Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Сжиженные нефтяные газы






Состав, свойства, марки. Наиболее широкое применение в качестве топлива для газобаллонных автомобилей получили сжиженные нефтяные газы (ГНС). К ним относят горючие газы, основными углеводородами, в которых являются пропан или бутаны. В таких газах возможно присутствие и олефиновых углеводородов (пропилен и бутилены), однако количество их обычно невелико, так как олефиновые углеводороды предварительно выделяют из горючих газов и используют в качестве сырья для нефтехимии. Таким образом, свойства сжиженных газов определяются количеством и свойствами пропана и бутана. Эти газы в отличие от метана тяжелее воздуха и поэтому при утечках скапливаются на полу, в смотровых канавах. Эти газы называют нефтяными попутными газами, потому что их получают в основном при добыче и переработке нефти.

Пропан и бутан имеют высокие октановые числа (см. табл. 1) очень маленькое цетановое число 4…5 пунктов. В жидкое состояние они переходят при обычной температуре под действием небольшого давления. Так при +200С для перевода пропана из газообразного состояния в жидкое необходимо давление 0, 85 МПа, для н-бутана – 0, 21 МПа, для изобутана – 0, 32 МПа. В связи с этим для хранения и транспортировки сжиженных газов используют баллоны с рабочим давлением 1, 6 МПа. Такое давление обеспечивает содержание в жидком состоянии даже чистого пропана до температуры около +500 C.

Для двигателей грузовых и легковых автомобилей, использующих в качестве моторного топлива сжиженный нефтяной газ, состав его регламентирован ГОСТ 27578-87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия». Этот стандарт предусматривает две марки сжиженного нефтяного газа: зимний ПА (пропан автомобильный) и летний ПБА (пропан-бутан автомобильный).

Пропан автомобильный содержит 80…90 % пропана, остальное бутан, этан, метан и непредельные углеводороды. ПА применяется в диапазоне температур окружающей среды от -20 до -350 C.

Пропан-бутан автомобильный содержит 40…60 % пропана, остальное бутан, этан, метан и непредельные углеводороды. ПБА применяется в диапазоне температур окружающей среды от +45 до -200 C.

При температурах окружающей среды ниже – 350 C, в соответствии с ТУ 33.1011184–89, применяют для автомобильного транспорта марку сжиженного нефтяного газа ЭПА(этан-пропан автомобильный). По своим физико-химическим и эксплуатационным показателям сжиженные нефтяные газы должны соответствовать значениям, указанным в таблице 2.

 

Таблица 2 – Показатели качества сжиженных газов

Показатели Марка сжиженного нефтяного газа
ПБА ПА ЭПА
Массовые доли компонентов: Метан Пропан   Не нормируется 50 ±10 90 ±10 85 ±10
Сумма предельных углеводородов, % не более   Объёмная доля жидкостного остатка при +400 C   Отсутствует   Отсутствует     то же     Следы
Базовая температура (0C) регламентации избыточного максимального давления насыщенных паров   1, 6 МПА   То же для минимального давления 0, 07 МПА   +45   -20   +30   -35   +5   -40
Массовая доля серы и её соединений, %, не более В том числе сероводорода, % не более   0, 01 0, 003   0, 01 0, 003   0, 01 0, 003
Содержание воды и щелочей Отсутствуют

 

На автомобильные газонаполнительные станции поступает также газ по ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные для коммунально-бытового и промышленного потребления. Технические условия». В соответствии с этими техническими условиями производится топлива двух марок: смесь пропан-бутановая техническая зимняя (СПБТЗ) и смесь пропан-бутановая техническая летняя (СПБТЛ), с содержанием пропана 74% и 34% соответственно. Для этих газов предусмотрены более широкие допуски по содержанию компонентов и воздействию на двигатель и топливную аппаратуру.

 

Условия эксплуатации. Автомобильная газобаллонная установка рассчитана на подачу топлива к двигателю под давлением паров газа в баллоне. В связи с этим величина давления насыщенных паров сжиженных нефтяных газов имеет важное эксплуатационное значение. При любой температуре окружающего воздуха в баллоне со сжиженном нефтяным газом должно быть избыточное давление не менее 0, 35…0, 5 кг/см²., достаточное для надёжной подачи топлива к двигателю, а также для обеспечения пуска и прогрева холодного двигателя на газе из парового пространства баллона. Опыт эксплуатации показывает, что давление насыщенных паров сжиженных нефтяных газов для газобаллонных автомобилей должно быть не менее 2, 7 кг/см² при температуре -200 C. Так, углеводороды, входящие в сжиженные нефтяные газы различаются по давлению насыщенных паров, что позволяет производить газы, соответствующие времени года и климатическим условиям применения. Так сжиженный газ из пропана, хорошо отвечает требованиям зимней эксплуатации.

Существенной особенностью сжиженных нефтяных газов является большой коэффициент объёмного расширения жидкой фазы (таблица 1). Плотность жидкого пропана при 00 C равна 0, 53 кг/л., а при + 500 C она снижается до 0, 46 кг/л., при этом удельный объём возрастает на 15, 4 % (объём 1 кг жидкого пропана увеличивается с 1, 88 до 2, 17 литров). Эта особенность сжиженных нефтяных газов учитывается при заполнении баллонов, а именно, необходимо наличие большого (до 10 %) свободного, не заполненного топливом объёма в топливных баллонах.

В системах смесеобразования в двигатель газ подаётся в паровой фазе. Испарение топлива и подогрев паров, необходимый для компенсации охлаждения при расширении в редукторе, осуществляются в теплообменнике топливной системы. Теплота подводится от системы охлаждения или выпуска отработавших газов.

Для запуска холодного двигателя, когда теплоподвод к газу отсутствует, производят отбор газовой фракции из свободного объёма баллона. Длительная работа двигателя с отбором топлива из свободного объёма недопустима, так как приводит к переохлаждению топлива из-за затрат теплоты на испарение и неравномерному израсходованию компонентов, входящих в топливо. В первую очередь расходуется компоненты, обладающие наибольшим давлением насыщенных паров: пропан и пропилен. Это может привести к перебоям в подаче топлива.

Компоненты ГНС не обладают запахом, поэтому для обнаружения их утечек добавляют специальные продукты – одоранты, обладающие специфическим сильным запахом (С2Н5SН – этилмеркаптан), в количестве 0, 2-0, 3 г на 1000 м3 газа.

Сжиженные газообразные топлива (ГНС) имеют ряд существенных преимуществ перед жидкими топливами:

а) газообразные топлива являются наиболее дешёвыми видами топлива, так как могут использоваться непосредственно после получения с газовых, нефтяных месторождений без дополнительной переработки, иногда лишь после неглубокой очистки.

Огромные ресурсы газообразных топлив, строительство мощных газопроводов, открытие новых газоносных площадей — всё это свидетельствует о несомненной перспективности газообразных топлив;

б) сжиженные нефтяные газы имеют высокую детонационную стойкость, что позволяет использовать их в двигателях с большой степенью сжатия, и соответственно высокими технико-экономическими показателями;

в) при использовании газообразных топлив в результате лучшего смесеобразования и более совершенного протекания процесса сгорания образуется меньшее количество отложений в двигателе, а в отработавших газах уменьшается содержание токсичных компонентов: в 1, 7…2, 3 раза по окиси углерода и в 5…7 раз по соединениям серы;

г) применение газообразных топлив повышает долговечность двигателя в 1, 25…2, 0 раза. Отсутствие жидкой фазы топлива предотвращает смывание масляной плёнки со стенок цилиндра и колец и тем самым значительно снижает износ цилиндропоршневой группы;

д) срок смены масла увеличивается в 2…2, 5 раза, угар масла уменьшается на 30…40 %. Межремонтный пробег автомобилей на сжиженном нефтяном газе возрастает в 1, 4…2 раза. Улучшаются условия работы свечей зажигания и срок их службы увеличивается в 2…3 раза.

К недостаткам автомобилей, работающих на сжиженном газообразном топливе относят:

а) снижение пробега без дозаправки в 1, 5…3, 0 раза;

б) уменьшение полезной нагрузки на 5…10 %;

в) уменьшение мощности двигателя на 5-7 % и в связи с этим ухудшение тягово-динамических свойств автомобиля;

г) ухудшение запуска при низких температурах;

д) повышение пожаро- и взрывоопасности;

е) трудоемкость технического обслуживания автомобилей возрастает на 3-5 %.

Одним из преимуществ применения ГНС в сравнении с КПГ является значительно большая концентрация тепловой энергии в единице объема, меньшее давление газа и, следовательно, меньшие масса и стоимость. (Один 50-литровый баллон, заправленный ГНС для автомобиля ВАЗ рассчитан на 500 км, а заправленный КПГ – только на 100 км).

 

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал