Меню

Давление в баллоне с компримированным природным газом

В чем отличие между КПГ и СУГ

Газомоторное топливо пользуется популярностью у потребителей. Оно позволяет в два раза сократить расходы на заправку, повысить моторесурс, увеличить срок службы резинотехнических изделий, моторного масла, свечей, клапанов и является более экологичным, чем бензин или дизель.

На современных АЗС можно заправить автотранспорт двумя видами газового топлива: КПГ и СУГ. Главное отличие между ними заключается в химическом составе. В основе КПГ – метан (природное вещество). В то время как СУГ состоит из пропаново-бутановой смеси, полученной при крекинге нефтепродуктов.

Компримированный природный газ (КПГ)

КПГ производят в процессе сжатия природного газа на специальных компрессионных установках. Вещество подается на АГНКС по магистральному газопроводу и компримируется на месте: осушается и под высоким давлением (до 200 атм) закачивается в сосуды сферической или цилиндрической формы для хранения. После чего, в сжатом виде КПГ заполняет баллоны транспортных средств во время заправки.

Газобаллонное оборудование для КПГ отличается большими габаритами, весом и высокой стоимостью, поэтому основная область его применения – средне- и крупнотоннажные транспортные средства (грузовые машины, автобусы, тракторная техника).

КПГ: преимущества и недостатки

К преимуществам КПГ относят:

  • Безопасность. Вес метана меньше, чем вес воздуха. Благодаря чему в случае аварийного выброса он быстро испарится.
  • Экологичность. Не токсичен в малых концентрациях, не оставляет копоти и не содержит вредных примесей.
  • Экономичность. Сгорает во время работы в полном объеме, обеспечивая значительную экономию горючего.
  • Продлевает срок жизни автотранспорта. Отсутствие в составе вредных примесей защищает детали двигателя от образования ржавчины и быстрого изнашивания. Использование КПГ увеличивает межремонтный период работы двигателя, снижает затраты на ремонт и обслуживание транспортного средства.

К недостаткам КПГ относят необходимость применения высокопрочных емкостей из прочной и качественной стали. А значит, транспортным средствам требуется больше пространства для хранения горючего. Также установка баллона приводит к снижению грузоподъемности автомобиля.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ)

Это сжиженные под давлением углеводородные газы пропан и бутан, произведенные из попутного нефтяного газа. В составе помимо бутано-пропановой смеси содержится около 6% других углеводородов: бутилен, пропилен, этан, этилен. Состав СУГ непостоянный и неоднородный.

Высокая предельная температура дает возможность сжижать газ и доставлять его покупателям в жидком состоянии. Сжижение газа происходит под воздействием давления до 16 атм.

Благодаря жидкому состоянию, оборудование для СУГ более компактное, легкое и дешевое, чем для КПГ. Это позволяет покупать такое топливо по безналу для легковых автомобилей, а также транспорта с небольшой грузоподъемностью (ПАЗ, ГАЗель).

СУГ: преимущества и недостатки

К преимуществам сжиженного газа относят:

  • удобство хранения и транспортировки;
  • высокую теплопроводность;
  • отсутствие в составе веществ, вызывающих коррозию;
  • высокую экологичность (СУГ более безопасен для атмосферы, чем бензин и дизель);
  • экономный расход.

К недостаткам СУГ относят:

  • переменность состава;
  • плотность в два раза выше, чем у воздуха (утечка приводит к скоплению газа у земли и возникновению взрывоопасных ситуаций);
  • давление в баллонах зависит от температуры: повышение давления приводит к увеличению риска возникновения взрыва.

Ключевые отличия между сжиженным и компримированным газом

КПГ – компримированный природный газ, практически полностью состоящий из метана. А СУГ представляет собой сжиженный углеводородный газ, содержащий в своем составе пропан, бутан и другие примеси. КПГ хранится в газообразном состоянии под большим давлением, поэтому требует сложного дорогостоящего оборудования и большего пространства для хранения, а возможности транспортировки КПГ ограничены. СУГ в результате сжижения превращается в жидкое топливо, которое не вызывает сложностей при транспортировке и хранении. Тем не менее, по сравнению с СУГ, КПГ является более экологически безопасным топливом.

Читайте также:  Распределение жевательного давления на зубы

Другие статьи:

Изменения в сети обслуживания карт рублевой программы:

Изменения в сети обслуживания карт литровой и рублевой программы:

Изменения в сети обслуживания карт рублевой программы:

Свердловская, Нижегородская, Челябинская, Астраханская область, Красноярский, Хабаровский край.

Новая технология ароматизации метана от «Роснефти»

Сотрудники лаборатории НПК «Роснефти» создали новейшую технологию ароматизации метана.

Роснефть приступила к выпуску моторных масел высшей технологической линейки

Новое моторное масло «Rosneft Magnum Racing» для спортивных автомобилей — высокотехнологичная разработка от «Роснефть».

«Афрамакс» «Владимир Мономах» готов покорять морские просторы

На танкере «Владимир Мономах» успешно произведен первый пуск главного двигателя и начались ходовые испытания.

Продолжая использовать ruspetrol.ru вы соглашаетесь на использование файлов cookie.

Более подробную информацию можно найти в Политике cookie файлов.

© ООО «РусПетрол», 2007-2020

Воспроизведение материалов сайта
допускается с согласия владельца

Источник

Композитные баллоны высокого давления для природного газа (автомобильные)

Содержание

Введение

По данным Национальной Газомоторной Ассоциации по состоянию на середину 2014 г а России эксплуатировалось 90 000 автомашин на газомоторном топливе, в США – 142 000, в Италии – 823 000, в Армении – 226 800, в Узбекистане- 450 000, в Аргентине – 2 389 570, в Бразилии – 1 773 403, в Таиланде – 448 025, в Иране – 3 500 000

Потребность в баллонах высокого давления напрямую связано с состоянием рынка автомобильной газомоторной техники. В целях его создания и развития органами государственного управления начиная примерно с 2013 г. приняты определенные меры по увеличению потребления газомоторного топлива в РФ

Для обеспечения работы газомоторной техники используется три вида газового топлива в соответствии с принятой в 1999 году в РФ терминологией это:

1. Компримированный природный газ (КПГ), англ. Compressed natural gas (CNG) – сжатый природный газ (метан) В России, как правило, используется с рабочим давлением 20 МПа.

2. Сжиженный природный газ (СПГ), англ. liquefied natural gas (LNG) – сжиженный при низкой температуре ( -1600 С) природный газ (как правило метан).

3. Сжиженные углеводородные газы (СУГ), англ. Liquefied petroleum gas (LPG) – смесь сжиженных под давлением легких углеводородов (пропан, бутан и т.п.)

Нас интересует применение компримированного природного газа (КПГ)

Баллоны для компримированного природного газа

Комплект газобаллонного оборудования для автотранспорта состоит из двух частей: «подкапотной группы» и «газобаллонной группы» Стоимость газовых баллонов составляет наиболее существенную часть затрат при переводе автомобильного транспорта на использование ГМТ. Тип применяемых газовых баллонов прямым образом влияет на технические характеристики автомобильного транспорта, экономическую эффективность перехода на ГМТ, экологические показатели.

Читайте также:  Настойка прополиса аптечная при давлении

Требования к газовым баллонам, используемым для автомобильного транспорта регламентируются следующими документами:

1. ISO 11439: 2000 «Gas cylinders – high pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles (IDT)» его русская версия ГОСТ Р ИСО 11439-2010 « Газовые баллоны высокого давления для хранения на транспортном средстве природного газа как топлива»

2. ECE R 110 Правила № 110, редакция №3, Приложение № 3

3. ГОСТ Р 51752-2001 «Баллоны высокого давления для сжатого природного газа используемого в качества моторного топлива на автомобильных транспортных средствах»

Нормативной документацией предусмотрено изготовление баллонов 4 типов:

– КПГ-1 (CNG-1) – металлический;

– КПГ-2 (CNG-2) – металлический лейнер, армированный непрерывными волокнами,
пропитанными смолой (кольцевая обмотка);

– КПГ-3 (CNG-3) – металлический лейнер, армированный непрерывными волокнами,
пропитанными смолой (полная обмотка);

– КПГ-4 (CNG-4) – неметаллический лейнер, армированный непрерывными волокнами, пропитанными смолой (полностью композиционный).

В общем то существует и 5 тип- безлейнерный, однако в данном аспекте его рассматривать не будем.

Наряду с такими характеристиками как безопасность, надежность, срок службы, экологичность, важнейшей характеристикой баллонов является удельный вес баллона (англ. specific weight of CNG cylinder) то есть отношение массы (кг) к объему (л)

Средние значения этого параметра для баллонов КПГ (CNG) с рабочим давлением 20 Мпа различных типов даны на рисунке ниже

Это несколько расширенные значения параметра, с тем чтобы дать возможность работать на рынке и предприятиям с устаревшей технологией производства. Более реально, по состоянию на сегодня, этот показатель отражен в таблице ниже:

Процентное распределения нагрузки между лейнером и силовой оболочкой представлен в таблице:

В зарубежной практике явно прослеживается тенденция увеличения использования баллонов 4 типа, и более широкого применения для их изготовления углеродного волокна, естественно большую роль играют и ценовые показатели.

Использование баллонов 4 типа обусловлено несколькими факторами, среди которых:

• Используются для хранения СПГ на автотранспортных средствах с 1992 и имеют только положительные отзывы
• Самая длительная история применения – более 50 лет, в различных приложениях, в первую очередь в авиакосмических
• За всю историю применения не произошло ни одного взрыва газового баллона данного типа
• Обеспечивают значительное снижения веса по сравнению со стальными баллонами (до 75%) следовательно, позволяют более полно использовать возможности автотранспортных средств и снижают выбросы углерода
• Не подвержены воздействию химических веществ, ультрафиолетового излучения
• Отсутствует коррозия – вне зависимости от качества топлива, идеальны для прибрежных районов.
• Высокая ударная прочность
• Не подвержены усталостному разрушению
• Газопроницаемость и утечки гораздо ниже, чем установленные в требованиях стандартов
• Самый длинный жизненный цикл, по сравнению с другими типами баллонов
• Возможность отслеживания жизненного цикла
• Соответствуют требованиям стандартов ISO 1439 и ECE R-110 требования, которых гораздо жестче, чем требования стандартов для металлических баллонов. Проводится 13 дополнительных тестов.
• Испытывается из расчета 30 лет жизненного цикла, при установленном 20-ти летнем сроке службы
• Абсолютно безопасны при простреле из огнестрельного оружия.
• Возможно использование баллонов 4 типа для хранения водорода.

Читайте также:  Приборы для измерения артириального давления

Более широкое использования углеродных волокон обусловлено необходимостью выполнения требований безопасности в части запаса прочности и необходимостью снижения веса, что ясно видно на следующем графике:

В соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 11439, расчетное давление разрушения баллонов, изготавливаемых с использованием полимерных композиционных материалов, должно определяется на основании анализа напряжений, действующих в волокне.

Из приведенных на графике данных видно, что требование по запасу прочности баллонов возрастает в ряду: углеродное волокно, органическое волокно, стеклянное волокно. Для баллонов на основе органических и стеклянных волокон требование по запасу прочности возрастает по мере увеличения доли композита в конструкции. Только для баллонов на основе углеродных волокон требование по запасу прочности практически постоянно для всех типов конструкций, включая цельнометаллические баллоны.

Таким образом, одним из путей повышения конкурентоспособности баллонов 4 типа является оптимизация их характеристик за счет более широкого использования углеродных волокон в конструкциях третьего и четвертого типов, а также освоение производства цельнометаллических баллонов из легированной стали.

Баллоны КПГ производимые в России

В России довольно много фирм заявляло о начале выпуска баллонов для КПГ, тем не менее, сегодня можно сказать, что реально автопроизводителями используется продукция нижеследующих:

1. Орский машиностроительный завод производит (. ) баллоны 1 типа, температура эксплуатации от – 450 С до +650 С, установленный срок службы 15 лет
Удельный вес 1, 21, что выше максимального предусмотренного стандартами 1,1. Баллоны изготавливаются по ТУ 1410-007-29416612-2005

2. Котласский электромеханический завод производит баллоны 2 типа, температура эксплуатации от -450 С до + 650 С, установленный срок службы 15 лет, удельный вес 0,675, что укладывается в предусмотренный стандартами для баллонов 2 типа. Лейнер стальной, обмотка стекловолокно на эпоксидном связующем. Баллоны изготавливаются по ТУ 4591-001-07507512-96.

3. ООО НПФ «Реал-Шторм» г. Ижевск – баллоны 3 типа, температурный режим -400 +650 С, 15 000 циклов, удельный вес 0,7 что значительно превышает максимпльно допустимый для баллонов 3 типа – 0,4, алюминиевый лейнер. Изготавливаются по ТУ 4591-010-13055988-2006. Есть сообщения что начат выпуск баллонов «Реал-Арктик» с минимальной температурой эксплуатации -600 С, но так как говорится , что габариты и вес в соответствии с вышеупомянутыми ТУ, то скорее всего просто получили документ что можно использовать прежние.

Зарубежные композитные баллоны для автотранспорта

В Россию поставляется продукция различных производителей. Однако конкурентами продукции предполагаемого производства следует рассматривать только баллоны производимые компанией xperion Energy & Environment GmbH входящей в группу AVANCO.

Компания изготавливает только баллоны 4 типа, как наиболее безопасные, инновационные и имеющий самый долгий срок жизни без образования внутренней коррозии.

Срок службы 20 лет (исходя из 1000 заправок в год), полностью соответствуют всем нормативным документам. Баллоны, как правило, имеют гибридную конструкцию, что подразумевает наличие слоя из углеволокна и слоя из стекловолокна. Хотя есть и варианты использования для силовой оболочки только углеволокна.

Удельный вес 0,33, что соответствует требованиям стандартов для баллонов 4 типа. Продукция этой компании является эталонной, как для потребителей, так и для других производителей аналогичных изделий.

Источник

Adblock
detector