Зріджені природні гази при знижених температурах
До газів, зріджених при знижених температурах, належить метан, який є основним компонентом природного газу. Його застосовують як моторне паливо, що дає змогу використовувати великий енергетичний потенціал газових родовищ.
До позитивних якостей зрідженого метану слід віднести його малий об'єм (утричі менший, ніж стисненого газу до 20 МПа) і невелику масу балонів (майже у 8 разів меншу від маси балонів для стисненого газу).
Природні та попутні гази характеризуються найвищою критичною температурою -82 °С, тому при нормальних температурах навіть при великому тиску ці гази не можуть зріджуватись. Для цього потрібні низькі температури, через що зрідження метану і його транспортування в рідкому стані (температура, нижча від -162 °С) при атмосферному тиску пов'язані зі значними труднощами, оскільки потрібна спеціальна термостатична тара з вакуумною або іншою надійною термоізоляцією. Таке паливо можна заливати в бак при атмосферному тиску, а після його випаровування воно стає звичайним природним газом. Однак треба мати випарник і трохи переробити паливну апаратуру.
При зрідженні різко збільшується вартість метану. Його втрата при випаровуванні навіть в умовах вакуумної ізоляції становить 7...8 % за добу, причому це не тільки втрата палива, а й різке збільшення ризику пожежі та вибуху. Проте ці недоліки можна майже повністю виключити, якщо подавати випаровуваний газ по дренажним трубам крізь спеціальні клапани.
Однак фахівці все більше схильні до використання як палива для двигунів внутрішнього згоряння стисненого природного газу.
Стиснені природні гази
Основними компонентами стиснених газів є метан (СН4), оксид вуглецю (CO) і водень (Н2). Це паливо одержують із горючих газів різного походження: природних, попутних (нафтових, коксових, шахтних). У попутних газах залежно від місця видобутку нафти вміст метану може становити 40...82 %.
Паливо для двигунів внутрішнього згоряння, як правило, застосовують висококалорійне (37 800...23 100 кДж/м3), рідше – середньо-калорійне (23 100...14 700 кДж/м3). Низькокалорійні гази, такі як генераторний, нині як моторне паливо не використовують.
Для заправки автомобілів застосовують дві марки стиснених природних газів – СПГ-А та СПГ-Б. В основному це метан (90...95±5 %), що має високу теплотворність, низький вміст токсичних речовин у продуктах згоряння, високу детонаційну стійкість, яка забезпечує м'яку роботу двигуна і дає змогу форсувати двигун за ступенем стиску.
До позитивних якостей стиснених природних газів можна віднести збільшення (в середньому на 35...40 %) моторесурсу двигуна, терміну використання моторної оливи (в 2...3 рази), зниження на 90 % шкідливих речовин, особливо CO.
Під час роботи на стисненому газі практично немає нагароутво-рення і збільшується термін служби свічок запалювання на 30...40 %. Однак є й недоліки. Так, для стиснення газу використовують газобалонні установки (балони, арматуру, редуктор, газопроводи), розраховані на високий тиск (19,6 МПа). Тому балони виготовляють товстостінними, через що маса батарей із восьми балонів досягає 0,5 т, внаслідок чого знижується вантажність машин.
Пробіг автомобіля на стисненому газі до заправки вдвічі менший, ніж на бензині. Інші недоліки:
ціна машини (за наявності додаткової газобалонної апаратури) в середньому підвищується на 27 %;
потужність двигуна знижується на 18...20 %;
тягово-динамічні та експлуатаційні характеристики погіршуються;
час розгону машини збільшується на 24...30 %;
її максимальна швидкість зменшується на 5...6 %;
пробіг за одну заправку не перевищує 200...250 км;
• вантажність знижується на 9... 14 %, трудомісткість технічного обслуговування і ремонту зростає на 7...8 %.
Проте, враховуючи той факт, що питома вартість палива різко зменшується, автомобілі, які працюють на стисненому газі, більш економічні.
На стисненому газу працюють (а точніше пристосовані) такі автомобілі: ЗИЛ-138А, ГАЗ-52-27, КамАЗ-53208-53218; автомобілі-са-москиди ЗИЛ-ММЗ-45054; автобуси ЛАЗ-695НГ, ЛиАЗ-677Г, Ли-АЗ-695; автомобілі-фургони ГЗСА-37042 (для перевезення хліба), ГЗСА-8991В (для перевезення промислових товарів), ГЗСА-893Б (для перевезення меблів); машини міського комунального господарства тощо.
Показники якості природного стисненого газу
Октанові числа горючих компонентівтабл. 3.5.
Таблиця 3.5.
Октанові числа горючих компонентів стисненого газу
Стиснений газ належить до групи речовин, здатних утворювати з повітрям вибухонебезпечні суміші. Межі небезпечних концентрацій і спалаху метану в суміші з повітрям (за об'ємом): нижня – 5 %, верхня – 15 %. Гранично допустима концентрація вуглеводню стиснено-Г го газу в повітрі робочої зони дорівнює 300 мг/м3 у перерахунку на вуглець.
Стиснені гази швидко випаровуються, внаслідок чого є великі втрати газу. Крім того, ці гази мають підвищену пожежонебезпечність.
При використанні стиснених газів значну увагу треба приділяти їхній корозійності та вологості, особливо останньому показнику, тому що, як свідчить практика, підвищена вологість значно ускладнює експлуатацію цих газів.