Praktik menggunakan kayu bakar sebagai bahan bakar di zaman kita, bahkan dalam kaitannya dengan peralatan boiler, tampaknya sudah usang. Namun, prinsip pengoperasian sistem energi ini memiliki keunggulan yang tidak dapat disangkal, yang, karenanya, tercermin dalam munculnya konsep-konsep teknologi baru. Dalam hal ini, pabrik generator gas dipertimbangkan, yang fitur operasionalnya telah lama menarik perhatian desainer dari industri otomotif. Tentu saja, tidak ada pembicaraan tentang pembakaran kayu tradisional di bawah kap mesin, tetapi energi yang dihasilkan oleh unit-unit tersebut secara langsung berkaitan dengan pembakaran bahan bakar padat.
Desain peralatan pembangkit gas
Peralatan terdiri dari konverter, kipas, scrubber, saluran masuk pipainfrastruktur, ruang bakar dan alat kelengkapan penghubung. Desain dipandu oleh kondisi pemrosesan termal bahan bakar padat untuk menghasilkan energi panas atau listrik. Ini bisa berupa pemasangan monoblok atau modular dengan kemungkinan mengganti elemen individu. Rumah komponen terbuat dari logam (baja lembaran) dengan perakitan las. Platform logam dipasang di bagian bawah, yang dapat dilengkapi dengan roda gigi berjalan, tergantung pada solusi desain spesifik. Di bagian atas, sistem pemuatan dengan bunker biasanya diatur, di mana saluran pasokan oksigen terhubung. Dalam instalasi pembangkit gas industri untuk menghasilkan listrik, elemen pemuatan bahan bakar mekanis dengan penyesuaian otomatis terkadang disediakan. Namun dalam hal ini ruang bakar juga harus dilengkapi dengan indikator khusus yang akan memberikan perintah untuk menambah porsi bahan bakar selanjutnya.
Area fungsional generator gas
Seluruh ruang internal unit dapat secara kondisional dibagi menjadi empat departemen:
- Zona pengeringan. Semacam ruang persiapan bahan bakar, di mana kayu bakar yang sama memperoleh suhu optimal tanpa kelembaban berlebih. Biasanya rezim suhu di daerah ini adalah 150-200 °.
- Zona distilasi kering. Tahap lain dalam persiapan bahan bakar padat, tetapi dalam kondisi rezim suhu yang lebih tinggi hingga 500 °C. Pada tahap ini, generator gas membakar kayu untuk menghilangkan tar, asam, dan zat lain yang tidak diinginkan darinya.
- Zonapembakaran. Bagian ini terletak di tingkat sambungan saluran udara, di mana udara diarahkan untuk menjaga stabilitas pembakaran. Secara struktural, ini adalah ruang bakar konvensional, yang ada di semua boiler bahan bakar padat. Suhu rata-rata di dalamnya bervariasi dari 1100 hingga 1300 °C.
- Zona pemulihan. Area antara grate dan ruang bakar. Dengan analogi dengan boiler pirolisis modern, bagian ini dapat dibayangkan sebagai tempat pembakaran ulang. Batubara panas masuk dari zona pembakaran di sini, yang dapat dibuang atau langsung dibuang.
Prinsip pengoperasian genset
Proses kerja peralatan ini didasarkan pada pemrosesan karbon yang tidak sempurna yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar. Baik kayu bakar dengan batubara maupun biomaterial seperti briket gambut, pellet atau granul dari limbah industri pengolahan kayu dapat berperan sebagai elemen bahan bakar padat. Karbon yang dihasilkan, ketika berinteraksi dengan aliran udara yang disuplai, dapat menempelkan atom oksigen ke dirinya sendiri. Gas yang dihasilkan berpotensi memberikan sejumlah energi yang sesuai dengan hanya 30% dari bahan bakar yang awalnya dimuat dari mana ia diproduksi. Di sisi lain, jauh lebih sedikit sumber daya yang diperlukan untuk memproses karbon - setidaknya oksigen diperlukan dalam jumlah minimal. Dan sudah dalam proses pembakaran sekunder, unit generator gas menghasilkan energi yang ditargetkan yang cocok untuk digunakan. Pada tahap ini, berbagaikonverter dan baterai - tergantung pada jenis energi yang direncanakan akan diperoleh dari campuran gas-udara.
Kemampuan peralatan pembangkit gas
Menggabungkan prinsip-prinsip pembakaran bahan bakar fosil dengan pembangkitan gas dianggap sudah dilakukan sejak awal abad ke-20. Selain itu, ada perkembangan praktis yang berhasil ke arah ini, yang menggantikan generator yang lebih umum pada waktu itu untuk pemrosesan sumber energi terbarukan. Saat ini, dengan latar belakang mempopulerkan prinsip-prinsip penggunaan sumber daya yang rasional dengan penekanan pada penghematan energi, konsep konversi termokimia limbah dan biomassa tanaman kembali menjadi relevan. Dan bahkan generator gas berkapasitas kecil 70-80 kW dapat digunakan di utilitas umum atau pertanian, di mana produk limbah lokal akan digunakan sebagai bahan bakar. Misalnya, ada praktik pengoperasian instalasi semacam itu di sistem irigasi pertanian dengan otonomi penuh selama 4-5 jam. Peralatan dari 150 kW menemukan tempatnya di industri besar, di area servis, dan fasilitas besar yang bergantung pada energi.
Penerapan teknologi pembangkitan gas di industri
Untuk pertama kalinya, teknologi penghasil gas mulai digunakan di industri kaca dan metalurgi di Eropa, dan di Uni Soviet mereka menemukan tempatnya dalam perekonomian nasional. Misalnya, di pertengahan abad ke-20, stasiun pembangkit gas didistribusikan ke seluruh negeri, menghasilkan hingga 3 MW daribiomassa tanaman dan gambut. Peralatan modern telah secara nyata ditambahkan ke perkembangan teknologi. Hari ini, ini adalah seluruh kompleks yang dilengkapi dengan sarana kontrol otomatis dan bahkan robot di bawah kendali komputer. Daya generator gas untuk pembangkit listrik di sektor industri rata-rata 300-350 kW. Dalam beberapa kasus, ini adalah seluruh pabrik kimia dengan persyaratan ketat untuk bahan bakar. Unit tersebut digunakan di kompleks industri besar untuk melayani beberapa sistem konsumsi sekaligus - unit daya (peralatan mesin, jalur perakitan, dinamo, kompresor), perangkat penerangan, infrastruktur ventilasi, dll.
Generator gas dalam teknik transportasi
Praktek memodifikasi mobil untuk pemasangan generator gas dimulai pada tahun-tahun sebelum perang. Pada banyak mesin, sebagai bagian dari modernisasi ini, generator listrik berkinerja tinggi dipasang, karena itu perlu untuk menyediakan aliran tekanan oksigen yang cukup kuat. Untuk ini, kipas angin listrik digunakan. Perkembangan paling menonjol dari jenis ini termasuk truk GAZ-AA dan ZIS-5 tiga ton, yang generator gasnya menyediakan jarak tempuh hingga 80-90 km di satu pompa bensin. Ini tidak banyak, tetapi dalam kondisi kekurangan bahan bakar cair di kehutanan, keputusan ini sepenuhnya dibenarkan secara ekonomi. Adapun saat ini, konversi mobil ICE konvensional juga dilatarbelakangi terutama oleh kepentingan penghematan energi. Ada contoh sukses konversi mobil GAZ-24 danAZLK-2141, yang menempuh jarak hingga 120 km dalam satu SPBU, mempertahankan batas kecepatan di kisaran 80-90 km/jam.
Bagaimana cara membuat genset untuk mobil dengan tangan Anda sendiri?
Anda dapat menerapkan prinsip ini tanpa menghubungi spesialis di rumah dan sendiri. Instruksi umum untuk peningkatan tersebut dapat direpresentasikan sebagai berikut:
- Bunker pemuatan sedang diatur. Biasanya menggunakan tabung gas dengan kapasitas 40-50 liter. Bagian bawah dipotong di dalamnya, dan lubang atau jendela dibuat di leher untuk mengisi bahan bakar. Sebaiknya fokus pada penggunaan batu bara berbutir halus atau pelet.
- Parut dipasang untuk mengambil beban utama.
- Filter siklon dan tombak sedang dibuat untuk menerima beban panas. Terlepas dari jenis bahan bakar padat yang digunakan, itu akan memancarkan produk pembakaran dalam bentuk abu dan debu. Limbah ini harus segera ditangkap setelah dilepaskan oleh filter.
- Memasang radiator. Komponen ini akan melakukan fungsi pendinginan campuran gas. Untuk pemasangan generator gas dengan tangan Anda sendiri, Anda dapat membuat struktur radiator dari pipa ledeng. Penting untuk menghitung penampang dengan benar untuk persiapan karbon yang optimal.
- Membuat filter yang bagus. Dari bahan membran modern, dimungkinkan untuk membuat peredam untuk pemurnian multi-level dari campuran gas-udara, yang akan meningkatkan daya generator listrik.
- Koneksi ke mesin. Tahap terakhir, di mana, dengan bantuan perjalananpipa terhubung ke motor untuk mengarahkan campuran gas murni ke sana.
Generator gas rumah tangga
Peralatan boiler rumah juga meningkat, menambahkan fungsionalitas baru dan kemampuan operasional. Untuk area ini ditawarkan genset hingga 150 kW untuk LPG (gas karbon cair), lengkap dengan sistem pendingin cair, pengisi daya baterai, dan perangkat pelindung. Ini adalah generator siaga lengkap yang dapat digunakan jika terjadi pemadaman listrik.
Perhitungan peralatan pembangkit gas berdasarkan kapasitas
Terlepas dari tujuan unit daya, indikator teknis dan operasionalnya harus dihitung sebelum membeli. Di bawah ini adalah contoh perhitungan tipikal untuk genset gas untuk sistem pemanas rumah.
Daya unit harus dirata-ratakan relatif terhadap luas ruang operasi target, dengan mengingat hubungan berikut: 1 kW potensi daya dari campuran gas yang dihasilkan per 10 m2. Jadi, untuk situs seluas 50 m2, pemasangan minimal 5 kW akan diperlukan, dan jika luas fasilitas produksi 1000 m2, maka sistem pemanas minimal 100 kW akan dibutuhkan. Tapi itu tidak semua. Untuk setiap bukaan di dinding, tambahan sekitar 1 kW dibuat, tidak termasuk perubahan untuk kondisi iklim. Akibatnya, sebuah objek dengan luas total 1000 m2 dengan 10 jendela dan 5 pintu akan membutuhkan penggunaan unit dengan kapasitas minimal 1015 kW.
Proteknologi
Generator gas sangat bagus untuk tugas pembangkit listrik dasar. Jadi, jika unit bahan bakar padat konvensional memiliki efisiensi 60%, maka rekanan gas - lebih dari 80%. Ada juga nuansa pelayanan yang positif. Karena pembakaran sempurna terjadi di ruang dengan menghilangkan campuran karbon dioksida, pembersihan khusus lebih lanjut dari dinding peralatan tidak diperlukan. Tentu saja, ada manfaat ekonomi juga. Generator gas pembakaran kayu paling sederhana dapat menghemat hingga 30-40% dibandingkan dengan pemanas listrik dan boiler yang memberikan efek termal serupa.
Kontra teknologi
Kelebihan generator gas dapat menjadikannya sebagai sarana utama pembangkit energi listrik dan panas, jika bukan karena kelemahannya. Pertama-tama, mereka termasuk sifat multikomponen dari bagian fungsional. Terlepas dari prinsip operasi yang sederhana, genset gas mengandung banyak elemen yang saling bergantung, yang memperumit perakitan dan kontrol sistem. Perlu juga ditekankan perlunya menjaga pembakaran secara konstan dengan memuat bahan baku bahan bakar. Dalam suatu produksi kerja, hal ini harus dilakukan secara teratur, sehingga tidak mungkin dilakukan tanpa otomatisasi kontrol.
Masa depan teknologi pembangkitan gas
Kelanjutan pengembangan unit pembangkit gas didukung oleh kombinasi organiknya dengan sel bahan bakar nabati, yang merupakan salah satu sumber bahan bakar yang paling menjanjikan tanpa syarat. PADAdalam arah mengoptimalkan struktur untuk pelet dan briket, konsep ini lebih mungkin untuk dipromosikan. Adapun generator gas untuk mobil, di tingkat industri, pengembangannya juga dapat dibenarkan secara ekonomi. Omong-omong, sekitar 2 kg bahan bakar murah menghasilkan energi yang sama untuk mobil dengan 1 liter bensin. Namun, proses pengembangan ke arah ini masih terkendala oleh kebutuhan untuk memperumit desain mobil dan munculnya generator baru yang kompetitif, yang juga menggantikan mesin pembakaran internal konvensional.
Kesimpulan
Sistem pembangkit listrik dan cairan saat ini semakin ditentang oleh teknologi energi alternatif. Untuk lingkungan rumah tangga yang sama, panel surya lengkap dan baterai panas bumi telah lama diproduksi. Tempat apa yang dapat diambil oleh generator gas modern dalam perjuangan kompetitif ini? Ini bukan solusi paling praktis untuk keperluan rumah tangga karena ukuran peralatan yang besar dan perawatan yang merepotkan. Namun, industri cukup tertarik dengan instalasi semacam itu, karena memungkinkan Anda untuk mengandalkan penghematan yang mengesankan tanpa mengurangi daya.
