Меню Рубрики

Установка гбо метан на метане

Wodoley › Блог › Едем на метане

Разработанный Минэнерго план предусматривает скидку в 27 тысяч рублей для автомобилистов, которые переведут свои машины на сжатый газ — метан. Это лишь малая часть федеральной программы под названием «Развитие рынка газомоторного топлива». На фоне непрерывно дорожающего бензина метан в самом деле выглядит идеальным топливом. В чем его преимущества и не пора ли записываться в очередь на установку метанового оборудования?

Сжатый (компримированный) газ делают из природного, а его основной компонент — метан. Тот самый, что жгут в домах с газовыми плитами. И сразу очевидные его достоинства: продукты сгорания метана относительно безопасны, а его цена значительно ниже, чем у бензина и пропан-бутана (сжиженного газа). Последний, кстати, довольно популярен у автомобилистов.

Газобалонное оборудование (ГБО) для метана с установкой стоит порядка 90 тысяч рублей. Это в 2−3 раза дороже ГБО для пропан-бутана, потому что метан хранят под давлением порядка 200 атмосфер, что требует гораздо более прочных баллонов и влияет на другие элементы системы.

Но метан дешев: средние цены колеблются в диапазоне 15−17 рублей за кубометр. Стоимость бензина — 45 рублей за литр.

По данным испытаний «Авторевю», расход метана для Lada Vesta CNG составляет от 7,8 кубометра на 100 км на трассе до 12 кубометров на 100 км для города. Журнал «За рулем» дает чуть более оптимистичные величины — средний расход порядка 6,2 кубометров на 100 км.

С учетом значительной разницы в цене метан позволяет экономить порядка 2 рублей с каждого километра пробега. Профит? И еще какой: скажем, средний годовой пробег в 20 тысяч километров позволяет сэкономить до 40 тысяч рублей в год.

И даже с учетом высокой стоимости метанового ГБО срок его окупаемости при указанном пробеге составляет порядка двух лет. Но это — если ездить исключительно на метане.

Почему ездить на метане сложно

Заправку метаном обеспечивают не привычные нам АЗС, а так называемые АГНКС — компрессорные станции. С советского периода в России осталось около 500 таких станций и за последние годы их общая численность не увеличилась — сейчас их, по оценкам, лишь 360. В каждом регионе насчитывается в среднем 15−20 АГНКС, и они составляют лишь 2% от общего числа заправок.

Редкость АГНКС осложняет использование метанового автомобиля, тем более, и пробег на полной заправке метаном, как правило, невысок. Например, первая серийная легковушка с ГБО — Lada Vesta CNG — имеет баллон на 90 литров, в который можно заправить примерно на 18−20 кубометров метана (величина указывается при атмосферном давлении). На таком количестве автомобиль проходит 250−300 километров. Расстояние между некоторыми АГНКС больше этой величины, поэтому при использовании метанового ГБО часть пробега все равно будет проходить в бензиновом режиме. А это увеличивает время окупаемости оборудования.

Метан — легкий углеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. В нем практически отсутствуют вредные примеси и тяжелые углеводороды, которые приводят к образованию нагара и смол в двигателе.

Выхлоп метановых машин также чище, правда, в нем все равно присутствуют окислы азота, которые образуются из-за высокой температуры в камере сгорания и наличия в ней кислорода. Но содержание сажи, несгоревших углеводородов и угарного газа значительно ниже, чем в случае с бензиновыми и дизельными моторами.

Кроме того, метан имеет высокое октановое число (до 110 единиц), поэтому если создавать двигатель для работы в первую очередь на метане, можно поднять степень сжатия.

Перевод транспорта на газомоторное топливо и продвигается под флагом борьбы за экологию. В прошлом году во время прямой линии президент Владимир Путин провел даже параллели между метановыми машинами и электромобилями: по его мнению, для России перспективнее первый путь.

Правда, установка на автомобиль ГБО требует регистрации изменений, и в России процедура забюрокрачена до абсурдности. Самое печальное — это даже не дороговизна и муторность. Главное, процедура почти бесполезна, потому что проверки носят формальный характер и не гарантируют безопасность оборудования для владельца (разве что на бумаге). Тем не менее, несколько лет назад началась кампания по отлову автомобилей с нелегальным ГБО.

С июля нас ждет очередное затягивание гаек, и если сейчас общение с аккредитованными лабораториями возможно в удаленном режиме, то новый ГОСТ 33670 требует посещения такого центра. А их по России — лишь 15.

В каком-то смысле, политика государства противоречива: с одной стороны, людей стимулируют переходить на ГБО, с другой — создают препоны. Забота о безопасности оборудования, работающего под огромным давлением, понятна, но с учетом формальности процедуры вряд ли вызывает понимание у автовладельцев.

Читайте также:  Установка подоконника пвх своим рукам

А есть ли готовые решения?

Lada Vesta CNG стала первой легковушкой с серийным ГБО для работы на метане, вторым на очереди идет Largus CNG, производство которого стартовало в феврале.

Заводской вариант не требует отдельной легализации ГБО, кроме того, обе машины сохранили бензобак, а пробег на полной заправке превышает 1000 км.

Но та же Vesta CNG на 170 тысяч рублей дороже аналогично оснащенной бензиновой Vesta, хотя 115 тысяч рублей можно компенсировать по программе EcoGas. Кроме того, в ряде регионов действуют субсидии при покупке метановых машин, например, клиентам предоставляются топливные карты, дающие 50-процентную экономию на первые 1500 кубометров газа.

Одной из проблем метановых машин является объем, который занимает баллон. Багажник Vesta, например, сокращается с 480 до 360 литров. Для фургона Largus тот же 90-литровый баллон сокращает объем еще сильнее — на 315 литров.

Впрочем, развитие сети АНГКС могло бы стимулировать инженерную мысль. Например, в Европе пользуются спросом автомобили, у которых основное топливо — метан, а баллоны размещены под полом, не занимая объема багажника. В России редкость метановых АГНКС делает такое решение невозможным: бензин все равно остается главным видом топлива.

Ждет ли нас метановое будущее

Дешевый, экологичный, чистый — трудно представить лучшее топливо для России, чем природный газ. Тем более мы обладаем колоссальными запасами газа: по некоторым оценкам, до четверти мировых.

Есть и риски, например, необходимость хранить газ под давлением в 200 атмосфер предъявляет высокие требования к состоянию ГБО — сертификация и техосмотр метановых машин не должны быть формальностью.

Но главная проблема на пути к метановому раю, наверное, не в этом. Создание сети АНГКС требует инвестиций с одной стороны и снижает спрос на традиционные нефтепродукты с другой. Для углеводородных королей прямой выгоды от замены бензина на метан нет — экология их интересует лишь на уровне нормативов. Других плюсов торговля газомоторным топливом не сулит до момента, пока нефть не начнет дорожать из-за исчерпания ее мировых запасов (то есть, не ближайшие годы). А значит, единственным движителем «метановой революции» остается политическая воля, которая вроде бы есть, но слишком уж осторожная. Даже смелый план правительства предполагает увеличение парка метановых машин до 274 тысяч единиц за пять лет: ничтожная доля на фоне автопарка емкостью более 50 млн.

источник

ГБО метан

Метан – это природный газ, который не имеет запаха и является одним из простейших углеводородов. Гбо метан – одним из первых получило широкое распространение в нашей стране. Объяснялось это относительной простотой и дешевизной заправки автомобилей этим типом топлива, а также его доступностью.

Описание метана

Метан, в отличие от бензина, не нужно подвергать дополнительной обработке после выработки. Достаточно компрессионной установки, которая способна сжать газ до уровня в 210 Па. После сжатия, с будущим топливом проводят подготовительные действия:

  • Проводят очистку от примесей,
  • Добавляют одорант для получения запаха,
  • Немного высушивают.

Чтобы утечка газа была вовремя обнаружена, в него добавляют специальную присадку (одорант) этилмеркаптан. Именно благодаря ему, в случае утечки, мы чувствуем знакомы всем «запах газа».

После окончания подготовительных процедур, газ охлаждают и заправляют в специальные транспортировочные баллоны, в которых топливо доставляют до автозаправочных станций.

Плюсы метана

К плюсам этого топлива относят:

  1. Высокое октановое число, по разным оценкам от 108 до 120. Это положительно влияет на динамику автомобиля и увеличивает срок эксплуаации двигателя.
  2. Метан легче воздуха, это значит, что при утечке газ будет испарятся в атмосферу, а не собираться под автомобилем, как пропанобутановая смесь.
  3. Газ имеет постоянный и качественный состав, в отличие от пропанобутановой смеси, которая может быть летняя или зимняя, с большим либо меньшим преобладанием компонентов смеси.
  4. Метан не подвержен влиянию температуры окружающей среды, автомобиль работает стабильно и при температуре -30 и при температуре + 40 градусов.
  5. Считается, что взрывоопасная концентрация этого газа в воздухе достигается при величине более 5%, что вдвое больше, нежели у пропана. Поэтому принято говорить о том, что метан более безопасное топливо нежели пропан.

Минусы метана

Одним из минусов считается КПД такого вида топлива. В среднем двигатель автомобиля сжигает на 10-20% газа больше, нежели бензина, при этом потеря мощности автомобиля может составлять от 5 до 25-30 процентов. Связано это с тем, что метан имеет меньшую теплоотдачу, нежели бензин, а при попадании в цилиндры двигателя занимает там больший объем.

Читайте также:  Установка гидробура на экскаватор

Из первого минуса вытекает второй. В баллон помещается в среднем, около 15 кубометров газа, а по расходу топлива 1 кубометр газа примерно равен 1 литру бензина. В итоге получаем либо малый запас хода, либо громоздкую конструкцию из баллонов с газом. Обычно автомобилисты выбирают второй вариант.

И заключительный минус выплывает из первых двух. С увеличением количество баллонов возрастает и масса автомобиля, а следовательно, увеличивается и средний расход топлива авто.

Небольшое количество газозаправочных станций, и их, практически полное отсутствие, за пределами города — также можно отнести к минусам этого топлива.

Баллоны ГБО метан

Баллоны для метана должны иметь более прочные стенки, нежели для пропановых резервуаров. Связано это с высоким давлением, под которым содержится природный газ. Давление в баллоне достигает порядка 220 атмосфер. Стенки баллона гбо для метана должны иметь толщину от 0,6 см и выше. Коррозия и следы механического воздействия недопустимы!

Чтобы максимально увеличить прочность такого баллона используют бесшовную конструкцию. Зачастую вес баллона ГБО для метана начинается от 60 кг, а объем газа, который может быть размещен в резервуаре, находится в пределах от 11 до 15 кубометров.

Еще одним отличием от привычного пропана является форма баллона – для метана баллон должен быть исключительно цилиндрический. Использование тороидальных баллоном в этом случае недопустимо.

Крепятся метановые баллоны максимально надежно, в местах вероятных трений устанавливают специальные прокладки, которые со временем нужно менять, предотвращая трения баллонов.

Баллоны для ГБО метан проходят множество предпродажных подготовок и испытаний, которые включают поджог баллона, огнестрельный выстрел, падение с высоты и прочее.

Цена баллона ГБО для метана колеблется в пределах сотен долларов, что значительно превышает цену на баллоны пропана.

Редуктор ГБО для метана

Подача газа осуществляется при помощи мембранного двухступенчатого редуктора, который аналогичен одноступенчатому редуктору для пропана. Цена редуктора для ГБО метан не сильно отличается от аналогичных пропановых узлов системы.

Коррекция зажигания

Для более эффективного использования газовой смеси производят корректировку зажигания. Связано это с тем, что газ имеет более ввысоке октановое число, а сгорает чуть медленнее. Поэтому для предотвращения прогара клапанов, увеличения динамики и снижения потребления топлива на автомобили с ГБО 4 поколения устанавливают вариатор угла опережения зажигания. В карбюраторных же автомобилях, которые оснащены ГБО первого или второго поколения, с той же целью, производится ручная корректировка трамблера, путем смещения его на определенный угол.

Безопасность

Установка ГБО метан требует повышенных мер безопасности, к которым относят:

  • Выносное заправочное устройство, в обязательном порядке, устанавливается за пределами багажного отделения, как правило, над или под бампером.
  • Исключается установка ВЗУ в лючок бензобака или в багажном отделении автомобиля.
  • Повышенное внимание уделяется магистралям ГБО метан. Магистрали должны быть уложены в специальные вентиляционные рукава, а сам рукав должен оснащаться каналом выхода за пределы автомобиля.
  • Магистрали должны иметь деформационные витки, которые способствуют предупреждению разрыва, деформации или протиранию вследствие вибрации.

На этом все, если же у Вас остались любые вопросы — смело задавайте их в комментариях кстатье.

источник

provincial-74 › Блог › Выбор газового оборудования Метан/Пропан LPG/CNG (система ГБО)

Здравствуйте, разговор пойдёт о том виде топлива, которое заменит бензин. Как Вы уже догадались — это газ. Но какой именно газ? Их ведь много разных.

Сегодня рассмотрим два самых популярных варианта газового оборудования доступных на рынке, работающих на пропан-бутановой смеси и метане.
Газовое оборудование, имеет сокращённую аббревиатуру (согласно наименованию газа): LPG и CNG соответственно.

Введение.
Сначала познакомимся с этими газами поближе. Для этого я надёргал 5 основных таблиц из сети для того, чтобы можно было в деталях получить основные характеристики и свойства газов.

Критические параметры газов
Газы могут быть превращены в жидкое состояние при сжатии, если температура при этом не превышает определённого значения, характерного для каждого однородного газа. Температура, свыше которой данный газ не может быть сжижен никаким повышением давления, называется критической температурой. Давление, необходимое для сжижения газа при этой критической температуре, называется критическим давлением.

Упругость насыщенных паров
Упругостью насыщенных паров сжиженных газов называется давление, при котором жидкость находится в равновесном состоянии со своей газовой фазой. При таком состоянии двухфазной системы не происходит ни конденсации паров, ни испарения жидкости. Каждому компоненту СУГ при определённой температуре соответствует определённая упругость насыщенных паров, возрастающая с ростом температуры. Давление в таблице указано в МПа.

Зависимость плотности от температуры

Читайте также:  Установка ведущих валов снегохода буран

Определения.
LPG (Liquified Petroleum Gas) – сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан). Наиболее распространенный вид топлива для легковых автомобилей, как коммерческого, так и частного использования. Получается как побочный продукт при переработки нефти.
CNG (Compressed Natural Gas) – сжатый природный газ (метан). Чаще всего встречается в автомобилях коммерческого назначения или у производителей заводского ГБО.

Тезисы для метанового оборудования (CNG):
1. Самый дешёвый и простой в добыче газ, поскольку не требует химической переработки. Требуется лишь очистка от твердого углерода и прочих примесей.
2. Необходимы толстостенные баллоны, выдерживающие очень не шуточное давление (до 200 бар).
3. Метан тяжело сжимается и не сжижается в доступных нам климатических условиях. Хранится в виде сжатой паровой фазы. Такое поведение метана накладывает на автовладельца повышенную потребность в заправочных объёмах, ниже Вы поймёте почему. Для коммерческого транспорта вполне подходит — закрепил на крыше ПАЗика штук пять-шесть баллонов по 60 литров + под днищем и поехал.
4. Экологичнее пропан-бутана по содержанию CO в выхлопных газах.

Тезисы для пропан-бутанового оборудования (LPG):
1. Пропан/бутан требует химического синтеза (получения) на предприятии (НПЗ), поэтому дороже метана.
2. Хранится при невысоком давлении в баллоне (до 16 бар).
3. Пропан-бутан отлично сжимается и, впоследствии, сжижается. Это положительно отражается на энерговооруженность авто при равном объёме с метаном.
4. Сжиженный газ LPG находится в равновесном состоянии с паровой фазой (при определённом давлении и температуре) и заполняет всё пространство баллона.
5. Баллоны заправляются не более чем на 80% от максимального объема, жидкой фазой, которая измеряется в литрах. Так делают в целях безопасности от воздействия повышенных температур.

Теперь самая интересная часть.
Сравним энерговооруженность бензиновой системы, LPG и CNG.
Для этого примем заправочную ёмкость равную 60 литрам (бензобак / баллон).
Стандартные условия: t=+20 °C, Ра=100 кПа
Низшая теплота сгорания метана: Qm = 36 МДж/м3
Низшая теплота сгорания пропана: Qp = 91 МДж/м3
Низшая теплота сгорания бутана: Qb = 119 МДж/м3
Низшая теплота сгорания бензина (АИ-98): Qv = 33 МДж/л
Плотность метана (паровой фазы): ρma = 0,668 кг/м3
Плотность пропана (паровой фазы): ρpa = 1,872 кг/м3
Плотность пропана (жидкой фазы): ρpl = 500 кг/м3
Плотность бутана (паровой фазы): ρba = 2,519 кг/м3
Плотность бутана (жидкой фазы): ρbl = 570 кг/м3
Плотность бензина: ρv = 750 кг/м3
Газовая постоянная метана: Rm = 519 Дж/(кг*К)
Газовая постоянная пропана: Rp = 189 Дж/(кг*К)
Газовая постоянная бутана: Rb =143 Дж/(кг*К)
Уравнение газа: P*V = m*R*T, где
P — давление, Па; V — объём, м3; m — масса, кг; R — газовая постоянная, Дж/(кг*°К); Т — температура, °C.

Пропан — кипит (преобразуется в горючий пар) при температуре -40 °C и выше, т.е. в наших условиях практически всегда переходит из жидкого состояния в газообразное.
Бутан — кипит при температуре -3 °C и выше. т.е. если Бутан охладить до -5 °C или еще сильнее, то он перестанет кипеть и превращаться в пар — останется в жидком виде и не будет создавать давление в газопроводе и кипеть.
Смесь — 50/50, соответственно будет испаряться при температуре примерно -21 °C. В нашей широте возможно использовать такой газ летом.
Смесь — 70/30, соответственно будет испаряться при температуре примерно -30 °C. В нашей широте возможно использовать такой газ зимой.

Бензин
энерговооружённость бака бензина: Wv = 33 Мдж/л * 60 л = 1980 МДж

Метан
масса сжатой паровой фазы в баллоне: mma = P*V/(R*T) = 200*10^5 Па * 0.06 м3 / ( 519 Дж/(кг*°К) * 293 °К) = 7,9 кг
плотность сжатой паровой фазы: Dma = 7,9 кг / 0,06 м3 = 131,7 кг/м3
отношение плотностей сжатой паровой фазы в баллоне и при стандартных условиях: Dma / ρma = 131,7 кг/м3 / 0,668 кг/м3 = 197
энерговооружённость баллона: Wma = 36 МДж/м3 * 0,06 м3 * 197 = 426 МДж (

Стоимость заправки 1 литра жидкого топлива
Бензин
Цена: 44 руб/л
Стоимость 1 МегаДжоуля: Sb = 44 руб/л / 33 МДж/л = 1,333 руб/МДж

Метан
Цена: 16 руб/м3
Стоимость 1 МегаДжоуля: Sm = 16 руб/м3 / 36 МДж/м3 = 0,444 руб/МДж

Пропан-Бутан (50/50)
Цена: 18 руб/л
Отношение плотностей жидкой и паровой фазы при стандартных условиях: ρpbl / ρpbv = 535 кг/м3 / 2,2 кг/м3 = 243,2
Из 1 литра жидкой фазы получится 243,2 литра паровой фазы: Vpbv = 0,2432 м3
Энергия этого объёма пара: Qpbv = 0,2432 м3 * 105 МДж/м3 = 25,534 МДж
Стоимость 1 МегаДжоуля: Spb = 18 руб/л / 25,534 МДж = 0,705 руб/МДж

Вывод: согласно расчёту, энергетическая стоимость пропан-бутанового топлива почти вдвое ниже бензина АИ-95.
А стоимость метана ровно в 3 раза ниже стоимости бензина АИ-95.
Цены взяты по Челябинску и округлены до рубля.

источник