Gas alam terkompresi. Kompresi dan penghalusan gas Gas alam terkompresi metana

Artikel disediakan oleh perusahaanOOO Gazprom transgaz Yekaterinburg, Yekaterinburg

Menurut kriteria ekonomi, lingkungan, sumber daya dan teknis, gas alam terkompresi (CNG) akan tetap menjadi bahan bakar motor terbaik untuk waktu yang lama.

Saat ini, 14,7 juta kendaraan beroperasi dengan CNG, yang merupakan 1,5% dari armada dunia (900 juta unit). DI DALAM tahun-tahun terakhir armada kendaraan global yang menggunakan bahan bakar gas meningkat sebesar 25-30% (Gbr. 1). Menurut ramalan International Gas Union, pertumbuhan armada kendaraan balon gas akan mencapai 50 juta unit pada tahun 2020, dan pada tahun 2030 - lebih dari 100 juta unit. Saat ini sudah ada 20.746 stasiun pengisian bahan bakar CNG (CNG filling station) di dunia.

Infrastruktur SPBU sudah ada atau berkembang pesat di sejumlah negara seperti Jerman, Swedia, Swiss, Austria, Italia. Di Korea Selatan, 95% bus kota menggunakan CNG. Di Roma, transportasi dengan bahan bakar alternatif dibebaskan dari pembayaran pajak selama 3 tahun. Di Prancis, ada larangan penggunaan bahan bakar minyak pada bus kota. Di Swedia, "mobil bensin" dibebaskan dari biaya di tempat parkir berbayar. Saat ini, banyak pembuat mobil global melakukan produksi serial kendaraan menggunakan CNG (Audi, BMW, Cadillac, Ford, Mercedes-Benz, Chrysler, Honda, Kia, Toyota, Volkswagen, dan lainnya).

Perkembangan pesat di bidang ini cukup dapat dimengerti - saat ini, dari semua bahan bakar dan teknologi motor yang digunakan secara massal, gas alam memberikan emisi gas buang yang paling aman dari kendaraan bermotor. Mengalihkan mobil dari bensin ke LPG mengurangi emisi rata-rata lima kali lipat zat berbahaya, dan dampak kebisingan - dua kali.

CNG di Rusia

Negara kita telah mengumpulkan banyak pengalaman dalam penggunaan gas alam sebagai bahan bakar motor. OAO Gazprom memperkirakan peningkatan konsumsi CNG sebagai bahan bakar motor pada akhir tahun 2011 sekitar 10% - hingga 370 juta m 3 dibandingkan 345 juta m 3 pada tahun 2010 (Gbr. 2). Sampai saat ini, di wilayah tersebut Federasi Rusia Ada 255 stasiun CNG yang beroperasi di 60 wilayah Rusia, 206 (93%) dibangun oleh OAO Gazprom. Armada kendaraan gasifikasi saat ini berjumlah 86.000 kendaraan. Konsumsi CNG terbesar di negara ini tercatat di Wilayah Stavropol dan Krasnodar, Wilayah Sverdlovsk, Chelyabinsk dan Rostov, Kabardino-Balkaria, dan Ossetia Utara.

Gbr.1. Armada kendaraan CNG di seluruh dunia

(menurut National Gas Vehicle Association)

Beras. 2. Konsumsi CNG di Rusia, juta m3

Gas alam jauh lebih murah daripada bensin. Diekstraksi dari perut, gas alam tidak diproses lebih lanjut. Ini pada akhirnya menjamin biayanya yang lebih rendah dibandingkan dengan produk minyak olahan. Cadangan gas alam dunia secara signifikan melebihi cadangan minyak. Gas alam tidak tunduk pada perubahan harga musiman. Selain itu, sesuai dengan Keputusan Pemerintah Rusia, harga gas alam untuk kendaraan tidak boleh melebihi 50% dari harga bensin A-80. Pada tahun 2011, harga eceran rata-rata CNG di Federasi Rusia untuk kendaraan adalah 8,5 rubel/m 3 .

Alasan metanisasi kendaraan di wilayah Ural sama dengan di Rusia, dan, mungkin, di seluruh dunia - keuntungan lingkungan dan ekonomi dari penggunaan gas alam sebagai bahan bakar motor.

KKE di wilayah Ural

Saat ini Gazprom transgaz Yekaterinburg LLC mengoperasikan jaringan 30 stasiun pengisian bahan bakar CNG dan 6 titik konversi kendaraan yang berlokasi di wilayah Sverdlovsk, Chelyabinsk, Kurgan, dan Orenburg.

Konsumen utama CNG di wilayah Ural adalah angkutan penumpang perkotaan. Ini adalah taksi rute tetap seperti bus PAZ dan minibus Gazelle.

Selain SPBU stasioner CNG, kami memiliki kesempatan untuk mengisi bahan bakar pertukaran telepon otomatis balon gas menggunakan truk pengisian gas bergerak (PAGZ) dengan kompresor penguat. Itu dibuat berdasarkan mobil KAMAZ-43118 dengan mesin bensin. Kompleks blok berukuran kecil telah dikembangkan dan sedang menjalani pengujian industri, yang menyediakan regasifikasi gas alam cair untuk mengisi bahan bakar kendaraan LPG.

Saat ini, di Federasi Rusia, produksi serial kendaraan dengan mesin gas dilakukan oleh KAMAZ OJSC (RariTEK LLC) - bus NEFA3, traktor truk, truk sampah. Grup GAZ memproduksi bus dengan mesin gas - LIAZ-6213, LIAZ-6212, LIAZ-5256, LIAZ 5293, PAZ 320302, dll.

Selain itu, dimungkinkan untuk membeli peralatan balon gas dari pembuat mobil asing - Iveco, Volkswagen, Mercedes, Opel, Toyota, dll.

Hingga saat ini, OOO Gazprom transgaz Yekaterinburg mengoperasikan 691 unit. ATS menggunakan CNG sebagai bahan bakar motor. Di 2011 efek ekonomi dari penggantian bahan bakar motor cair berjumlah 22,3 juta rubel.

Sebagai hasil kerja sama trilateral dengan OJSC KAMAZ dan OJSC NPO Geliimash, kendaraan berikut telah dibuat: traktor truk dan bus kota yang dilengkapi mesin gas dengan tangki kriogenik untuk mengisi bahan bakar LNG. Hasil awal menunjukkan keunggulan yang signifikan dibandingkan kendaraan berbahan bakar LPG. Dengan demikian, jarak tempuh mobil tanpa pengisian bahan bakar menjadi lebih dari dua kali lipat.

Untuk memperluas penggunaan CNG, pada Juli 2011, dalam rangka pameran internasional "INNOPROM - 2011", sebuah "Perjanjian" tripartit ditandatangani antara Pemerintah Wilayah Sverdlovsk, LLC "Gazprom transgaz Yekaterinburg" dan OJSC " KAMAZ" tentang pengembangan penggunaan gas bumi sebagai bahan bakar motor. Perjanjian tersebut, khususnya, mengatur pasokan ke wilayah Sverdlovsk. Kendaraan KAMAZ menggunakan CNG dan LNG sebagai bahan bakar motor. LLC Gazprom transgaz Yekaterinburg menyediakan pengisian bahan bakar CNG dan LNG untuk kendaraan balon gas, memberikan bantuan metodologis kepada titik konversi ATS pihak ketiga dan secara langsung mengubah armada ATS yang ada di wilayah tersebut ke penggunaan bahan bakar motor gas alam.

Pada Oktober 2011, atas permintaan OAO Gazprom, Perusahaan mengorganisir dan melakukan reli kendaraan LPG produksi pabrik "Koridor Biru - 2011" di sepanjang rute Yekaterinburg - Chelyabinsk - Ufa - Orenburg - Samara - Saratov - Volgograd - Tambov - Voronezh - Tula - Moskow. Sebagai bagian dari proses ini, antara pemerintah wilayah Chelyabinsk dan Orenburg dan Perusahaan, “Protokol Niat” ditandatangani, menetapkan penggunaan CNG sebagai bahan bakar motor sebagai prioritas bagi para pihak.

Sesuai dengan Target Program Komprehensif untuk Pengembangan Jaringan Pengisian Bahan Bakar Gas dan Taman Peralatan Berjalan Gas Bumi untuk 2007-2015. di area tanggung jawab OOO Gazprom transgaz Yekaterinburg, enam stasiun pengisian bahan bakar CNG telah diidentifikasi untuk konstruksi.

Saran ekstensi
penggunaan gas alam

OOO Gazprom transgaz Yekaterinburg mengusulkan sejumlah langkah, adopsi yang akan meningkatkan penggunaan gas alam sebagai bahan bakar motor.

Di tingkat federal diusulkan:

1. Mengadopsi undang-undang “Tentang Penggunaan Bahan Bakar Motor Gas”.

2. Untuk mengembangkan dan mengadopsi sejumlah tindakan oleh Pemerintah Federasi Rusia untuk insentif ekonomi bagi badan usaha dan individu terlibat dalam produksi, penjualan dan penggunaan gas alam sebagai bahan bakar motor.

Di tingkat mata pelajaran Federasi Rusia, diusulkan:

1. Pengembangan dan implementasi program daerah untuk penggunaan bahan bakar motor gas pada kendaraan.

2. Memastikan perolehan prioritas dengan mengorbankan dana publik untuk angkutan umum dan peralatan kota yang menggunakan bahan bakar gas alam untuk mengurangi biaya bahan bakar anggaran dan memperbaiki situasi lingkungan di kota-kota.

3. Pencantuman biaya untuk peralatan tambahan kompleks garasi organisasi anggaran saat mentransfer pertukaran telepon otomatis ke penggunaan bahan bakar motor bensin dalam anggaran kota.

4. Biaya pengoperasian peralatan mesin gas berkurang karena penghematan biaya bahan bakar. REK, berdasarkan hukum federal No. 261-FZ "Tentang Penghematan Energi dan Peningkatan Efisiensi Energi dan Amandemen Tindakan Legislatif Tertentu Federasi Rusia" tertanggal 23 November 2009, harus mempertahankan tarif transportasi tidak berubah selama 5 tahun.

JSC "Gazprom" ditawarkan:

1. Melanjutkan penerapan Undang-Undang Federal "Tentang penggunaan bahan bakar motor gas" dan pengembangan serta produksi LPG yang modern dan efisien.

2. Melaksanakan program OAO Gazprom "Pengembangan jaringan pengisian bahan bakar gas dan armada kendaraan yang beroperasi dengan bahan bakar gas untuk 2007-2015".

3. Mengatur pengisian bahan bakar kendaraan konsumen potensial dengan bantuan mobil tanker dengan pembangunan stasiun pengisian bahan bakar CNG selanjutnya.

Kesimpulan

Pada April 2012, Vladimir Putin, saat berada di Togliatti, mengusulkan untuk mengalokasikan subsidi tambahan ke wilayah Rusia untuk pembaruan armada bus.

Diusulkan untuk mengalokasikan dana ke daerah-daerah yang akan mengalihkan armada bus mereka ke jenis bahan bakar - gas yang lebih bersih. Direncanakan untuk mengalokasikan 3,5 miliar rubel untuk tujuan ini. dari anggaran Federasi Rusia.

Saat ini, lebih dari 50% armada bus berusia di atas 15 tahun, dan sebagian besar tetangga Eropa kami memperbarui bus setiap sepuluh tahun untuk alasan keamanan.

Pembelian angkutan kota yang menggunakan CNG dan LNG sebagai bahan bakar motor harus disinkronkan dengan pembangunan stasiun pengisian CNG baru, titik peralatan ulang dan pemeliharaan kendaraan, titik sertifikasi ulang silinder, dan komisioning mobil tangki bensin. Di masa depan, ini akan memastikan perbaikan nyata situasi lingkungan di kota-kota industri besar, meningkatkan efisiensi ekonomi transportasi penumpang dan barang, mengurangi biaya anggaran di semua tingkatan, dan mempercepat pembentukan pasar baru untuk penggunaan gas alam di wilayah Ural.

Strategi

Produksi dan penjualan gas alam terkompresi dan cair sebagai bahan bakar motor adalah salah satu prioritas Gazprom. Untuk pekerjaan sistematis dalam pengembangan pasar bahan bakar motor gas, sebuah perusahaan khusus, LLC Gazprom Gas Motor Fuel, didirikan.

Bahan bakar paling ekonomis dan ramah lingkungan

Saat ini, gas alam adalah bahan bakar yang paling ekonomis, ramah lingkungan, dan aman. Gas alam sebenarnya adalah bahan bakar motor yang sudah jadi, sehingga jauh lebih murah daripada bensin dan solar. Pada saat yang sama, mesin kendaraan semacam itu memenuhi standar tertinggi - Euro-5 dan Euro-6. Menurut klasifikasi Kementerian Situasi Darurat, gas alam termasuk dalam kelas bahan mudah terbakar yang paling aman.

Dua jenis gas alam digunakan sebagai bahan bakar motor: terkompresi (CNG) dan cair (LNG).

Segmen pasar sasaran:

• CPG - penumpang, kargo ringan, kendaraan ringan dan kendaraan kota;
• LNG - jalan utama, kereta api, transportasi air, tambang dan peralatan pertanian.

Pasar bahan bakar NGV Rusia

Konsumsi gas alam sebagai bahan bakar motor di Rusia terus meningkat.

Potensi pertumbuhan yang signifikan dari pasar NGV domestik difasilitasi oleh:

• cadangan gas bumi yang signifikan dan jaringan distribusi gas yang dikembangkan untuk menjamin stabilitas pasokan bahan bakar mesin gas dalam jangka panjang;
• pengenalan bahan bakar hemat energi dalam transportasi, termasuk konversi transportasi penumpang dan peralatan kota menjadi gas alam di kota-kota dengan populasi lebih dari 100.000 orang;
• memperluas jangkauan peralatan bertenaga gas alam dan infrastruktur pengisian gas;
• rendah dibandingkan dengan bahan bakar tradisional, harga bahan bakar motor gas.

Per 31 Desember 2018, terdapat 293 stasiun pengisian CNG di Federasi Rusia yang dimiliki oleh Grup Gazprom, dimana 235 stasiun pengisian CNG dioperasikan oleh OOO Gazprom gazomotornoye toplivo dan 58 dioperasikan oleh anak perusahaan PJSC Gazprom ".

Volume penjualan CNG melalui jaringan pengisian gas Gazprom pada tahun 2018 sebesar 598,2 juta meter kubik. M.

Pembangunan infrastruktur mesin gas

Pendekatan strategis untuk menciptakan jaringan ritel di Rusia menyediakan pengembangan infrastruktur mesin gas di 60 entitas konstituen Federasi Rusia.

Bersama dengan Badan Jalan Raya Federal, Skema Umum untuk menemukan fasilitas infrastruktur pengisian gas di jalan raya federal telah dikembangkan, yang melibatkan pembangunan jaringan tulang punggung dari 181 fasilitas pada tahun 2030 dan pembuatan apa yang disebut "koridor mesin gas" di jalan raya utama yang ada dan prospektif di Rusia.

Pada tahun 2018, 21 SPBU BBG dan tiga SPBU mobile (PAGZ) dibangun dan dibeli dari investor swasta, empat SPBU BBG dan dua SPBU untuk PAGZ dibangun kembali.

Program pembuatan infrastruktur pengisian di lokasi industri anak perusahaan PJSC Gazprom untuk periode 2017-2019 sedang dilaksanakan, yang menyediakan pemasangan 100 unit kompresi gas bumi untuk kebutuhan transportasi sendiri.

Pekerjaan sedang dilakukan untuk menciptakan infrastruktur untuk produksi dan penggunaan LNG sebagai bahan bakar motor. Sebuah program untuk pengembangan produksi bertonase kecil dan penggunaan LNG diadopsi, yang pelaksanaannya dijadwalkan untuk periode 2016-2032.

Pasar luar negeri bahan bakar motor gas

Memperluas penggunaan gas alam sebagai bahan bakar untuk mobil dan transportasi air Gazprom juga terlibat dalam pasar luar negeri.

Di Eropa, di segmen ini, Gazprom diwakili di pasar Jerman, Republik Ceko, dan Polandia melalui Gazprom NGV Europe GmbH, serta melalui NIS, yang merupakan bagian dari Gazprom Neft Group, yang menjual CNG di pasar Serbia.

Pada tahun 2018, jumlah stasiun pengisian CNG dan stasiun pengisian cryo di Eropa berjumlah 70 unit. Penjualan CNG dan LNG melalui stasiun milik Gazprom Group di Eropa pada tahun 2018 mencapai 12,9 juta meter kubik. M.

Grup Gazprom juga menjual CNG melalui SPBU CNG di Armenia, Belarus, dan Kyrgyzstan. Pada 2018, penjualan mencapai 42,3 juta meter kubik. M.

Proyek sedang dilaksanakan untuk membuat infrastruktur mesin gas di Bolivia dan Vietnam.

Gas yang diekstraksi dari perut bumi atau merupakan produk dari pengolahan hidrokarbon lain selanjutnya dapat digunakan dalam bentuk cair atau terkompresi. Apa saja fitur dari kedua opsi untuk penggunaan bahan bakar masing-masing?

Apa itu gas cair?

Di bawah dicairkan Merupakan kebiasaan untuk memahami gas alam, yang dipindahkan dari keadaan awal yang sebenarnya berbentuk gas ke keadaan cair - dengan mendingin ke suhu yang sangat rendah, sekitar minus 163 derajat Celcius. Volume bahan bakar berkurang sekitar 600 kali.

Pengangkutan gas cair membutuhkan penggunaan tangki kriogenik khusus yang mampu menjaga suhu yang dibutuhkan dari masing-masing zat. Keuntungan dari jenis bahan bakar ini adalah kemampuannya untuk mengirimkannya ke tempat-tempat yang bermasalah dengan pemasangan pipa gas konvensional.

Konversi gas cair ke keadaan semula juga memerlukan infrastruktur khusus - terminal regasifikasi. Siklus pemrosesan jenis bahan bakar yang dipertimbangkan - ekstraksi, pencairan, transportasi, dan regasifikasi - secara signifikan meningkatkan biaya akhir gas bagi konsumen.

Bahan bakar tersebut digunakan, biasanya untuk tujuan yang sama seperti gas alam dalam keadaan aslinya - untuk ruang pemanas, memastikan berfungsinya peralatan industri, pembangkit listrik, sebagai bahan baku di beberapa segmen industri kimia.

Apa itu gas alam terkompresi?

Di bawah terkompresi, atau terkompresi, sudah menjadi kebiasaan untuk memahami gas alam, yang, seperti gas cair, juga disajikan dalam keadaan cair, namun dicapai bukan dengan menurunkan suhu bahan bakar, tetapi dengan meningkatkan tekanan dalam wadah tempatnya ditempatkan. Volume gas terkompresi sekitar 200 kali lebih kecil dari volume bahan bakar dalam keadaan aslinya.

Mengubah gas alam menjadi cair menggunakan tekanan tinggi- prosesnya umumnya lebih murah daripada mencairkan bahan bakar dengan menurunkan suhunya. Pengangkutan jenis gas yang dimaksud dilakukan dalam wadah, sebagai aturan, secara teknologi kurang rumit daripada cryocisters. Regasifikasi jenis bahan bakar yang sesuai tidak diperlukan: karena berada di bawah tekanan tinggi, mudah untuk mengeluarkannya dari tangki - cukup dengan membuka katupnya. Oleh karena itu, biaya gas terkompresi untuk konsumen dalam banyak kasus lebih rendah daripada yang menjadi ciri bahan bakar cair.

Gas terkompresi paling sering digunakan sebagai bahan bakar di berbagai kendaraan- mobil, lokomotif, kapal, mesin turbin gas pesawat terbang.

Perbandingan

Perbedaan utama antara gas cair dan gas terkompresi adalah bahwa jenis bahan bakar pertama diperoleh dengan menurunkan suhu zat gas awal, yang disertai dengan transformasi menjadi cairan. Gas terkompresi juga merupakan bahan bakar cair, tetapi diperoleh dengan menempatkannya dalam wadah di bawah tekanan tinggi. Dalam kasus pertama, volume awal gas melebihi yang diproses (ditransfer ke cairan) sekitar 600 kali, dalam kasus kedua, 200 kali.

Perlu dicatat bahwa gas cair paling sering diperoleh dengan mengolah gas alam "klasik", yang terutama diwakili oleh metana. Bahan bakar terkompresi juga dibuat dari banyak gas alami lainnya seperti propana atau butana.

Setelah menentukan perbedaan antara gas cair dan gas terkompresi, kami akan merefleksikan kesimpulannya dalam tabel.

Meja

Gas terkompresi yang mudah terbakar sebagai bahan bakar motor dalam transportasi jalan raya mulai digunakan di negara kita sejak tahun 30-an abad lalu. Pada awalnya, oven kokas terkompresi dan gas penerangan digunakan, di mana mobil GAZ-4A dan ZIS-30 dioperasikan dengan daya jelajah hingga 120 km di satu pompa bensin.

Setelah perang, penemuan dan pengembangan cadangan gas alam yang besar, serta pembangunan sejumlah jaringan pipa utama, memungkinkan perluasan penggunaan bahan bakar gas dalam transportasi jalan raya. Namun di masa mendatang, karena produksi minyak meningkat tajam dan pembangunan kilang minyak besar, penggunaan gas alam terkompresi menurun dan banyak stasiun pengisian bahan bakar dihentikan.

Di pabrik GAZ, ZIL, LAZ, desain mobil balon gas ZIL-138A, ZIL-53-27, LAZ-695N, dll. Silinder yang terisi penuh mengandung sekitar 10 m 3 gas, yang setara dengan sekitar 10 liter bensin. Karakteristik HBA pada LNG diberikan dalam tabel. 4.3.

Tabel 4.3

Karakteristik model utama kendaraan tabung gas,

berjalan pada gas alam terkompresi

Prototipe mobil penumpang juga dikembangkan, misalnya berdasarkan Moskvich. Silinder terbuat dari baja paduan rendah, dengan berat total 63 kg dengan ketebalan dinding 6 mm.

Jelas bahwa membuat silinder dari bahan polimer yang ringan dan tahan lama adalah bijaksana.

Dibandingkan dengan LPG, gas alam terkompresi, bila digunakan dalam LPG, memiliki keunggulan sebagai berikut:

– Ada lebih banyak cadangan gas alam yang dieksplorasi dan dikembangkan. Bahkan sekarang dimungkinkan untuk mengubah seluruh armada kendaraan negara menjadi CNG;

- gas buang mengandung zat berbahaya yang jauh lebih sedikit;

- gas terkompresi dengan produksi yang sudah mapan lebih murah daripada gas cair;

– LNG lebih ringan dari udara, sehingga kebocoran tidak membentuk struktur yang mudah meledak, seperti LPG.

Pada saat yang sama, gas alam terkompresi juga memiliki sejumlah kelemahan yang menghambat penggunaannya secara luas:

- perlu menyimpan LNG dalam bentuk terkompresi, karena sulit untuk dipindahkan ke keadaan cair - pada suhu minus 82 ° C dan tekanan minimal 4,5 MPa;

- massa silinder yang besar secara signifikan mengurangi daya dukung mobil;

- cadangan daya kecil (Tabel 4.3);

– kompleksitas peralatan pengisian SPBU.

Endapan alami mengandung 82–98% metana, hingga 6% etana, dan 4–20% propana.

Gas alam terkompresi diperoleh dari gas alam yang mudah terbakar yang diangkut melalui jaringan pipa gas utama atau jaringan gas kota, dengan menghilangkan kotoran, pengeringan dan kompresi selanjutnya menggunakan teknologi yang tidak memungkinkan perubahan komposisi komponen. Gas alam terkompresi yang dimaksudkan untuk mengisi bahan bakar LPG harus memenuhi persyaratan GOST 27577-87 “Bahan bakar gas terkompresi untuk kendaraan balon gas”. Parameter fisiko-kimia LNG untuk HBA diberikan pada Tabel. 4.4.

Tabel 4.4

Parameter fisik dan kimia gas alam terkompresi

menurut GOST 27577-87

Ujung meja. 4.4

Catatan. Nilai indikator ditetapkan pada suhu 20 °C dan tekanan 0,1013 MPa (1 atm).

Perhatian khusus saat mengompresi gas terkompresi, diberikan pengeringan awal. Kandungan air maksimum dalam satu meter kubik gas diperbolehkan tidak lebih dari 9 mg. Hal ini disebabkan penurunan tekanan gas yang tajam terjadi pada peredam tekanan tinggi. Dengan kandungan air berlebih, itu mengkristal. Selain itu, sebelum tekanan diturunkan, gas dipanaskan di dalam heater akibat panas dari gas buang. Suhu tetap dalam batas yang dapat diterima setelah pengurangan tekanan.

Untuk mesin gas-diesel, suhu pada akhir langkah kompresi (500 ... 780 ° C) tidak cukup untuk penyalaan sendiri campuran gas dan udara. Penggunaan sistem pengapian dengan pemasangan busi di lubang nosel secara teknis sulit dan secara signifikan meningkatkan waktu saat beralih dari satu jenis bahan bakar ke jenis lainnya. Oleh karena itu, pembatas dosis pilot dipasang pada pompa bahan bakar bertekanan tinggi. Pedal bahan bakar hanya mengubah suplai gas, dan porsi solar konstan dan kira-kira sama dengan volume suplai pada level maksimum 15–20%.

Banyak perhatian diberikan pada penggunaan bahan bakar gas di bidang pertanian. Institut Pertanian Kirov mengembangkan dan berhasil menguji traktor Universal-445. Mesinnya bekerja dengan gas terkompresi. Traktor dirancang untuk beroperasi di ruangan dengan pertukaran udara terbatas (rumah kaca, gudang). Gas terkompresi disimpan dalam 4 silinder berkapasitas 50 liter yang terletak di sisi kompartemen mesin. Mesin diesel gas dihidupkan menggunakan bahan bakar solar, kemudian pasokan gas terkompresi dihidupkan dan traktor dioperasikan dengan mengatur pasokan gas. Dosis bahan bakar solar pengapian adalah konstan dan berjumlah 1,6 kg/jam. Konsumsi gas pada mode nominal tidak melebihi 53 m 3 / jam. Dalam hal ini, tenaga yang dikembangkan oleh mesin diesel adalah 33 kW pada kecepatan poros engkol 2400 mnt -1 . Traktor bekerja dengan andal di semua mode, menghemat bahan bakar diesel sekaligus mengurangi kandungan jelaga dalam gas buang sebanyak 4–5 kali.

Lembaga yang sama juga mengubah sasis self-propelled T-16 MG untuk menggunakan LNG sebagai bahan bakar, di mana, seperti pada traktor, hingga 80% solar diganti dengan gas. Merupakan karakteristik bahwa konversi traktor dan gerobak self-propelled menjadi CNG tidak memerlukan peralatan yang mahal dan dapat dilakukan di bengkel khusus.

Di luar negeri, banyak perhatian diberikan pada penggunaan LNG sebagai bahan bakar. Hal ini disebabkan, pertama-tama, bergantung pada rasio harga bahan bakar cair dan gas, serta mempertimbangkan kebutuhan untuk memaksimalkan penggunaan sumber daya bahan bakar sendiri dan meminimalkan ketergantungan pada kondisi pasar.

Italia adalah pemimpin di bidang ini. Biaya peralatan LPG di Italia 2 kali lebih rendah daripada, misalnya, di AS. Ini karena penggunaan peralatan ini lebih luas. Dari segi komposisi, armada LNG berbahan bakar LNG Italia terdiri dari mobil penumpang untuk penggunaan individu. Truk memiliki mesin diesel.

Di AS, Ford telah mengembangkan model mobil khusus yang menggunakan bahan bakar gas. Pekerjaan sedang dilakukan pada penggunaan instalasi tabung gas tekanan sedang (2 MPa) menggunakan adsorben padat. Saat ini, adsorben dan silinder eksperimental telah dibuat yang, pada tekanan 2 MPa, mengandung cadangan gas yang setara dengan yang ada di dalam silinder dengan tekanan 15 MPa, yaitu memberikan faktor pengisian 7,5.

Armada kendaraan bertenaga LNG juga berkembang di Kanada. Untuk kendaraan LPG di Kanada, tekanan gas operasi adalah 21 MPa. Silinder baja diperiksa (uji hidrolik) setiap tiga tahun sekali. Pemasangan silinder di atap kendaraan tidak diperbolehkan.

Arah serupa dalam pengembangan HBA dilakukan di negara lain.

Perusahaan Italia Landi Renzo memproduksi peralatan gas untuk pengoperasian LNG (metana) dan gas hidrokarbon cair (LPG). Secara struktural, kedua jenis peralatan tersebut bekerja sesuai dengan skema universal, yaitu memastikan pengoperasian penuh mobil dengan bahan bakar dan bensin. Karakteristik perusahaan ini adalah penggunaan ekstensif katup solenoida dan aktuator komutasi elektrik. Perusahaan menganggap tidak praktis untuk memproduksi kotak roda gigi universal untuk pengoperasian gas terkompresi dan cair dan memproduksi dua jenis kotak roda gigi. Perusahaan juga memperhatikan peningkatan peralatan bahan bakar untuk mesin diesel gas.

Seiring dengan produk Landi Renzo, peralatan balon gas Tartarini untuk memasok mesin bensin sangat populer. Meluasnya penggunaan elektronik memastikan produksi peralatan pencampur gas berkualitas tinggi.

Salah satu perusahaan terkemuka yang memproduksi tabung gas adalah Faber.

Gas terkompresi terkompresi diperoleh cara yang berbeda: langsung dari sumur gas, sebagai produk penyulingan minyak dan dengan fraksinasi kondensat gas atau gas terkait minyak bumi. Gas alam terkompresi tidak hanya berhasil menggantikan bahan bakar motor cair, tetapi juga mengungguli mereka dalam sejumlah parameter. Keuntungan utamanya adalah gas alam terkompresi dapat digunakan dalam transportasi jalan raya tanpa pemrosesan teknologi yang mahal.

Komposisi gas alam yang dihasilkan di lapangan domestik cukup mirip. Pada dasarnya (82-98%) itu adalah metana CH 4 dengan pengotor kecil (hingga 6%) etana C 2 H 6, hingga 1,5% propana C 3 H 8 dan hingga 1% butana C 4 H 10. Dalam gas terkait yang diproduksi di ladang minyak, tergantung pada area produksi, kandungan metana dapat bervariasi dari 40 hingga 82%, dan butana dan propana - dari 4 hingga 20%.

Komponen utama - metana CH 4 ditandai dengan suhu kritis tertinggi (-82°C). Oleh karena itu, kapan suhu normal bahkan pada tekanan tinggi, metana tidak dapat dicairkan: ini membutuhkan suhu rendah.

Sifat-sifat metana ditentukan olehnya struktur molekul. Gas mengacu pada hidrokarbon sederhana. Molekulnya mengandung maksimum hidrogen per atom karbon. Hal ini disebabkan oleh konduktivitas termal metana yang tinggi, mudah terbakar yang luas, dan kandungan komponen beracun yang rendah. Karena kandungan hidrogen yang tinggi dalam gas terkompresi, ia terbakar lebih sempurna di dalam silinder mesin daripada HPS dan bensin. Dibandingkan dengan gas hidrokarbon lainnya, metana jauh lebih ringan daripada udara, sehingga jika terjadi kebocoran akan terakumulasi di bagian atas ruangan. Resistansi detonasi metana yang tinggi memungkinkan pemaksaan mesin dalam hal rasio kompresi (9,5-10,5).

Dari segi parameter energi, 1 m3 gas bumi sama dengan 1 liter bensin. Pada saat yang sama, gas alam memiliki konsentrasi energi volumetrik yang sangat rendah. Jika kalor pembakaran 1 liter bahan bakar cair adalah 31426 kJ, maka untuk gas alam adalah 33,52-35,62 kJ, yaitu hampir 1000 kali lebih kecil. Oleh karena itu, gas alam harus dikompresi hingga tekanan tinggi.

Di stasiun kompresor pengisian bahan bakar mobil di Rusia, tekanan kerja adalah 20 MPa.

Untuk gas terkompresi, instalasi tabung gas (silinder, katup, reduksi, pipa gas, dll.) Digunakan, dirancang untuk beroperasi pada tekanan tinggi - 19,6 MPa (200 kgf / cm 2). Saat gas dari silinder dikonsumsi, tekanan kerja di dalamnya terus berkurang.

Silinder CNG memiliki kapasitas 34-400 liter, dirancang untuk tekanan 19,6 MPa.

Karena silinder penyimpanan gas terkompresi terbuat dari dinding tebal, baterai delapan silinder semacam itu cukup berat. Akibatnya, daya angkut kendaraan juga berkurang. Pada saat yang sama, jarak tempuh mobil yang menggunakan CNG menjadi 2 kali lebih sedikit dibandingkan dengan bensin. Oleh karena itu, teknologi kriogenik penyimpanan CNG di dalam mobil dinilai lebih menjanjikan. Selain itu, arah ini dianggap sebagai tonggak sejarah menuju penciptaan mesin hidrogen.

Gas alam terkompresi (compressed) (CNG) sebelumnya disebut gas alam terkompresi (CNG) dan diatur sesuai dengan GOST 27577-2000 "Bahan bakar gas terkompresi untuk mesin pembakaran dalam"menentukan parameter fisikokimia dan operasional CNG (Tabel 5.7).

Tabel 5.7 Karakteristik fisik, kimia dan kinerja CNG

Catatan. Nilai indikator diatur pada suhu 293K (20 ° C) dan tekanan 0,1013 MPa .

Sesuai dengan GOST untuk CNG, suhu gas yang diisikan ke dalam silinder mobil tidak boleh melebihi 40°C. Pada suhu sekitar di atas 35°C, suhu gas yang diisi tidak boleh lebih dari 5°C lebih tinggi dari suhu udara. Suhu CNG selama pengisian ditentukan atas permintaan konsumen.

CNG menyala pada suhu 635-645°C di dalam ruang bakar mesin, yaitu 3 kali lebih tinggi dari suhu penyalaan bensin.

Ini membuat mesin sulit dihidupkan, terutama saat suhu rendah(di bawah -5°C) udara ambien. Oleh karena itu, mobil memiliki sistem pasokan bahan bakar cadangan dengan bensin. Pada saat yang sama, dalam hal pengapian dan bahaya kebakaran, CNG jauh lebih aman daripada bensin.

KE faktor positif Aplikasi CNG meliputi:

Masa pakai oli mesin meningkat 1,5-2,0 kali lipat karena tidak adanya pengenceran dan pengurangan polusi; akibatnya, konsumsi oli berkurang 30-40% dibandingkan dengan mesin bensin;

Sumber daya motor mesin meningkat rata-rata 35-40% karena tidak adanya endapan karbon pada bagian kelompok silinder-piston;

Meningkatkan masa pakai busi hingga 40%;

Run overhaul mesin meningkat 1,5 kali;

Secara signifikan mengurangi (hingga 90%) emisi dengan gas buang zat berbahaya, terutama CO.

Mesin kendaraan LPG yang menggunakan CNG, jika bahan bakarnya habis, dapat dengan cepat beralih ke bahan bakar bensin.

Seiring dengan kelebihannya, kerugian berikut dapat dicatat:

Intensitas tenaga kerja pemeliharaan dan perbaikan meningkat 7-8%, dan harga mobil naik rata-rata 27% karena adanya peralatan balon gas tambahan;

Tenaga mesin berkurang 18-20%. Karakteristik traksi-dinamis dan operasional mobil memburuk: waktu akselerasi meningkat 24-30%; kecepatan maksimum berkurang 5-6%; sudut pembatas tanjakan yang harus diatasi dikurangi 30-40%; pengoperasian mobil dengan trailer itu sulit; jarak tempuh di satu SPBU berkurang (tidak melebihi 200-250 km);

Daya dukung kendaraan berkurang 9-14% karena penggunaan silinder baja bertekanan tinggi (jumlah dan beratnya mungkin berbeda);

Tingkat pemanfaatan jarak tempuh kendaraan LPG berkurang 8-13% dibandingkan dengan kendaraan bensin;

Produktivitas tahunan saat mengerjakan transportasi perkotaan berkurang 14-16% dibandingkan dengan bensin.

Fitur CNG yang dianggap sebagai bahan bakar untuk mobil memungkinkan untuk menentukan area rasional penerapan mobil balon gas: transportasi di kota-kota besar dan daerah sekitarnya (prioritasnya adalah peningkatan cekungan udara).

Efektivitas transportasi dalam kota pada kendaraan balon gas terlihat jelas saat melayani perdagangan, rumah tangga, komunikasi, dan institusi lainnya.