 |
Эксплуатационные свойства и использование газообразных топлив
|
|
|
|
По происхождению горючие газы делят на природные и промышленные. Природные газы – газы газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. Промышленные газы – газы, получаемые при различных видах переработки жидких и твердых полезных ископаемых, растительных веществ и биомасс. Основное количество тепла при сжигании газообразного топлива получается от сгорания метана (СН4) и тяжелых углеводородов (СnHm), в которых количество углеродных атомов больше единицы, но меньше пяти.
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве широко применяются как природные, так и промышленные газы. В двигателях внутреннего сгорания может использоваться как сжатый, так и сжиженный газы.
При работе двигателя на газообразном топливе (ГТ) отсутствует разжижение моторного масла остатками несгоревшего топлива, что снижает износ деталей, уменьшается интенсивность коррозии. Кроме того, ГТ обладает высокой детонационной стойкостью, их октановое число достигает 100 в ряде случаев и более единиц, двигатель может работать с более высокой степенью сжатия, а значит, экономичнее; с выделением меньшего количества токсичных компонентов
Сжиженный газ. Основные компоненты сжиженных газов – пропан, бутан или их смесь. Для двигателей по ГОСТ 27578-87 выпускают сжиженный газ марок ПА – пропан автомобильный и ПБА – пропан-бутан автомобильный. Газ марки ПБА предназначен для климатических районов при температуре окружающего воздуха не ниже минус 20оС, а газ марки ПА рекомендуется к применению в температурном диапазоне от минус 20оС до минус 35оС. Кроме того по ГОСТ 20448-88 выпускают следующие марки сжиженных газов: СПБТЗ – смесь пропана и бутана техническая зимняя для коммунально-бытового потребления; СПБТЛ – смесь пропана и бутана техническая летняя для коммунально-бытового потребления; БТ – бутан технический для коммунально-бытового потребления и других целей.
|
|
|
Сжатые газы. Основные компоненты сжатых газов: метан, окись углерода и водорода. В сжатых газах могут находиться сернистые соединения (Н2S), смолистые вещества, аммиак, окислы азота, что способствует повышению коррозии деталей двигателя. Газовое топливо хранят в баллонах емкостью по воде 50 л, рассчитанные на давление 20мПа. Батарея из восьми баллонов емкостью по 50 л. весит более 0.5 т. и снижает полезную грузоподъемность автомобиля.
Биогаз - газ, содержащий метан, образующийся в анаэробных микробиологических реакторах при сбраживании отходов жизнедеятельности животных (навоза). Содержание метана в биогазе достигает 70%. Биогаз можно использовать в любых тепловых установках, включая двигатели внутреннего сгорания.
Литература: 2, с. 76-74; 3; 4.
Вопросы для самопроверки
1. Преимущества и недостатки газообразного топлива.
2. Состав газообразного топлива.
3. Как осуществляется процесс газификации твердого топлива и где он применяется?
4. Как получают и используют биогаз?
5. Назовите перспективные экологически чистые виды топлива?
Свойства и использование твердых топлив
К естественному твердому топливу относятся ископаемые угли, сланцы, торф и дрова. Твердое топливо состоит из горючей части, в состав которой входят органические элементы, и не горючей части – балласта (вода и минеральные примеси). В зависимости от степени изменения органического вещества, или от «химического» возраста угли подразделяются на бурые, каменные и антрациты.
Бурые угли представляют собой бурую землистую массу, имеют высокую зольность (15…30%) и влажность (15…50%), поэтому диапазон значений их теплоты сгорания очень большой (8,4…18,8). Они легко самовозгораются, вследствие чего их рекомендуется укладывать в штабеля высотой не более 2,5 м и хранить не более месяца.
|
|
|
Каменный уголь имеет черный цвет и отличается от бурого меньшим содержанием золы и влаги. Низшая теплота сгорания колеблется от 20,73 до 29 мДж/кг.
Антрацит представляет собой разновидность каменного угля и содержит углерода 96,5%. Он имеет черный цвет и самую высокую теплоту сгорания 27,2…30,6 мДж/кг
Сланцы по составу органической части приближаются к углям, но отличаются от них высоким содержанием золы (40…70%). В горючей части сланцев в отличие от других видов твердого топлива находится большое количество водорода (8…10%). Поэтому сланцы легко воспламеняются. Теплота сгорания сланцев невысока (6,3…11,7 мДж/кг).
Торф представляет собой продукт разложения растительных остатков в условиях избытка влаги и малого доступа воздуха. Зольность торфа составляет от 6 до 24%. Теплота сгорания горючей массы торфа составляет около 12,6 мДж/кг.
Дрова содержат 60% целлюлозы, около 30% лигнина и около 1% минеральных солей. Основным балластом в топливе этого вида является влага, содержание которой в свежесрубленной древесине достигает 50…60%. Теплота сгорания дров находится в пределах 8,4…14,7 мДж/кг.
В общих чертах изучите процесс брикетирования топлива, а также сущность получения пылевидного топлива и его преимущества в процессе сгорания. Разберитесь в процессе сухой перегонки топлива, какие продукты получаются в результате этого и где они используются?
Обратите внимание на различие между процессами коксования, полукоксования каменных углей и уясните, с какой целью и для каких видов углей ведутся процессы коксования и полукоксования.
Литература: 2, с. 86-90; 3; 4.
Вопросы для самопроверки
1. Какие твердые топлива используют в сельскохозяйственном производстве?
2. Каковы состав, основные свойства бурых углей и их использование?
3. Маркировка, состав, свойства и использование каменных углей?
4. Что такое горючие сланцы, их состав, свойства и использование?
5. Какие продукты получают при сухой перегонке твердого топлива?
6. Дайте характеристику сельскохозяйственным отходам, используемым для отопления производственных помещений и бытовых нужд?
7. В чем разница между процессами коксования и полукоксования?
|
|
|
