газовых заправок. Однако добыть топливо самостоятельно не только можно, но и вполне реально. Бортовая конструкция способна вырабатывать столько ресурсов, сколько требуется автомобилю. Однако есть один нюанс: горячее топливо менее эффективно, особенно если в нем присутствуют примеси. Поэтому первым делом его нужно остудить, а затем очистить.

После выхода за пределы агрегата газ движется по трубам к фильтру, а потом к радиатору. Во время движения он очищается от пыли и кислот. Кроме того, снижается его температура. В процессе прохождения по лабиринтам примеси оседают на стенках в виде жидкости или твердых частиц. Через специальный тройник газ соединяется с кислородом и отправляется в двигатель. Затем смесь доходит не только до требуемой кондиции, но и оказывается в двигателе. После этого газ попадает в камеру сгорания и приводит автомобиль в движение.

Подвеска, салон, двигатель и сцепление машины при этом остаются на своих местах. Единственная проблема заключается в том, где поместить газогенератор и как провести трубопровод, чтобы машина была похожа на паровоз. Все эти вопросы следует подробно изучить перед началом работ.

Комбинированный котёл отопления на газе и дровах

Комбинированный котёл отопления на газе и дровах

Конструкция и принцип работы газогенератора на дровах

Горение дров сопровождается выделением тепла, но если недостаточно кислорода, то начинается тление с выделением газа.

В состав газа входят:

  • горючая окись углерода (СО);
  • метан (СН4);
  • водород (Н2);
  • углеводороды (алкены, алкадиены).

Стальной цилиндрический корпус имеет загрузочную камеру для топлива, дверка снабжена уплотнителем. Топка находится внизу, между ней и корпусом есть горловина с прокладкой из асбестового шнура. Воздух заходит через отверстие, соединенное с фурмой (воздухораспределительной емкостью).

В корпусе есть люки:

  • вверху с амортизирующей подкладкой для регулирования давления;
  • для закладки топлива;
  • для очистки зольника.

Вентилятор на входе повышает мощность, позволяет использовать дрова с большой влажностью (от 50%). Колосники ставят для сбора золы, их центральная часть подвижная для удобства очистки. За корпусом стоит вихревой фильтр для грубого очищения газа. Затем газовую массу охлаждают в резервуаре, доставляют в камеру тонкой очистки. Перед использованием газ в смесителе насыщают воздухом.

Основные характеристики газовых генераторов

При выборе конкретной модели газового генератора предприятие или бытовой потребитель отталкивается от определенных параметров. Которые устанавливают их функциональные данные и предопределяют возможность установки газового генератора для тех или иных целей.

Продолжительность работы

В зависимости от задач, которые ставятся перед источником электроэнергии газовые генераторы подразделяются на:

  • Устройства постоянного действия – представляют собой автономную электростанцию, которая работает для постоянного электроснабжения какого-либо потребителя без подключения внешних сетей.
  • Агрегаты для периодического включения – используются в промышленных установках с плавающим графиком работы или для дачных участков, небольших поселений и т.д.
  • Устройства аварийного электроснабжения – позволяют запитывать приборы при отключении электричества в основной сети.

Количество фаз

В зависимости от количества фаз такие источники электричества подразделяются на однофазные и трехфазные. Первые, в большинстве своем, используются для бытовых потребителей или небольших промышленных цехов со стандартной линейной нагрузкой. Второй тип применяется для трехфазных сетей, к которым подключаются многофазная нагрузка – двигатели, промышленные объекты, мощное станочное оборудование и т.д. В работе которых требуется использование нескольких фаз.

Тип используемого топлива

Наиболее часто встречаются газовые генераторы, работающие на природном газе. При наличии в непосредственной близи газовой магистрали подключение может производиться от нее, но при этом необходимо получить разрешение газовой службы. В противном случае в качестве источника природного газа можно установить баллоны для запитки газового генератора.

Помимо классического топлива, могут использоваться газы с низкими или высокими параметрами тепловыделения. Это позволяет задать определенные режимы работы, к примеру, может применяться газ с низкой детонирующей способностью или с малым содержанием определенного вещества (пропана, бутана или других примесей). Поэтому по типу топлива разделяют такие установки, которые работают на бутане, пропане, биогазе и других комбинациях газовой смеси.

Мощность

Наиболее важной характеристикой газовых электрогенераторов является мощность, которую тот способен выдать на выходе. Так как от этого параметра будет зависеть возможность подключения тех или иных электрических приборов. В настоящее время выпускаются приборы на мощность от 2 до 500кВт. Для обеспечения достаточного резерва мощности конкретная модель выбирается по принципу суммирования всех промышленных или бытовых приборов, подключенных к сети и прибавления к полученной величине 20 – 30% для запаса.

Тип охлаждения

Из-за постоянного сгорания топлива газовый генератор может перегреваться. Для предотвращения воздействия высокой температуры на элементы конструкции они подвергаются охлаждению. На практике применяют два типа охлаждения – воздушное и водяное.

Воздушное подразделяется на естественное (используется в открытых моделях с небольшой мощностью  и рабочей температурой) и принудительное. Последний вариант воздушного охлаждения подразумевает различные способы обдува и направления воздушного потока на двигатель и генератор.

Жидкостное охлаждение помимо функции отбора тепла от газового генератора также позволяет использовать разогретую воду для отопления или обогрева жилых или производственных помещений.

Тип пуска

Тип пуска в газовых генераторах подразделяются на ручной и автоматический запуск. Первый вариант является наиболее актуальным в случаях, когда установка включается редко и этот процесс имеет периодичность или его можно предусмотреть (приезд на дачу, работа на строительной площадке и т.д.) Автоматическое включение подходит в тех случаях, когда необходимо обеспечить резервное питание при исчезновении  основного.

Регулировка напряжения (AVR)

Большинство газовых генераторов оснащаются блоком АВР, который позволяет контролировать напряжение, выдаваемое потребителям. Данный блок обеспечивает качественное снабжение электрическим током и является стабилизатором, выравнивающим кривую в соответствии с заданными параметрами. Благодаря чему питание приборов ни чем не будет отличаться от запитки внешним источником электроснабжения.

Наиболее эффективными в плане стабилизации напряжения являются инверторные агрегаты. Такие газовые генераторы вырабатывают переменное напряжение, затем преобразуют его в постоянное, а после постоянный ток и напряжение инвертируют в переменное с идеальными параметрами.

Вариант исполнения

Открытый и закрытый газовый генераторРисунок 3: открытый и закрытый газовый генератор

В зависимости от особенностей исполнения выделяют открытые и закрытые газовые генераторы. Первый вариант устанавливается внутри помещений и подразумевает отсутствие защитного кожуха. Открытые газовые генераторы обладают лучшими параметрами естественного охлаждения и меньшим весом, но при этом издают больше шума. Закрытые можно использовать для наружной установки, так как внешний кожух предотвращает нарушение работы от  атмосферных осадков и других факторов.

Также конструктивно газовый генератор может оснащаться колесами для перемещения. Их наличие значительно упрощает манипуляции даже с небольшими моделями. Поэтому при покупке стоит задуматься о наличии колес, если вы будет передвигать газовый генератор.

Степень защиты IP

Уровень защиты любого газового котла отличается по шкале от 0 до 5. Где 0 обозначает, что модель вообще не имеет защиты от внешних факторов. А 5 – это самая высокая степень защиты, позволяющая эксплуатировать установку даже в самых неблагоприятных условиях. Данный параметр указывается на корпусе устройства. Следует отметить, что наиболее распространенной для бытовых нужд является степень IP от 2 до 3.

Уровень шума

Любой газовый, дизельный или бензиновый генератор создает определенный уровень шума. Но звук, в зависимости от расстояния, имеет свойство ослабевать. Поэтому в среднем бытовые модели могут создавать звуковое давление от 40 до 100дБ. Установки высокой мощности имеют куда более высокий показатель, но для его уменьшения применяются специальные меры.

В зависимости от места его расположения, этот параметр может значительно усугублять рабочий процесс устройства. К примеру, на открытом пространстве шумность не так ощущается, как и в каком-либо технологическом процессе на производстве. А вот в домашних условиях, небольшие размеры комнаты и высокий уровень звука  может вызвать дискомфорт у жильцов. Поэтому стоит обеспечить шумоизоляцию самого газового генератора или места его установки.

Габариты

Размеры газового генератора во многом зависят от мощности расположенного в нем оборудования. Поэтому, как правило, маломощные агрегаты имеют габариты 1 м×0,5 м×0,5 м или близкие к ним. А устройства большой мощности в районе 2 м×1 м×1 м и более. Самые мощные генераторы имеют размер 5 м×2 м×2 м.

Тип машины

По типу машины газовые резервные источники подразделяются на асинхронные и синхронные. Первые отличаются более простой конструкцией, но при этом сдают в параметрах качества вырабатываемой электроэнергии. Вторые более сложные и дорогие в эксплуатации, но на выходе потребитель получает стабильные параметры мощности, тока и напряжения. Поэтому для чувствительных потребителей необходимо устанавливать газовые генераторы с синхронным двигателем.

2

Суть газогенератора

Как собрать газогенератор на автомобильАвтомобиль на дровах своими руками вполне можно сделать. Изготовление газогенератора — посильная задача, впрочем, как и его установка. Для начала важно понять особенности агрегата и суть процесса. Сама конструкция представлена в виде зауженного в нижней части цилиндра. Образно можно назвать его бункером, накопителем для дров в котором является цилиндрическая часть. В узкой половине происходит сгорание.

Заготовки сами опускаются под действием собственной массы. Благодаря этому обеспечивается бесперебойная подача топлива к источнику горения. Зола оседает в специальной емкости, которая периодически требует чистки. Дрова загружаются в люк сверху.

Небольшие заготовки плотно размещают от колосников до крышки. Последняя герметично закрывается, чтобы минимизировать утечки. Устройство разжигают, спустя некоторое время машина может отправляться в путь.

Не следует путать конструкцию с открытым костром. Требуемый для горения кислород порциями подается через специальную трубку. На противоположной стороне располагается отверстие для выхода газа. При порционной подаче воздуха не осуществляется активное горение. Деревянные заготовки подвергаются пиролизу — тлеют на слабом огне, активно выделяя горючую смесь.

Основное назначение газогенератора заключается в получении горючего газа, который называется оксидом углерода. Именно это вещество и будет гореть в ДВС. Эту процедуру можно позиционировать как полное и частичное сгорание, во время которого происходит образование оксида углерода. Кроме того, выделяется и углекислый газ. Дрова при сгорании в контакте с влагой образуют смесь, которая состоит из:

  • метана;
  • непредельных углеводородов;
  • оксида углерода;
  • водорода.

Принцип работы газогенератора для автомобиля

Кроме того, в процессе горения происходит выделение нескольких негорючих компонентов. К ним относятся:

  • кислород;
  • вода;
  • углекислый газ;
  • азот.
Изготовление водородного генератора своими руками

Изготовление водородного генератора своими руками

Сфера применения

Технические устройства активно применяют на практике благодаря их эффективности. Генераторные агрегаты превращают в газ биологические виды топлива, остатки от деревянного производства.

Высокая производительность позволяет:

  • отапливать помещение;
  • работать двигателю внутреннего сгорания в автомобиле.

Газогенераторная установка используется, если применять электричество невыгодно. Например, ее ставят возле стройплощадок и новых зданий, еще не подключенных к электросети. Используют агрегаты в больницах или на заводах, где необходима непрерывная энергия. При отсутствии электротока срабатывает резервный пиролизный газогенератор.

Есть автономные газогенераторные устройства различного функционала. Их приобретают, если переводят твердотопливные агрегаты на низкосортное топливо.

Применение в промышленности

Промышленная установка

Газогенераторы ставят на деревообрабатывающих заводах, чтобы сжигать отходы, которых много на производстве. Топливо подготавливают измельчителями и дробилками, которые бывают стационарными и передвижными. Так создают топливо необходимой структуры после вырубок леса.

Промышленный газогенераторный двигатель отличается характеристиками:

  • эффективное сжигание дров;
  • очищение окружающего пространства и атмосферы;
  • возможность закладки низкокачественных горючих материалов.

Большие производственные установки оснащают автоматикой, поэтому не нужно присутствие работника.

Бытовые установки

Газогенератор для дома

Домашние газогенераторы обычно имеют мощность не больше 15 кВт, но есть отдельные модели с показателем 25 кВт. Для бытового использования предусматривают мощность с запасом около 20 – 30%. Установки классифицируют по длительности работы, виду генератора, типу топлива.

При выборе учитывают:

  • число фаз;
  • жидкостное или воздушное охлаждение;
  • ручной или автоматический запуск;
  • открытый или закрытый корпус;

Горячий газ из газовой электростанции для частного дома можно применять в отопительной системе, высушивать с его помощью топливо, вещи, овощи, другие продукты. Для сушки часть магистрали газопровода обводят вокруг топки, размещают его между загрузочной камерой и корпусом.

Безопасность работы агрегата обеспечивают:

  • терморегуляторы;
  • предохранительные клапаны;
  • контролирующие датчики;
  • схемы аварийного отключения.

Электронные модули управления координируют работу, дают возможность задавать требуемые параметры, предусмотрено дистанционное управление пультом и посредством интернета. Обязательно предусматривают вывод дыма. Минимальные размеры комнаты, где стоит газогенератор, не должны быть меньше 15 м³.

Преимущества и недостатки

К преимуществам газовых генераторов следует отнести:

  • Большой моторесурс и КПД, в сравнении с генераторами на других видах топлива.
  • Неприхотливы в работе – могут легко функционировать при температуре от – 50°С до +50°С в сравнении с теми же генераторами на дизельном топливе.
  • Более длительный срок эксплуатации за счет отсутствия осадков из продуктов сгорания газа в сравнении с твердым топливом и нефтепродуктами.
  • Продолжительная работа – один баллон дает расход газа в два раза дольше, чем одна заправка бензиновых моделей.
  • Автоматизация и полная автономия в работе при наличии источника магистрального природного газа и системы автозапуска. При этом выработка электроэнергии не ограничивается по времени за исключением перерывов на техническое обслуживание.
  • Высокая надежность, так как газ не теряет своих свойств. В сравнении с нефтепродуктами, которые могут разложиться уже за полгода, даже сжиженный газ длительно остается пригодным для использования.

К недостаткам газовых генераторов следует отнести:

  • Ограничения на ввод в работу – в связи с опасностью газовых смесей, для использования такой установки требуется получить соответствующие разрешения на подключение, эксплуатацию и ряд других документов.
  • Выдает сравнительно меньшую мощность, чем бензиновый агрегат.
  • Обладает относительно большими габаритами.
  • Дорогостоящий и трудоемкий ремонт.

Критерии выбора газового генератора

При выборе подходящей модели внимания заслуживает:

  • требуемая мощность. Зависит от вида подключаемого оборудования;
  • напряжение. Обычно достаточно однофазного устройства. Однако, если планируется подключение различных станков и другого подобного оборудования, стоит обратить внимание на трёхфазную сеть;
  • номинальный расход топлива. Зависит от многих факторов. Производители указывают среднее значение.

Место установки также имеет значениеФОТО: rentasdeplantasdeluz.comМесто установки также имеет значение

Бытовые газогенераторы

Домашнее котельное оборудование – это полноценный резервный генератор, который можно использовать в случае отключения основного энергоснабжения.

Возможности газогенераторного оборудования - изображение 7

Количество фаз

В продаже доступны однофазные и трехфазные газогенераторы. Первые применяются в тех случаях, если не предполагается серьёзная эксплуатационная нагрузка. Такие агрегаты покупают для частных домов, дач, небольших предприятий. Трехфазные устройства более мощные, рассчитаны на подключение станочного, медицинского, холодильного оборудования.

Расчет газогенераторного оборудования по мощности

Мощность агрегата усредненно следует соотносить с площадью целевого помещения эксплуатации, имея в виду следующую взаимосвязь: на 10 м2 приходится 1 кВт мощностного потенциала от генерируемой газовой смеси.

Так, для площадки на 50 м2 потребуется установка не менее чем на 5 кВт, а если площадь производственного объекта составляет 1000 м2, то нужна будет система обогрева минимум на 100 кВт.

Тип запуска

Газогенераторы приводятся в действие вручную или автоматически. В первом случае запуск следует производить самостоятельно. Актуально, если агрегат включается нечасто, используется для электроснабжения дач, загородных домов. Если нужно обеспечить питание в случае отключения от основного источника электроэнергии, то в этом случае более удачной будет покупка газогенератора с автоматическим запуском.

Установка газового генератора

Обычно генераторы бывают оснащены защитным кожухом. Для установки такого оборудования необходимы следующие условия:

  • Температура воздуха в помещении должна быть выше 0 градусов. В противном случае необходимо произвести утепление объекта.
  • В системе должна действовать приточно-отточная вентиляция.
  • Обязателен отвод для продуктов сгорания.

Установка газового генератораСуществуют генераторы со специальным кожухом, позволяющим устанавливать оборудование на улице. Их преимущество состоит в том, что оно не будет занимать места в помещении, работает бесшумно, ему не страшны атмосферные осадки в виде дождя и снега, может легко запускаться в морозы до минус 30 градусов. Цена такого генератора 200 тыс. рублей. Это, конечно, гораздо выше, чем у аналогичного по техническим характеристикам дизель-генератора, но, если в доме есть котел для отопления, работающий на газу, все достаточно быстро окупится.

Последний этап — регистрация в ГАИ

Наиболее важный — регистрация машины с газогенераторным двигателем в ГАИ.

Здесь стоит заранее обратиться в инспекцию и уточнить необходимый для регистрации пакет документов.

К сожалению, в странах СНГ узаконить переделанные на дрова авто — весьма сложная задача. Причина — отсутствия ГОСТов.

За рубежом подобные нормы есть, поэтому процесс постановки на учет занимает минимум времени.

Газогенератор установленный на автомобиль

У кого получилось зарегистрировать в ГАИ без проблем, делитесь опытом в комментариях.

Если у кого-то мотоцикл с коляской, то можно попробовать реализовать такой вариант.

Двигатель на дровах на мотоцикле

Смеситель

Газогенератор 8А.jpg

Образование горючей смеси из генераторного газа и воздуха происходило в смесителе. Простейший двухструйный смеситель а представлял собой тройник с пересекающимися потоками газа и воздуха. Количество засасываемой в двигатель смеси регулировалось дроссельной заслонкой 1, а качество смеси – воздушной заслонкой 2, которая изменяла количество поступающего в смеситель воздуха. Эжекционные смесители б и в различались по принципу подвода воздуха и газа. В первом случае газ в корпус смесителя 3 подводился через сопло 4, а воздух засасывался через кольцевой зазор вокруг сопла. Во втором случае в центр смесителя подавался воздух, а по периферии – газ.
Воздушная заслонка обычно была связана с рычагом, установленном на рулевой колонке автомобиля и регулировалась водителем вручную. Дроссельной заслонкой водитель управлял с помощью педали.

Устройство комнаты генераторной для ГПЭ

Монтажные и пуско-наладочные работы провести своими силами не удастся при всем желании, если только речь не идет о генераторах малой мощности. Но подготовить помещение или площадку для установки электростанции вполне реально: это поможет частично сэкономить на дорогостоящих услугах монтажных организаций.

Открытое размещение. При монтаже установки с электрической мощностью более 500 кВт потребуется устройство бетонной площадки, оборудованной средствами пассивного виброгашения. Главный плюс открытого размещения энергоблока — эффективный отвод тепла и отсутствие необходимости в устройстве систем дымоудаления. Для повышения удобства работы обслуживающего персонала над оперативными панелями и механическим блоком сооружают навес.

zen.yandex.ru

Установка в помещении. Потребность в полной изоляции энергетической установки зависит от климатического исполнения оборудования. Помещение должно иметь продвинутую систему приточно-вытяжной вентиляции и пожаротушения. Система дымоудаления представлена спаренными общим коллектором дымососами. Потребуется установка вытяжной трубы, пропускная способность и высота которой выбирается в соответствии с рекомендациями производителя оборудования. Требования к зданиям тепловых электростанций регламентируется СНиП II-58–75.

Список использованной литературы

  • Ольховский Г.Г., Казарян В.А., Столяревский А.Я «Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции» 2011
  • Базеев Е.Т. «Развитие теплоэнергетики и гидроэнергетики» 2012 – 2013
  • Кириллов И.И. «Газовые турбины и газотурбинные установки» 1956
  • Костюк А.Г., Фролов В.В. «Паровые и газовые турбины» 1985.

Газогенераторы – альтернативный источник топлива

Электричество, это универсальный вид энергии. Практически любой вид генератора работает по принципу трансформации энергоносителя в электрический ток. Но вот газогенераторы позволяют сделать это из любого топлива, ведь они практически всеядны.

Техническое обслуживание и допуск

Большинство газопоршневых установок мощностью до 5 МВт не требуют постоянного присутствия оперативного персонала. Наблюдение и контроль параметров можно наладить через линию беспроводной связи, но периодический осмотр нужно проводить лично. Техническое обслуживание станции заключается в проведении плановых ремонтов силами специалистов сервисных компаний и поддержании нормального уровня масла в двигателе. Самостоятельное вмешательство в конструкцию станции не допускается условиями гарантийного обслуживания. Все что требуется от владельца — остановить работу генератора на время планового ремонта или транспортировать маломощную станцию до сервисного центра при необходимости.

Отрасль локального производства электрической и тепловой энергии считается потенциальной для развития на глобальном уровне. Выработка энергии таким способом является существенным вкладом в сбережение мировых запасов ископаемого топлива и даст достаточно времени на полный переход к добыче электричества и тепла из возобновляемых источников.

Главная проблема локального использования электростанций — поддержание экологической безопасности в черте городской застройки. Но и этот недостаток очень легко устранить при использовании установок, сорбирующих продукты горения природного газа

Для рядовых же граждан газовые электростанции предоставляют отличную возможность снизить цену на электроэнергию практически вдвое, а при необходимости пользоваться почти бесплатным централизованным отоплением.

© рмнт.ру, Игорь Максимов

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...