الغاز الطبيعي المضغوط. الغاز الطبيعي المضغوط (CNG)

يتكون الغاز الطبيعي أساسًا من الميثان (90%) على الأقل مع شوائب صغيرة من الإيثان (حتى 6%)، والبروبان (حتى 1.7%)، والبيوتان (حتى 1%).

غاز الميثان عديم اللون والرائحة، قابل للذوبان قليلا في الماء، وأخف وزنا من الهواء. ويشير إلى الهيدروكربونات المشبعة، التي تتكون جزيئاتها من الكربون والهيدروجين فقط. يضمن المحتوى العالي من الهيدروجين احتراقًا كاملاً للوقود في أسطوانات المحرك مقارنة بالبنزين وغاز البترول المسال، لذلك يعد الميثان وقودًا قيمًا للسيارات ذات الخصائص الجيدة المضادة للخبط.

خصائص الميثان.

الصيغة الجزيئية – CH 4

الكتلة المولية كجم/مول – 16.03

الكثافة عند درجة حرارة 15 درجة مئوية وضغط 0.1 ميجاباسكال:

— في الحالة الغازية، كجم/م3 – 0.717

— في الحالة السائلة، كجم/لتر – 0.42

رقم الكربون – 2.96

نقطة الغليان، درجة مئوية – -161.7

درجة حرارة الاشتعال الذاتي (الفلاش)، درجة مئوية – 590

صافي القيمة الحرارية:

— في الحالة الغازية، كيلوجول/م3 – 33800

— في الحالة السائلة، كيلوجول/لتر – 20900

الكثافة النسبية (الهواء) – 0.554

نشاط التآكل - لا شيء

السمية - غير سامة

درجة حرارة الاحتراق، درجة مئوية – 2030

كمرجع . حرارة الاحتراق.

حرارة الاحتراق– كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل لـ 1 م 3 من الغاز الضغط الجويودرجة الحرارة 20 درجة مئوية.

هناك قيمة حرارية أعلى وأقل للغاز. عند تحديد القيمة الحرارية الأعلى، تؤخذ في الاعتبار كل الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق والتي يتم إزالتها من منتجات الاحتراق عن طريق تبريدها إلى درجة الحرارة الأولية. عمليًا، لا يتكثف بخار الماء الناتج ويحمل جزءًا من الحرارة المستهلكة لتسخين 1 كجم من الماء من 0 إلى 100 درجة مئوية، أي ما يعادل 418.6 كيلوجول.

أثناء الاحتراق، يتم استهلاك الحرارة لتبخير الرطوبة الموجودة في الوقود والتي يتم الحصول عليها من احتراق الهيدروجين. لذلك، لتوصيف أنواع الوقود الغازي عمليًا، يتم استخدام القيمة الحرارية المنخفضة للغاز، وهي قيمة قياسية.

الغاز الطبيعي قبل استخدامه وقود السياراتيخضع لتدريب أولي للتأكد من أن معاييره تتوافق مع أداء المحرك (إزالة الشوائب) وظروف التخزين في السيارة.

بسبب ال غاز طبيعييسيل عند درجة حرارة -161.7 درجة مئوية الظروف العاديةوهذا أمر مستحيل، ففي السيارات يتم تخزينه في اسطوانات في حالة مضغوطة تصل إلى 20 ميجا باسكال (200 كجم / سم 2).

تتميز الغازات المضغوطة بأنها تظل في الحالة الغازية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وضغط مرتفع (20 ميجاباسكال).

غاز الوقود الطبيعي المضغوط (الغاز الطبيعي المضغوط).

من حيث المؤشرات الفيزيائية والكيميائية ومحتوى الشوائب، يجب أن يتوافق غاز الوقود الطبيعي مع GOST 27577-2000 "غاز الوقود الطبيعي المضغوط لمحركات الاحتراق الداخلي".

فيما يتعلق بالمؤشرات الفيزيائية والكيميائية، يجب أن يتوافق الغاز وفقًا لـ GOST مع المتطلبات والمعايير الواردة في الجدول 1.

الجدول 1.

لا لا.	المؤشرات	معنى
1	2	3
1.	انخفاض حرارة الاحتراق الحجمية، كيلوجول/م3، وليس أقل	31800
2.	الكثافة النسبية للهواء	0,55-0,70
3.	رقم الأوكتان المقدر (حسب الطريقة الحركية) وليس أقل	105
4.	تركيز كبريتيد الهيدروجين جم/م3 لا أكثر	0,02
5.	تركيز كبريت المركبتان جم/م3 لا أكثر	0,036
6.	كتلة الشوائب الميكانيكية في 1 م 3، ملغ، لا أكثر	1,0
7.	الجزء الإجمالي للحجم من المكونات غير القابلة للاحتراق،٪، لا أكثر	7,0
8.	نسبة حجم الأكسجين،٪، لا أكثر	1,0
9.	تركيز بخار الماء ملجم/م3 لا أكثر	9,0

عيوب ومزايا استخدام الغاز الطبيعي المضغوط مقارنة بالبنزين.

1. العيوب.

1.1. يتطلب حفظ الغاز تحت ضغط مرتفع استخدام أسطوانات عالية القوة ذات وزن كبير ومصنوعة من الفولاذ عالي الجودة. ويبلغ وزن الاسطوانة الواحدة سعة 50 لترا مع 10 م3 من الغاز حوالي 70 كجم.يؤدي تركيب أسطوانات الغاز على السيارة إلى تقليل القدرة الاستيعابية للمركبة بنسبة 10-12%، كما ينخفض ​​المدى الذي تقطعه السيارة.

أسطوانات CNG هي أوعية ضغط عالي، بالنسبة لأسطوانات سبائك الفولاذ يتم تحديد فترة الاختبار مرة واحدة كل 5 سنوات، وبالنسبة لأسطوانات الفولاذ الكربوني - مرة واحدة كل 3 سنوات.

1.2. حيث أن حرارة احتراق خليط الهواء والغاز من الميثان أقل من حرارة احتراق خليط البنزين والهواء (3.22 ميجا جول/م3 للميثان مع الهواء و3.55 ميجا جول/م3 للبنزين مع الهواء)، ويرجع ذلك إلى إلى انخفاض نسبة ملء الأسطوانة، تقل قوة المحرك عند التحول إلى الغاز المضغوط بنسبة 18-20٪.

1.3. عند استخدام الوقود الغازي، يكون من الصعب تشغيل المحرك وقت الشتاءعند درجات حرارة أقل من 15 درجة مئوية. والسبب هو ارتفاع درجة حرارة الاشتعال لخليط الغاز والهواء وانخفاض سرعة انتشار اللهب.

1.4. لإجراء صيانة وإصلاح مركبات اسطوانات الغاز، هناك حاجة إلى المزيد من موظفي الخدمة المؤهلين تأهيلا عاليا. بالمقارنة مع خدمة محركات البنزين والديزل، تزداد كثافة اليد العاملة لصيانة وإصلاح معدات الغاز بنسبة 13-15٪، والتكاليف بنسبة 4-6٪.

1.5. يصاحب تشغيل محركات الغاز المضغوط تدهور في الجر والخصائص الديناميكية والتشغيلية للمركبات: يزداد وقت التسارع بنسبة 25-30٪؛ يتم تقليل السرعة القصوى بنسبة 5-7%.

2. الفوائد.

2.1. يحترق وقود الغاز بشكل كامل في أسطوانات المحرك بسبب حدود قابلية اشتعال الغاز الأوسع مقارنة بالبنزين. فإذا كانت حدود اشتعال البنزين المخلوط بالهواء هي 6.0 و1.5% على التوالي، فإن حدود اشتعال الغاز المضغوط المخلوط بالهواء تكون عند الحد الأعلى 15% وعند الحد الأدنى 5%. وهذا يجعل من الممكن استنفاد الخليط القابل للاحتراق إلى α=1.2-1.3 في أوضاع تشغيل المحرك.

ونتيجة لذلك، يتم تقليل سمية غازات العادم بشكل كبير (من حيث محتوى أكاسيد الكربون - بنسبة 2-3 مرات، من حيث محتوى أكاسيد النيتروجين - بنسبة 1.2-2.0 مرة، من حيث محتوى الهيدروكربونات - بنسبة 1.1-1.4 مرة).

2.2. لا يعمل الغاز المضغوط على تخفيف الزيت الموجود في علبة المرافق للمحرك، ولا يغسل الزيت من جدران الأسطوانة وبالتالي لا يؤدي إلى تفاقم ظروف التشحيم. لذلك، فإن تآكل أجزاء المحركات التي تعمل بالغاز أقل من تآكل أجزاء المحركات التي تعمل بالبنزين. ونتيجة لذلك، يزيد العمر التشغيلي للمحركات بمقدار 1.3-1.5 مرة. كما يزيد عمر خدمة الزيت بمقدار 1.5-2 مرة، وتنخفض تكاليفه بنسبة 25-35 بالمائة.

2.3. أسعار الغاز المضغوط أقل من أسعار البنزين: هناك توفير في تكاليف الوقود على الرغم من فقدان قوة المحرك وانخفاض القدرة الاستيعابية للمركبة.

Autotrans-consultant.ru.

ضغط الغاز

ضغط الغاز، انخفاض في حجم الغاز يتحقق من خلال تطبيقه ضغط خارجي. يمكن تحويل بعض الغازات، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون، إلى سائل عن طريق الضغط في درجة حرارة الغرفة. ويجب تبريد الغازات الأخرى مسبقًا قبل أن يتم تسييلها تحت الضغط. أعلى درجة حرارة يمكن عندها تحويل الغاز إلى سائل عن طريق الضغط عليه تسمى درجة الحرارة الحرجة.

.

تعرف على معنى "ضغط الغاز" في القواميس الأخرى:

الضغط، وهو تقليل حجم المادة عن طريق دفعها إلى مساحة صغيرة (على سبيل المثال، عند ضغط الغاز) أو الحد من تمدد مادة ساخنة (كما هو الحال عند الطهي في طنجرة الضغط). هذه العملية… … القاموس الموسوعي العلمي والتقني

الضغط، الضغط (من الضغط اللاتيني): يحتوي ويكاموس على مقالة "الضغط" ... ويكيبيديا

- (أ. تبريد الغاز؛ n. Gasabkuhlung؛ Gaskuhlung؛ f. refroidissement du gaz؛ i. refrigeracion de الغاز، enfriamiento degas) تقليل درجة حرارة الغاز الذي يتم ضخه في نقاط تجميع الغاز ومحطات الضغط لخطوط أنابيب الغاز الرئيسية،... ... الموسوعة الجيولوجية

- (صدمة الضغط)، منطقة انتقالية رقيقة تنتشر بسرعة تفوق سرعة الصوت، حيث تحدث زيادة حادة في الكثافة والضغط والسرعة. الأشعة فوق البنفسجية تحدث أثناء الانفجارات والتفجيرات وأثناء تحركات الأجسام الأسرع من الصوت وأثناء ... ... الموسوعة الفيزيائية

العمليات الحرارية المقالة جزء من نفس الاسم ... ويكيبيديا

تحويل va من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة. S. g. ممكن فقط في درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة. في الصناعة S. G. مع حرجة. وتيرة سرب أعلى درجة الحرارة راي بيئة(تقريبا فوق 50 درجة مئوية) ويتم ذلك عن طريق ضغط الغاز في... ... قاموس البوليتكنيك الموسوعي الكبير

غاز طبيعي- (الغاز الطبيعي) يعتبر الغاز الطبيعي من أكثر حاملات الطاقة شيوعاً.تعريف واستخدام الغاز، الفيزيائي و الخواص الكيميائيةمحتويات الغاز الطبيعي >>>>>>>>>>>>>> … موسوعة المستثمر

و؛ و. [من اللات. ضغط الضغط] 1. التقنية. ضغط الهواء أو الغاز أو الخليط القابل للاحتراق تحت الضغط في أسطوانة المحرك. 2. تقليل حجم الكتابة دون المساس بمضمونها. قم بإجراء الضغط اللازم لنص المقالة. * * *…… القاموس الموسوعي

- (lat. ضغط الضغط) ضغط الغاز في اسطوانة المحرك والهواء في الضاغط. قاموس جديد للكلمات الأجنبية. بواسطة EdwART، 2009. الضغط [lat. ضغط] - ضغط؛ ضغط الغاز في اسطوانة المحرك. قاموس كبير للكلمات الأجنبية.... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

غوست 28567-90: الضواغط. المصطلحات والتعاريف- المصطلحات GOST 28567 90: الضواغط. المصطلحات والتعاريف الوثيقة الأصلية: Hubkolbenverdichter oder Membranverdichter, Lage der Zylinder oder Membran rechtwinklig zueinander (Winkelbauart) 68 تعريفات المصطلح من وثائق مختلفة: ... ... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني

كتب

• رومانينكو سفيتلانا فالنتينوفنا. يحتوي المنشور على مادة دورة اساسيةمحاضرات في مجال قوة المواد، أُلقيت على مدى فصلين دراسيين في الجامعة الروسية الحكومية للنفط والغاز (NRU) التي سميت باسمها. آي إم جوبكينا. يعتبر...
• قوة المواد. كتاب مدرسي، S. V. Romanenko. يعرض المنشور مادة من دورة أساسية من المحاضرات حول تخصص "قوة المواد"، والتي تم تقديمها على مدار فصلين دراسيين في الجامعة الحكومية الروسية للنفط والغاز (NRU) التي سميت بهذا الاسم. آي إم جوبكينا. يعتبر...

لفئة:

مواد تشغيل السيارات

تطبيق الغاز الطبيعي المضغوط

يتكون الغاز الطبيعي بشكل رئيسي من الميثان وكمية صغيرة من المكونات الغازية الأخرى. يختلف تركيب الغاز الطبيعي حسب رواسبه ويمكن أن يتميز بالقيم المتوسطة التالية: الميثان 85...99، الإيثان 1...8، البروبان والبيوتان 0.5...3، البنتان حتى 0.5... 2، النيتروجين 0.5...0.7، ثاني أكسيد الكربون يصل إلى 1.8% حجم.

يمكن أن تصل حرارة احتراق الغازات الطبيعية من الرواسب الفردية إلى 47 ميجا جول/م3، ولكنها في المتوسط ​​33...36 ميجا جول/م3. هذه القيمة أقل بحوالي 1000 مرة من قيمة الوقود البترولي السائل، وهو العيب الرئيسي للغاز الطبيعي كوقود للمحركات. ولذلك، لضمان أداء مقبول للمركبة، وخاصة النطاق عند التشغيل بالغاز الطبيعي، فإنه مطلوب تدريب خاص: الضغط إلى ضغط 20 ميجا باسكال أو أكثر، يليه التخزين على مركبة في أسطوانات الضغط العالي، أو التسييل باستخدام التبريد العميق إلى -162 درجة مئوية مع التخزين في حاويات مبردة خاصة (معزولة بالحرارة). نظرًا لبساطته الكبيرة، يُستخدم الغاز الطبيعي على نطاق واسع في شكل مضغوط.

يخضع الغاز الطبيعي المستخدم في شكل مضغوط كوقود للمحركات للمتطلبات المحددة التالية: عدم وجود غبار وبقايا سائلة، فضلاً عن الحد الأدنى من الرطوبة. ويتعلق المتطلب الأخير بإزالة احتمالية انسداد قنوات نظام الوقود الناتج عن تجمد وتساقط الهيدرات بسبب الاختناق وانخفاض درجة حرارة الغاز عند تزويد السيارة بالوقود. وللتأكد من استيفاء هذه المتطلبات، تتم تنقية الغاز الطبيعي باستخدام معدات التصفية والفصل والتجفيف المثبتة في محطات تعبئة الغاز.

وفقًا للمواصفة TU 51-166-83 "الغاز الطبيعي المضغوط القابل للاشتعال، وقود مركبات أسطوانات الغاز"، تم تصميم درجتين من الغاز الطبيعي المسال لتزويد مركبات الغاز بالوقود (الجدول 7). الفرق بينهما هو المحتوى المختلف للميثان والنيتروجين. يقتصر محتوى الغاز الطبيعي المسال على المنتجات التالية (جم/م3، لا أكثر): كبريتيد الهيدروجين - 0.02؛ كبريت المركبتان - 0.016؛ الشوائب الميكانيكية - 0.001؛ الرطوبة - 0.009. يجب ألا يتجاوز الجزء الكتلي من كبريتيد الهيدروجين وكبريت المركابتان في الغاز الطبيعي المسال 0.1%.

حالياً أعظم التوزيعلقد اكتسب استخدام الغاز الطبيعي في شكل مضغوط في المركبات ذات محركات تشكيل الخليط الخارجي والإشعال القسري (الشرارة) زخماً. عادةً ما تكون السيارة المزودة بمحرك مكربن ​​مجهزة بشكل إضافي بأسطوانات لتخزين الغاز الطبيعي تحت ضغط عالٍ، ومخفضات الغاز، وصمامات الملف اللولبي وتركيبات الغاز الأخرى التي تتيح للمحرك العمل على الغاز. إن عالمية إمدادات الطاقة لمثل هذه السيارة (البنزين أو الغاز الطبيعي) هي أيضًا عيبها، لأنها لا تسمح بالاستخدام الكامل لمقاومة الضرب العالية للغاز الطبيعي.

كشفت الخبرة في تشغيل مركبات الغاز المحلية التي تعمل بالغاز الطبيعي المسال عن عدد من الجوانب الإيجابيةتشبه المزايا عند العمل على الغاز الطبيعي المسال. عند استخدام الغاز الطبيعي المسال كوقود للمحركات، يزداد عمر خدمة المحرك بنسبة 35...40%، وعمر خدمة شمعات الإشعال بنسبة 30...40%، وينخفض ​​استهلاك زيت المحرك بسبب زيادة التردد (المدة) لتغييراتها بمقدار 2...3 مرات. وفي الوقت نفسه فإن تحويل سيارات البنزين إلى الغاز الطبيعي المضغوط يؤدي إلى تدهور عدد من مؤشرات أدائها. تنخفض قوة المحرك بنسبة 18...20% مما يؤدي إلى الانخفاض السرعة القصوىبنسبة 5...6%، مما يؤدي إلى زيادة وقت التسارع بنسبة 24...30% وتقليل الحد الأقصى لزوايا التسلق التي تم التغلب عليها. ونظرًا للكتلة الكبيرة لأسطوانات تخزين الغاز عالي الضغط، تنخفض القدرة الاستيعابية للمركبة بنسبة 9...14%. نطاق القيادة على تعبئة الغاز الواحدة لا يتجاوز 200…280 كم.

نظرًا لوجود نظام وقود إضافي، تزداد كثافة اليد العاملة لصيانة وإصلاح مركبة الغاز بنسبة 7...8٪.

عند استخدام الغاز الطبيعي كوقود للمحركات، تكون خصائصه الأولية ضعيفة. الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل البارد للمحرك (بدون وسائل تسخين إضافية) على الغاز الطبيعي هو 3...8 درجة مئوية أعلى من غاز البترول المسال، و10...12 درجة مئوية أعلى من البنزين. وأوضح صعوبة البدء درجة حرارة عاليةاشتعال الميثان، وكذلك حقيقة أنه أثناء عملية الاشتعال، بعد عدة ومضات، يترسب الماء على شمعات الإشعال، مما يؤدي إلى سد فجوة الشرارة.

من المزايا المهمة للوقود الغازي مقارنة بالوقود النفطي هو خصائصه البيئية الأفضل، والتي ترتبط في المقام الأول بتقليل انبعاثات المواد الضارة من غازات عادم المحرك. وكما هو معروف، فإن هذه المواد هي أول أكسيد الكربون CO، وأكاسيد النيتروجين NO.t، والهيدروكربونات الكلية CH، وفي حالة استخدام البنزين المحتوي على الرصاص، مركبات الرصاص. إن استخدام الوقود الغازي، الذي يتميز بمقاومة عالية للانفجار، يلغي الحاجة إلى استخدام عامل مضاد للخبط TPP السام، وبالتالي فهو عامل فعالالحد من التلوث البيئي بمركبات الرصاص شديدة السمية. إن التغير في محتوى أول أكسيد الكربون عند تشغيل المحرك بالغاز والبنزين، اعتمادًا على تركيبة خليط الوقود والهواء، هو نفسه تقريبًا. ومع ذلك، نظرًا لإمكانية تشغيل محرك الغاز بمخاليط أصغر حجمًا، فإن ضبطه الأمثل يضمن انخفاض تركيزات ثاني أكسيد الكربون. كما أن مستويات انبعاثات الميثان هي نفسها تقريبًا، لكن تركيبتها مختلفة بشكل أساسي. ترتبط الآثار الضارة للهيدروكربونات المتكونة في منتجات احتراق الوقود البترولي بشكل أساسي بتكوين الضباب الدخاني. عند التشغيل بالغاز الطبيعي، يتكون الجزء الهيدروكربوني من غاز العادم بشكل أساسي من غاز الميثان، وهو ذو مقاومة عالية لتكوين الضباب الدخاني.

أكاسيد النيتروجين هي المكونات الأكثر سمية لغازات العادم. الحد الأقصى لمحتواها لمحرك الغاز أقل بحوالي مرتين من محرك البنزين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقليله بمقدار 2...3 مرات عن طريق ضبط تركيبة خليط الوقود.

بناءً على العوامل التي تم أخذها في الاعتبار، فإن استخدام مركبات الغاز التي تعمل بالغاز الطبيعي المسال هو الأكثر عقلانية في نقل البضائع داخل المدن لخدمة التجارة والمؤسسات المنزلية وما إلى ذلك. كما يعد استخدام الغاز الطبيعي واعدًا أيضًا في سيارات الركاب الحضرية بسبب انخفاض هذا حالة الانبعاثات الضارة التي تلوث الجو. لهذا الغرض، بدأت بلادنا في إنتاج حافلات الغاز LAZ -695NG وتعديل الغاز لسيارة أجرة الركاب GAZ -24-27.

السيارة الأكثر شعبية التي تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط هي شاحنة ZIL-1E8A. يتم استخدام العناصر الرئيسية لنظام الطاقة العالمي لهذه السيارة، والذي يضمن التشغيل بالغاز والبنزين، في جميع الموديلات الأخرى من سيارات الغاز. يشتمل نظام إمداد الغاز للمركبة EIL-138A (الشكل 23) على ثماني أسطوانات من الصلب الكربوني بحجم 50 لترًا لكل منها، مصممة لضغط تشغيل يبلغ 20 ميجا باسكال. يتم توصيل الأسطوانات بواسطة أنابيب الضغط العالي وتنقسم إلى قسمين بصمامات إغلاق منفصلة 12. يتم تعبئة الأسطوانات بالغاز باستخدام صمام. قبل إمداده إلى المحرك، يمر الغاز عبر مبادل حراري، حيث يتم تسخينه بواسطة غازات العادم الساخنة للمحرك. لتقليل ضغط الغاز، يتم استخدام مخفض الضغط العالي (يخفض الضغط إلى 1.2 ميجاباسكال) و ضغط منخفض 5. لمراقبة تشغيل نظام الطاقة، يتم استخدام مقياسين للضغط موجودين في مقصورة السائق.

أرز. 1. رسم تخطيطي لنظام الوقود للسيارة ZIL-1E8A

أرز. 2. رسم تخطيطي لنظام وقود الغاز والديزل لسيارة كاماز: 1 - المحرك. 2- مضخة الحقن. 3-موزع غاز؛ 4 - صمام الملف اللولبي مع مرشح. 5-مخفض الضغط العالي؛ 6 - سخان الغاز. 7- الصمامات. 8 - مقياس الضغط. 9 - مخفض الضغط المنخفض. 10- اسطوانة. 11- خلاط. 12- دواسة الوقود

يشتمل نظام إمداد البنزين الاحتياطي على خزان غاز قياسي وفلتر صمام كهرومغناطيسي ومضخة بنزين وخلاط مكربن. يتم الانتقال من نوع واحد من الوقود إلى نوع آخر باستخدام صمامات الملف اللولبي.

تبلغ السعة الإجمالية للأسطوانات 400 لتر مما يسمح لك بتعبئة 80 م3 من الغاز بتركيب أسطوانة غاز تزن حوالي 800 كجم.

ترجع صعوبة استخدام الوقود الغازي في محركات الديزل إلى ضعف قابليته للاشتعال وانخفاض عدد السيتان وارتفاع درجة حرارة الاشتعال. لذلك، لتنظيم تشغيل محرك الديزل على الغاز الطبيعي، يتم استخدام عملية غاز الديزل، والتي تتمثل في توفير جرعة من وقود الديزل التجريبي للأسطوانات، مما يضمن اشتعال خليط الغاز والهواء.

يتم استخدام عملية الغاز والديزل في عدد من تعديلات الغاز لمركبات عائلة كاماز، وكذلك حافلات الديزل. يشتمل نظام الطاقة بالغاز والديزل في مركبات كاماز على 8...10 أسطوانات غاز عالية الضغط. يدخل الغاز المضغوط من الأسطوانات إلى السخان 6، حيث يتم تسخينه باستخدام حرارة المبرد. في المخفض، يتم تقليل ضغط الغاز إلى 0.95...1.1 ميجا باسكال. بعد ذلك، يدخل إلى مخفض الضغط المنخفض على مرحلتين من خلال صمام مرشح كهرومغناطيسي ومن ثم من خلال موزع الغاز إلى الخلاط، حيث يتم خلطه مع الهواء. يتم توفير خليط الغاز والهواء لأسطوانات المحرك، حيث يتم حقن جرعة تجريبية من وقود الديزل في نهاية شوط الضغط من خلال فوهة تقليدية.

يتم توصيل محرك ذراع التحكم الخاص بمنظم مضخة الوقود ذات الضغط العالي (HPF) بواسطة قضيب بمحرك صمام الخانق القياس. باستخدام آلية خاصة، يتم ضمان ثبات الجرعة التجريبية من وقود الديزل في وضع تشغيل محرك الديزل الغازي، بغض النظر عن موضع دواسة الوقود. يتم بدء تشغيل محرك يعمل بالغاز والديزل والتباطؤ فقط على وقود الديزل. وفي الأوضاع الأخرى، يتم تحقيق زيادة قوة المحرك عن طريق زيادة إمدادات وقود الغاز. تبلغ كمية الجرعة التجريبية 15...20% من إجمالي استهلاك الوقود.

يتم تزويد السيارات بالوقود بالغاز الطبيعي في محطات تعبئة غاز السيارات الثابتة (محطات تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط) أو بمساعدة شاحنات التزود بالوقود المتنقلة بالغاز (PAGZ). توفر محطة تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط النموذجية 500 عبوة يوميًا. يتكون مخططها التكنولوجي من خمس كتل وظيفية رئيسية: الفواصل والضواغط والتجفيف ومراكم الغاز والموزعات. محطة تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط عبارة عن هيكل معقد، بما في ذلك مبنى الإنتاج والتكنولوجي مع غرفة توزيع الغاز والتحكم، ومنصة تعبئة مع صناديق انتظار السيارات والاتصالات الخارجية (الاتصال بشبكة الغاز، وإمدادات المياه، وخط الكهرباء، وما إلى ذلك). يتم فصل الغاز القادم من الشبكة الخارجية، ومن ثم يتم ضغطه بواسطة ضواغط إلى 25 ميجا باسكال ويتم إمداده إلى وحدة التجفيف. يتم إرسال الغاز الجاف للتخزين إلى البطاريات، حيث يتم إمداده لتزويد السيارات بالوقود من خلال محطات تعبئة الغاز.

أرز. 3. رسم تخطيطي تكنولوجي لمحطة تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط الثابتة

عدد مضخات التزود بالوقود في محطة تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط هو 8، ووقت التزود بالوقود مع مراعاة جميع العمليات هو: للشاحنة 10...12 دقيقة، للسيارة - 6...8 دقائق.

لتزويد سيارات شركات النقل بالوقود البعيدة عن محطات تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط، يتم استخدام شاحنات التزود بالوقود المتنقلة بالغاز (PAGZ). وتم تركيب أسطوانة غاز في PAGZ مزودة بوحدات لشحن الناقلة بالغاز وتوزيع الغاز على السيارات. يشتمل تركيب أسطوانة الغاز عادة على ثلاثة أقسام من أسطوانات الغاز يبلغ حجم كل منها 400 سائل وضغط 32 ميجا باسكال للتزود بالوقود التدريجي للمركبات باستخدام طريقة غير ضاغطة. تتم عملية التزود بالوقود باستخدام جهازين للتوزيع.

التركيب الكيميائي للغاز. طلب

الجزء الرئيسي من الغاز الطبيعي هو الميثان (CH4) بنسبة تصل إلى 98%. قد يحتوي الغاز الطبيعي أيضًا على هيدروكربونات أثقل - متجانسات الميثان:

الإيثان (C2H6)،

البروبان (C3H8)،

البيوتان (C4H10)،

وكذلك المواد الأخرى غير الهيدروكربونية:

الهيدروجين (H2)،

كبريتيد الهيدروجين (H 2 S)،

ثاني أكسيد الكربون (CO 2)،

الهيليوم (هو).

الغاز الطبيعي النقي عديم اللون والرائحة. لجعل من الممكن اكتشاف التسرب عن طريق الرائحة، تتم إضافة كمية صغيرة من المواد التي لها رائحة كريهة قوية (ما يسمى الروائح) إلى الغاز. غالبًا ما يستخدم إيثيل مركابتان كمعطر.

تعتبر الأجزاء الهيدروكربونية مواد خام قيمة للصناعات الكيماوية والبتروكيماوية. يتم استخدامها على نطاق واسع لإنتاج الأسيتيلين. ينتج عن الانحلال الحراري للإيثان الإيثيلين، وهو منتج مهم للتخليق العضوي. عندما يتأكسد جزء البروبان والبيوتان، يتم تشكيل الأسيتالديهيد، والفورمالديهايد، وحمض الأسيتيك، والأسيتون وغيرها من المنتجات. ويستخدم الأيزوبيوتان في إنتاج مكونات عالية الأوكتان لوقود المحركات، وكذلك الأيزوبيوتيلين، وهو مادة خام لإنتاج المطاط الصناعي. يؤدي نزع هيدروجين الأيزوبنتان إلى إنتاج الأيزوبرين، وهو منتج مهم في إنتاج المطاط الصناعي.

الغاز الطبيعي المضغوط– الغاز الطبيعي المضغوط يستخدم كوقود للمحركات بدلاً من البنزين ووقود الديزل والبروبان.

يمكن ضغط الغاز الطبيعي، مثل أي غاز آخر، باستخدام الضاغط. وفي الوقت نفسه، يتم تقليل الحجم الذي تشغله بشكل كبير. يتم ضغط الغاز الطبيعي تقليديًا إلى ضغط يتراوح بين 200-250 بار، مما يؤدي إلى تقليل الحجم بمقدار 200-250 مرة. يتم ضغط الغاز لنقله عبر خطوط أنابيب الغاز للحفاظ على الضغط الصحيح داخل التكوين (ضغط الخزان) أثناء الحقن تحت الأرض، ويعد إنتاج الغاز الطبيعي المضغوط خطوة وسيطة في إنتاج الغاز الطبيعي المسال. يعتبر الغاز الطبيعي المضغوط أرخص من الوقود التقليدي، كما أن ظاهرة الاحتباس الحراري الناتجة عن منتجات احتراقه أقل مقارنة بالوقود التقليدي، لذا فهو أكثر أمانًا للبيئة. يتم تخزين ونقل الغاز الطبيعي المضغوط في صهاريج خاصة لتخزين الغاز. ويضاف الغاز الحيوي أيضًا إلى الغاز الطبيعي المضغوط، مما يقلل من انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي.

يتمتع الغاز الطبيعي المضغوط كوقود بعدد من المزايا:

· غاز الميثان (المكون الرئيسي للغاز الطبيعي) أخف من الهواء وفي حالة حدوث تسرب طارئ فإنه يتبخر بسرعة، على عكس البروبان الأثقل الذي يتراكم في المنخفضات الطبيعية والاصطناعية ويخلق خطر الانفجار.

· غير سامة بتركيزات صغيرة.

· لا يسبب تآكل المعادن.

· يعتبر الغاز الطبيعي المضغوط أرخص من أي وقود بترولي، بما في ذلك الديزل، ولكنه يفوقه في محتواه من السعرات الحرارية.

· درجة الغليان المنخفضة تضمن التبخر الكامل للغاز الطبيعي عند أدنى درجات الحرارة المحيطة.

· يحترق الغاز الطبيعي بشكل شبه كامل ولا يترك سخاماً، مما يؤدي إلى تفاقم البيئة وتقليل الكفاءة. لا تحتوي غازات مداخن العادم على شوائب كبريتية ولا تدمر معدن المدخنة.

· تكاليف تشغيل غلايات الغاز أقل أيضًا من الغلايات التقليدية.

ميزة أخرى للغاز الطبيعي المضغوط هي أن الغلايات التي تعمل بالغاز الطبيعي تتمتع بكفاءة أكبر - تصل إلى 94٪، ولا تتطلب استهلاك الوقود للتسخين المسبق في الشتاء (مثل زيت الوقود وغلايات البروبان والبيوتان).

ويتحول الغاز الطبيعي، الذي يتم تبريده بعد تنقيته من الشوائب إلى درجة حرارة التكثيف (-161.5 درجة مئوية)، إلى سائل يسمى الغاز الطبيعي المسال. الغاز المسال هو سائل عديم اللون والرائحة، وكثافته نصف كثافة الماء. 75-99% يتكون من الميثان. نقطة الغليان -158...-163 0 مئوية. في الحالة السائلة فهو غير قابل للاشتعال وغير سام وغير عدواني. للاستخدام، يتم تبخيره إلى حالته الأصلية. عندما تحترق الأبخرة، يتكون ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. يتم تقليل حجم الغاز أثناء التسييل بمقدار 600 مرة، وهي إحدى المزايا الرئيسية لهذه التكنولوجيا. وتتم عملية الإسالة على مراحل، يتم في كل مرحلة ضغط الغاز من 5 إلى 12 مرة، ثم تبريده ونقله إلى المرحلة التالية. يحدث التسييل نفسه أثناء التبريد بعد المرحلة الأخيرة من الضغط. وبالتالي، تتطلب عملية التسييل استهلاكًا كبيرًا للطاقة - يصل إلى 25% من الكمية الموجودة في الغاز المسال. يتم إنتاج الغاز المسال في ما يسمى بمحطات التسييل، وبعد ذلك يمكن نقله في حاويات مبردة خاصة - ناقلات بحرية أو صهاريج للنقل البري. وهذا يجعل من الممكن توصيل الغاز إلى المناطق البعيدة عن خطوط أنابيب الغاز الرئيسية المستخدمة تقليديًا لنقل الغاز الطبيعي التقليدي. يتم تخزين الغاز الطبيعي المسال لفترة طويلة، مما يجعل من الممكن تكوين الاحتياطيات. قبل تسليمه مباشرة إلى المستهلك، يتم إرجاع الغاز المسال إلى حالته الغازية الأصلية في محطات إعادة التغويز. تعود المحاولات الأولى لتسييل الغاز الطبيعي للأغراض الصناعية إلى بداية القرن العشرين. في عام 1917، الأول الغاز المساللكن تطوير أنظمة توصيل خطوط الأنابيب أخر تحسين هذه التكنولوجيا لفترة طويلة. وفي عام 1941، جرت المحاولة التالية لإنتاج الغاز الطبيعي المسال، لكن الإنتاج لم يصل إلى المستوى الصناعي إلا في منتصف الستينيات. وفي روسيا، بدأ بناء أول مصنع للغاز الطبيعي المسال في عام 2006 كجزء من مشروع سخالين -2. تم الافتتاح الكبير للمصنع في شتاء عام 2009.

الغاز الصخري– الغاز الطبيعي المنتج من الصخر الزيتي، والذي يتكون بشكل أساسي من غاز الميثان. تم حفر أول بئر غاز تجاري في تكوينات الصخر الزيتي في الولايات المتحدة في عام 1821. وبدأت شركة ديفون إنيرجي في الولايات المتحدة الإنتاج الصناعي على نطاق واسع للغاز الصخري في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين في حقل بارنيت شيل، الذي حفر أول بئر أفقي في هذا المجال عام 2002 بفضل الزيادة الحادة في إنتاجها، والتي تسمى "ثورة الغاز"، في عام 2009، أصبحت الولايات المتحدة الرائدة عالميًا في إنتاج الغاز (745.3 مليار متر مكعب)، ويأتي أكثر من 40% من مصادر غير تقليدية (ميثان الفحم الحجري والغاز الصخري). ).

وتبلغ موارد الغاز الصخري في العالم 200 تريليون متر مكعب. في يناير 2011، قال الخبير الاقتصادي أ.د. وكتب خيتوين عن احتمال أن يكرر الغاز الصخري “مصير غاز الميثان الناتج عن الفحم الحجري، مع انخفاض كبير في نمو الإنتاج خلال الاستغلال طويل الأمد للحقول، أو مصير الوقود الحيوي، الذي تأتي الغالبية العظمى من إنتاجه العالمي من أمريكا، وهي الآن في تراجع."

احتياطيات الغاز وموارده

ويبلغ الاحتياطي الجيولوجي العالمي من الغازات القابلة للاشتعال في القارات وفي مناطق الجرف والبحار الضحلة حسب التقديرات المتوقعة 10 ـ 15 م3 أي ما يعادل 10 ـ 12 طناً من النفط.

معظم ودائع كبيرةفي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية كان هناك: Urengoyskoye (4 تريليون م 3) وزابوليارنوي (1.5 تريليون م 3) وفوكتيلسكوي (452 ​​مليار م 3) وأورينبورغسكوي (650 مليار م 3) وستافروبول (220 مليار م 3) وجازلي ( 445 مليار م3) في آسيا الوسطى؛ شبسلينسكوي (390 مليار م3) في أوكرانيا.

وفي شبه جزيرة يامال وفي المناطق المائية المجاورة تم اكتشاف 11 حقلاً للغاز و15 حقلاً للنفط ومكثفات الغاز، ويبلغ احتياطي الغاز المستكشف والمقدر الأولي (ABC 1 + C 2) حوالي 16 تريليون م 3، وهي فرص واعدة وواعدة. توقعات (ج3 - د3) تبلغ موارد الغاز حوالي 22 تريليون م3. أهم حقل يامال من حيث احتياطيات الغاز هو حقل بوفانينكوفسكي - 4.9 تريليون م 3 (ABC 1 + C 2)، والذي سيبدأ تطويره في عام 2012، وسوف يتدفق الغاز إلى خط أنابيب الغاز الجديد بوفانينكوفو-أوختا. تبلغ الاحتياطيات الأولية لحقول Kharasaveyskoye وKruzenshternskoye وSouth Tambeyskoye حوالي 3.3 تريليون متر مكعب من الغاز.

شرق سيبيرياو الشرق الأقصىتشكل حوالي 60٪ من الأراضي الاتحاد الروسي. يبلغ إجمالي موارد الغاز الأولية على الأرض في شرق روسيا 52.4 تريليون متر مكعب، وفي الخارج - 14.9 تريليون متر مكعب.

وفي الاتحاد الروسي، بلغ إنتاج الغاز من قبل شركة JSC Gazprom وحدها في عام 2011 513.2 مليار متر مكعب. وفي الوقت نفسه، وصلت الزيادة في احتياطيات الفئة C 1 إلى مستوى قياسي - 686.4 مليار م 3، مكثفات - 38.6 مليون طن، وفي عام 2012، من المخطط إنتاج 528.6 مليار م 3 من الغاز و 12.8 مليون طن من مكثفات الغاز.

المكثفات

المكثفات– المنتج السائل لفصل الغازات الطبيعية . يتم تمثيله بشكل أساسي بالهيدروكربونات السائلة في الظروف العادية - البنتان والهيدروكربونات الأثقل من تركيبة الألكان والسيكلان والأرين. ولا تتجاوز الكثافة عادة 0.785 جم/سم 3، على الرغم من أن الاختلافات في الكثافات تصل إلى 0.82 جم/سم 3 معروفة. نقطة الغليان النهائية هي من 200 إلى 350 درجة مئوية.

يميز خامالمكثفات التي تم الحصول عليها أثناء الانفصال، و مستقرتم الحصول عليها عن طريق التفريغ العميق للمكثفات الخام. يتم التعبير عن كمية المتكثفات في غازات المكامن إما بنسبة حجمها إلى حجم الغاز المنفصل (سم3/م3) ويسمى عامل المكثفات. تصل كمية المكثفات لكل 1 م3 من الغاز المنفصل (الحر) إلى 700 سم3. وبحسب قيمة عامل التكثف تكون الغازات "جافة" (أقل من 10 سم3/م3) و"هزيلة" (10-30 سم3/م3) و"سمينة" (30-90 سم3/م3) 3). وتسمى الغازات التي تتميز بقيمة عامل غازي تزيد عن 90 سم3/م3 بمكثفات الغاز. عند حقل مكثفات النفط والغاز فوكتيل يبلغ معامل المكثفات 488-538 سم3/م3 الغازات الطبيعية للحقول سيبيريا الغربيةكقاعدة عامة، "جافة".

أحد الأسباب العديدة للبطء في تغويز وسائل النقل هو أن نطاق وقود محرك الغاز واسع جدًا:

• غاز البترول المسال (LPG)؛
• الغاز الطبيعي المضغوط (المضغوط) (CNG)؛
• الغاز الطبيعي المسال (LNG).

المزايا الرئيسية لوقود محركات الغاز هي سعره وسعره وسعره مرة أخرى. وحتى الآن، تفوق هذه المزايا عيوبها العديدة والمتنوعة.

غاز البترول المسال (LPG)

هذا الغاز عبارة عن خليط من البروبان C3H8 والبيوتان C4H10، المستخرج من الغازات البترولية المصاحبة، من أجزاء مكثفات الغاز الطبيعي، من الغازات الناتجة عن عمليات تثبيت النفط والمكثفات، من غازات التكرير التي يتم الحصول عليها من محطات تكرير النفط. بالإضافة إلى البروبان والبيوتان، يحتوي غاز البترول على حوالي 6٪ وزنا من الهيدروكربونات الأخرى - الإيثان والإيثيلين والبروبيلين والبوتيلين وأيزومراتها، أي أن تكوين غاز البترول المسال غير متجانس وغير متناسق. وللسيطرة على التسربات، يتم إدخال مواد ذات رائحة كريهة – المركابتان – في غاز البترول المسال. من السهل التعرف على Mercaptans من خلال أنفك عندما تمر بك أسطوانة غاز "غزال" في الشارع.

الميزة الرئيسية للبروبان والبيوتان هي درجة حرارتهما الحرجة العالية. الحرجة هي درجة الحرارة التي تكون فيها كثافة السائل وكثافة السائل بخار مشبعتصبح متساوية ويختفي الواجهة بينهما.

البروبان لديه درجة حرارة حرجة تبلغ 96.8 درجة مئوية، والبيوتان لديه درجة حرارة حرجة تبلغ 152.0 درجة مئوية، مما يجعل من السهل تسييل هذه الغازات وتخزينها في حالة سائلة عند ضغط منخفض نسبيًا يصل إلى 1.6 ميجا باسكال. وهذا يعني أيضًا أن وعاء تخزين غاز البترول المسال سيكون خفيفًا نسبيًا، ويمكن تخزين الغاز في حالة مسالة لفترة طويلة إلى أجل غير مسمى، بشرط أن يكون الوعاء مغلقًا تمامًا. ومع ذلك، فإن أسطوانة غاز البترول المسال عبارة عن وعاء ضغط، ولا يمكن إعطاؤها أي شكل، مثل خزان الغاز على سبيل المثال. يؤدي هذا الظرف إلى ظهور مشاكل في وضع أسطوانة الغاز على السيارة.

لتزويد المركبات بالوقود، يتم استخدام علامتين تجاريتين لغاز البترول المسال: الصيف والشتاء. يحتوي الصف الصيفي، أو بروبان بيوتان السيارات (PBA)، على 50 ± 10٪ من البروبان بالوزن. الشتاء، أو بروبان السيارات (PA)، يحتوي على 85 ± 10٪ من البروبان بالوزن. وبالتالي، من خلال تنظيم محتوى البروبان الخفيف، فإنها تضمن تشغيل المركبات التي تعمل باسطوانات الغاز على مدار العام.

يقتصر استخدام غاز البترول المسال على محركات البنزين، أي المحركات ذات نسبة الضغط المنخفضة والإشعال بالشرارة. هذه هي سيارات الركاب والشاحنات الخفيفة والمتوسطة ومحطات الطاقة. استهلاك غاز البترول المسال أعلى بنسبة 10-15% من البنزين بسبب انخفاض القيمة الحرارية الحجمية: 1 لتر من البنزين يعادل 1.1-1.15 م3 من غاز البترول المسال، وفي الظروف الحقيقية بسبب انخفاض قوة المحرك - 1.15-1.3 م3 رابطة الدول المستقلة. في درجات حرارة منخفضة، يبدأ المحرك بالبنزين، بعد الاحماء، يمكن للسائق التحول إلى الغاز مباشرة من الكابينة. يمكنك التبديل من نوع وقود إلى آخر أثناء التنقل.

البروبان البيوتان أثقل بمقدار 1.5-2 مرة من الهواء، وعندما يتسرب، يتراكم بالقرب من الأرض، مما يخلق جوًا متفجرًا وضارًا. ولذلك يتم تخزين سيارات اسطوانات الغاز في مواقف السيارات المفتوحة، وتكون مناطق الإصلاح مجهزة بتهوية جيدة. إن استنشاق غاز البروبان البيوتان لفترة طويلة ليس فقط أمرًا مزعجًا بسبب المركبات المركبتان، ولكنه يؤدي أيضًا إلى اعتلال الصحة، بما في ذلك التسمم.

يبلغ رقم ​​الأوكتان لغاز البترول المسال حوالي 105، ويقال أن التفجير لا يحدث في أي وضع من أوضاع تشغيل المحرك. لا ينبغي أن يكون هذا البيان سببا للرضا عن النفس، مع بعض العقل الفضولي يمكن تحقيق التفجير.

مع الأخذ في الاعتبار تكاليف تجهيز معدات الغاز ووزنها ومداها الأصغر في محطة وقود واحدة، يظل تحويل السيارة إلى غاز البترول المسال مربحًا بسبب السعر. كانت القاطرة للترويج لرابطة الدول المستقلة للجماهير ولا تزال سيارات الركاب والشاحنات الخفيفة. يتم إنتاج الغازات البترولية المسالة من قبل نفس الشركات كمنتج ثانوي لإنتاج الوقود السائل، مما يؤثر على عدد محطات الوقود - الشركات مهتمة ببيع منتجاتها الخاصة.

أما بالنسبة لمحركات الديزل، فلا توجد آفاق للبروبان والبيوتان هنا بسبب عدم استقرار الاحتراق عند نسبة ضغط عالية. هذا هو السبب الرئيسي وراء عدم ترسيخ رابطة الدول المستقلة لمحركات الديزل. لكن إمكانات رابطة الدول المستقلة لم يتم الكشف عنها بالكامل بعد.

معلومات عامة عن غاز الميثان

الغازات الطبيعية تعني ميثان CH4، وهو أبسط الهيدروكربونات، عديم اللون والرائحة. الميثان هو ثالث أكثر الغازات وفرة في الكون بعد الهيدروجين والهيليوم. حول أصل رواسب الغاز الطبيعي في قشرة الأرضلا يوجد رأي نهائي بشأن أصل النفط.

يحتوي الغاز الطبيعي على ما بين 70 إلى 98% من الميثان، والباقي يأتي من الهيدروكربونات الأثقل: الإيثان والبروبان والبيوتان، بالإضافة إلى المواد غير الهيدروكربونية: الماء وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم والغازات الخاملة الأخرى. قبل إمداده إلى نظام نقل الغاز (GTS)، يجب تنقية الغاز الطبيعي وتجفيفه وإزالة الماء وكبريتيد الهيدروجين وفصل الهيدروكربونات الثقيلة والشوائب الأخرى. وفي خط الأنابيب، يمكن لبخار الماء أن يتكثف أو يشكل مركبات بلورية مع الغاز - الهيدرات - ويتراكم على انحناءات خط الأنابيب، مما يجعل من الصعب على الغاز التحرك. يسبب كبريتيد الهيدروجين تآكلًا شديدًا لمعدات الغاز. اعتمادا على تكوين الغاز الطبيعي، يتم استخدام تقنيات مختلفة لتجفيف وفصل الغازات. وهكذا يبقى الميثان النقي مع شوائب طفيفة. يتم توفير الميثان للمستهلكين من خلال نظام نقل الغاز. إذا كان منزلك متصلاً بنظام توزيع الغاز، فإن غاز الميثان هو الذي يحترق في موقد المطبخ. ويستخدم نفس الميثان، بعد الضغط أو التسييل، لملء معدات الغاز.

الميثان هو غاز عديم الرائحة ذو رائحة مميزة ("إذا شممت رائحة الغاز، اتصل بالرقم 09") يتم إعطاؤه بواسطة الميركابتانات، والتي يتم حقنها في الغاز قبل ضخها في GTS (16 جم لكل 1000 م 3). تم اختراع هذه الطريقة لكشف التسربات في الهياكل الهيدروليكية التي يصل طولها إلى آلاف الكيلومترات. عند حدوث تسرب، تجذب رائحة المركبتان الغربان، والتي يمكن رؤيتها بسهولة أثناء تحليق طائرة هليكوبتر فوق خط الأنابيب.

الميثان أخف بمقدار 1.6 مرة من الهواء ويتبخر على الفور إذا تسرب. الميثان مادة قابلة للانفجار بتركيزات في الهواء تتراوح من 4.4 إلى 17%. التركيز الأكثر انفجارًا هو 9.5٪. من السهل تحديد وجود الميثان في الهواء عن طريق روائح الميركابتان. في الأماكن التي يتشكل فيها غاز الميثان بشكل طبيعي، حيث من المستحيل اكتشافه عن طريق الرائحة، على سبيل المثال في المناجم، يتم استخدام أجهزة تحليل الغاز. أول أجهزة تحليل الغاز في المناجم كانت طيور الكناري. يتم تخزين معدات غاز البترول المسال في مناطق وقوف السيارات المفتوحة، ويتم تجهيز مناطق الإصلاح المغلقة بتهوية العادم القسري. محطات توليد بقدرات مختلفة، متصلة مباشرة بالأنبوب، تعمل بالغاز الرئيسي دون أي تحضيرات.

الغازات الطبيعية المضغوطة (CNG)

تبلغ درجة الحرارة الحرجة للميثان -82.3 درجة مئوية، وتسييله مكلف للغاية، لذلك يستخدم الميثان كوقود لمحركات الغاز بشكل رئيسي في شكل مضغوط، في حين يتم تقليل حجم الغاز بمقدار 200-250 مرة. يتم توصيل خط أنابيب الغاز بمحطة ضغط تعبئة غاز السيارات (محطة تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط) ويتم ضغط الغاز في الموقع. إنهم يضغطون، أو بالأحرى، يضغطون الغاز الرئيسي بضاغط إلى 20 ميجا باسكال ويجففونه. وفي المحطة، يتم تخزين الغاز الطبيعي المضغوط في وعاء صغير عالي الضغط يتم من خلاله ضخ الغاز إلى أسطوانات السيارة. أما بالنسبة لنقل الغاز الطبيعي المضغوط الجاهز، فيتم استخدام ناقلات غاز خاصة لذلك، وهي عبارة عن بطارية من الأسطوانات تكون صغيرة الحجم مقارنة بخزان الغاز المسال، أي أن نقل الغاز الطبيعي المضغوط الجاهز يعد عملية مكلفة ومحددة مهمة. من الضروري توفير الغاز الرئيسي لمحطة التعبئة، مما يعقد إلى حد ما توسيع شبكة محطات تعبئة الغاز. يوجد اليوم في 58 منطقة في الاتحاد الروسي 246 محطة ضاغطة لتعبئة غاز السيارات (محطات تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط) التي تزود المركبات بالوقود بالغاز الطبيعي المضغوط. الشركة الرائدة بلا منازع في سوق محركات الغاز الوطنية هي شركة غازبروم - فهي تمتلك 210 محطة تعبئة تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط. منذ أكثر من 10 سنوات، تعمل شركة غازبروم على تعميم وقود محركات الغاز الطبيعي في روسيا - توجد محطات تعبئة الغاز الطبيعي المضغوط في 70٪ من المناطق، ولكن ليس في الكل، 246 محطة تعبئة تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط تمثل 1٪ مقارنة بجميع محطات الوقود في الاتحاد الروسي، وقام الزعيم بلا منازع بتشغيل 2.1 محطة تعبئة تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط في العام.

يتطلب الغاز الطبيعي المضغوط عالي الضغط أسطوانات ثقيلة ومتينة للغاية وسميكة الجدران. ولكن هذا ليس كل شيء. باستخدام الغاز الطبيعي المضغوط، يمكنك السفر مسافة أقل بمقدار 3.5 مرة من استخدام غاز البترول المسال بكميات متساوية من أسطوانات الغاز. إما أن يتم وزنها بالأسطوانات، أو إعادة التزود بالوقود بشكل متكرر - وهذا هو العيب الرئيسي للغاز الطبيعي المضغوط، والذي يحدد نطاق تطبيقه: بالقرب من محطة الوقود، وكذلك أنواع المحركات التي تعمل عليها.

ونظرًا للحاجة إلى مساحة كبيرة لاستيعاب أسطوانات الغاز الطبيعي المضغوط، فإن هذا النوع من الوقود يعد مهمًا للمركبات والجرارات ذات الحمولة المتوسطة والكبيرة. الاهتمام الأكبر اليوم هو بمحركات الوقود المزدوج - محركات الغاز والديزل التي تعمل بوقود الديزل والغاز الطبيعي المضغوط، وذلك على وجه التحديد بسبب البنية التحتية الهزيلة للغاز الطبيعي المضغوط، بحيث يكون هناك شيء للوصول إلى محطة الوقود. يمكن تحويل محرك الديزل إلى النوع الثاني من الوقود ببساطة وبسرعة نسبية، حيث يعمل حقن وقود الديزل في غرفة الاحتراق على إشعال الخليط القابل للاحتراق. حققت الشركات المصنعة لمعدات الغاز نسبة استهلاك لوقود الديزل والميثان تبلغ 20:80 على الجرارات طويلة المدى المزودة بنظام وقود السكك الحديدية المشتركة و30:70 على معدات الجرارات المزودة بمضخات حقن الوقود عالية الضغط. يعد تحويل السيارة إلى الغاز الطبيعي المضغوط أكثر تكلفة بنسبة 3-4 مرات من عملية مماثلة باستخدام غاز البترول المسال، ومع ذلك، يتم استرداد التكاليف في غضون عام تقريبًا بسبب الفرق في سعر الغاز ووقود الديزل.

تقدم صناعة الهندسة الميكانيكية أيضًا محركات تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط أحادية الوقود مع نسبة ضغط منخفضة وإشعال شراري. عليك أن تفهم أن مثل هذه السيارات مقيدة بالسلاسل حرفيًا إلى محطة الوقود.

يعتبر الغاز الطبيعي المضغوط وقودًا ممتازًا لمحرك الديزل. لا يشكل الميثان رواسب في نظام الوقود ولا يغسل طبقة الزيت من جدران الأسطوانة، وبالتالي يقلل الاحتكاك ويقلل من تآكل المحرك. يحترق الميثان بشكل كامل دون تكوين جزيئات صلبة ورماد، مما يؤدي إلى زيادة تآكل مجموعة الأسطوانات والمكبس. وبالتالي، فإن استخدام الغاز الطبيعي كوقود للمحرك يجعل من الممكن زيادة عمر المحرك بمقدار 1.5-2 مرة. الميثان صديق للبيئة: فهو ينتج عادمًا نظيفًا للغاية. والأهم من ذلك، أن تكلفة الغاز الطبيعي المضغوط أقل بثلاث مرات من البنزين ووقود الديزل، على الرغم من أنه في الواقع ينبغي أن يكلف أقل.

الغاز الطبيعي المسال (LNG)

أثناء التسييل، ينخفض ​​حجم غاز الميثان بمقدار 600 مرة - وهذه هي الميزة الرئيسية للتسييل، والتي تحدد نطاق تطبيقه: الحافلات، والجرارات طويلة المدى، وشاحنات التعدين القلابة، أي حيث يجب أن تشغل حاويات الوقود الحد الأدنى من المساحة و عقد أقصى مساحة. يحتوي نفس الحجم على غاز طبيعي مسال أكثر بثلاث مرات من الغاز الطبيعي المضغوط.

يحدث التسييل عند درجة حرارة -161.5 درجة مئوية. هذه العملية كثيفة الاستخدام للطاقة وتتطلب معدات مبردة. يتم تخزين الميثان المسال عند درجة حرارة داخل وعاء معزول حرارياً تتراوح من -160 إلى -196 درجة مئوية. مطلوب عزل حراري عالي الجودة. وكما هو الحال مع الغاز الطبيعي المضغوط، يتم تحويل محركات الديزل إلى محركات تعمل بالوقود المزدوج. تختلف معدات السيارات للغاز الطبيعي المضغوط في أسطوانة الترمس والمبخر، وبقية المكونات هي نفسها.

الميثان المسال أقل شيوعًا من الميثان المضغوط. قامت بعض مستودعات الحافلات ببناء محطات وقود في مبانيها. ولا تزال هذه التجارب أكثر تجريبية في طبيعتها.

خاتمة

عندما تثار المناقشات حول وقود المحركات الذي يعمل بالغاز الطبيعي وبطء انتشاره، يُطرح دائمًا سؤال ما الذي يأتي أولاً: أسطول من مركبات الغاز الطبيعي أم شبكة من محطات تعبئة الغاز. ومن الواضح تماما أن شبكة التزود بالوقود هي شبكة أساسية. وهذا يؤدي إلى السؤال الأبدي: على من يقع اللوم؟ أصحاب محطات الوقود. أصحابها غير مهتمين بما هو مثير للاهتمام للبلاد، لأنهم لا يرون الربح فيه. وسيواصل أصحابها تخريب تغويز وسائل النقل.

ما يجب القيام به؟ إن الوسيلة الفعالة الوحيدة لمكافحة الاحتكارات الطبيعية وتحفيز الاقتصاد ككل تظل تأميم شركة غازبروم PJSC وجميع الشركات التابعة لها وجميع شبكات توزيع الغاز. ليس من المناسب للمؤسسات التي تحل المشكلات الاقتصادية والاجتماعية على نطاق الاتحاد الروسي وموضوعات وأجزاء من كيانات الاتحاد أن تعمل على تلبية طموحات دائرة ضيقة فرادى. إن تنظيم التعريفة في هذا الاتجاه ليس أكثر من مجرد مسكن.