A prática de usar lenha como combustível em nosso tempo, mesmo em relação aos equipamentos de caldeiras, parece obsoleta. E ainda, este princípio de funcionamento dos sistemas energéticos tem vantagens inegáveis, o que, consequentemente, se reflete no surgimento de novos conceitos tecnológicos. Nesse caso, é considerada uma planta geradora de gás, cujas características operacionais há muito atraem a atenção de designers da indústria automotiva. Claro que não se fala em queima de madeira tradicional sob o capô, mas a energia gerada por tais unidades está diretamente relacionada à combustão de combustíveis sólidos.
Projetos de equipamentos de geração de gás
O equipamento é composto por um conversor, um ventilador, um purificador, uma entrada de tubulaçãoinfra-estrutura, câmaras de combustão e acessórios de ligação. O projeto é orientado pelas condições de processamento térmico do combustível sólido para geração de energia térmica ou elétrica. Pode ser uma instalação monobloco ou modular com possibilidade de substituição de elementos individuais. As carcaças dos componentes são feitas de metal (chapa de aço) por conjunto de soldagem. Uma plataforma metálica é montada na parte inferior, que pode ser complementada com um trem de pouso, dependendo da solução de projeto específica. Na parte superior, geralmente é organizado um sistema de carregamento com um bunker, ao qual são conectados os canais de fornecimento de oxigênio. Em instalações industriais de geração de gás para geração de eletricidade, às vezes são fornecidos elementos mecânicos de carregamento de combustível com ajuste automático. Mas neste caso, a câmara de combustão também deve ser provida de indicadores especiais que darão um comando para adicionar a próxima porção de combustível.
Áreas funcionais do gerador de gás
Todo o espaço interno da unidade pode ser dividido condicionalmente em quatro departamentos:
- Zona de secagem. Uma espécie de câmara de preparação de combustível, na qual a mesma lenha adquire a temperatura ideal sem excesso de umidade. Normalmente, o regime de temperatura nesta área é de 150-200 ° С.
- Zona de destilação seca. Mais uma etapa na preparação do combustível sólido, mas em condições de regime de temperatura superior até 500 °C. Nesta fase, o gerador de gás carboniza a madeira para remover alcatrão, ácidos e outras substâncias indesejáveis.
- Zonaqueimando. Esta seção está localizada no nível de conexão dos dutos de ar, através dos quais o ar é direcionado para manter a estabilidade da combustão. Estruturalmente, trata-se de uma câmara de combustão convencional, presente em todas as caldeiras a combustível sólido. A temperatura média varia de 1100 a 1300 °C.
- Zona de recuperação. A área entre a grelha e a câmara de combustão. Por analogia com as modernas caldeiras de pirólise, esta seção pode ser imaginada como um local de re-combustão. O carvão quente entra aqui da zona de combustão, que pode ser removido ou descartado imediatamente.
Princípio de funcionamento do grupo gerador a gás
O processo de trabalho deste equipamento é baseado no processamento incompleto do carbono liberado durante a combustão do combustível. Tanto a lenha com carvão quanto biomateriais como briquetes de turfa, pellets ou grânulos de resíduos da indústria de processamento de madeira podem atuar como elementos combustíveis sólidos. O carbono resultante, ao interagir com os fluxos de ar fornecidos, pode anexar átomos de oxigênio a si mesmo. O gás resultante pode potencialmente fornecer uma quantidade de energia correspondente a apenas 30% do combustível inicialmente carregado a partir do qual foi produzido. Por outro lado, são necessários muito menos recursos para processar o carbono - pelo menos o oxigênio é necessário em uma quantidade mínima. E já em processo de combustão secundária, a unidade geradora de gás gera energia direcionada adequada para uso. Nesta fase, diversosconversores e baterias - dependendo do tipo de energia que se pretende obter da mistura gás-ar.
Capacidade do equipamento de geração de gás
Combinar os princípios da queima de combustíveis fósseis com a geração de gás foi pensado já no início do século XX. Além disso, houve desenvolvimentos práticos bem-sucedidos nessa direção, que substituíram os geradores mais comuns na época para o processamento de fontes de energia renovável. Hoje, tendo como pano de fundo a popularização dos princípios do uso racional de recursos com ênfase na economia de energia, o conceito de conversão termoquímica de resíduos e biomassa vegetal volta a ganhar relevância. E mesmo geradores a gás de pequena capacidade de 70-80 kW podem ser usados em serviços públicos ou na agricultura, onde os resíduos locais serão usados como combustível. Por exemplo, existe a prática de operar tais instalações nos sistemas de irrigação das fazendas em total autonomia por 4-5 horas. Equipamentos de 150 kW encontram seu lugar em grandes indústrias, em áreas de serviços e grandes instalações dependentes de energia.
Aplicação de tecnologias de geração de gás na indústria
Pela primeira vez, as tecnologias de geração de gás começaram a ser usadas nas indústrias vidreira e metalúrgica na Europa e na URSS encontraram seu lugar na economia nacional. Por exemplo, em meados do século 20, as estações geradoras de gás estavam distribuídas por todo o país, gerando até 3 MW debiomassa vegetal e turfa. Os equipamentos modernos contribuíram visivelmente para o desenvolvimento tecnológico. Hoje, são complexos inteiros dotados de meios de controle automático e até robótico sob o controle de um computador. A potência dos geradores a gás para geração de eletricidade no setor industrial é em média de 300 a 350 kW. Em alguns casos, trata-se de plantas químicas inteiras com requisitos rigorosos para materiais combustíveis. Tais unidades são utilizadas em grandes complexos industriais para atender diversos sistemas de consumo de uma só vez - unidades de energia (máquinas-ferramentas, linhas de montagem, dínamos, compressores), dispositivos de iluminação, infraestrutura de ventilação, etc.
Geradores de gás na engenharia de transporte
A prática de modificar carros para a instalação de geradores a gás começou nos anos pré-guerra. Em muitas máquinas, como parte dessa modernização, foi instalado um gerador elétrico de alto desempenho, pois era necessário fornecer um fluxo de pressurização de oxigênio suficientemente potente. Para isso, foi utilizado um ventilador elétrico. Os desenvolvimentos mais notáveis desse tipo incluem os caminhões GAZ-AA e os ZIS-5 de três toneladas, cujos geradores a gás forneceram uma quilometragem de até 80-90 km em um posto de gasolina. Isso não é muito, mas nas condições de escassez de combustível líquido na silvicultura, essa decisão se justificou economicamente. Hoje, a conversão de carros ICE convencionais também é motivada principalmente pelos interesses de economia de energia. Existem exemplos bem sucedidos de conversão de carros GAZ-24 eAZLK-2141, que percorrem até 120 km em um posto de gasolina, mantendo o limite de velocidade na faixa de 80-90 km/h.
Como fazer um gerador a gás para um carro com suas próprias mãos?
Você pode implementar este princípio sem entrar em contato com especialistas em casa e por conta própria. As instruções gerais para tal atualização podem ser representadas da seguinte forma:
- Um bunker de carregamento está sendo organizado. Normalmente, use um cilindro de gás com capacidade de 40 a 50 litros. O fundo é cortado nele e um orifício ou janela é feito no pescoço para encher o combustível. Vale a pena apostar no uso de carvão de grão fino ou pellets.
- A grelha é montada para suportar a carga principal.
- Um filtro ciclone e uma lança estão sendo feitos para suportar a carga de calor. Independentemente do tipo de combustível sólido utilizado, ele emitirá produtos de combustão na forma de cinzas e poeira. Esses resíduos devem ser capturados imediatamente após serem liberados pelo filtro.
- Montagem do radiador. Este componente desempenhará a função de resfriar a mistura gasosa. Para uma instalação de gerador de gás com suas próprias mãos, você pode fazer uma estrutura de radiador a partir de tubos de encanamento. Só é importante calcular corretamente a seção transversal para a preparação ideal do carbono.
- Criando um filtro fino. A partir de materiais de membrana modernos, é possível fabricar um amortecedor para purificação em vários níveis da mistura gás-ar, o que aumentará a potência do gerador de energia.
- Conexão ao motor. A etapa final, durante a qual, com a ajuda do deslocamentotubos são conectados ao motor para direcionar a mistura de gás purificado para ele.
Geradores de gás doméstico
Os equipamentos de caldeiras domésticas também estão melhorando, adicionando novas funcionalidades e capacidades operacionais. Para esta área, são oferecidos conjuntos de geradores a gás de até 150 kW para GLP (gás carbônico liquefeito), completos com sistema de refrigeração líquida, carregador de bateria e dispositivos de proteção. Este é um gerador de reserva completo que pode ser usado em caso de f alta de energia.
Cálculo de equipamentos geradores de gás por capacidade
Independentemente da finalidade da unidade de potência, seus indicadores técnicos e operacionais devem ser calculados antes da compra. Abaixo está um exemplo de cálculo típico para um grupo gerador a gás para um sistema de aquecimento doméstico.
A potência da unidade deve ser calculada em média em relação à área da sala de cirurgia alvo, tendo em conta a seguinte relação: 1 kW de potencial de potência da mistura gasosa gerada por 10 m2. Portanto, para um local de 50 m2, será necessária uma instalação de pelo menos 5 kW e, se a área da instalação de produção for de 1000 m2, será necessário um sistema de aquecimento de pelo menos 100 kW. Mas isso não é tudo. Para cada abertura na parede, é feito um acréscimo de aproximadamente 1 kW, sem contar as alterações por condições climáticas. Como resultado, um objeto com área total de 1000 m2 com 10 janelas e 5 portas exigirá o uso de uma unidade com capacidade de pelo menos 1015 kW.
Prostecnologia
Geradores a gás são ótimos para tarefas básicas de geração de energia. Portanto, se as unidades convencionais de combustível sólido tiverem uma eficiência de 60%, as contrapartes a gás - mais de 80%. Há também nuances positivas de serviço. Como a combustão completa ocorre na câmara com a remoção da mistura de dióxido de carbono, não é necessária uma limpeza especial das paredes do equipamento. Claro, há benefícios econômicos também. O gerador de gás a lenha mais simples pode economizar até 30-40% em comparação com aquecedores elétricos e caldeiras que proporcionam um efeito térmico semelhante.
Contras da tecnologia
As vantagens dos geradores a gás podem torná-los o principal meio de geração de energia elétrica e térmica, se não por fragilidades. Em primeiro lugar, eles incluem a natureza multicomponente das partes funcionais. Apesar do princípio de operação simples, o grupo gerador a gás contém muitos elementos interdependentes, o que dificulta a montagem e o controle do sistema. Também vale ress altar a necessidade de manter constantemente a combustão por meio do carregamento de matérias-primas combustíveis. Em uma produção em funcionamento, isso deve ser feito regularmente, portanto, não será possível prescindir da automação de controle.
O futuro das tecnologias de geração de gás
O desenvolvimento contínuo de unidades geradoras de gás é sustentado por sua combinação orgânica com células de biocombustível, que são incondicionalmente uma das fontes de combustível mais promissoras. NOno sentido de otimizar estruturas para pellets e briquetes, é mais provável que este conceito seja promovido. Quanto aos geradores a gás para automóveis, a nível industrial, o seu desenvolvimento também pode justificar-se economicamente. A propósito, cerca de 2 kg de materiais combustíveis baratos produzem tanta energia para um carro quanto 1 litro de gasolina. No entanto, o processo de desenvolvimento nessa direção ainda é dificultado pela necessidade de complicar o projeto dos carros e o surgimento de novos geradores competitivos, que também estão substituindo os motores convencionais de combustão interna.
Conclusão
Os sistemas de geração de energia elétrica e líquida hoje são cada vez mais combatidos por tecnologias alternativas de energia. Para o mesmo ambiente doméstico, painéis solares completos e baterias geotérmicas são produzidos há muito tempo. Que lugar pode ocupar um moderno gerador de gás nessa luta competitiva? Esta não é a solução mais prática para uso doméstico devido ao grande tamanho do equipamento e manutenção problemática. No entanto, a indústria está bastante interessada em tais instalações, pois permitem contar com economias impressionantes sem reduzir a potência.
