Die Praxis, Brennholz als Brennstoff zu verwenden, scheint in unserer Zeit, auch in Bezug auf die Kesselausrüstung, ver altet zu sein. Und doch hat dieses Funktionsprinzip von Energiesystemen unbestreitbare Vorteile, die sich dementsprechend in der Entstehung neuer technologischer Konzepte widerspiegeln. In diesem Fall wird eine Gasgeneratoranlage betrachtet, deren Betriebsmerkmale seit langem die Aufmerksamkeit von Designern aus der Automobilindustrie auf sich ziehen. Von traditioneller Holzverbrennung unter der Haube ist natürlich keine Rede, aber die von solchen Aggregaten erzeugte Energie steht in direktem Zusammenhang mit der Verbrennung fester Brennstoffe.
Designs von Gaserzeugungsanlagen
Die Ausrüstung besteht aus einem Konverter, einem Ventilator, einem Wäscher und einem RohrleitungseinlassInfrastruktur, Brennkammern und Anschlussarmaturen. Die Auslegung orientiert sich an den Bedingungen der thermischen Aufbereitung fester Brennstoffe zur Erzeugung thermischer oder elektrischer Energie. Es kann sich um eine Monoblock- oder modulare Installation mit der Möglichkeit handeln, einzelne Elemente auszutauschen. Die Komponentengehäuse sind aus Metall (Stahlblech) durch Schweißmontage hergestellt. Im unteren Teil ist eine Metallplattform montiert, die je nach konkreter Konstruktionslösung mit einem Fahrwerk ergänzt werden kann. Im oberen Teil ist normalerweise ein Ladesystem mit einem Bunker organisiert, an den Sauerstoffversorgungskanäle angeschlossen sind. In industriellen Gaserzeugungsanlagen zur Stromerzeugung sind teilweise mechanische Brennstoffladeelemente mit automatischer Einstellung vorgesehen. Aber in diesem Fall muss die Brennkammer auch mit speziellen Anzeigen versehen sein, die den Befehl geben, die nächste Portion Kraftstoff hinzuzufügen.
Funktionsbereiche des Gasgenerators
Der gesamte Innenraum der Einheit kann bedingt in vier Abteilungen unterteilt werden:
- Trockenzone. Eine Art Brennstoffvorbereitungskammer, in der das gleiche Brennholz ohne übermäßige Feuchtigkeit die optimale Temperatur erhält. Normalerweise beträgt das Temperaturregime in diesem Bereich 150-200 ° C.
- Trockene Destillationszone. Eine weitere Stufe bei der Herstellung von festen Brennstoffen, jedoch unter Bedingungen eines höheren Temperaturregimes bis zu 500 °C. In diesem Stadium verkohlt der Gasgenerator das Holz, um Teer, Säuren und andere unerwünschte Substanzen daraus zu entfernen.
- ZoneVerbrennung. Dieser Abschnitt befindet sich auf der Verbindungsebene der Luftkanäle, durch die Luft geleitet wird, um die Verbrennungsstabilität aufrechtzuerh alten. Konstruktiv ist dies eine herkömmliche Brennkammer, die in allen Festbrennstoffkesseln vorhanden ist. Die durchschnittliche Temperatur darin variiert zwischen 1100 und 1300 °C.
- Erholungszone. Der Bereich zwischen Rost und Brennkammer. In Analogie zu modernen Pyrolysekesseln kann man sich diesen Abschnitt als Ort der Nachverbrennung vorstellen. Hier tritt heiße Kohle aus der Verbrennungszone ein, die entfernt oder gleich entsorgt werden kann.
Das Funktionsprinzip des Gasgenerators
Der Arbeitsprozess dieses Geräts basiert auf der unvollständigen Verarbeitung von Kohlenstoff, der bei der Verbrennung von Kraftstoff freigesetzt wird. Als feste Brennelemente können sowohl Brennholz mit Kohle als auch Biomaterialien wie Torfbriketts, Pellets oder Granulate aus Abfällen der holzverarbeitenden Industrie fungieren. Der entstehende Kohlenstoff kann bei Wechselwirkung mit den zugeführten Luftströmen Sauerstoffatome an sich binden. Das resultierende Gas kann möglicherweise eine Energiemenge liefern, die nur 30 % des anfänglich geladenen Brennstoffs entspricht, aus dem es hergestellt wurde. Andererseits werden für die Verarbeitung von Kohlenstoff viel weniger Ressourcen benötigt – zumindest wird Sauerstoff in minimaler Menge benötigt. Und bereits im Prozess der Nachverbrennung erzeugt die Gasgeneratoreinheit gezielt nutzungsgerechte Energie. In diesem Stadium verschiedeneKonverter und Batterien - je nach Art der Energie, die aus dem Gas-Luft-Gemisch gewonnen werden soll.
Fähigkeit von Gaserzeugungsanlagen
Die Kombination der Prinzipien der Verbrennung fossiler Brennstoffe mit der Gaserzeugung wurde bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Betracht gezogen. Darüber hinaus gab es erfolgreiche praktische Entwicklungen in diese Richtung, die die damals gebräuchlicheren Generatoren zur Verarbeitung erneuerbarer Energieträger ablösten. Heute, vor dem Hintergrund der Popularisierung der Prinzipien der rationellen Nutzung von Ressourcen mit Schwerpunkt auf Energieeinsparung, gewinnt das Konzept der thermochemischen Umwandlung von Abfällen und pflanzlicher Biomasse wieder an Relevanz. Und selbst Gasgeneratoren mit kleiner Kapazität von 70-80 kW können in öffentlichen Versorgungsunternehmen oder in der Landwirtschaft eingesetzt werden, wo lokale Abfallprodukte als Brennstoff verwendet werden. Beispielsweise ist es üblich, solche Anlagen in den Bewässerungssystemen von landwirtschaftlichen Betrieben 4-5 Stunden lang völlig autonom zu betreiben. Geräte ab 150 kW finden ihren Platz in Großindustrien, in Wartungsbereichen und großen energieabhängigen Einrichtungen.
Anwendung von Gaserzeugungstechnologien in der Industrie
Zum ersten Mal wurden gaserzeugende Technologien in der Glas- und Hüttenindustrie in Europa eingesetzt, und in der UdSSR fanden sie ihren Platz in der Volkswirtschaft. So wurden Mitte des 20. Jahrhunderts Gaskraftwerke über das ganze Land verteilt, die bis zu 3 MW aus erzeugtenPflanzenbiomasse und Torf. Moderne Geräte haben die technologische Entwicklung spürbar ergänzt. Heute sind dies ganze Komplexe, die mit Mitteln zur automatischen und sogar robotergesteuerten Steuerung unter der Kontrolle eines Computers ausgestattet sind. Die Leistung von Gasgeneratoren zur Stromerzeugung im Industriebereich liegt im Durchschnitt bei 300-350 kW. Teilweise handelt es sich dabei um ganze Chemieanlagen mit strengen Anforderungen an Brennmaterialien. Solche Einheiten werden in großen Industriekomplexen verwendet, um mehrere Verbrauchssysteme gleichzeitig zu warten - Energieeinheiten (Werkzeugmaschinen, Montagebänder, Dynamos, Kompressoren), Beleuchtungsgeräte, Lüftungsinfrastruktur usw.
Gasgeneratoren in der Verkehrstechnik
Die Praxis, Autos für den Einbau von Gasgeneratoren zu modifizieren, begann in den Vorkriegsjahren. Bei vielen Maschinen wurde im Rahmen dieser Modernisierung ein leistungsstarker elektrischer Generator installiert, da eine ausreichend starke Sauerstoffdruckbeaufschlagung erforderlich war. Dazu wurde ein Elektrolüfter verwendet. Zu den bemerkenswertesten Entwicklungen dieser Art gehören die GAZ-AA-Lastwagen und die ZIS-5-Dreitonner, deren Gasgeneratoren an einer Tankstelle eine Laufleistung von bis zu 80-90 km ermöglichten. Das ist nicht viel, aber angesichts des Mangels an flüssigem Brennstoff in der Forstwirtschaft hat sich diese Entscheidung wirtschaftlich voll und ganz gerechtfertigt. Auch die Umrüstung herkömmlicher Verbrennungsmotoren ist nach wie vor hauptsächlich durch Energiesparinteressen motiviert. Es gibt erfolgreiche Beispiele für die Umrüstung von GAZ-24-Autos undAZLK-2141, die bis zu 120 km an einer Tankstelle fahren und dabei die Geschwindigkeitsbegrenzung im Bereich von 80-90 km/h einh alten.
Wie erstelle ich mit eigenen Händen einen Gasgenerator für ein Auto?
Dieses Prinzip können Sie ohne Kontakt zu Spezialisten zu Hause und in Eigenregie umsetzen. Die allgemeine Anleitung für ein solches Upgrade kann wie folgt dargestellt werden:
- Ein Ladebunker wird organisiert. Verwenden Sie normalerweise eine Gasflasche mit einem Fassungsvermögen von 40-50 Litern. Der Boden ist darin ausgeschnitten, und im Hals ist ein Loch oder Fenster zum Einfüllen von Kraftstoff angebracht. Es lohnt sich, entweder auf den Einsatz von feinkörniger Kohle oder auf Pellets zu setzen.
- Der Rost ist zur Aufnahme der Hauptlast montiert.
- Zur Aufnahme der Wärmelast werden ein Zyklonfilter und eine Lanze angefertigt. Unabhängig von der Art des verwendeten festen Brennstoffs werden Verbrennungsprodukte in Form von Asche und Staub freigesetzt. Diese Abfälle sollten sofort nach der Freisetzung durch den Filter aufgefangen werden.
- Kühler montieren. Diese Komponente übernimmt die Funktion, das Gasgemisch zu kühlen. Für eine Gasgeneratorinstallation mit Ihren eigenen Händen können Sie eine Heizkörperstruktur aus Sanitärrohren herstellen. Wichtig ist nur, den Wirkungsquerschnitt für eine optimale Kohleaufbereitung richtig zu berechnen.
- Feinfilter erstellen. Aus modernen Membranmaterialien ist es möglich, einen Dämpfer zur mehrstufigen Reinigung des Gas-Luft-Gemisches herzustellen, der die Leistung des Stromgenerators erhöht.
- Verbindung zum Motor. Die letzte Etappe, während der mit Hilfe des PendelnsRohre sind mit dem Motor verbunden, um das gereinigte Gasgemisch dorthin zu leiten.
Gasgeneratoren für den Haush alt
Heimkesselausrüstung wird ebenfalls verbessert, indem neue Funktionen und Betriebsmöglichkeiten hinzugefügt werden. Für diesen Bereich werden Gasaggregate bis 150 kW für LPG (Liquefied Carbon Gas) komplett mit Flüssigkeitskühlsystem, Batterieladegerät und Schutzeinrichtungen angeboten. Dies ist ein vollständiger Standby-Generator, der im Falle eines Stromausfalls verwendet werden kann.
Berechnung von Gaserzeugungsanlagen nach Leistung
Unabhängig vom Zweck des Aggregats müssen seine technischen und betrieblichen Indikatoren vor dem Kauf berechnet werden. Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel für einen Gasgeneratorsatz für eine Hausheizung.
Die Leistung des Gerätes sollte relativ zur Fläche des Ziel-Operationssaals gemittelt werden, wobei folgendes Verhältnis zu beachten ist: 1 kW Leistungspotenzial aus dem erzeugten Gasgemisch pro 10 m2. Für einen Standort von 50 m2 ist also eine Installation von mindestens 5 kW erforderlich, und wenn die Fläche der Produktionsstätte 1000 m2 beträgt, wird ein Heizsystem von mindestens 100 kW benötigt. Aber das ist nicht alles. Für jede Öffnung in der Wand wird ein Zuschlag von ca. 1 kW vorgenommen, wobei Änderungen für klimatische Bedingungen nicht mitgezählt werden. Infolgedessen erfordert ein Objekt mit einer Gesamtfläche von 1000 m2 mit 10 Fenstern und 5 Türen die Verwendung einer Einheit mit einer Leistung von mindestens 1015 kW.
ProfisTechnologie
Gasgeneratoren eignen sich hervorragend für grundlegende Aufgaben der Stromerzeugung. Wenn also herkömmliche Festbrennstoffeinheiten einen Wirkungsgrad von 60% haben, dann Gas-Pendants - mehr als 80%. Es gibt auch positive Nuancen des Service. Da in der Kammer mit der Entfernung des Kohlendioxidgemisches eine vollständige Verbrennung stattfindet, ist eine weitere spezielle Reinigung der Gerätewände nicht erforderlich. Natürlich gibt es auch wirtschaftliche Vorteile. Der einfachste holzbefeuerte Gasgenerator kann bis zu 30-40 % im Vergleich zu elektrischen Heizungen und Boilern einsparen, die einen ähnlichen thermischen Effekt bieten.
Nachteile der Technologie
Die Vorteile von Gasgeneratoren könnten sie zum wichtigsten Mittel zur Erzeugung elektrischer und thermischer Energie machen, wenn da nicht Schwächen wären. Dazu gehört zunächst einmal die Mehrkomponentennatur von Funktionsteilen. Trotz des einfachen Funktionsprinzips enthält der Gasgeneratorsatz viele voneinander abhängige Elemente, was die Montage und Steuerung des Systems erschwert. Es ist auch hervorzuheben, dass die Verbrennung durch das Laden von Brennstoffrohstoffen ständig aufrechterh alten werden muss. In einer funktionierenden Produktion muss dies regelmäßig erfolgen, weshalb auf eine Steuerungsautomatisierung nicht verzichtet werden kann.
Die Zukunft der Gaserzeugungstechnologien
Die Weiterentwicklung von Gaserzeugungsanlagen wird durch deren organische Kombination mit Biobrennstoffzellen unterstützt, die bedingungslos zu den vielversprechendsten Brennstoffquellen gehören. BEIMIn Richtung Strukturoptimierung für Pellets und Briketts dürfte dieses Konzept eher vorangetrieben werden. Was Gasgeneratoren für Autos betrifft, kann sich ihre Entwicklung auf industrieller Ebene auch wirtschaftlich rechtfertigen. Übrigens liefern etwa 2 kg billige Brennstoffe für ein Auto so viel Energie wie 1 Liter Benzin. Der Entwicklungsprozess in diese Richtung wird jedoch immer noch durch die Notwendigkeit behindert, das Design von Autos zu verkomplizieren, und durch das Aufkommen neuer wettbewerbsfähiger Generatoren, die auch herkömmliche Verbrennungsmotoren ersetzen.
Schlussfolgerung
Elektrische und flüssige Energieerzeugungssysteme werden heute zunehmend von alternativen Energietechnologien bekämpft. Für die gleiche Haush altsumgebung werden seit langem komplette Sonnenkollektoren und geothermische Batterien hergestellt. Welchen Platz kann ein moderner Gasgenerator in diesem Konkurrenzkampf einnehmen? Aufgrund der Größe der Geräte und der mühsamen Wartung ist dies nicht die praktischste Lösung für den Hausgebrauch. Die Industrie ist jedoch sehr an solchen Installationen interessiert, da Sie mit beeindruckenden Einsparungen rechnen können, ohne die Leistung zu reduzieren.
