Сжиженный газ на сегодняшний день находится в списке самых распространённых альтернативных видов топлива. Впрочем, во многих местах газ – вовсе не альтернативный вариант топлива: в определённых районах Индии, в некоторых регионах США, да даже в РФ сжиженный газ применяют не только для отопления, но и для приготовления пищи. Вы пользуетесь сжиженным газом, когда готовите в походах на природе, или используете гриль.
Сжиженный газ славится своей эффективностью и универсальностью, является весьма привлекательным источником энергии для тех людей, кому надоели большие счета за отопление, регулярное увеличение цен на газ. Поговорим о том, каким образом получают сжиженный газ, для чего его применяют и каким образом можно переделать свой автомобиль, чтобы он смог функционировать на этом более дешёвом и лёгком топливе.
Что собой представляет сжиженный газ?
Существует два вида газа, которые можно хранить под умеренным давлением в жидкой форме: бутан и пропан. Есть также изобутан – его химическая формула также проста, как и у бутана, но химическая структура другая. Чаще всего, изобутан и бутан смешиваются в разных пропорциях – в зависимости о того, в каких целях нужно использовать топливо. Пропан является практичным топливом, точка кипения составляет минус 42 градуса. То есть, даже при низких температурах данный газ испаряется моментально – сразу после того, как его извлекают из герметичного контейнера.
Всё это говорит о том, что топливо может сгорать полностью – не нужны разные приборы для выпаривания, для смешивания с воздухом. Вполне достаточно обычного выпускного отверстия. Точка кипения бутана составляет минус 0,6 градусов, это говорит о том, что испарения при низких температурах не происходит. Именно поэтому применение бутана более ограниченное, в чистом виде его почти не используют – лишь совместно с пропаном.
Приблизительного 450 грамм пропана требуются для того, чтобы получить 21548 BTU энергии (где 1 BTU составляет 0,252 ккал). Бутан же производит при том же количестве 21221 BTU.
Поговорим о том, откуда сжиженный газ берётся.
Метан и этан
Иногда к сжиженным газам относят всякий горючий газ, который при нормальным давлении и температуре находится в газообразном состоянии – то есть, речь идёт о газах с высокой точкой кипения, которая максимально соответствует средней температуре атмосферы нашей планеты. Опираясь на всё вышесказанное, можно сделать вывод – метан и этан являются жидкими газами. Однако, согласно информации из различных энциклопедий, давление, которое требуется для того, чтобы разжижать метан и этан, а также объём металла, который нужен для того, чтобы поддерживать газ под давлением, делает их применение невыгодным с экономической точки зрения.
Сжиженный газ – источники
Сжиженный газ (как и природный газ, как и нефть) – это ископаемое топливо. Добывать газ могут из природного газа или нефти посредством рафинирования – то есть, примерно также, как получают из неочищенной нефти бензин. Впрочем, многие энергетические компании всерьёз сжиженным газом не занимаются, хотя и производят его – так как он является подобным продуктом от переработки иных видов топлива.
В случае, когда энергетическая компания занимается добычей природного газа из земли, практически всегда речь идёт о метане. Все сжиженные газы, которые остаются, отделяются от метана до того момента, как он поступит сначала в трубопроводы, а после – в наши дома. Примерно 1-3% — такой объём сжиженных газов, который получается из природного газа.
Из неочищенной нефти сжиженный газ также получают. При процессе переработки производственный выход сжиженных газов составляет около трёх процентов, а если НПЗ переоборудовали для того, чтобы сконцентрироваться на добыче сжиженного газа, этот показатель может возрасти до 40%. Применение сжиженного газа – ещё одна интересная тема, которая волнует многих людей. Поговорим об этом подробнее.
Сжиженный газ – открытие
Сначала газовая промышленность испытывала проблемы с примесями, которые содержатся в газе. Бутан и пропан испарялись легко, создавали более высокое давление паров в процессе хранения и при транспортировке. Изначально решили, что нужно просто «выветривать» природные газы – за счёт этого сжиженный газ просто бы испарился и ушёл в атмосферу. Но один учёный и изобретатель, доктор Вальтер Снеллинг, который трудился в Геологической службе США, начал эксперименты в 1910 году – предметом экспериментов стала конденсированная форма этих веществ, которые на тот момент имели статус «ненужных». Образцы пропана и бутана были созданы к 1911 году, также была представлена система хранения, распределения данных видов топлива. Учёный к 1913 году получил патент на собственный метод получения жидких газов.
Универсальное топливо – сжиженный газ
Хранить сжиженный газ очень просто, он совершенно безопасен, за счёт этого является мобильным. Спектр применений сжиженного газа также велик – возможно, вы уже встречались с некоторыми из них. К примеру, одноразовые зажигалки – в них используется сжиженный газ: смесь изобутана и бутана. Кроме того, при эксплуатации газовых бытовых баллонов мы также сталкивается с сжиженным газом (как и при использовании газовых походных горелок). Если рассматривать многоразовые бытовые баллоны, в них используют пропан, кроме того, данный газ идеально подходит для подогрева баков с холодной водой, его часто применяют для разведения огня в печах, которые есть в «домах на колёсах». Данный газ также может заставить функционировать морозильники и холодильники.
Небольшие баллоны, в которых содержится пропан, можно приобрести почти что в любом бытовом магазине. У баллонов стандартные выпускные отверстия, так что их можно легко крепить к фонарям, походной плитке, не слишком крупным водонагревателям и некоторым иным приспособлениям. Пропан помогает человеку в любой ситуации, когда ему требуется топливо. На судах можно найти сжиженный газ, как и в сельских районах, охотничьих домах, на садовых участках, где услуги энергетических компаний не предоставляются. В Индии, к примеру, в некоторых городах отсутствует качественный природный газ и прочее топливо, здесь сжиженный газ – основной товар, который представлен на энергетическом рынке.
Для приготовления пищи и отопления вместо угля и нефти применяют пропан. Сжиженный газ можно применять не только для бытовых нужд и отдыха. Разные промышленные отрасли применяют его, как источник тепла для обработки керамики, стекла, металлообработки. Промышленным газом заправляются многие промышленные погрузчики, ведь газ способен дать достаточное количество энергии, чтобы рабочие могли осуществить подъём тяжёлых грузов, при этом совсем не обязательно выбрасывать дым, прочее вещества, которые будут загрязнять замкнутое пространство складов. Кроме того, набирает популярность применение сжиженных газов в рамках автомобильной индустрии. Автомобили, разработанные или переоборудованные для функционирования на сжиженном газе, становятся всё более востребованными. Чуть подробнее об этом мы поговорим чуть ниже.
Сжиженный газ и автомобили
Согласно информации от WLPGA(Всемирной Ассоциации сжиженных газов), примерно 9 миллионов машин в 38 государствах мира работают на сжиженном газе. Эта идея не является революционно новой – автомобили, которые могут функционировать на пропане, созданы уже несколько десятков лет назад. Положительная сторона данного подхода в том, что выбросы сокращаются – на 50% меньше выделяется окиси углерода, если сравнивать с бензиновым топливом, углеводородов меньше на 40%. Кроме того, на 50% меньше озона и на 35 – окиси азота. Сжиженный газ, который используют в автомобилях, может стоить дешевле, чем бензиновое топливо. Кроме того, газ – высокооктановое топливо, потребителям предлагается производительность, сопоставимая с дизельным топливом и бензином.
Многие собственники утверждают, что машина, которая использует ГБО (газобалонное оборудование), работает более гладко – за счёт этого износ компонентов двигателя происходит гораздо медленнее.
Самый лёгкий способ начать использование пропана – приобрести автомобиль, который может ездить на газе. Круг производителей такой техники достаточно широк – в том числе можно отметить серьёзные американские автомобильные компании – Форд, Дженерал Моторс, а также Daimler-Chrysler: они уже сегодня в некоторым моделях предлагают возможность использования сжиженного газа в качестве топлива.
Но, практика такова – в салонах данные автомобили вы вряд ли найдёте, их необходимо заказывать. Как правило, заводских моделей, которые могут ездить на сжиженном газе, нет – эта опция подключается на заводе. Примеры машин, которые приспособлены к функционированию на сжиженном газе — ToyotaCamry, FordCrownVictoria, Ford F-150, DodgeRam, ChevroletCavalier.
Редко (обычно в Европе) делают машины, которые могут функционировать только на газе. Двигатель сделан таким образом, что может работать максимально эффективно на пропане – за счёт этого детали изнашиваются медленнее, пробег техники увеличивается. Впрочем, потребителей ещё пугает то, что сегодня пока что сложно отыскать газозаправочные станции. Именно поэтому многие машины, которые могут работать на сжиженном газе, обладают двойной топливной системой – есть два бака: один для пропана, другой для бензина.
Система сама переключается с одной на другую по мере необходимости, за счёт чего обладатели автомобиля могут всегда использовать дешёвый и экологически чистый пропан, если он доступен. Если же нет – бак всегда можно заполнить бензиновым топливом на ближайшей автомобильной заправке. Трудно ли на самом деле отыскать газозаправочную станцию? Если честно – ничего сложного в этом нет. В отличие от прочих альтернативных разновидностей топлива (того же водорода, к примеру), уже есть надёжная и большая инфраструктура для машин, которые функционируют на пропане.
Преобразование автомобилей для работы на сжиженном газе
Чтобы преобразовать автомобиль для работы на газе, необходимо идеально знать все автомобильные системы. Некоторые фирмы предлагают специальные наборы, в которых уже есть всё необходимое для того, чтобы выполнить трансформацию. Если у вас в этой области нет достаточных знаний, обязательно нужно отыскать опытного механика. Хоть пропан и является безопасным, если систему поставить неправильно, с техникой безопасности могут возникнуть серьёзные проблемы.
Самый первый шаг к использованию сжиженного газа в собственном автомобиле – выбор подходящего бака. Чаще всего, на машину ставят двухтопливную систему, то есть, старую систему отключать не нужно – добавляют вторую новую. Бак для пропана в багажнике автомобиля займёт определённое место. Современные баки могут иметь вид «пончика» или «торпеды». Чаще всего, баки, выполненные в форме торпеды, отличаются большой вместительностью, но и места в машине им требуется больше.
Баки, форма которых «пончик», могут быть установлены точно туда, где обычно находится запасное колесо. Размер такого бака более маленький, но запаску придётся переносить в другое место. Если автомобиль большой, на него можно поставить сразу несколько баков – это позволит значительно увеличить вместительность. После того как установка бака произведена, в кузове машины необходимо выполнить отверстие – чтобы произвести заправку газом. Как правило, отверстие делается около горловины бензобака или с тыльной части кузова.
Чтобы добиться идеального расположения, потребуется минимум трубок, чтобы выполнить соединение к баку. Топливные трубки, сами по себе, выполнены из меди – за счёт этого они являются гибкими, что при подсоединении очень важно. Кроме того, бак следует подключить к заправочной горловине, провода обычно проходят по днищу автомобиля прямо к двигателю. Клапан электромагнитный ставят между двигателем и баком – на топливной магистрали. Данный клапан необходим для того, чтобы прерывать подачу газа в тот момент, когда автомобиль функционирует на бензиновом топливе, или же, когда двигатель не работает вообще. Здесь также имеется встроенный фильтр, который способен устранить любые примеси, если таковые окажутся в топливе.
Вапоризатор – ещё один очень важный компонент. Данное устройство выполняет примерно то же, что делает карбюратор в обычном бензиновом двигателе. Вапоризатор использует тепло, которое даёт охлаждающая жидкость для того, чтобы пропан обрёл газообразное состояние. Регулятор содержит в себе электронную схему, которая нужна для сокращения подачи газа в том случае, если произойдёт остановка двигателя. Регулятор обычно меньше, если сравнивать с карбюратором, так что подыскать для него место в моторном отсеке не сложно. От датчиков машины этот прибор получает информацию (или же от блока управления двигателем), за счёт этого осуществляется контроль количества того газа, которое поступает в цилиндры.
Важно, чтобы система должна быть соединена с электрической системой автомобиля – чтобы автоматическое переключение баков было возможно (посредством ручного переключателя, который есть на приборной панели), и топливомер оставался работоспособным. Связь с блоком управления также должна быть установлена – чтобы регулятор работы двигателя воспринимал разные параметры топлива. Машины, оснащённые электронной системой впрыскивания топлива, возможно будут нуждаться в электронном эмуляторе.
Когда автомобиль функционирует на газе, топливный инжектор остальным датчикам автомобиля не будет направлять информацию – будет гореть контрольный сигнал двигателя, также будут даваться неверные диагностическое показания. Именно эмулятор может сделать так, чтобы данные сигналы игнорировались, а блок управления в этом случае будет работать так, как нужно.
Комплекты для трансформации автомобилей поставляют только с подробными инструкциями, выше мы рассмотрели простой краткий обзор. Чуть позже мы поговорим о том, безопасно ли использование сжиженного газа.
Обратите внимание: всё это – не является руководством к действию, вам не нужно прямо сейчас идти в мастерскую и переделывать свою машину! Информация даётся только для того, чтобы у вас было общее представление обо всём процессе. Если у вас отсутствует опыт работы с автомобильными электрическими и топливными системами, для любых изменений обязательно нужно обратиться к специалистам.
Хранение и безопасность
Жидкие газы являются весьма безопасными, если проводить сравнение с прочими видами топлива. Температура воспламенения пропана очень велика – примерно 450-500 градусов (у бензина данный показатель составляет всего-то 257 градусов). Данный факт указывает на то, что вероятность самопроизвольного возгорания достаточно мала. Более того, из-за давления, которое требуется для того, чтобы поддерживать в жидком виде пропан, баллоны, которые используют для хранения газа, гораздо прочнее стандартных бензобаков. Коэффициент безопасности увеличивается за счёт специального клапана отсечки топлива.
Рассмотрим некоторые рекомендации по поводу хранения сжиженного газа. Следует помнить, что баки, где хранится пропан, пустыми не бывают на самом деле. Когда бак заполнен, большое количество пропана находится под давлением в жидком виде. Но, если речь идёт о нормальном давлении, сжиженным остаётся не весь пропан – небольшие количество газа будет в газообразном состоянии, оно же будет занимать часть пространства в баке. Правило здесь простое – давление падает быстрее, чем больше количество пропана, то есть в сжиженном виде будет меньшее количество пропана, а в газообразном – большее.
Важно, чтобы баллоны были заполнены только на 80%. Из-за изменения температуры, давление внутри бака может измениться. Если целый бак будет заполнен пасмурным, прохладным днём, а на следующей день вы оставите машину на солнце, из-за увеличения температуры увеличится давление в баке – из-за этого может произойти взрыв, даже если в запасе было 20% свободного объёма.