Газообразные топлива

Требования к качеству газообразных топлив.

Основными требованиями, предъявляемыми к качеству топлив для газобаллонных автомобилей, являются следующие:

· хорошая смешиваемость с воздухом для образования однородной горючей смеси;

· высокая калорийность образуемой горючей смеси;

· отсутствие детонации при сгорании в цилиндрах двигателя;

· минимальное содержание смолистых веществ и механических примесей;

· минимальное содержание веществ, вызывающих коррозию поверхностей деталей, окисление и разжижение масла в картере двигателя;

· минимальное образование токсичных и канцерогенных веществ в продуктах сгорания;

· способность сохранять состав и свойства во времени и объеме;

· невысокая цена производства и транспортировки.

Сниженные газы

Сжиженный природный газ (СжПГ) является криогенной жидкостью, так как при атмосферном давлении температура его кипения составляет около –160 °С. Его применение в качестве топлива для автомобилей приводит к усложнению конструкции системы хранения и питания по сравнению с системами хранения и питания для сжиженного нефтяного и сжатого природного газов.

Кроме того, контакты человека с этим топливом или металлическим сосудом, в котором оно находится, могут приводить к сильным обморожениям. Для обнаружения утечек газа необходимо устанавливать специальные детекторы, так как добавление в газ пахучего вещества невозможно.

При нормальном атмосферном давлении и температуре выше 0 °С сжиженные нефтяные газы (СНГ) находятся в газообразном состоянии, но при сравнительно небольшом повышении давления (при 20 °С и давлении для бутана – 0,103 МПа, пропана – 0,716 МПа) они переходят в легкоиспаряющуюся жидкость. Поэтому для обеспечения сохранения жидкого состояния при более высоких температурах (до 45...50 °С) для сжиженного газа применяются достаточно легкие баллоны и несложная газовая аппаратура, рассчитанные на рабочее давление 1,6 МПа, которые практически не снижают грузоподъемность автомобиля.

По отношению к бензину пропан и бутан имеют более высокую массовую теплоту сгорания и характеризуются высокой детонационной стойкостью, в связи с чем эти газы являются хорошим топливом для двигателей внутреннего сгорания с принудительным (искровым) воспламенением.

Кроме того, данное топливо является очень летучим и температура его горения в два раза выше, чем у бензина.

Углеводородные сжиженные топливные газы должны отвечать требованиям ГОСТ 27578-87. Основные показатели сжиженного углеводородного газа для автомобильного транспорта приведены в таблице 12 [2].

Марка сжиженного газа ПА (пропан автомобильный) применяется при температуре окружающего воздуха (–20…–35 °С). Допускается применение этого газа при температуре не выше +10 °С. Марка ПБА (пропан-бутан автомобильный) применяется при температуре окружающего воздуха не ниже –20 °С. Стандартом предусмотрено полное отсутствие содержания в сжиженном газе свободной воды и щелочи.

Сжатые углеводородные газы.

Большое значение имеют осуществляемые в нашей стране меры по улучшению структуры топливно-энергетического баланса, снижению в нем доли нефти.

Одной из крупномасштабных задач является расширение использования в народном хозяйстве сжатого (компримированного) природного газа (КПГ) в качестве моторного топлива, что помимо экономических соображений (нефтесберегающий фактор) диктуется потребностью оздоровления воздушной среды, особенно в крупных городах, так как газ является среди углеводородных топлив наиболее экологически чистым видом горючего.

Природный топливный сжатый газ получают из горючего природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам или городским газовым сетям, компрессированием и удалением примесей по технологии, не допускающей изменения компонентного состава (табл. 2). Природный газ состоит из метана СН4, оксида углерода СО и водорода Н2.

В зависимости от месторождения содержание метана в газе может быть в пределах 40... 82 %. Его критическая температура составляет —82 °С. Поэтому при нормальных температурах даже при высоком давлении эти газы не могут быть сжижены: для этого необходимы низкие температуры. Октановое число метана 110.

Горючие газы как моторные топлива на автомобильном транспорте стали применяться в нашей стране еще в 30-х годах XX века из-за ограниченных ресурсов бензина.