Топливо для газовых двигателей

Сжиженными называются газы, которые превращаются в жидкость при нормальной температуре и давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см²).

Сжатыми называются газы, которые сохраняют газообразное состояние при обычных температурах окружающего воздуха и при сжатии их до любого высокого давления. Как правило, давление сжатия достигает 20 МПа (200 кгс/см²).

Сжатые газы. Такие газы разделяются на природные (естествен­ные), нефтяные и канализационные.

Природные (естественные) газы добывают избуровых газовых скважин. Природные газы однородны по составу, в большинстве случаев не содержат загрязняющих и вредных примесей, обладают высокими антидетонационными свойствами и дешевы.

Нефтяные газы получают в качестве побочного продукта при добыче нефти, переработке нефти на нефтеперегонных и крекин­говых заводах, а также при производстве бензина из нефтяного газа на газолиновых заводах. Нефтяные газы менее однородны по составу и более загрязнены примесями, чем природные газы. Их теплотворность выше теплотворности природных газов, так как они содержат больше тяжелых газов.

Канализационные газы выделяются при переработке сточных вод канализации на специальных станциях, имеющихся в круп­ных, городах. Эти газы состоят главным образом из метана и угле­кислого газа. Выход канализационного газа со станции переработки сточных вод, обслуживающей население в 100 000 чел., достигает 2500 м³ в сутки, что заменяет 2000 л бензина. Применение вместо бензина сжатого природногогаза благодаря его огромным запасам и небольшой стоимости целесообразно, особенно на внутригородских и пригородных перевозках. Однако невысокое значение объемной теплоты сгорания сжатого газа по сравнению с сжиженным газом не позволяет обеспечить хранение на автомобиле достаточного количества газа даже при высоком давлении. Вследствие этого запас хода газобаллонных автомобилей, работающих на сжатом природном газе, примерно вдвое меньше, чем у автомобилей, работающих на сжиженном газе, баллоны которого к тому же имеют значительно меньшую массу. Поэтому для газобаллонных автомобилей использование сжижен­ных газов предпочтительнее, чем сжатого.

Сжиженные газы. В состав сжиженных, или жидких, газов, при­меняемых для автомобильных двигателей, входят бутан и пропан с добавлением бутилена, пропилена, этана и этилена. Величина давления сжиженного газа имеет важное практическое значение. С од­ной стороны, давление в баллоне желательно иметь низким, так как при этом можно применять более тонкостенные, а, следова­тельно, и более легкие баллоны. С другой стороны, давление сжижен-­
ного газа в баллоне при любой температуре должно быть достаточным для обеспечения подачи топлива к двигателю и работы газовой аппаратуры.

Пропан (а также пропилен) обеспечивает удовлетворительную величину давления в баллоне при любых климатических условиях. Бутан в чистом виде пригоден лишь для районов с жарким климатом, так как при температуре воздуха ниже 0⁰ С он уже не обеспечивает избыточного давления в баллоне.

Этан применяется в сжиженных газах в виде незначительных примесей для повышения давления.

Основными производителями сжиженных газов являются:

· газолиновые заводы, вырабатывающие бензин из нефтяных газов; выход сжиженного газа составляет до 50% от производства бензина;

· крекинг-заводы, на которых сжиженные газы получают в качестве побочного продукта в количестве до3% по весу от исходного сырья;

· заводы, вырабатывающие бензин из каменного угля; выход сжиженного газа доходит до 10 – 12% от веса основной продукции.

Основные требования предъявляемые к сжиженным газам:

· соответствие их состава климатическим условиям;

· строго ограниченное содержание загрязняющих и вредных примесей.

При самых низких температурах воздуха давление в баллоне со сжиженным газом не должно быть ниже 0,2 МПа (2 кгс/см²), при самых высоких – не более 1,6 МПа (16 кгс/см²). Предельное содержание сернистых соединений составляет 0,15 %. Газ не должен содержать воды, механических примесей, водорастворимых кислот, щелочей и смолистых веществ.

Сравнение сжиженных и сжатых газов.Как высококалорийные сжатые газы, так и сжиженные бутано-пропановые газы являются высококачественным топливом для автомобильных двигателей. Однако сжиженные газы обладают существенными преимуще­ствами перед сжатыми газами:

· значительно более низкое рабочее давление (до 1,6 МПа против 20 МПа), что позволяет применять более легкие и дешевые баллоны и газопроводы;

· возможность перевозки в железнодорожных и автомобильных цистернах на любые расстояния; перевозка сжатых газов практически не осуществляется;

· более дешевые и простые газозаправочные устройства, не тре­бующие сложного оборудования; заправка баллонов сжатым газом возможна лишь на газонаполнительных станциях, снабженных компрессорами высокого давления;

· увеличенная дальность поездок и большая полезная грузоподъемность газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженных газах.

Сжатые газы, в свою очередь, имеют преимущества перед сжи­женными:

· это дешевый, часто малоиспользуемый вид местного топлива; сжиженные газы, наоборот, являются более дорогим продуктом, применяемым при производстве ряда ценных химических веществ, высокосортных бензинов, в бытовых целях и др.;

· источники природных и промышленных газов расположены в самых различных районах страны, что позволяет значительно со­кратить доставку жидкого топлива в эти регионы; станции заправки сжиженными газами менее распространены.

Для автомобильного транспорта целесообразно использование как сжиженных, так и сжатых газов, в зависимости от наличия местных источников газа и от возможности организации газоснабжения.