Стороженко Олексій
«БОНУМ», ТОВ
Зріджений газ на сьогоднішній день знаходиться в списку найбільш поширених альтернативних видів палива. Втім, у багатьох місцях газ - зовсім не альтернативний варіант палива: в певних районах Індії, в деяких регіонах США, і в тому числі в РФ скраплений газ застосовують не тільки для опалення, але і для приготування їжі. Ви користуєтеся скрапленим газом, коли готуєте в походах на природі, або використовуєте гриль.
Зріджений газ славиться своєю ефективністю і універсальністю, є вельми привабливим джерелом енергії для тих людей, кому набридли великі рахунки за опалення, регулярне збільшення цін на газ. Поговоримо про те, яким чином отримують зріджений газ, для чого його застосовують і яким чином можна переробити свій автомобіль, щоб він зміг функціонувати на цьому більш дешевому і легкому паливі.
Що собою являє скраплений газ?
Існує два види газу, які можна зберігати під помірним тиском в рідкій формі: бутан і пропан. Є також изобутан - його хімічна формула також проста, як і у бутану, але хімічна структура інша. Найчастіше, ізобутан і бутан змішуються в різних пропорціях - в залежності від того, з якою метою потрібно використовувати паливо. Пропан є практичним паливом, точка кипіння становить мінус 42 градуси. Тобто, навіть при низьких температурах цей газ випаровується моментально - відразу після того, як його витягають з герметичного контейнера.
Все це говорить про те, що паливо може згоряти повністю - не потрібні різні прилади для випарювання, для змішування з повітрям. Цілком достатньо звичайного випускного отвору. Точка кипіння бутану складає мінус 0,6 градусів, це говорить про те, що випаровування при низьких температурах не відбувається. Саме тому застосування бутану більш обмежене, в чистому вигляді його майже не використовують - лише спільно з пропаном.
Приблизного 450 грам пропану потрібні для того, щоб отримати 21548 BTU енергії (де 1 BTU становить 0,252 ккал). Бутан ж виробляє при тій же кількості 21221 BTU.
Поговоримо про те, звідки зріджений газ береться.
Іноді до зріджених газів відносять всякий горючий газ, який при нормальних тиску і температурі знаходиться в газоподібному стані - тобто, мова йде про газах з високою точкою кипіння, яка максимально відповідає середній температурі атмосфери нашої планети. Спираючись на все вищесказане, можна зробити висновок - метан і етан є рідкими газами. Однак, згідно з інформацією з різних енциклопедій, тиск, який потрібен для того, щоб розріджувати метан і етан, а також обсяг металу, який потрібен для того, щоб підтримувати газ під тиском, робить їх застосування невигідним з економічної точки зору.
Зріджений газ - джерела
Зріджений газ (як і природний газ, як і нафта) - це викопне паливо. Видобувати газ можуть з природного газу або нафти за допомогою рафінування - тобто, приблизно так само, як отримують з неочищеної нафти бензин. Втім, багато енергетичні компанії всерйоз зрідженим газом не займаються, хоча і виробляють його - так як він є подібним продуктом від переробки інших видів палива.
У разі, коли енергетична компанія займається видобутком природного газу з землі, практично завжди мова йде про метан. Все зріджені гази, які залишаються, відокремлюються від метану до того моменту, як він надійде спочатку в трубопроводи, а після - в наші будинки. Приблизно 1-3% - такий обсяг зріджених газів, який виходить з природного газу.
З неочищеної нафти скраплений газ також отримують. При процесі переробки виробничий вихід зріджених газів становить близько трьох відсотків, а якщо НПЗ переобладнали для того, щоб сконцентруватися на видобутку скрапленого газу, цей показник може зрости до 40%. Застосування зрідженого газу - ще одна цікава тема, яка хвилює багатьох людей. Поговоримо про це докладніше.
Зріджений газ - відкриття
Спочатку газова промисловість мала проблеми з домішками, які містяться в газі. Бутан і пропан випаровувалися легко, створювали більш високий тиск парів в процесі зберігання і при транспортуванні. Спочатку вирішили, що потрібно просто «вивітрювати» природні гази - за рахунок цього скраплений газ просто б випарувався і пішов в атмосферу. Але один учений і винахідник, доктор Вальтер Снеллінг, який трудився в Геологічної службі США, почав експерименти в 1910 році - предметом експериментів стала конденсована форма цих речовин, які на той момент мали статус «непотрібних». Зразки пропану і бутану були створені до 1911 року, також була представлена система зберігання, розподілу даних видів палива. Вчений до 1913 року отримав патент на власний метод отримання рідких газів.
Універсальне паливо - зріджений газ
Зберігати скраплений газ дуже просто, він абсолютно безпечний, за рахунок цього є мобільним. Спектр застосувань скрапленого газу також великий - можливо, ви вже зустрічалися з деякими з них. Наприклад, одноразові запальнички - в них використовується скраплений газ: суміш изобутана і бутану. Крім того, при експлуатації газових побутових балонів ми також стикається із зрідженим газом (як і при використанні газових похідних пальників). Якщо розглядати багаторазові побутові балони, в них використовують пропан, крім того, даний газ ідеально підходить для підігріву баків з холодною водою, його часто застосовують для розведення вогню в печах, які є в «будинках на колесах». Даний газ також може змусити функціонувати морозильники та холодильники.
Невеликі балони, в яких міститься пропан, можна придбати майже в будь-якому побутовому магазині. У балонів стандартні випускні отвори, так що їх можна легко кріпити до ліхтарів, похідної плитці, не надто великим водонагрівачів та деяким іншим пристосуванням. Пропан допомагає людині в будь-якій ситуації, коли йому потрібно паливо. На судах можна знайти скраплений газ, як і в сільських районах, мисливських будинках, на садових ділянках, де послуги енергетичних компаній не надаються. В Індії, наприклад, в деяких містах відсутній якісний природний газ та інше паливо, тут скраплений газ - основний товар, який представлений на енергетичному ринку.
Зріджений газ і автомобілі
Згідно з інформацією від WLPGA (Всесвітньої Асоціації зріджених газів), приблизно 9 мільйонів машин в 38 державах світу працюють на зрідженому газі. Ця ідея не є революційно нової - автомобілі, які можуть функціонувати на пропані, створені вже кілька десятків років тому. Позитивна сторона даного підходу в тому, що викиди скорочуються - на 50% менше виділяється окису вуглецю, якщо порівнювати з бензиновим паливом, вуглеводнів менше на 40%. Крім того, на 50% менше озону і на 35 - окису азоту. Зріджений газ, який використовують в автомобілях, може коштувати дешевше, ніж бензинове паливо. Крім того, газ - високооктанове паливо, споживачам пропонується продуктивність, порівнянна з дизельним паливом і бензином.
Багато власників стверджують, що машина, яка використовує ГБО (газобалонне обладнання), працює більш гладко - за рахунок цього знос компонентів двигуна відбувається набагато повільніше.
Найлегший спосіб почати використання пропану - придбати автомобіль, який може їздити на газі. Коло виробників такої техніки досить широкий - в тому числі можна відзначити серйозні американські автомобільні компанії - Форд, Дженерал Моторс, а також Daimler-Chrysler: вони вже сьогодні в деяких моделях пропонують можливість використання скрапленого газу в якості палива.
Але, практика така - в салонах дані автомобілі ви навряд чи знайдете, їх необхідно замовляти. Як правило, заводських моделей, які можуть їздити на зрідженому газі, немає - ця опція підключається на заводі. Приклади машин, які пристосовані до функціонування на зрідженому газі - ToyotaCamry, FordCrownVictoria, Ford F-150, DodgeRam, ChevroletCavalier.
Рідко (зазвичай в Європі) роблять машини, які можуть функціонувати лише на газі. Двигун зроблений таким чином, що може працювати максимально ефективно на пропані - за рахунок цього деталі зношуються повільніше, пробіг техніки збільшується. Втім, споживачів ще лякає те, що сьогодні поки що складно відшукати газозаправні станції. Саме тому багато машин, які можуть працювати на зрідженому газі, мають подвійний паливною системою - є два бака: один для пропану, інший для бензину.
Система сама перемикається з однієї на іншу в міру необхідності, за рахунок чого власники автомобіля можуть завжди використовувати дешевий і екологічно чистий пропан, якщо він доступний. Якщо ж ні - бак завжди можна заповнити бензиновим паливом на найближчій автомобільній заправці. Чи важко насправді відшукати газозаправну станцію? Якщо чесно - нічого складного в цьому немає. На відміну від інших альтернативних різновидів палива (того ж водню, наприклад), вже є надійна і велика інфраструктура для машин, які функціонують на пропані.
Перетворення автомобілів для роботи на зрідженому газі
Щоб перетворити автомобіль для роботи на газі, необхідно ідеально знати всі автомобільні системи. Деякі фірми пропонують спеціальні набори, в яких вже є все необхідне для того, щоб виконати трансформацію. Якщо у вас в цій галузі немає достатніх знань, обов'язково потрібно відшукати досвідченого механіка. Хоч пропан і є безпечним, якщо систему поставити неправильно, з технікою безпеки можуть виникнути серйозні проблеми.
Найперший крок до використання скрапленого газу у власному автомобілі - вибір відповідного бака. Найчастіше, на машину ставлять двопаливного систему, тобто, стару систему відключати не потрібно - додають другу нову. Бак для пропану в багажнику автомобіля займе певне місце. Сучасні баки можуть мати вигляд «пончика» або «торпеди». Найчастіше, баки, виконані у формі торпеди, відрізняються великою місткістю, але і місця в машині їм потрібно більше.
Баки, форма яких «пончик», можуть бути встановлені точно туди, де зазвичай знаходиться запасне колесо. Розмір такого бака більш маленький, але запаску доведеться переносити в інше місце. Якщо автомобіль великий, на нього можна поставити відразу декілька баків - це дозволить значно збільшити місткість. Після того як установка бака проведена, в кузові машини необхідно виконати отвір - щоб зробити заправку газом. Як правило, отвір робиться близько горловини бензобака або з тильної частини кузова.
Щоб добитися ідеального розташування, буде потрібно мінімум трубок, щоб виконати з'єднання до баку. Паливні трубки, самі по собі, виконані з міді - за рахунок цього вони є гнучкими, що при приєднанні дуже важливо. Крім того, бак слід підключити до заправної горловини, дроти зазвичай проходять по днищу автомобіля прямо до двигуна. Клапан електромагнітний ставлять між двигуном і баком - на паливній магістралі. Даний клапан необхідний для того, щоб переривати подачу газу в той момент, коли автомобіль функціонує на бензиновому паливі, або ж, коли двигун не працює взагалі. Тут також є вбудований фільтр, який здатний усунути будь-які домішки, якщо буде виявлено в паливі.
Вапоризатор - ще один дуже важливий компонент. Цей пристрій виконує приблизно те ж, що робить карбюратор в звичайному бензиновому двигуні. Вапоризатор використовує тепло, яке дає охолоджуюча рідина для того, щоб пропан знайшов газоподібний стан. Регулятор містить у собі електронну схему, яка потрібна для скорочення подачі газу в тому випадку, якщо відбудеться зупинка двигуна. Регулятор зазвичай менше, якщо порівнювати з карбюратором, так що підшукати для нього місце в моторному відсіку не складно. Від датчиків машини цей прилад отримує інформацію (або ж від блоку управління двигуном), за рахунок цього здійснюється контроль кількості того газу, який надходить в циліндри.
Важливо, щоб система повинна бути з'єднана з електричною системою автомобіля - щоб автоматичне перемикання баків було можливо (за допомогою ручного перемикача, який є на приладовій панелі), і топливомер залишався працездатним. Зв'язок з блоком управління також повинна бути встановлена - щоб регулятор роботи двигуна сприймав різні параметри палива. Машини, оснащені електронною системою впорскування палива, можливо потребуватимуть електронному емуляторі.
Коли автомобіль функціонує на газі, паливний інжектор іншим датчикам автомобіля не направлятиме інформацію - горітиме контрольний сигнал двигуна, також будуть даватися невірні діагностичне свідчення. Саме емулятор може зробити так, щоб дані сигнали ігнорувалися, а блок управління в цьому випадку буде працювати так, як потрібно.
Комплекти для трансформації автомобілів поставляють тільки з докладними інструкціями, вище ми розглянули простий короткий огляд. Трохи пізніше ми поговоримо про те, чи безпечно використання скрапленого газу.
Зверніть увагу: все це - не є керівництвом до дії, вам не потрібно прямо зараз йти в майстерню і переробляти свою машину! Інформація дається тільки для того, щоб у вас було загальне уявлення про все процесі. Якщо у вас відсутній досвід роботи з автомобільними електричними і паливними системами, для будь-яких змін обов'язково потрібно звернутися до фахівців.
Зберігання та безпека
Рідкі гази є вельми безпечними, якщо проводити порівняння з іншими видами палива. Температура займання пропану дуже велика - приблизно 450-500 градусів (у бензину даний показник складає всього-то 257 градусів). Даний факт вказує на те, що ймовірність самовільного займання досить мала. Більш того, через тиск, який потрібен для того, щоб підтримувати в рідкому вигляді пропан, балони, які використовують для зберігання газу, набагато міцніше стандартних бензобаків. Коефіцієнт безпеки збільшується за рахунок спеціального клапана відсічення палива.
Розглянемо деякі рекомендації з приводу зберігання зрідженого газу. Слід пам'ятати, що баки, де зберігається пропан, порожніми не бувають насправді. Коли бак заповнений, велика кількість пропану знаходиться під тиском в рідкому вигляді. Але, якщо мова йде про нормальному тиску, скрапленим залишається не весь пропан - невеликі кількість газу буде в газоподібному стані, воно ж буде займати частину простору в баку. Правило тут просте - тиск падає швидше, чим більше кількість пропану, тобто в зрідженому вигляді буде менша кількість пропану, а в газоподібному - більше.
Важливо, щоб балони були заповнені тільки на 80%. Через зміни температури, тиск усередині бака може змінитися. Якщо цілий бак буде заповнений похмурим, прохолодним днем, а на наступній день ви залишите машину на сонці, через збільшення температури збільшиться тиск в баку - через це може статися вибух, навіть якщо в запасі було 20% вільного об'єму.