СУГ топливо: что это за зверь и нужен ли он именно Вам?

СУГ топливо расшифровывается, как «сжиженный углеводородный газ». Является одним из самых востребованных видов альтернативного топлива. Его получают в процессе нефтедобычи путем разделения многокомпонентной нефтяной смеси. Простыми словами, является побочным компонентом переработки нефти.

Итак, что за топливо СУГ для автомобилей? СУГ – это вид топлива, представляющего собой сжиженные под высоким давлением смеси природных газов (легких углеводородов). В их составе чаще всего присутствуют бутан, пропан, метан, этан, изобутан, этилен и др.

Характеристики

В зависимости от состава сжиженного газа, различаются и его физические характеристики: плотность, температура кипения (представляет собой диапазон температур), воспламенения, октановое число и т.д.

По отношению к СУГ топливам также применяются аббревиатуры СПГ и СНГ, с расшифровкой: сжиженный природный газ и сжиженный нефтяной газ.

Главной характеристикой такого сырья является его способность менять состояние из газообразного в жидкое. Условиями перехода являются внешняя температура, давление внутри емкости для транспортировки и объем вещества. Как мы упомянули выше, состав (процентное распределение углерода и водорода в смеси) влияет на общие характеристики газа:

1. Сжижение бутана происходит при давлении 1,6 Мпа при 20° С, кипение начинается при -1° С. Это значит, на морозе состав сохранит жидкую форму, даже если открутить вентиль баллона;
2. А вот пропан закипает при -42° С, поэтому даже на сильном морозе легко перейдет из жидкого состояние в газообразное;
3. Еще ниже градус кипения у метана: он начинает сжижаться при -160° С.

Именно из-за разнообразия физико-химических свойств данные газы чаще всего комбинируют в смеси, добиваясь идеальных для разных целей характеристик. К слову, летом и зимой для повышения упругости паров газа СУГ топливо Лукойл может изменяться по составу (содержание пропана/бутана). Кстати, пропан стоит дороже бутана, поэтому зимой его стоимость на заправках выше, чем в теплый период.

• В жидком состоянии такое топливо при взаимодействии с кислородом обладает низкой воспламеняемостью и взрывчатостью;
• СУГ характеризуется низкой скоростью диффузии в среду;
• Обладают способностью долго выветриваться;
• Октановое число (параметр сопротивления горючего к воспламенению, например, в ДВС) меняется в интервале 100-110. Кстати, этот параметр есть у всех марок бензина (в том числе у АИ-100 и его брендированных собратьев);
• Сгорает чисто, без дыма и пепла, формирует в составе выхлопа на 90% меньше твердых частиц и оксида азота и на 60% меньше углекислого газа, чем, к примеру, солярка.

Применение

Рассмотрим, где СУГ топливо используется:

1. В качестве альтернативного автомобильного топлива. Является более эффективным сырьем для ДВС, чем, даже, высококачественный бензин или любая марка дизельного топлива;
2. Для автономной газификации жилых массивов и промышленных объектов, в том числе, отдаленных территориально;
3. Для производства электроэнергии с помощью газогенераторов;
4. В химической промышленности в различных производствах (ПАВы, полиэтилены, пластмассы, пленки, волокна, смолы, растворители и т.д.).

Транспортировка СУГ реализуется в специальных сосудах под правильным давлением или в изотермических цистернах, а также по трубопроводам. Перевозка возможна железнодорожным транспортом в особых вагонах-цистернах, морским путем в танкерах-газовозах, сухопутным в автоцистернах.

Преимущества и недостатки

Отдельно хотелось бы подчеркнуть, СУГ является третьим по популярности моторным горючим в мире. Поговорим о топливе СУГ для автомобилей отдельно: что за преимущества вознесли его до таких высот?

• СУГ запросто может заменить традиционный бензин, при этом, возможно одновременное использование обоих видов топлива;
• Сжиженный газ более экологичный, формирует менее токсичный выхлоп;
• Оставляет на внутренних частях и узлах ДВС меньше нагара;
• Не образовывает внутри движка конденсат, не смывает масляную пленку с поршней. Все это значительно повышает срок службы двигателя внутреннего сгорания;
• Обладает более высоким октановым числом;
• Сокращает расход смазочных жидкостей;
• Увеличивает межремонтный интервал двигателя;
• Расходуется экономнее;
• Стоит дешевле бензина.

Вот почему топливо марки СУГ сегодня настолько востребовано. Однако, у сжиженного углеводородного газа есть и другие достоинства:

1. Простота и легкость транспортировки позволяет газифицировать отдельные хозяйственные и жилые массивы, без необходимости тянуть многокилометровые трубопроводы;
2. Высокие теплотворные качества (выше, чем у твердого сырья);
3. Широта и комплексность применения;
4. Относительная легкость добычи и регулировки (реализации).

Чтобы быть полностью объективными, приведем и минусы СУГ топлива:

• При применении в качестве топлива в ДВС, незначительно снижает мощность движка, а также увеличивает скорость разгона до 100 км/ч.;
• Установка ГБО в автомобиль обходится недешево;
• Баллон придется возить в багажнике, соответственно, сократится его полезная площадь;
• СУГ топливо предполагает более частую (2-3 раза в год) замену воздушных фильтров в авто, а также ежегодное обновление газовых фильтров;
• Низкоразвитая сеть газовых заправок (их можно найти в приложении Яндекс Заправки) и сервисных центров по ремонту ГБО;
• Риск утечки (низкий, но он есть).

Популярность СУГ топлива в мире обусловлена широтой его полезных свойств, большой сферой применения, простотой добычи. Сжиженный газ применяют и в автопроме, и в промышленной сфере и для хозяйственно-бытовых нужд.

При переходе на ГБО обращайтесь с оборудованием бережно, тщательно соблюдайте технику безопасности. Следуйте рекомендациям мастеров по установке и регулярно проверяйте надежность крепежа баллона.

Устройство автомобилей

Система питания двигателя от газобаллонной установки

Виды и характеристики газообразных топлив

Газобаллонные автомобили наиболее широко используют в качестве топлива сжатые природные газы, а также сжиженные нефтяные и природные газы, Кроме того, в качестве газового топлива для газобаллонных автомобилей могут использоваться канализационные газы.

Сжиженные газы

Сжиженные газы получаются при добыче и переработке нефти и превращаются в жидкость в интервале температур от –20 до +20 °С при давлениях 1,0…2,0 МПа.
Обычно используют пропанобутановые смеси с содержанием пропана 70…95% (для зимнего периода большее содержание).
Октановое число нефтяного газа зависит от состава смеси и составляет приблизительно 100…105 единиц.

Газ тяжелее воздуха в 1,5…2 раза, а температуры воспламенения газа и бензина близки. В состав сжиженных или жидких газов, применяемых для автомобильных двигателей, входят бутан и пропан с добавлением бутилена, пропилена, этана и этилена.

Величина давления сжиженного газа имеет важное практическое значение.
С одной стороны, давление в баллоне желательно иметь более низким, так как при этом можно применять более тонкостенные, а, следовательно, и более легкие баллоны.
С другой стороны, давление сжиженного газа в баллоне при любой температуре должно быть достаточным для обеспечения подачи топлива к двигателю и работы газовой аппаратуры.

Пропан (а также пропилен) обеспечивает удовлетворительную величину давления в баллоне при любых климатических условиях.

Бутан в чистом виде пригоден лишь для районов с жарким климатом, так как при температуре воздуха ниже 0 °С он уже не обеспечивает избыточного давления в баллоне.

Этан применяется в сжиженных газах в виде незначительных примесей для повышения давления.

Основными производителями сжиженных газов являются:

• газолиновые заводы, вырабатывающие бензин из нефтяных газов, выход сжиженного газа составляет до 50 % от производства бензина;
• крекинговые заводы, на которых сжиженные газы получают в качестве побочного продукта в количестве до 3 % по весу от исходного сырья;
• заводы, вырабатывающие бензин из каменного угля, выход сжиженного газа доходит до 10…12 % от веса основной продукции.

Основные требования, предъявляемые к сжиженным газам:

• соответствие их состава климатическим условиям;
• строго ограниченное содержание загрязняющих и вредных примесей.

При самых низких температурах воздуха давление в баллоне со сжиженным газом не должно быть ниже 0,2 МПа, при самых высоких — не более 1,6 МПа.
Предельное содержание сернистых соединений составляет 0,15 %.
Газ не должен содержать воды, механических примесей, водорастворимых кислот, щелочей и смолистых веществ.

Сжатые газы

Сжатые газы разделяются на природные (естественные), нефтяные и канализационные.

Природные (естественные) газы добывают из буровых газовых скважин.
Природные газы однородны по составу, в большинстве случаев не содержат загрязняющих и вредных примесей, обладают высокими антидетонационными свойствами и дешевы.

Нефтяные газы получают в качестве побочного продукта при добыче нефти, переработке нефти на нефтеперегонных и крекинговых заводах, а также при производстве бензина из нефтяного газа на газолиновых заводах.
Нефтяные газы менее однородны по составу и более загрязнены примесями, чем природные газы. Их теплопроводность выше теплотворности природных газов, так как они содержат больше тяжелых газов.

Канализационные газы выделяются при переработке сточных вод канализации на специальных станциях, имеющихся в крупных городах. Эти газы состоят главным образом из метана и углекислотного газа.
Выход канализационного газа со станции переработки сточных вод, обслуживающей население в 100 000 человек, достигает 2500 м 3 в сутки, что равноценно примерно 2000 л бензина.

Сравнение различных видов сжатого газа

Газы с большим содержанием метана и незначительным содержанием тяжелых углеводородов являются наилучшим видом топлива для автомобилей.
Наоборот, газы, в составе которых преобладают водород и окись углерода, имеют низкую теплотворность и поэтому наименее пригодны для использования в качестве автомобильного топлива.

Сравнение сжиженных и сжатых газов

Как высококалорийные сжатые газы, так и сжиженные пропанобутановые газы являются высококачественным топливом для автомобильных двигателей.
Однако сжиженные газы обладают существенными преимуществами перед сжатыми газами:

• значительно более низкое рабочее давление (до 1,6 МПа против 20 МПа), что позволяет применять более легкие и дешевые баллоны и газопроводы;
• возможность перевозки в железнодорожных и автомобильных цистернах на любые расстояния; перевозка сжатых газов практически не осуществляется;
• более дешевые и простые газозаправочные устройства, не требующие сложного оборудования; заправка баллонов сжатым газом возможна лишь на газонаполнительных станциях, снабженных компрессорами высокого давления;
• увеличенная дальность поездок и большая полезная грузоподъемность газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженных газах.

Сжатые газы, в свою очередь, имеют преимущества перед сжиженными:

• это дешевый, часто малоиспользуемый вид местного топлива; сжиженные газы, наоборот, являются более дорогим продуктом, применяемым при производстве ряда ценных химических веществ, высокосортных бензинов, в бытовых целях;
• источники природных и промышленных газов расположены в самых различных районах страны, что позволяет значительно сократить доставку топлива в эти регионы; станции заправки сжатыми газами менее распространены.

Для автомобильного транспорта целесообразно использование как сжиженных, так и сжатых газов, в зависимости от наличия местных источников газа и от возможности организации газоснабжения.

Преимущества газового топлива по сравнению с бензином

К числу преимуществ горючих газов перед бензином следует отнести:

• существенная экономия на топливе (один литр газа стоит в два раза дешевле бензина);
• экологичность (содержание вредных веществ в отработавших газах меньше в несколько раз);
• высокие антидетонационные свойства газа позволяют повысить значительно степень сжатия в цилиндрах, что благотворно влияет на мощность и экономичность двигателя;
• газ не содержит вредных примесей (свинец, сера), которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания, каталитический нейтрализатор и лямбда зонд;
• газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише;
• газовая смесь сгорает почти полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах, свечах зажигания и стенках камер сгорания;
• газ поступает в двигатель в паровой фазе, поэтому он не смывает масляную пленку со стенок цилиндров и не разбавляет масло в картере, следовательно, уменьшается износ поршней и цилиндров и увеличивается срок службы масла и его расход;
• газ сгорает немного медленнее, чем бензин, что снижает нагрузки на поршневую группу и коленчатый вал, двигатель работает «мягче», но снижается мощность двигателя на 2…5% в зависимости от степени сжатия.

В сумме все эти факторы дают двойную экономию средств на топливе, продлевают срок службы двигателя на 30…40% , масла и свечей — в два раза и, как следствие, значительно снижают не только эксплуатационные, но и ремонтные затраты.
К тому же газ не более опасен, чем бензин, и практически безвреден для окружающей среды.

Недостатки горючих газов, как автомобильного топлива

В качестве топлива для автомобильных двигателей горючие газы имеют следующие недостатки:

• усложнение и удорожание системы топливоподачи, так как газовые баллоны с их арматурой, газопроводы и газовая аппаратура сложнее по конструкции, дороже и тяжелее, чем бензобак, бензопроводы и бензонасос;
• затрудненность запуска двигателя при низких температурах;
• снижение мощности при переводе бензинового двигателя на газ без всяких переделок. Это обусловлено более низкой теплотворностью газовоздушной смеси по сравнению с бензиновоздушной смесью и ухудшением наполнения цилиндров двигателя вследствие более высокой температуры горючей смеси во впускном трубопроводе.

Температура горючей смеси при работе на газе на 15..20 °С выше, чем при работе на бензине, так как на испарение бензина в карбюраторе и впускном трубопроводе затрачивается некоторое количество теплоты.
При одинаковом составе горючей смеси теплотворность газовоздушной смеси для всех видов газов, за исключением окиси углерода, ниже теплотворности бензиновоздушной смеси: для природного газа на 9%, для коксового газа на 10%, для сжиженных газов на 2…3%.

Подогрев впускного трубопровода, необходимый при работе на бензине, вреден при работе на всех видах газов, так как вызывает снижение мощности на 4…6%.

Общее снижение мощности двигателя при переводе его с бензина на газ без переделок составляет: для сжиженных газов 5…9%, для сжатых газов 13…21%.
Снижение мощности двигателей, а также их топливной экономичности при работе на газе может быть полностью устранено, если повысить степень сжатия, отделить впускной трубопровод от выпускного, установить специальный газовый смеситель. Введение этих изменений позволяет не только сохранить мощность и экономичность двигателя при его работе на газе, но и значительно повысить их.