Преимущества сжатого газа для заправки автомобилей - FORD-URAL.RU

Преимущества сжатого газа для заправки автомобилей

Преимущества сжатого газа для заправки автомобилей

Виды газомоторного топлива, их преимущества и недостатки

Одна из многочисленных причин медлительности в газификации транспорта в том, что номенклатура газомоторного топлива довольно-таки обширна:

  • сжиженный нефтяной газ (СНГ);
  • компримированный (сжатый) природный газ (КПГ);
  • сжиженный природный газ (СПГ).

Главные преимущества газомоторного топлива в его цене, цене и еще раз цене. Пока эти преимущества перевешивают многочисленные и разносторонние недостатки.

Сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Этот газ представляет собой смесь пропана С3Н8 и бутана С4Н10, извлекаемую их попутных нефтяных газов, из конденсатных фракций природного газа, из газов процессов стабилизации нефти и конденсата, из нефтезаводских газов, получаемых с установок переработки нефти. Помимо пропана и бутана нефтяной газ содержит по массе порядка 6% других углеводородов – этана, этилена, пропилена, бутилена и их изомеров, то есть состав СНГ неоднороден и непостоянен. Для контроля утечек в состав СНГ вводят зловонные вещества – меркаптаны. Меркаптаны легко идентифицировать носом, когда на улице мимо вас проезжает газобаллонная «ГАЗель».

Главное преимущество пропана и бутана в высокой критической температуре. Критической называют температуру, при которой плотность жидкости и ее насыщенного пара становятся равными и граница раздела между ними исчезает.

У пропана критическая температура 96,8 °C, у бутана 152,0 °C, что позволяет легко сжижать эти газы и хранить в жидком состоянии при относительно невысоком давлении до 1,6 МПа. Это также означает, что сосуд для хранения СНГ будет сравнительно легким, а храниться в сжиженном состоянии газ может сколь угодно долго при условии полной герметизации сосуда. Вместе с тем баллон для СНГ – это сосуд под давлением, и ему невозможно придать любую форму, как, например, бензобаку. Это обстоятельство порождает проблемы с размещением газового баллона на машине.

Для заправки автотранспорта используют две марки СНГ: летнюю и зимнюю. Летняя марка, или пропан-бутан автомобильный (ПБА), содержит 50±10% пропана по массе. Зимняя, или пропан автомобильный (ПА), содержит 85±10% пропана по массе. Таким образом, регулируя содержание легкого пропана, обеспечивают круглогодичную эксплуатацию газобаллонных автомобилей.

Применение СНГ огра­ничено бензиновыми двигателями, то есть двигателями с низкой степенью сжатия и исковым зажиганием. Это легковые автомобили, мало- и среднетоннажные грузовики и энергетические установки. Расход СНГ на 10–15% выше, чем бензина, из-за меньшей объемной теплотворности: 1 л бензина будет эквивалентен 1,1–1,15 м 3 СНГ, а в реальных условиях из-за падения мощности двигателя – 1,15–1,3 м 3 СНГ. При низкой температуре двигатель пускают на бензине, после прогрева водитель может переключиться на газ прямо из кабины. Переходить с одного вида топлива на другой можно на ходу.

Пропан-бутан тяжелее воздуха в 1,5–2 раза и при утечке скапливается у земли, создавая взрывоопасную и вредную для здоровья атмосферу. Поэтому газобаллонные автомобили хранят на открытых стоянках, а ремонтные зоны оснащают хорошей вентиляцией. Длительное вдыхание пропан-бутана не только малоприятно по причине меркаптанов, но и ведет к плохому самочувствию, вплоть до отравления.

Октановое число СНГ около 105, и, как утверждают, ни в одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Это утверждение не должно служить поводом для самоуспокоения, при определенной пытливости ума детонации можно добиться.

С учетом затрат на оборудование газовой аппаратурой, ее массы и меньшего запаса хода на одной заправке перевод автомобиля на СНГ остается выгодным благодаря цене. Локомотивом продвижения СНГ в массы были и остаются легковые автомобили и малотоннажные грузовички. Сжиженные нефтяные газы вырабатывают те же компании как побочный продукт производства жидкого топлива, что сказывается на количестве газовых заправок – компании заинтересованы в сбыте собственного продукта.

Что касается дизельных двигателей, то здесь пропан-бутан не имеет перспектив из-за нестабильности горения при высокой степени сжатия. Это основная причина, почему СНГ не прижились на дизелях. Но потенциал СНГ полностью еще не раскрыт.

Общая справка о метане

Под природными газами понимается метан СН4 – простейший углеводород без цвета и запаха. Метан – третий по распространенности газ во вселенной после водорода и гелия. О происхождении залежей природного газа в земной коре нет окончательного мнения, как и о происхождении нефти.

Природный газ содержит от 70 до 98% метана, остальное приходится на более тяжелые углеводороды: этан, пропан и бутан, а также неуглеводороды: воду, сероводород, углекислый газ, азот, гелий и другие инертные газы. Перед подачей в газотранспортную систему (ГТС) природный газ необходимо очистить и осушить, избавившись от воды, сероводорода, отделить тяжелые углеводороды и другие примеси. В магистрали пары воды могут конденсироваться или образовывать с газом кристаллические соединения – гидраты – и скапливаться на изгибах трубопровода, затрудняя продвижение газа. Сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования. В зависимости от состава природного газа применяют различные технологии осушки и разделения газов. Таким образом, остается чистый метан с незначительными примесями. Через ГТС метан поступает потребителям. Если ваше жилище подключено к газораспределительной системе, то на кухне в конфорке у вас горит именно метан. Этим же метаном после сжатия или сжижения заправляют газобаллонную технику.

Метан – газ без запаха, характерный аромат («При запахе газа звонить 09») ему придают меркаптаны, которые впрыскивают в газ перед закачкой в ГТС (16 г на 1000 м 3 ). Этот метод придумали для обнаружения утечек из ГТС, протяженность которой насчитывает тысячи километров. При утечке меркаптановая отдушка привлекает ворон, скопища которых легко обнаружить во время облета трубопровода на вертолете.

Метан в 1,6 раза легче воздуха и при утечке моментально улетучивается. Метан взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 до 17%. Самая взрывоопасная концентрация – 9,5%. Определить наличие в воздухе метана легко по меркаптановым ароматам. В местах природного образования метана, где невозможно его определить по запаху, например в шахтах, используют газоанализаторы. Первыми шахтными газоанализаторами были канарейки. Газобаллонную технику хранят на открытых стоянках, а закрытые ремонтные зоны оснащают принудительной вытяжной вентиляцией. На магистральном газе без какой-либо подготовки работают энергетические установки различной мощности, подключенные непосредственно к трубе.

Компримированные природные газы (КПГ)

Критическая температура метана составляет –82,3 °С, и его сжижение весьма затратно, поэтому метан как газомоторное топливо используется в основном в компримированном (сжатом) виде, при этом газ сокращается в объеме в 200–250 раз. К автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС) подводят газопровод и компримируют газ на месте. Сжимают, точнее, дожимают магистральный газ компрессором до 20 МПа и осушивают. На станции КПГ хранят в небольшом сосуде высокого давления, из которого газ закачивают в баллоны автомобиля. Что касается перевозки готовых КПГ, то для этого служат специальные газовозы, представляющие собой батарею баллонов, небольших по объ-ему в сравнении с цистерной для сжиженных газов, то есть перевозка готовых КПГ – занятие дорогое и специфичное. Подвод магистрального газа к заправочной станции необходим, что несколько затрудняет расширение сети газовых заправок. Сегодня в 58 регионах РФ действует 246 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС), заправляющих транспорт КПГ. Безусловным лидером национального газомоторного рынка является «Газпром» – в его собственности находится 210 АГНКС. Более 10 лет «Газпром» занимается популяризацией в России газомоторного топлива – АГНКС есть в 70% регионов, а не во всех, 246 АГНКС – это 1% на фоне всех АЗС на территории РФ, а безусловный лидер вводил в эксплуатацию по 2,1 АГНКС в год.

Высокое давление КПГ требует очень прочных, толстостенных, тяжелых баллонов. Но это еще не всё. На КПГ можно проехать в 3,5 раза меньшее расстояние, чем на СНГ при равных объемах газовых баллонов. Либо обвешиваться баллонами, либо часто заправляться – в этом основной недостаток КПГ, определяющий сферу его применения: вблизи заправки, а также типы двигателей, на них работающих.

Ввиду того, что нужно значительное пространство дляразмещения баллонов для КПГ, этот вид топлива представляет интерес для средне- и крупнотоннажных автомобилей и тракторной техники. Наибольший интерес сегодня представляют двухтопливные двигатели – газодизели, работающие на дизельном топливе и КПГ, именно из-за скудной инфраструктуры КПГ, чтобы было на чем доехать до заправки. Под второй вид топлива дизельный двигатель переделывается сравнительно просто и быстро, впрыск дизельного топлива в камеру сгорания служит для воспламенения горючей смеси. Производители газовой аппаратуры достигли соотношения расхода дизельного топлива и метана 20:80 на магистральных тягачах с топливной системой Common Rail и 30:70 на тракторной технике с ТНВД. Перевод машины на КПГ в 3–4 раза дороже, чем аналогичная операция с СНГ, тем не менее затраты окупаются примерно в течение года благодаря разнице в цене на газ и дизельное топливо.

Машиностроение предлагает и однотопливные двигатели на КПГ с пониженной степенью сжатия и искровым зажиганием. Надо понимать, что такие машины буквально цепью прикованы к заправке.

КПГ – отличное топливо для дизельного двигателя. Метан не образует отложений в топливной системе, не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, тем самым снижая трение и уменьшая износ двигателя. Метан сгорает полностью, не образуя твердых частиц и золы, вызывающих повышенный износ цилиндро-поршневой группы. Таким образом, использование природного газа в качестве моторного топлива позволяет увеличить срок службы двигателя в 1,5–2 раза. Метан экологичен: он дает очень чистый выхлоп. А главное, КПГ стоит втрое дешевле бензина и дизельного топлива, хотя на самом деле должен стоить еще меньше.

Сжиженный природный газ (СПГ)

При сжижении метан уменьшается в объеме в 600 раз – в этом главное преимущество сжижения, что определяет сферу его применения: автобусы, магистральные тягачи, карьерные самосвалы, то есть там, где топливные емкости должны занимать место по минимуму, а вмещать по максимуму. Один и тот же объем вмещает СПГ в три раза больше, чем КПГ.

Сжижение проходит при температуре –161,5 °С. Процесс энергозатратный и требует криогенного оборудования. Сжиженный метан хранится при температуре внутри термоизолированного сосуда от –160 до –196 °С. Необходима очень качественная термоизоляция. И точно так же, как с КПГ, пере­оборудуют дизельные двигатели в двутопливные. Автомобильное оборудование для СПГ отличается баллоном-термосом и испарителем, остальные узлы такие же.

Читайте также  Проверка юридической чистоты транспорта перед покупкой

Сжиженный метан распространен еще менее, чем сжатый. Некоторые автобусные парки строили у себя газовые заправки. Эти опыты до сих пор носят более экспериментальный характер.

Заключение

Когда возникают дискуссии о газомоторном топливе и его медленном распространении, всегда поднимается вопрос о том, что первично: парк газобаллонных автомобилей или сеть газовых заправок. Абсолютно понятно, что первична заправочная сеть. Отсюда вытекает извечный вопрос: кто виноват? Собственники заправочных сетей. Собственникам не интересно то, что интересно стране, ибо не видят они в том прибыли. Собственники и далее будут продолжать саботаж газификации транспорта.

Что делать? Единственным действенным средством борьбы с естественными монополиями и стимулирования экономики в целом остается национализация в первую очередь ПАО «Газпром», всех его дочерних предприятий и всех газораспределительных сетей. Негоже предприятиям, решающим экономические и социальные задачи в масштабах Российской Федерации, субъектов и частей субъектов Федерации, служить для удовлетворения амбиций узкого круга физических лиц. Регулирование тарифов на данном направлении не более чем паллиатив.

Какой газ используется в автомобилях в качестве топлива

Последнее обновление — 22 мая 2020 в 10:30

Основной альтернативой традиционному бензину или дизелю, является газомоторное топливо (ГМТ). Каким газом заправляют автомобили с ГБО, а также в чём отличие между ними вы узнаете из этой статьи.

Виды газового топлива

Условно ГМТ можно разделить по способу производства, агрегатному состоянию при использовании, хранении и транспортировке.

  • CNG (compressed natural gas) – компримированный (сжатый) природный газ (КПГ)
  • LPG (liquefied petroleum gas) – сжиженный нефтяной газ (СНГ)

Менее распространённые варианты:

  • LNG (liquefied natural gas) – сжиженный природный газ (СПГ)
  • CBG (compressed biogas) или LBG (liquefied biogas) – биотопливо.

Природный газ

Природным газом принято считать метан. Добывается он из недр земли через подземные или подводные (морские) скважины. В первоначальном варианте топливо содержит 75-98% метана (CH4), а также множество различных примесей:

  1. механические (грунт)
  2. водяной пар
  3. этан C2H6
  4. пропан C3H8
  5. бутан C4H10
  6. азот N2
  7. этан C2H6
  8. пентан C5H12 и другие (зависит от места рождения).

После добычи, сырье подвергается очистке от загрязнений, воды (осушка). Затем методом сепарации происходит отделение сероводорода и других компонентов.

Так как метан не имеет запаха, почувствовать его утечку не возможно. Для безопасности в газ добавляют специальную жидкость одорант (этантиол, этилмеркаптан C2H5SH) из расчета 16 грамм на 1000 м3.

Чистый метан по магистралям, с помощью компрессорных станций создающих давление в трубе, направляется к автомобильным газонаполнительным компрессорным станциям. На АГНКС голубое топливо компримируют (сжимают) до давления 200-220 атм. Таким образом, получается готовый к использованию CNG газ для автотранспорта (характеристики и требования к КПГ регулируются ГОСТом 27577-2000).

Существует ещё один более выгодный метод транспортировки метана. Очищенный природный газ пропускают через систему эжекторов, где при расширении его температура поэтапно понижается до температуры кипения -163°C, после чего метан переходит в сжиженное состояние. Основным преимуществом такого способа является уменьшение объёма газа в 600 раз.

Перевозку и хранение жидкого топлива осуществляют в специальных криогенных ёмкостях, которые, по сути, являются термосами. Цистерна объёмом 25 кубометров вмещает 10 тонн СПГ/LNG.

Затем у сжиженного природного газа может быть два пути:

  1. обратный перевод в газообразное состояние при помощи испарителей
  2. использование СПГ как топливо

Последний пункт является очень перспективным для автомобильного транспорта преимущественно коммерческого направления, из-за скопления в жидком метане огромного количества тепловой энергии при относительно низком давлении в криоёмкости (от 5-16 атм.).

Основные преимущества сжатого метана, как и СПГ – это их экономические и экологические показатели. К тому же природный газ легче воздуха, в этом смысле он менее опасен при утечке чем, например пропан. Однако газы метана являются токсичными (4 класс опасности).

Главным фактором медленного распространения CNG, является отсутствие достаточного количества автозаправочных станций. В настоящее время на территории России насчитывается, порядка 330 АГНКС не считая передвижных заправщиков (ПАГЗ), которые в основном применяются для нужд предприятий.

Техника и инфраструктура под LNG только начинают появляться, поэтому более широкое применение на авто пока имеет КПГ.

Сжиженный нефтяной газ

Ввиду доступности и пониженных требований к конструкции баллонов, ещё большее распространение в качестве газомоторного топлива получил состав пропана (C3H8) с бутаном (C4H10).

Пропан-бутановую смесь выделяют из добытого газоконденсата, а также при извлечении и глубокой переработке нефти. При нефтеперегонке образуется так называемый попутный нефтяной газ (ПНГ), из него отделяют сжиженный углеводородный. Затем происходит разделение СУГ на составляющие компоненты, один из которых — это сжиженный нефтяной газ. Для разных сфер применения СНГ бывает:

  • СПБА — смесь пропана-бутана автомобильная
  • ПА — пропан автомобильный
  • ПТ – пропан технический
  • ПБТ – пропан-бутан технический.

Пропан тяжелее воздуха, поэтому при утечке может скапливаться в нишах и закрытых помещениях (смотровая яма, гараж). Взрывоопасность паров ПБ в воздухе 2,3-9,5 % при нормальном давлении и температуре 20°C, метана 5-15%. СНГ малотоксичен.

LPG топливо имеет температуру кипения -43 градуса по Цельсию, при её превышении и атмосферном давлении горючее переходит в парообразное состояние. Избыточное давление паров составляет 16 атм (при температуре 45°C). В сжиженном состоянии объём СПБ уменьшается до 250-300 раз, концентрируя большое количество энергии.

Согласно ГОСТу 52087-2003 ПА должен содержать 85% пропана (±10%), СПБА 50% (±10%). Топливо, как и метан, подвергается одоризации (за исключением правил указанных ГОСТом).

Применение технического пропана и смеси ПТ, допустимо в качестве моторного топлива автомобиля, во всех климатических зонах с температурой окружающей среды до -20°C.

Октановое число пропана 105, у метана 110. По сравнению с бензином после сгорания СНГ и КПГ топлива, вредные выбросы снижаются до 10 раз.

Биотопливо

Биогаз — по сути тот же метан, полученный из растительного, животного сырья, а также различных органических отходов. CBG/LBG обладает схожими характеристиками.

Основное преимущество биометана заключается в том, что его производство никак не связано с добычей природных ископаемых. Генерируют его искусственным путём в специальных реакторах. Процесс происходит за счёт естественной жизнедеятельности бактерий . После очистки газа от сероводорода получается топливо с содержанием метана до 98%.

Применение биогаза как ГМТ актуально для сельскохозяйственных предприятий и перерабатывающих отходы организаций.

Что такое :: Сжиженный газ как вид топлива для автомобиля

Сейчас во всем мире сжиженный газ производят и используют как высококачественное бытовое и промышленное топливо, что является следствием основных его преимуществ. А именно..

Сейчас во всем мире сжиженный газ производят и используют как высококачественное бытовое и промышленное топливо, что является следствием основных его преимуществ. А именно: возможность существования сжиженного газа при температуре окружающей среды и умеренных давлениях как в жидком, так и газообразном состоянии. В жидком виде эти газы легко перерабатываются, хранятся, транспортируются, а в газообразном — имеют лучшую, чем природный и искусственные газы, характеристику сгорания при отсутствии вредных примесей.

Двигатели внутреннего сгорания, работающие на газовом топливе, начали разрабатываться гораздо раньше бензиновых и дизельных, однако широкое применение в автомобильной сфере они стали находить только в последние годы. Тем более что перевод двигателя на газ не исключает возможность его эксплуатации на бензине. Причем переключение двигателя с одного вида топлива на другое происходит прямо в салоне машины.

Газовое топливо обладает многими преимуществами перед традиционным жидким. Пожалуй, самое главное из таких преимуществ для рядового автолюбителя — это низкая стоимость газа. Поэтому, даже притом, что один и тот же двигатель расходует газа несколько больше, чем бензина, использование газового топлива оказывается весьма выгодным. Одним из приятных особенностей газового топлива является тот факт, что после опустения топливного баллона машина будет в состоянии проехать еще 2-4 км.

В качестве автомобильного горючего используются два вида газового топлива — сжиженный нефтяной, или углеводородный, газ и сжатый компримированный газ. Сжиженный газ, используемый как автомобильное топливо, в основном состоит из пропана (С3Н8), газовой смеси бутана (С4Н10), получаемых при добыче природного газа и нефти, а также на различных стадиях ее переработки на заводах. и (около 1%) непредельных углеводородов. Их химические и физические свойства обеспечивают достаточную мощность и эффективной работы двигателя.

Сжиженный или сжатый газ?

Следует отличать сжиженный и сжатый газ. Сжатый газ — это, в основном, метан, сохраняющий свое газообразное состояние почти при любой температуре и при любом повышении давления.

Сжиженный газ пользуется наибольшей популярностью у владельцев легковых автомобилей. Переоборудовать автомобиль для работы на сжиженном газе проще и дешевле, чем для работы на сжатом. Сжиженный газ находится в баллоне под относительно небольшим давлением — 16 атмосфер, а высокая степень разреженности сжатого газа требует увеличить этот показатель в 12-15 раз. Поэтому для использования сжатого газа необходимы более громоздкие и тяжелые заправочные баллоны с более толстыми стенками. При этом пробег автомобиля, работающего на сжатом газе, от одной заправки вдвое меньше пробега авто, на котором установлено оборудование для сжиженного газа. Однако сжатый газ также употребляется в качестве автомобильного горючего, поскольку запасы метана в природе очень велики и себестоимость этого вида топлива небольшая. Машины, работающие на сжатом газе — это, в основном, грузовые автомобили и автобусы, используемые предприятиями. Кроме себестоимости, у сжатого газа есть и другие положительные отличия: он менее взрывоопасен, нежели сжиженный, так как очень легок и при утечке не скапливается на открытом пространстве; сжатый газ, сгорая, образует более чистый выхлоп; при использовании сжатого газа не нужно сливать периодически образующийся конденсат, обладающий неприятным запахом.

Свойства сжиженного газа

LPG или сжиженный газ, побочный продукт очищенной сырой нефти, является газом в комнатной температуре и давлении, и жидкостью в давлении 2Па. Плотность жидкой фазы газа зависит от температуры, с увеличением которой плотность уменьшается. При нормальном атмосферном давлении и температуре 15°С, плотность жидкой фазы пропана составляет 0,51 кг/л, бутана — 0,58 кг/л. Паровая фаза пропана тяжелее воздуха в 1,5 раза, бутана — в 2 раза. Температура кипения бензина выше температуры окружающей среды, а сжиженный газ испаряется при более низких температурах. Это означает, что бензин в баке находится, как правило, в жидком состоянии при атмосферном давлении, а сжиженный газ в баллоне — при давлении, соответствующем температуре окружающей среды.

Читайте также  Отзывы об использовании роботизированной коробки передач

Марки сжиженного газа

Существует две марки сжиженного нефтяного газа (ГСН): ПА — пропан автомобильный и ПБА — пропан-бутан автомобильный.

Показатель ПА-пропан автомобильный ПБА-пропан-бутан автомобильный
Массовая доля компонентов, %:
метан и этан Не нормируется
пропан 90±10 50±10
углеводороды С4 и выше не нормируется
непредельные углеводороды 6
объем жидкого остатка при +40’С отсутствует
при +45’C, не более 1,6
при — 20″C, не менее 0,07
при -35’C, не менее 0,07
в том числе сероводорода, %, не боле 0,01
Массовая доля серы и сернистых соединений,%, не более 0,01
Содержание свободной воды и щелочи Отсутствует

Марка газа ПБА допускается к применению во всех климатических районах при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С. Марка ПА используется в зимний период в тех климатических районах, где температура воздуха опускается ниже -20°С (рекомендуемый интервал -20°С…-25°С). Пропан остается в жидком состоянии при температуре ниже -42 градуса, для бутана эта температура составляет -0,5 °С. В весенний период времени с целью полной выработки запасов сжиженного газа марки ПА допускается ее применение при температуре до 10°С. Более высокая температура может привести к нежелательному повышению давления в газоподающей системе автомобиля и ее разгерметизации.

Преимущества сжиженного газа

Октановое число

Октановое число газового топлива выше, чем бензина, поэтому детонационная стойкость сжиженного газа больше, чем бензина даже самого высшего качества. Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия. Среднее октановое число сжиженного газа — 105 — недостижимо для любых марок бензина. При этом скорость сгорания газа немного меньше, чем у бензина. Это снижает нагрузки на стенки цилиндров, поршневую группу и коленчатый вал, позволяет двигателю работать ровно и тихо.

Диффузия

Газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише. Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше.

Давление в баллоне

Сжиженный газ отличается от других видов автомобильного топлива наличием паровой фазы над поверхностью жидкой фазы. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем. Давление в баллоне зависит от давления насыщенных паров, которое в свою очередь зависит от температуры жидкой фазы и процентного соотношения пропана и бутана в ней. Давление насыщенных паров характеризует испаряемость ГСН. Испаряемость пропана выше чем бутана, поэтому и давление при отрицательных температурах у него значительно выше.

Выхлоп

При горении, выделяется меньшее количество углеродистых и азотных окисей и несожженных углеводородов чем бензин или дизельное топливо, без выделения ароматических углеводородов или диоксида серы.

Примеси

Качественное газовое топливо не содержит таких химических примесей, как сера, свинец, щелочи, которые усиливают коррозирующие свойства горючего и разрушают детали камеры сгорания, систему впрыска, лямбда-зонд (датчик, определяющий количество кислорода в топливной смеси), каталитический нейтрализатор выхлопных газов.

Недостатки сжиженного газа

Взрывоопасность

При испарении 1 л сжиженного газа образуется около 250л газообразного. Таким образом, даже незначительная утечка может быть очень опасной, так как объем газа при испарении увеличивается в 250 раз.

Этот недостаток может проявиться при неправильной установке газобаллонного оборудования или несоблюдении автовладельцем правил эксплуатации такой аппаратуры. Для возгорания газа необходима более высокая концентрация этого вещества в воздухе, чем бензина. Однако повышенная летучесть газа позволяет опасному количеству накапливаться быстрее и в больших объемах. В движущемся автомобиле такая концентрация возникнуть не может, но в любом случае, при обнаружении характерного запаха водителю следует перекрыть подачу газа в двигатель и продолжать движение на бензине. Ставить при обнаружении утечки газа машину в гараж недопустимо.

Проверить герметичность газобаллонной аппаратуры можно, нанеся кистью мыльный раствор в места соединений трубопроводов. Если в таких местах появляются мыльные пузыри — автомобилю прямой путь на сервисную станцию. Ремонтировать газовое оборудование самостоятельно запрещается. Каждые два года установленная на машине газобаллонная аппаратура должна проходить освидетельствование специалистов. Исправное газовое оборудование полностью герметично. На каждом трубопроводе, отходящем от баллона, устанавливаются как минимум три независимых друг от друга запорных устройства.

Одорация

Поскольку газ не обладает запахом, то для определения негерметичности системы в газ добавляются в определенной пропорции особые вещества – меркаптаны. По своей химической структуре они похожи на алкогольные вещества, общая формула которых R-SH. Наличие этих веществ даже в небольших количествах чувствуется благодаря их неприятному запаху – если в закрытом автомобиле есть запах «газа», значит, система негерметична, и эксплуатировать такой автомобиль небезопасно. Сернистые соединения одоранта и самого газа снижают долговечность работы редуктора вследствие интенсивного старения мембран, резиновых уплотнений и вызывают коррозию трубопроводов.

Заправка топливного баллона

Полностью заполнять топливный баллон газом нельзя, поскольку даже небольшой рост окружающей температуры ведет к существенному повышению давления в баллоне. Поэтому при заправке топливного резервуара на 80% специальное устройство газовой аппаратуры автоматически перекрывает заправочный канал.

Нежелательная эксплуатация в условиях жаркого климата

Жаркий климат — не лучший для эксплуатации автомобилей на газовом топливе. В таких условиях, чтобы уменьшить давление в топливном резервуаре, баллон надо немного «выездить», прежде чем машина будет поставлена на стоянку.

Снижение мощности

По причине более низкой теплоты сгорания газово-воздушной смеси по сравнению со смесью воздуха и жидкого топлива наблюдается некоторое падение мощности двигателя — примерно на 10%. Однако существенного влияния на динамические характеристики автомобиля это не оказывает и, к тому же, это можно частично устранить, если установить угол опережения зажигания на 3-5° раньше.

Травмоопасность

Сжиженный газ, попав на кожу человека при низкой температуре воздуха, может вызывать обморожение.

Кроме всего вышесказанного можно отметить необходимость более частой замены воздушных фильтров. Детали для газобаллонного оборудования пока найти труднее, чем для системы питания жидким топливом. Топливный резервуар занимает некоторую часть багажника. Наконец, у машины, работающей на газе, иногда возникают проблемы с запуском холодного двигателя.

Достоинства и недостатки сжатого природного газа (СПГ). Требования к сжатому природному газу для газобаллонных автомобилей по ГОСТ 27577-87(27577-2000)

У природного газа есть преимущества перед нефтью и углем, он горит чисто, не производя побочных продуктов за исключением углекислого газа и воды, таким образом, он не вызывает ту же самую степень загрязнения воздуха, как другое ископаемое топливо. Он не производит шлак, который получается при сжигании угольного топлива. Природный газ может стать замечательной альтернативой бензину, в качестве топлива для автомобилей, грузовиков. Большинство автомобилей на природном газе используют другую технологию для заправки, она почти идентична процессу заправки бензином. Некоторые автомобили могут использовать и бензин и природный сжатый газ. Автомобили на природном газе не испытывают никаких трудностей, так как они попадают под экологические стандарты из-за их низкой эмиссии при сгорании газа. Много лет природный газ был более дешевым чем бензин. Много городов преобразовали муниципальный и служебный транспорт для использования природного газа, это хорошо подходило в качестве топлива, так как они не передвигались на большие расстояния, где могли отсутствовать заправки газа.

Недостатки природного газа.

Природный газ трудно транспортировать и хранить, но современная технология по большей части исчерпала эту проблему. Одна из причин, по которой природный газ не совершенная замена для нефти, это ограниченное количество залежей. По действующим потребностям в газе, его запасы иссякнут через сорок — девяносто лет. Автомобили на природном газе не стали широко распространенными, потому что преобразовать автомобили с бензиновым двигателей для использования природного газа относительно дорого, количество станций заправки природным газом мало, и такие автомобили не могут путешествовать на большие расстояния без дозаправки.

Природный газ это самое чистое ископаемое топливо. Его сгорание не выпускает пепла и производит минимум углекислого газа и других углеводородов и очень небольшое количество окисей азота и двуокиси серы. Автомобили на природном газом, испускают на 90 процентов меньше угарного газа и 25 процент меньше углекислого газа чем у бензинового автомобиля. Природный газ все более и более распространен как топливо для электростанций и заводов. Электростанции на природном газе, производят гораздо меньше эмиссии чем в отличии от угольных.

Сгорание природного газа не способствует значительному формированию смога. Сгорание природного газа испускает углекислый газ, который считают парниковым газом, который способствует глобальному потеплению. С другой стороны природный газ производит на 30 процентов меньше углекислого газа чем сгорание нефти и на 45 процентов меньше углекислого газа чем при сгорании угля.

На экономическом уровне стоимость использования сжатого газа значительно выгодна. Усовершенствование технологий LNG означает, что газ становится менее дорогим для хранения и транспортировки, и методов сжижения (превращения газа в жидкость). Постоянно улучшаются методы обнаружения и извлечения природного газа из земли. Природный газ может изменить способ, которым люди получают энергию для своих потребностей. В двадцать первом столетии природный газ — незначительное топливо по сравнению с бензином, но у газа есть потенциал и перспектива. Если электростанции переключаются на использование природного газа в течение лета, когда спрос на природный газ является самым низким, они могли бы уменьшить количество выхлопных газов и улучшить качество воздуха. Используя природный газ вместо другого ископаемого топлива поможет уменьшить эмиссию макро-частиц и кислотный дождь. Поскольку люди больше стали предавать значение экономии топлива, они могут использовать автомобили на природном газе, тогда они станут широко доступными и менее дорогими.

  • — низкая стоимость;
  • — повышенный уровень безопасности;
  • — сниженный уровень выбросов вредных веществ в атмосферу;
  • — увеличение срока службы масла;
  • — продление сроков изнашивания двигателя;
  • — снижение теплотворной способности газо-воздушной смеси.
  • — возможное возникновение неровности работы двигателя;
  • — усложнение пуска холодного двигателя в мороз;
  • — ухудшение динамических характеристик автомобиля;
  • — увеличение массы машины и снижение ее грузоподъемности;
  • — увеличение трудоемкости технического обслуживания и ремонта двигателя.
Читайте также  Типичные повреждения автомобиля после зимнего сезона

Природный топливный компримированный газ получают из горючего природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам или городским газовым сетям, компримированием и удалением примесей на газонаполнительной компрессорной станции (ГНКС) по технологии, не предусматривающей изменения компонентного состава и утвержденной в установленном порядке.

По физико-химическим показателям газ должен соответствовать требованиям и нормам:

Избыточное давление газов момент окончания заправки баллона должно соответствовать ТУ на ГНКС и ТУ на газобаллонные средства заправки.

Температура газа, заправляемого в баллон, может превышать температуру окружающего воздуха не более чем на 15°С, но не должна быть выше 333 К (60°С).

Газ по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности поГОСТ12.1.007.

Газ относится к группе веществ, способных образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Концентрационные пределы воспламенения газа (по метану) в смеси с воздухом при температуре 293 К (20°С) и нормальном давлении:

  • — нижний — 5%(по объему);
  • — верхний — 15%(по объему).

Для газа конкретного состава концентрационные пределы воспламенения определяют в соответствии с ГОСТ12.1.044.

Категория и группа взрывоопасной смеси IIA-T1 — по ГОСТ12.1.011.

Максимальное давление взрыва смеси газа с воздухом, находящейся при абсолютном давлении 0,1013 МПа и температуре 293 К (20°С), равно 0,72 МПа (по метану).

Для тушения при возгорании газа должны применяться углекислотные, пенные или порошковые огнетушители, песок или земля, асбестовая кошма или специальные огнетушащие газы и другие средства в соответствии с технологическим регламентом АГНКС.

При производстве, хранении, транспортировании и использовании газа необходимо соблюдать требования безопасности, предусмотренные Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, и Правилам и технической эксплуатации и безопасного обслуживания оборудования автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС).

Меры и средства защиты работающих от воздействия газа, требования к личной гигиене работающих, оборудованию и применению регламентируются Правилами безопасности в нефтегазодобывающей промышленности и Правилами безопасности в газовом хозяйстве, а также Правилами технической эксплуатации и безопасного обслуживания оборудования АГНКС. Предельно допустимая концентрация (ПДК) углеводородов газа в воздухе рабочей зоны недолжна превышать 300 мг/м 3 в пересчете на углерод (ГОСТ12.1.005).

Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны 10 мг/м 3 ,сероводорода в смеси с углеводородами С1С5 до 3 мг/м 3 .

Сжатый или сжиженный? Каким газом лучше заправлять машину и когда

На седельном тягаче Iveco Stralis NP, двигатель которого работает на сжиженном природном газе, показан результат, занесенный в Книгу рекордов России: на одной заправке автомобиль преодолел 2008 километров от Санкт-Петербурга до Перми. Это при запасе хода «по пас­порту» в 1600 км.

В том, что использование компримированного, то есть сжатого природного газа (CNG) или сжиженного природного газа (LNG) экономически выгодно, сомнений нет. Во всяком случае, исходя из цены на само топливо. Так, при розничной стоимости солярки чуть меньше 50 рублей за литр и при расходе 26 л/100 км за пробег на те же 100 км придется заплатить почти 1300 рублей. А при использовании LNG ценой 29 рублей за литр на тот же маршрут потребуется 24 кг сжиженного газа общей стоимостью менее 700 рублей. Почти в два раза выгоднее! А установленный рекорд доказывает, что экономичное вождение на грузовике с двигателем, работающим на газовом топливе, штука вполне реальная. Особенно на таком автомобиле, как Iveco Stralis, и при соответствующем опыте водителя. Неслучайно в Европе процент использования в коммерческом транспорте природного газа, как CNG, так и LNG, весьма высок. У нас в стране тоже есть примеры перспективного партнерства, например «Ивеко Руссия» и «Газпром СПГ технологии». Значит, тема весьма и весьма перспективна. Но все ли в этом вопросе так просто?

Обязательная для регистрации рекорда процедура: представитель Книги рекордов России опломбирует бак перед стартом.

ГАЗ, КОТОРЫЙ МЫ ВЫБИРАЕМ

В России Iveco предлагает с двигателями, работающими на сжиженном газе, две модели — Stralis и Daily, причем в качестве топлива для последней используется только CNG. Что касается тяжелых грузовиков, то вот что о выборе газа говорит бизнес-директор «Ивеко Руссия» Роберто Каматта: «Все зависит от плеча перевозок. Если маршрут грузовика регулярно превышает 1000 километров, то эффективней двигатели, работающие на LNG. Если плечо значительно короче, то предпочтительнее использование CNG. Кроме того, нужно учитывать маршруты перевозок в плане наличия на них заправок». Возможно, в этом случае наиболее перспективными будут автомобили с комбинированной топливной системой?

«Первые 25 проданных Iveco как раз и имели комбинированные моторы с индексом CLNG, — поясняет Каматта. — Но сейчас мы стараемся разграничить использование различных видов природного газа». Тему продолжил председатель совета директоров ООО «Газпром СПГ технологии» Алексей Кахидзе: «Что касается комбинированных двигателей, то в них есть и плюсы, и минусы. Во-первых, маленький 8‑литровый двигатель, стоящий на Iveco, не слишком дружелюбен к повышенному тоннажу, а езда с перегрузом у нас часто практикуется. Во-вторых, нужно обеспечить достаточное количество заправочных комплексов. Сейчас этот вопрос решается конкретными маршрутами, используемыми корпоративными клиентами. В основном эти комплексы размещаются на трассах. Главный плюс состоит в том, что, например, в черте города, где есть достаточное число заправок, можно двигаться на компримированном газе, а уже за городом, при перевозках на небольшие расстояния, использовать LNG». Правда, наша любовь к перегрузам, о которой говорилось выше, и в этом случае сделает плюс не столь очевидным. «Если Iveco предложит 13‑литровый двигатель, работающий на комбинации сжиженного и компримированного газа, то такой автомобиль наверняка будет востребован на городских и ближайших загородных перевозках», — считает Алексей Кахидзе.

Бизнес-директор Iveco Роберто Каматта.Председатель совета директоров ООО «Газпром СПГ технологии» Алексей Кахидзе.Комплекс по производству СПГ в Пермском крае.

И СНОВА О ДЕНЬГАХ

Разумеется, любой руководитель, приобретающий грузовик, в первую очередь думает о его рентабельности. Все начинается с цены самого автомобиля, которая у машины с двигателем, работающим на природном газе, выше, чем у аналога с дизельным мотором. Но только в этом грузовики Iveco, использующие CNG и LNG, экономически проигрывают собратьям с дизельными моторами. Во всяком случае, именно так считают и Алексей Кахидзе, и Роберто Каматта. Вот цифры и факты, которые они привели. Экономия по топливу достигает 40 %. Межсервисные интервалы и стоимость обслуживания газовой аппаратуры практически ничем не отличаются. Но тут нужно привести пару ремарок, сделанных Кахидзе: «При расчетах стоимости владения не стоит забывать о человеческом факторе. Например, экономичность во многом зависит от манеры вождения. Что касается технического обслуживания, то большое значение имеет качество топлива, которое заводы поставляют на заправочные комплексы. Качество, в свою очередь, зависит от состояния оборудования, мощностей производства и технологий, которыми располагают предприятия». Действительно, без учета всего вышесказанного сложно рассчитать время до очередного технического обслуживания. С другой стороны, все то же самое относится к обслуживанию и дизельных, и бензиновых двигателей. Так что в этих пунктах паритет. «Если говорить о совокупной стоимости владения относительно наших моделей, то мы закладываем 10–15 % прибыли», — дополняет Роберто Каматта.

Криогенная АЗС в деревне Карагай.

В разговоре о двигателях, работающих на природном газе, вскользь прозвучала тема экологии. А ведь это, как бы ни пафосно это звучало, наше будущее. В принципе, спрос на автомобили, работающие на природном газе, в России есть: с 2019 года только Iveco продала здесь около двух сотен автомобилей (в основном Stralis), двигатели которых работают на CNG и LNG. И это лучший результат среди европейских производителей. Вот только водители не очень-то рвутся за руль этих прекрасных во всех отношениях грузовиков. Все тот же человеческий фактор. Во-первых, для заправки 250 кг сжиженного газа в бак грузовика сегодня требуется минимум 15 минут, а у водителя время — это деньги. Кроме того, персонал, работающий на таких заправках, не всегда имеет должный уровень профессионализма, а значит, в процесс приходится включаться самому водителю. Во-вторых, у него, водителя, исключается возможность дополнительного заработка за счет сэкономленной солярки. Да и самих заправок пока еще не так много, как хотелось бы. Правда, новые криогенные заправочные комплексы все-таки открываются с завидным постоянством. «Сейчас, заправляясь на КриоАЗС, можно проехать по маршруту КНР — Москва. Правда, через Казахстан. Да и по основным трассам можно проложить подходящий маршрут», — говорит Алексей Кахидзе. Но есть и еще одна проблема: сжиженный газ без потерь не может храниться в резервуаре более 120 дней, а оптимальный срок хранения в среднем и вовсе составляет 30 дней. Поэтому на станциях вынуждены размещать еще и установки, делающие из сжиженного газа компримированный, который можно использовать для заправки городского транспорта. Но с увеличением числа грузовиков, работающих на LNG, и эта проблема перестанет быть актуальной. Таким образом, перспективы «газового будущего» выглядят вполне оптимистично. А очередной рекорд, установленный на Iveco, может быть этому подтверждением.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: