Принцип работы газогенератора на дровах для автомобиля

Пиролизные установки на дровах

Промышленной или самодельной установкой считается газогенератор на дровах, который дает возможность получать горючий газ для применения в качестве энергоносителя для мотора внутреннего сгорания.

Со своей стороны, ДВС можно установить на автомобиле, в данном случае газогенератор даст вам возможность обойтись без обыкновенного бензина, ДТ или газа, решая транспортные проблемы. В большинстве случаев это популярно в местах, удалённых от станций для заправки, при условиях свободного доступа к твёрдому топливу.

Рукодельный газогенератор на дровах, можно применять в доме и на автомобиле

Газогенератор для дома, подсоединенный к двигателю внутреннего сгорания, может использоваться в составе установки для выработки электротока, нужного для хознужд, для работы разного электрического оборудования.

Если идет речь о получении горючего газа для отапливания, то целесообразнее сделать твердотопливную газогенераторную печь, где он тут же дожигается в верхней топке, обеспечивая высокую отдачу тепла установки. Газогенератор разнится от печи (котла) тем, что горючий газ не сжигается, а отбирается для последующего использования.

Рабочий принцип газогенератора

Для получения горючего газа можно применять разные варианты твёрдого топлива, включая дрова, деревообрабатывающие отходы, кокс. Конструкция установки зависит от варианта топлива, в этой публикации рассматриваются агрегаты, которые работают на дровах.

Чтобы горючее не горело, а тлело с выделением горючих газов, его сжигают в закрытой емкости при температуре от 400 градусов с ограниченной подачей кислорода (не больше 1/3 от необходимого для настоящего горения).

Рабочая схема газогенератора

В процессе тления дров при больших температурах выделяются:

  1. Горючие газы :
    • оксид углерода (монооксид углерода);
    • метан;
    • водород;
    • разные непредельные углеводороды.
    • Балластные газы :
      • пары перегретые;
      • углекислый газ;
      • азот;
      • кислород.

      Данную смесь газов главное охладить и почистить, зачем она пропускается через контур охлаждения и фильтрационую систему, посредством которых убираются взвешенные частицы, муравьиная и кислота уксуса, и т.д. Состав получаемой смеси газов почти не зависит от сорта дерева, благодаря этому можно успешно задействовать любые дрова.

      Нужно обратить внимание! Результативность газогенератора на дровах в большинстве случаев зависит от уровня влаги древесины. При эксплуатации сырого топлива КПД уменьшается на 10-25% и более, благодаря этому типовая конструкция агрегата учитывает верхний отсек для сушки дров. Также, при тлении сырой древесины образуется деготь, от которого придется чистить систему. Функционирование газогенератора

      Если рассмотреть, как функционирует пиролизная установка, то необходимо выделить такие этапы ее работы:

      • горючее в специализированном отсеке термически разлагается в условиях дефицита кислорода;
      • благодаря сухому вихревому фильтру из получившейся смеси газов убираются летучие частицы;
      • смесь газов охлаждается в воздушном теплообменнике (жидкостный вариант применяется очень редко);
      • ведется тонкая очистка газов (нужна система фильтров);
      • горючий газ перемешивается с воздухом, готовая газо-воздушная смесь подается в мотор внутреннего сгорания.

      Рукодельный газогенератор установить можно на собственный автомобиль или применять в качестве источника топлива для системы ключевого или запасного электрического снабжения дома.

      Рукодельный газогенератор

      Плюсы и минусы пиролизных установок

      В перечень положительных качеств агрегатов такого типа можно включить:

      • достаточно большой коэффициэнт полезного действия (75-80%) при работе на сухом топливе;
      • продолжительность процесса горения (нет надобности регулярно подкладывать дрова в топочную камеру, на одной закладке установка способна работать около суток);
      • горючее горит практически полностью, организуя минимум золы и шлаков, другими словами, чистить газоход и зольник приходится относительно нечасто;
      • выбросы в атмосферу минимальны, благодаря этому люди, ратующие за бережное отношение к экологии, призывают задействовать дровяные газогенераторы взамен бензина или соляры.

      К минусам относят:

      • энергозависимость агрегата, если в конструкции имеется электровентилятор;
      • уменьшение мощности работы установки на 50% приводит к нестабильности горения, благодаря чему начинает выделяться деготь, который загрязняет газоход;
      • покупка готовой установки экономически не выгодна – если есть цель сэкономить, требуется устанавливать газовый генератор, действующий на дровах, самостоятельно из материалов которые всегда под рукой.

      Газогенераторы и теплоснабжение: ключевые мифы

      О пиролизных установках тиражируется немало мифов. В-основном, речь идет об их эффективности в составе независимой системы обогрева. Рассмотрим востребованные высказывания, которые можно повстречать во всемирной сети.

      Миф 1 . «КПД газогенератора намного выше, чем КПД котла на твердом топливе, и может достигать 95%».

      Необходимо начать с того, что эти виды оборудования применяются для различных целей:

      • пиролизная установка формирует горючий газ, и ее КПД – это соотношение по настоящему получаемого продукта из конкретного объема топлива и в теории предпологаемого, умноженное на 100%;
      • котел отопления формирует энергию тепла, и его КПД — это соотношение по настоящему получаемого тепла при горении конкретного объема топлива и в теории предпологаемого, умноженное на 100%.

      Подобным образом, сравнивать КПД газогенератора и котла отопления полностью ошибочно. Более того, КПД самодельной пиролизной установки нечасто превосходит 80%, благодаря этому цифры в 90-95% можно считать мифом.

      Сопоставлять можно КПД газогенераторного и обыкновенного котла на твердом топливе – в данном случае преимущество на стороне газогенераторного, потому как сжигание горючих газов во вторичной топке ощутимо увеличивает результативность применения топлива.

      Миф 2 . «Пиролизная установка удачно не прекращает работу на сырых дровах».

      Работать аппарат может даже при эксплуатации сырых дров, но его продуктивность при этом резко падает, потому как большая часть энергии тепла тратится на влажностное испарение, имеющейся в дровах. Уменьшение температуры в топке приводит к замедлению пиролиза, и плохо проявляется на настоящей мощности установки.

      Миф 3 . «Газогенератор выгодно применять для отопления дома, чем котел на твердом топливе».

      Конструкция пиролизной установки тяжелее, чем котла на твердом топливе, плюс к этому газогенераторного, также, она занимает места побольше, потому как в ее состав входит контур охлаждения. Устанавливать намного сложный и очень дорогой аппарат для того, чтобы сжигать получившийся горючий газ, нет никакого смысла.

      Пример самодельного газогенератора, поставленного в автомобильном багажнике

      Подобным образом, газогенератор собственными руками делают в обоих случаях – для установки на автомобиль и если понадобится иметь рядом источник энергоносителя (горючего газа), энергию тепла какого можно изменить в переменный ток.

      Устройство и изготовление газогенератора

      Рассмотрим детальнее устройство газогенератора. Кроме корпуса, изнутри которого размещается главная часть компонентов, конструкция включает:

      • бункер (камера для топливной загрузки);
      • топку (собственно там происходит процесс тления древесины при больших температурах и с небольшой подачей воздуха);
      • горловину топки (тут происходит крекинг смол);
      • воздухораспределительную коробку, оборудованную клапаном обратного типа;
      • фурмы (калибровочные отверстия, благодаря им распределительная коробка сообщается со средней частью топки);
      • колосниковую решётку (является опорой для тлеющего топлива);
      • загрузочные люки, оснащенные герметичными крышками (люки сверху нужны для топливной загрузки, в нижней – для очищения агрегата от накопившейся золы);
      • отводящий отрезок трубы (по нему выходит горючий газ и проникает в приваренную трубу газопровода);
      • воздушный охладитель (в виде змеевика);
      • фильтры для очищения смеси газов от лишних примесей.

      Схема газогенератора может включать систему сушки топлива. Чтобы пиролиз шел хорошо, дрова обязаны быть сухими. Если часть газопровода будет проходить по кольцу вокруг камеры топливной загрузки (в промежутке между стенками этой камеры и корпуса), сырые дрова успеют высохнуть до проникания в топку. Это ощутимо повысит КПД установки.

      Корпус газогенератора из железной бочки, сверху которой уголками и болтами фиксируется труба на уплотнитель, а внутри на болтах фиксируется пропановый баллон

      Прежде чем сделать газогенератор, следует найти информацию о оптимальной модели устройства и детальные чертежи с указыванием размеров всех компонентов.

      Большое внимание уделяют выбору материалов для любого из компонентов конструкции. Газогенератор как правило имеет прямоугольную или форму в виде цилиндра – корпус в большинстве случаев сваривают из листового металла или применяют железную бочку. Дно и крышка должны быть сделаны из листа стали толщиной от 5 мм.

      Бункер, который фиксируется болтами изнутри корпуса, обязан быть сделан из стали из низких углеродов. Топка – из стали выдерживающей жару, можно применять пустой баллон из-под сжиженного пропана.

      Баллон с газом ставится вовнутрь бочки и крептся болтами к её верху Нужно обратить внимание! Собираясь разрезать пустой баллон с газом, в первую очередь заполните его доверху водой – это исключит риск взрыва паров газа при попадании искры.

      Крышку бункера следует оснастить хорошим уплотнением из огнеупорного материала (асбестовый шнур с графитовой смазкой). Между горловиной топки и корпусом укладывают жаростойкий изолятор (асбестовый шнур или подобный по своим характеристикам материал). Железную решётку колосников удобнее выполнить съемной, из арматурных прутьев, чтобы было удобно чистить топку.

      На болты крептся труба сверху бочки

      Воздухораспределительная коробка с клапаном обратного типа на выходе ставится вне корпуса, перед ней можно установить вентилятор, нагнетающий воздух, для увеличения КПД агрегата во время работы на свежесрубленных дровах.

      Нагнетающий вентилятор, помогающий увеличить КПД

      В качестве змеевика охлаждения воздуха некоторые умельцы приспосабливают стальной или радиатор из биметалла. Водопроводный кран, проходя через который очищенный горючий газ перемешивается с воздухом, оборудуется вентилятором.

      Подбирая материалы для стационарной установки, необходимой для выработки электрической энергии для бытовых нужд, упор выполняется на надежность и доступность. Если требуется сделать газогенератор для автомобиля, предпочтение необходимо отдать нержавейки – это выполнит аппарат очень легким и миниатюрным. Но применение нержавеющей стали ощутимо делает дороже конструкцию.

      Миниатюрный газовый генератор на дровах подходящ для установки на грузовом или легковом автомобиле. Аппарат для местной электрические станции установить можно в подвальном помещении дома, в хозпостройке или если понадобится ставить на улице либо под выступом крыши (когда требуется обеспечить электричеством какое-либо стационарное электрическое оборудование).

      Важный вопрос – правильная работа газового генератора. Чтобы аппарат функционировал с большим коэффициентом полезного действия, следует внимательно настроить уровень воздушной подачи (с учетом влаги топлива), интенсивность отвода газов и т.д. Делать газогенератор неплохо бы по профессиональным чертежам, с соблюдением всех размеров и пропорций.

      Как выполнить газогенератор для дома или автомобиля

      Мотор внутреннего сгорания, действующий на дровах, — это абсолютно не призрак из далекого прошлого. Машины и электрические станции, использующие древесину в качестве энергоносителя, можно повстречать и сейчас. Имеет смысл уточнить: мотор функционирует на газе, получаемом из древесины путем его сжигания некоторым способом. Установки, вырабатывающие такой газ, называют газогенераторами, они уже давно применяются на предприятиях промышленности. Но вполне можно ли сделать газогенератор собственными руками и нужно ли это делать – вопросы, ответы на которые призвана дать наша публикация.

      Как не прекращает работу газогенератор

      Чтобы понимать, какая может быть польза от газогенератора в доме, нужно разобраться в его рабочем принципе, а потом и устройстве. Тогда можно будет оценить расходы на его изготовление, а основное, какой получится получить результат.

      газогенератор

      Итак, газогенераторный газогенератор – это комплекс узлов и агрегатов, который предназначен для выделения смеси горючих газов из твёрдого топлива с целью его применения в двигателях внутреннего сгорания.

      Для справки. Конструкции генераторов друг от друга отличаются все зависит от вида сжигаемого твёрдого топлива, мы будем рассматривать самую важную из них – на дровах.

      Если древесину сжигать в пространстве закрытого типа, ограничивая кислородную подачу, то на выходе можно получить смесь горючих газов. Вот их список:

      • монооксид углерода (оксид углерода СО);
      • водород (Н2);
      • метан (СН4);
      • другие непредельные углеводороды (CnHm).

      Примечание. В смеси присутствуют также негорючие балластные газы: двуокись углерода (углекислый газ), кислород, азот и пары перегретые.

      газогенератор

      Успешный дровяной газогенератор должен не просто генерировать горючую смесь, но и выполнить ее пригодной к применению. Благодаря этому весь цикл получения топлива для ДВС смело можно назвать инновационным процессом, состоящим из подобных этапов:

      • газификация: древесина даже не горит, а тлеет при подаваемом количестве кислорода в размере 33—35% от нужного для настоящего сжигания;
      • первичная грубая очистка: летучие частицы продуктов згорания, что вырабатывают деревянные газогенераторы после начального этапа, отделяются при помощи сухого вихревого фильтра – циклона;
      • вторичная грубая очистка: изготавливается в скруббере – очистителе, где поток горючего пропускается через воду;
      • охлаждение: газообразные, жидкие и твердые вещества с температурой до 700 ?С проходят его в воздушном либо водяном теплообменнике;
      • тонкая очистка;
      • отправка потребителю: это может быть закачка горючего компрессором в бак-распределитель либо подача в водопроводный кран, а потом — сразу в ДВС.

      Рассмотреть устройство и рабочий принцип газогенератора в промышленном выполнении можно на инновационной схеме, представленной ниже:

      автомобиль

      Полный цикл получения газа весьма непрост, потому как в себя включает немного самых разных установок. Самая главная – это газогенератор, собой представляет железную колонну цилиндрической либо четырехугольной формы, имеющую сужение книзу. В колонне есть отрезки трубы для воздуха и выхода газа, и также лючок доступа в зольник. Сверху аппарат оснащен крышкой для топливной загрузки, дымотвод к корпусу не прикрепляется, он просто отсутствует. Процесс горения и пиролиза, проходящий изнутри колонны, отлично отображает схема газогенератора:

      дрова

      Не вдаваясь в тонкости хим. реакций, идущие изнутри колонны, напомним, что на выходе из нее выходит смесь газов, вышеописанная. Только она загрязнена частичками и побочными продуктами горения и обладает большой температурой. Изучив чертежи газовых генераторов самой разной конструкции, можно заметить, что все другое оборудование предназначается для приведения газа в норму. Воздух в территорию горения подается принудительно тяговой или дутьевой машиной (обычными словами — вентилятором).

      газогенератор

      Нужно сказать, что рукодельный газогенератор на дровах выполняется домашними мастерами-умельцами не такой трудной конструкции и методика выделения газа в нем несколько упрощена, о чем будет рассказано ниже.

      Мифы о пиролизных установках

      В интернете часто можно встретить много необоснованных утверждений о работе аналогичных агрегатов и предоставляется противоречивая информация об применении газовых генераторов. Попытаемся эти все мифы разогнать.

      Миф первый звучит так: КПД пиролизной установки может достигать 95%, что намного больше, чем у котлов работающих на твёрдом топливе с эффективностью 60—70%. Благодаря этому обогревать дом при ее помощи куда выгодно. Информация некорректна с самого начала, нельзя сопоставлять бытовой газогенератор для дома и котел на твердом топливе, эти агрегаты исполняют различные функции. Задача первого – генерировать горючий газ, второго – подогревать воду.

      дрова

      Когда говорят о генерирующем оборудовании, то его КПД – это отношение количества полученного продукта к объему газа, что может быть выделить из дерева в теории, умноженное на 100%. Результативность котла – это отношение вырабатываемой энергии тепла дров к теоретической теплоте сгорания, также умноженное на 100%. Более того, извлечь из органики 95% горючего топлива может абсолютно не любая биогазовая установка, не то что газогенератор.

      Вывод. Сущность мифа в том, что массу либо объем пытаются через КПД сравнить с единицами энергии, а это непозволительно.

      Обогревать дом легче и эффектнее простым газогенераторным котлом, что аналогичным способом выделяет горючие газы из дерева и здесь же их сжигает, применяя подачу вторичного воздуха в добавочную топку.

      Миф второй – в бункер можно залаживать горючее любой влаги. Загружать-то его можно, да только кол-во выделяемого газа падает на 10—25%, и даже больше. В данном отношении замечательный вариант — газогенератор, действующий на древесном угле, что практически не имеет влаги. А так тепловая энергия пиролиза уходит на парообразование воды, температура в камере сгорания падает, процесс замедляется.

      Миф 3-ий – расходы на обогрев строения уменьшаются. Это несложно проверить, достаточно сопоставить стоимость газогенератора на дровах и обыкновенного котла на твердом топливе, тоже выполненного собственными руками. Плюс необходимо водогрейное устройство, сжигающее деревянные газы, к примеру, конвекторный обогреватель. Напоследок, работа всей данной конструкции отнимет много времени и сил.

      Вывод. Рукодельный газогенератор на дровах, изготовленный собственными руками, имеет смысл применять одновременно с двигателем внутреннего сгорания. Собственно поэтому домашние мастера приспосабливают его для генерации электрической энергии дома, а то и прилаживают установку на автомобиль.

      газогенератор

      Автомобильный газогенератор

      Нужно понимать, что газогенератор для автомобиля должен быть довольно миниатюрным, не очень тяжёлым и одновременно практичным. Зарубежные коллеги, чьи доходы не в пример выше наших, выполняют корпус генератора, циклон и фильтр охлаждения из нержавейки. Это дает возможность брать толщину металла в два раза меньше, а это означает, и аппарат выйдет очень легко. В наших буднях для сборки газогенератора используют трубы, старые балоны от пропана, огнетушители и другие подручные материалы.

      Ниже показан чертеж газогенератора, устанавливаюемого на старые грузовые автомобили УралЗИС-352, по нему и нужно смотреть при собирании агрегата:

      процесса газификации

      Наружную емкость наши мастера очень часто производят из баллонов для сжиженного пропана, внутреннюю можно создать из ресивера грузовика ЗИЛ или КаМАЗ. Колосниковая решётка делается из толстого металла, отрезки трубы – из соответствующего диаметра труб. Крышку с фиксаторами можно сделать из отрезанного верха баллона либо из стали на основе листа. Уплотнение крышки – шнур из асбеста с графитной пропиткой.

      Грубый фильтр – циклон для авто производят из старого огнетушителя либо обычного патрубка. Снизу трубы делается конусная насадка со соединительным эелементом с резьбой для выгрузки золы, сверху торец закрывается плотно привариваемой крышкой. В нее врезается выходной отрезок трубы для очищенных газов, а с боковой стороны – второй патрубок для соединения, куда будет выполняться подача продуктов згорания. Практичная схема циклона в разрезе показана на рисунке:

      дрова

      Потому как автомобильный газогенератор выдаёт газы с большой температурой, их требуется охлаждать. Причины две:

      • раскаленное газообразное горючее имеет чрезмерно малую плотность и поджечь его в цилиндрах ДВС будет сложно;
      • есть опасность самопроизвольной вспыхивания при контакте с горячими поверхностями мотора.

      Движение газов по всему тракту во время розжига обеспечивает вентилятор, а после пуска мотора в системе рождается нужное разрежение, вентилятор выключается.

      газогенератор

      Для охлаждения мастера-умельцы используют простые ребристые батареи отопления, располагая их на автомобиле поэтому, чтобы они максимально обдувались воздухом при движении. Порой даже применяются самые новые радиаторы из биметалла. Перед тем как попасть в пиролизный мотор горючее просит тонкой чистки, чтобы это сделать применяют различного рода фильтры на собственное усмотрение. Все узлы соединяются в одну установку соответственно со схемой:

      процесса газификации

      И последняя деталь – водопроводный кран, необходим для регулирования пропорций газовоздушной смеси. А дело все в том, что деревянный газ имеет теплоту сгорания всего 4.5 МДж/м3, тогда как эксплуатируемый в машинах сетевой газ — целых 34 МДж/м3. Стало быть, пропорции топлива и воздуха обязаны быть иными, их понадобится настроить заслонкой.

      газогенератор

      Заключение

      Несмотря на всю притягательность идеи сжигания дров взамен бензина в наше время она почти что нежизнеспособна. Длительный розжиг, езда на средних и высоких оборотах, влияющая на ресурс ДВС, отсутствие комфорта, — все это выполняет действующие установки обыкновенными диковинками, не находящими широкого использования. А вот выполнить газогенератор для домашней электрические станции – полностью другой вопрос. Стационарный аппарат одновременно с переделанным дизельным ДВС может быть прекрасным вариантом электрического снабжения дома.

      Газогенератор

      Содержание

      Газогенератор

      Газогенератор – это монтаж для получения горючего газа из твёрдого топлива. В качестве твёрдого топлива, в основном, используются местные ресурсы: уголь, торф, древесина, солома, а еще отходы деревообрабатывающих производств. Превращение твёрдого топлива в газообразное именуется «газификацией» и состоит в сжигании топлива с поступлением количества кислорода воздуха или пара перегретого, недостаточном для полнейшего сгорания.
      Сегодня пиролизные установки используют для получения пара, или горячего воздуха для самых разных тех. процессов, а еще в составе систем отопления. Но в 30-е – 40–е годы прошлого столетия газогенераторы успешно применяли на транспорте: групповая работа машин на деревянных чурках обещала сохранить жидкое горючее для более главных нужд — тонны сэкономленного бензина можно было направить в вооруженные силы или авиацию.

      В первой половине 20-ых годов двадцатого века профессором Наумовым была разработана пиролизная установка для 3-тонного грузовика, способная работать на древесном угле или на угле. Установка была испытана в неподвижных условиях одновременно с 4-цилиндровым двигателем на бензине Berliet L 14 мощностью 35 л.с. Во второй половине 20-ых годов двадцатого века FIAT-15Ter с газогенератором Наумова сделал пробег по маршруту Ленинград – Москва – Ленинград. Первая половина 30-х годов обозначена бесчисленными исследованиями, направленными на обнаружение подходящей конструкции пиролизной установки. Публикации об испытательных автопробегах и новых разработках регулярно появились в прессе, в том числе и в журнале «За Рулем».
      В подавляющем большинстве это были установки для транспорта для перевозки грузов, что не удивляет – ведь ключевой транспортной единицей народного хозяйства во время индустриализации являлся грузовой автомобиль, а не легковой автомобиль. Но все таки, следует вспомнить созданный в 1935 году ГАЗ-А с пиролизной установкой Автодор – III, и также ГАЗ-М1 с газогенератором НАТИ-Г12, на котором в сентябре 1938 года был поставлен рекорд скорости для пиролизного автомобиля 60,96 километров в час. Первым серийным пиролизным автомобилем являлся ЗИС-13, но подлинно массовыми «газгенами» стали ГАЗ-42, ЗИС-21 и УралЗИС-352.
      Горение углерода топлива можно описать так:
      С + О2 = СО2 — это абсолютное сгорание топлива, которое сопровождается выделением углекислого газа СО2;
      и С + (1/2)О2 = СО — это неполное сгорание, из-за которого образуется горючий газ – оксид углерода СО.
      Два этих процесса происходят в говоря иначе «зоне горения» газогенератора.
      Оксид углерода СО образуется также при прохождении углекислого газа СО2 сквозь слой раскаленного топлива:
      С + СО2 = 2СО
      В процессе участвует часть влаги топлива (или влага, подведенная снаружи) с образованием углекислого газа СО2, водорода Н2, и горючего оксида углерода СО.
      С + Н2О = СО + Н2
      СО + Н2О = СО2 + Н2
      Территорию, в которой протекают три выше описанных реакции называют «зоной восстановления» газогенератора. Две зоны – горения и восстановления – несут общее наименование «энергичная территория газификации».
      Примерный состав газа, полученного в газогенераторе обращенного процесса газификации во время работы на деревянных чурках полной влажностью 20%, следующий (в % от объема):
      — водород Н2 16,1%;
      — углекислый газ СО2 9,2%;
      — оксид углерода СО 20,9%;
      — метан СН4 2,3%;
      — непредельные углеводороды СnHm (без смол) 0,2%;
      — кислород О2 1,6%;
      — азот N2 49,7%
      Итак, генераторный газ состоит из горючих элементов (СО, Н2, СН4, СnHm) и балласта (СО2, О2, N2, Н2О)

      Горючее для газовых генераторов
      В качестве твёрдого топлива в пиролизных установках могут быть применены деревянные чурки, кокс, торф, бурый уголь, каменный уголь.
      На территории СССР очень популярным и доступным твёрдым топливом была древесина, по этому немалую часть пиролизного транспорта составляли машины с установками, работающими на деревянных чурках.
      Основные параметрами качества топлива являлись порода дерева, безусловная влажность и размеры чурок. Приоритет был отдан древесине твёрдых пород: березе, буку, грабу, ясеню, клену, вязу, лиственнице. Древесину мягких пород допускалось задействовать лишь одновременно с твёрдыми в пропорции 50/50. Сосновые чурки применялись без добавки древесины мягких пород.
      Для газификации в автомобильных газогенераторах древесину распиливали на чурки длиной от 4 до 7 см, и высотой и шириной от 3 до 6 см. Безусловная влажность готового твёрдого топлива не больше 22%.
      Менее популярны были древесно-угольные пиролизные установки. Для их эксплуатации рекомендовалось задействовать угли древесины твёрдых пород. Угли древесины мягких пород, склонные к крошению, допускалось использовать с добавкой не меньше 50% углей древесины твёрдых пород. Размер кусков кокса для газовых генераторов поперечного процесса — от 6 до 20 мм, для остальных типов генераторов – от 20 до 40 мм.
      В зависимости от содержания смол и золы твёрдые сорта топлив для газовых генераторов разделяли на смолистые (битуминозные) малозольные (золы до 4%) и многозольные (золы более 4%), и также на безсмольные, или тощие (небитуминозные) малозольные (золы до 4%) и многозольные (золы более 4%). Для самых разнообразных видов топлива были разработаны газогенераторы соответствующих типов:
      — газогенераторы прямого процесса газификации;
      — газогенераторы обращенного (обратного, или «опрокинутого») процесса газификации;
      — газогенераторы поперечного (горизонтального) процесса газификации.

      Типы газовых генераторов

      газогенератор

      Газогенераторы прямого процесса газификации
      Важным плюсом газовых генераторов прямого процесса являлась возможность газифицировать небитуминозные многозольные сорта твёрдого топлива – полукокс и уголь.
      В газогенераторах прямого процесса подача воздуха в большинстве случаев выполнялась через колосниковую решётку снизу, а газ отбирался сверху. Именно над решёткой располагалась территория горения. За счёт выделяемого при возгорании тепла температура в зоне достигала 1300 – 1700 С.
      Над зоной горения, занимавшей лишь 30 – 50 мм высоты слоя топлива, располагалась территория восстановления. Так как восстановительные реакции протекают с поглощением тепла, то температура в зоне восстановления снижалась до 700 – 900 С.
      Выше активное зоны пребывали территория сухой перегонки и территория подсушки топлива. Эти зоны обогревались теплом, выделяемым в энергичной зоне, и также теплом идущие газов к примеру, если газоотборный отрезок трубы располагался сверху генератора. В большинстве случаев газоотборный отрезок трубы располагали на высоте, позволяющей отвести газ конкретно на его выходе из энергичной зоны. Температура в зоне сухой перегонки составляла 150 – 450 С, а в зоне подсушки 100 – 150 С.
      В газогенераторах прямого процесса влага топлива не попадала в территорию горения, благодаря этому воду в эту территорию подводили именно, путем предварительного испарения и смешивания с поступающим в газогенератор воздухом. Пары перегретые, реагируя с углеродом топлива, обогащали генераторный газ образующимся водородом, что повышало мощность мотора.
      Подача пара перегретого в газогенератор должна выполняться пропорционально количеству сжигаемого в газогенераторе топлива. Существовало несколько вариантов регулировки подачи пара в камеру газификации:
      — механический способ, когда вода подавалась в атомайзер газогенератора с применением насоса, приводимого в действие от мотора и имевшего перепускной кран, который был связан с дроссельной заслонкой. Подобным образом, кол-во воды, подаваемой в газогенератор, изменялось в зависимости от числа оборотов и нагрузки мотора;
      — термический способ, когда в атомайзере, расположенном вблизи зоны горения, поддерживался при помощи поплавкового устройства требуемый уровень воды, а кол-во образующегося пара изменялось в зависимости от нагрева атомайзера, другими словами в зависимости от температуры в зоне горения;
      — гидравлический способ, когда водный расход регулировался иглой, перекрывавшей сечение жиклера, и связанной с мембранной тканью, на которую действовала разница давлений до и после диафрагмы, установленной в газопроводе, соединявшим пиролизную установку с двигателем;
      — пневматический способ, при котором вода подавалась в атомайзер газогенератора одновременно с воздухом, засасываемым через простой карбюратор.

      дрова

      В конструкции газогенератора ЦНИИАТ-АГ-2 был применен принцип центрального подвода воздуха и центрального отбора газа. Газогенератор состоял из корпуса, конусообразной камеры газификации и зольника. Верхняя часть корпуса служила бункером для топлива и имела цилиндрический бачка для воды. Трубка для водоподачи располагалась изнутри газогенератора, бачок подогревался теплом сгорающего топлива. Это обеспечивало хорошую работу установки в зимнее время. Камера газификации представляла собой горловину конусообразной формы, которая снизу была окружена рубашкой, заполненной водой для образования пара перегретого. Требуемый уровень воды в рубашке поддерживался с помощью поплавкового устройства. Кол-во появившегося пара изменялось в зависимости от теплового режима газогенератора.

      дрова

      Воздух, засасываемый в газогенератор через подогреватель, смешивался с паром и поступал в камеру газификации через щель, образованную рубашкой и поворотной плитой. Во время вращения плиты ручкой, расположившейся с наружной стороны под днищем газогенератора, ребра, присущие на плите, срезали шлак и сбрасывали его в зольник.
      Установки прямого процесса газификации не стали распространены, так как, самое первое, были негодны для газификации самого популярного твёрдого топлива — древесины, а второе, так как устройства, которые нужны для хранения, дозировки и испарения воды значительно затрудняли конструкцию газогенератора.

      газогенератор

      Газогенераторы обращенного (опрокинутого) процесса газификации.
      Газогенераторы обращенного процесса были предназначены для газификации битуминозных (смолистых) сортов твёрдого топлива – деревянных чурок и кокса.
      В генераторах данного типа воздух подавался в среднюю по их высоте часть, в которой и происходил процесс горения. Отбор появившихся газов осуществлялся ниже подвода воздуха. Энергичная территория занимала часть газогенератора от места подвода воздуха до колосниковой решётки, ниже которой был размещен зольник с газоотборным отрезком трубы.
      Зоны сухой перегонки и подсушки расположились выше энергичной зоны, благодаря этому влага топлива и смолы не имели возможности выйти из газогенератора, минуя энергичную территорию. Проходя через территорию с большой температурой, продукты сухой перегонки подвергались разложению, благодаря чему кол-во смол в выходящем из генератора газе было незначительным. В основном, в газогенераторах обращенного процесса газификации горячий генераторный газ употреблялся для подогрева топлива в бункере. Вследствии этого улучшалась осадка топлива, так как устранялось прилипание покрытых смолой чурок к стенкам бункера и благодаря этому повышалась стойкость работы генератора.

      дрова

      Газогенератор ГАЗ-42 состоял из цилиндрического корпуса 1, сделанного из 2-миллиметровой стали листовой, загрузочного люка 2 и внутреннего бункера 3, к части которая находится снизу которого была приварена стальная цельнолитая камера газификации 8 с периферийным подводом воздуха (через фурмы). Часть находящаяся внизу газогенератора служила зольником, который иногда очищался через зольниковый люк 7. Воздух под воздействием разрежения, создаваемого двигателем, открывал клапан обратный 5 и через клапанную коробку 4, футорку 6, воздушный пояс и фурмы поступал в камеру газификации 8. Появляющийся газ выходил из-под юбки камеры 8, поднимался вверх, проходил через кольцевое пространство между корпусом и внутренним бункером и отсасывался через газоотборный отрезок трубы 10, находящийся в верхней части газогенератора. Одинаковый отбор газа по всей окружной поверхности газогенератора обеспечивался отражателем 9, приваренным к внутренней стенке корпуса 1 со стороны газоотборного отрезка трубы 10. Для более полного разложения смол, тем более при малых нагрузках газогенератора, в камере газификации было рассчитано сужение – горловина. Кроме уменьшения смолы в газе, использование горловины одновременно приводило к обеднению газа горючими элементами сухой перегонки. На величину получаемой мощности влияла согласованность этих параметров конструкции газогенератора, как диаметр камеры газификации по фурменному поясу, проходное сечение фурм, диаметр горловины и высота энергичной зоны.
      Газогенераторы обращенного процесса применяли и для газификации кокса. Вследствии приличного количества углерода в коксе процесс протекал при большой температуре, которая разрушительно действовала на детали камеры газификации. Для увеличения долговечности камер газовых генераторов, работающих на древесном угле, применяли центральный подвод воздуха, снижавший действие большой температуры на стены камеры газификации.

      процесса газификации

      Камера газогенератора НАТИ-Г-15), сделанная из 12-миллиметровой стали листовой, имела вид усеченного конуса. В средней части газогенератора была установлена воздухоподводящая фурма. Она собой представляла чугунную отливку грушевидной формы. Изнутри отливки – лабиринт для подвода воздуха в газогенератор. Снизу камеры газификации располагалась колосниковая решётка, которую вынимали через зольниковый люк при очистке и разгрузке газогенератора. Появившийся в камере газификации газ проходил сквозь колосниковую решётку, поднимался вверх между корпусом газогенератора и камерой и отсасывался через газоотборный отрезок трубы. Газогенератор был предназначается для работы на крупном древесном угле, с размерами кусков 20 мм – 40 мм.
      Пиролизные установки обращенного процесса газификации, работавшие на деревянных чурках, получили самое большое распространение.

      процесса газификации

      Газогенераторы поперечного (горизонтального) процесса газификации.
      В газогенераторах поперечного процесса воздух с большой скоростью дутья подводился через фурму, расположеную с боковой стороны снизу. Отбор газа осуществлялся через газоотборную решётку, расположеную напротив фурмы, со стороны газоотборного отрезка трубы. Энергичная территория была сконцентрирована на маленьком пространстве между концом формы и газоотборной решёткой. Над ней располагалась территория сухой перегонки и выше – территория подсушки топлива.
      Характерной спецификой газогенератора данного типа являлась локализация очага горения в маленьком объеме и ведение процесса газификации при большой температуре. Это обеспечивало газогенератору поперечного процесса хорошую приспособляемость к изменению режимов и уменьшает время пуска.

      процесса газификации

      Газогенератор собой представлял цилиндрический бункер, часть находящаяся внизу которого, сделанная из стали на основе листа толщиной 6 – 8 мм, образовывала камеру газификации. Сверху бункера был размещен люк для топливной загрузки.

      газогенератор

      Скорость дутья определялась проходным сечением воздухоподводящей фурмы. Фурма служила наиболее важной и сложной деталью газогенератора. Она была глубоко погружена в слой топлива и пребывала в зоне большой температуры – конкретно около носка фурмы температура может достигать 1200 – 1300 С. Высокие нагрузки температур требовали использовать водяное охлаждение фурмы. Конструктивно охлаждение фурмы являлось частью системы водяного охлаждения мотора, или собой представляет самостоятельную систему, питаемую от отдельного бака.

      дрова

      Воздухоподводящая фурма газогенератора НАТИ-Г-21 состояла из бронзового корпуса 1 и медных трубок 2 и 3 диаметром 20 и 40 мм, образующих водяную рубашку. Внешняя часть наружной трубки 3 была приварена к корпусу 1 фурмы, а носовая часть обварена медью и соединялась с внутренней трубкой 2, свободный конец которой при нагреве фурмы мог передвигаться в сальнике 4. Затяжкой накидной гайки 5 обеспечивалась непроницаемость водяной рубашки. Вода подавалась через нижний патрубок для соединения корпуса фурмы и после прохождения водяной рубашки отводилась через верхний патрубок для соединения. Для того чтобы водный поток достиг носка фурмы, к поверхности с наружной стороны внутренней трубки параллельно ее оси были приварены две перегородки, направлявшие водный поток к носу фурмы.

      дрова

      Другой основной деталью газовых генераторов поперечного процесса газификации служила газоотборная решётка. Газоотборную решётку делали из простой углеродистой или легированной стали толщиной 8 – 12 мм. Ее штамповали в виде изогнутого листа с отбортованными краями или изготавливали в виде плоской пластины. В последнем варианте для установки решётки в газогенераторе предусматривали особое гнездо. Отверстия в решётке для прохода газа делали округлыми, диаметром 10 – 12 мм, с раззенковкой со стороны выхода газа. Порой отверстия делали овальными; в данном случае большая ось овала располагалась в горизонтальном положении, что позволяло расширить проходное сечение без опасности проскакивания за решётку кусков угля (при наклонном расположении решётки).
      Этот газогенератор, также как и газогенератор прямого процесса, был негоден для газификации топлив с высоким содержанием смол. Эти установки использовали для кокса, брикетов из древесного угля, торфяного древесного угля.

      Рабочий принцип автомобильной пиролизной установки

      автомобиль

      Автомобильная пиролизная установка состояла из газогенератора, грубых очистителей, тонкого очистителя, вентилятора розжига и водопроводного крана. Воздух из внешней среды засасывался в газогенератор тягой двигателя который работает. Той же тягой выработанный горючий газ «выкачивался» из газогенератора и попадал в первую очередь в грубые очистители охладители, после – в фильтр тонкой чистки. Перемешавшись в водопроводном кране с воздухом, газо-воздушная засасывалась в цилиндры мотора.

      Охлаждение и грубая очистка газа

      На выходе из газогенератора газ имел большую температуру и был загрязнен примесями. Чтобы сделать лучше наполнение цилиндров «зарядом» топлива, газ нужно было охладить. Для этого газ пропускался через длинный провод труб, соединявший газогенератор с фильтром тонкой чистки, или через охладитель радиаторного типа, который устанавливался перед водяным отопительным прибором автомобиля.

      процесса газификации

      Охладитель радиаторного типа пиролизной установки УралЗИС-2Г имел 16 трубок, размещенных вертикально в один ряд. Чтобы сливать воду при промывке охладителя служили пробки в нижнем резервуаре. Конденсат вытекал наружу через отверстия в пробках. Два спайдерного крепежа, приваренные к нижнему резервуару, служили для крепежа охладителя на поперечине рамы автомобиля.

      дрова

      В качестве самого простого очистителя употреблялся циклон. Газ поступал в очиститель через отрезок трубы 1, распологавшийся относительно к корпусу циклона. Благодаря этому газ получал круговое движение и наиболее тяжёлые частицы, имеющиеся в нем, отбрасывались центробежной силой к стенкам корпуса 3. Ударившись о стены, частицы падали в пылесборник 6. Отражатель 4 мешал возвращению частиц в газовый поток. Очищенный газ выходил из циклона через газоотборный отрезок трубы 2. Убирание осадка осуществлялось через люк 5.

      автомобиль

      Очень часто в автомобильных пиролизных установках применяли совмещенную систему инерционной чистки и охлаждения газа в грубых очистителях – охладителях. Осаждение больших и средних частиц в подобных очистителях осуществлялось путем изменения направления и скорости движения газа. При этом одновременно случалось охлаждение газа вследствии теплопередачи стенкам очистителя. Грубый очиститель-охладитель состоял из металлического кожуха 1, снабженного снимающейся крышкой 2. Изнутри кожуха были установлены пластины 3 с достаточным количеством очень маленьких отверстий, размещенных как в шахматах. Газ, проходя через отверстия пластин, менял скорость и направление, а частицы, ударяясь о стены, опускались на них либо падали вниз.

      дрова

      Грубые охладители-очистители постепенно соединяли в батареи из нескольких секций, причем каждая дальнейшая секция имела приличное количество пластин. Диаметр отверстий в пластинах от части к части уменьшался (РИСУНОК 5Г).

      Фильтры тонкой чистки

      процесса газификации

      Для тонкой чистки газа очень часто применяли очистители с кольцами. Очистители данного типа представляли собой цилиндрический резервуар, корпус 3 которого был поделен на три части 2-мя горизонтальными железными сетками 5, на каких ровным слоем лежали кольца 4, изготовленные из стали на основе листа. Процесс охлаждения газа, начавшись в грубых очистителях – охладителях, продолжался и в фильтре тонкой чистки. Влага конденсировалась на поверхности колец и содействовала осаживанию на кольцах маленьких частиц. Газ входил в очиститель через нижнюю трубу 6, и пройдя 2 слоя колец, отсасывался через газоотборную трубу 1, скреплённую с прибором смесителя мотора. Для загрузки, выгрузки и промывки колец применяли люки на поверхности сбоку корпуса. Использовались конструкции, в которых в качестве материала для фильтрации применялась вода или масло. Рабочий принцип водяных (барботажных) очистителей заключался в том, что газ в виде небольших пузырьков проходил через слой воды и подобным образом избавлялся от маленьких частиц.

      газогенератор

      Высота барботажного слоя воды в очистителе установки ЦНИИАТ-УГ-1 повышалась от нуля до предела (100 мм – 120 мм) по мере увеличения отбора газов. Вследствии этого обеспечивалась стабильная работа мотора на холостых оборотах и хорошая очистка газа на высоких нагрузках. Заранее охлажденный газ поступал расположеную по самому центру очистителя газораздаточную коробку. Стенки по бокам коробки имели два ряда отверстий диаметром 3 мм. Отверстия расположены были наклонно от водного уровня до нижнего края стенок, погруженных в воду на 70 мм. 4-ре отверстия, размещенные выше водного уровня, служили для оснащения газоподачи на холостом ходу. С ростом числа оборотов эти отверстия перекрывались водой. В пространстве над газораздаточной коробкой при увеличении нагрузки создавалось разряжение, и водный уровень с наружной стороны коробки повышался, а изнутри, исходя из этого – понижался. При этом газ, поступая вовнутрь коробки, попадал в отверстия, размещенные над уровнем воды, и уже в виде пузырьков поднимался вверх, сквозь внешний водяной столб. Очистившись в водной массе, газ проходил через кольца, насыпанные на сетки по двум сторонам газораздаточной решётки, и направлялся во вторую секцию очистителя, где вторично пропускался через погруженную в воду гребенку целиком очищался в слое колец.

      Вентилятор розжига

      автомобиль

      В автомобильных установках розжиг газогенератора осуществлялся центробежным вентилятором с электроприводом. Во время работы вентилятор розжига просасывал газ из газогенератора через всю очистную систему и охлаждения, благодаря этому вентилятор старались поставить ближе к водопроводному крану мотора, чтобы процессе розжига заполнить горючим газом весь газопровод.
      Вентилятор розжига пиролизной установки автомобиля УралЗИС-352 состоял из кожуха 6, в котором вращалась совмещенная с валом электрического двигателя крыльчатка 5. Кожух, отштампованный из стали на основе листа, одной из половин крепился к фланцу электрического двигателя. К торцу другой половины был подведен газоотсасывающий отрезок трубы газогенератора 4. Газоотводящий отрезок трубы 1. Для направления газа при розжиге в атмосферу и во время работы подогревателя – в подогреватель к газоотводящему отрезку трубы был приварен тройник 3 с 2-мя заслонками 2.

      автомобиль

      Образование горючей смеси из генераторного газа и воздуха случалось в водопроводном кране. Самый простой двухструйный водопроводный кран а собой представлял тройник с пересекающимися потоками газа и воздуха. Кол-во засасываемой в мотор смеси регулировалось дроссельной заслонкой 1, а качество смеси – воздушной заслонкой 2, которая изменяла кол-во поступающего в водопроводный кран воздуха. Эжекционные водопроводные краны б и в различались по принципу подвода воздуха и газа. В первом варианте газ в корпус водопроводного крана 3 подводился через сопло 4, а воздух засасывался через кольцевой просвет вокруг сопла. В другом варианте по центру водопроводного крана подавался воздух, а по периферии – газ.
      Воздушная заслонка в большинстве случаев была связана с рычажком, установленном на рулевой колонке автомобиля и регулировалась водителем ручным способом. Дроссельной заслонкой шофер управлял при помощи педали.

      Способы уменьшения потерь мощности двигателей пиролизных машин

      Двигатели на бензине, переведенные на генераторный газ без каких-то переделок, теряли 40-50% мощности. Причинами падения мощности являлись, самое первое, невысокая теплотворность и медлительная скорость горения газовоздушной смеси если сравнивать с бензовоздушной, а второе, ухудшение наполнения цилиндров как за счёт очень высокой температуры газа, так и за счёт сопротивления в трубопроводах, охладителе и фильтре пиролизной установки.
      Для снижения влияния перечисленных причин в конструкцию двигателей были внесены изменения. Из-за того что газовоздушная смесь обладает высокой детонационной стойкостью, увеличили степень сжатия. Сечение впускного трубопровода было увеличено. Для устранения подогрева газовоздушной смеси и уменьшения потерь давления впускной провод труб устанавливали отдельно от выпускного. Данные меры позволяли уменьшить потери мощности до 20-30%.

      Работа машин с пиролизными установками

      Работа машин с пиролизными установками имела собственные специфики. В силу очень высокой степени сжатия работа бензинового двигателя под нагрузкой допускалась лишь в крайних случаях и краткосрочно: к примеру, для маневрирования в гаражных условиях.
      Инструкция решительно запрещала транспортировать на газегенераторных машинах огнеопасные и огнеопасные вещества, и тем более въезжать на территории, где не допускалось пользоваться открытым огнём – к примеру, топливные склады. Разжигать газогенератор разрешалось исключительно на площадке открытого типа.
      Розжиг газогенератора осуществлялся факелом, тягу в при этом создавал электровентилятор. Газ, прокачиваемый вентилятором в процессе розжига, через отрезок трубы выходил в атмосферу. Момент готовности газогенератора к работе определяли, поджигая газ у отверстия выходного отрезка трубы – пламя должно было гореть устойчиво. По завершении розжига вентилятор выключали и пускали мотор.
      При поломке вентилятора газогенератор можно было распалить самотягой. Для этого зольниковый и загрузочный люки газогенератора открывали, а под колосниковую решётку подкладывали «растопку» — стружку, щепу, ветошь. Под воздействием естественной тяги пламя распространялось по всей камере. После розжига люки закрывали и пускали мотор. Розжиг газогенератора с помощью работающего на бензине мотора допускался инструкцией лишь в непредсказуемых ситуациях, так же как и при этом возникала опасность засмоления мотора. Во время движения автомобиля шофер вынужден был принять во внимание инерцию пиролизного процесса. Чтобы обеспечить запас мощности, нужно было поддерживать отбор газа, близкий к самому большому. Для преодоления трудных участков рекомендовалось заблаговременно перейти на уменьшающие передачи и приподнимать обороты мотора, а еще обогащать газо-воздушную смесь, прикрывая воздушную заслонку водопроводного крана.
      В отличии от бензиновых, пиролизные машины требовали более постоянного пополнения топливом. Догрузку топлива в бункер производили на протяжении дня во время работ связанных с разгрузкой-погрузкой или стоянок.
      Обслуживание пиролизной установки было трудоемким. Чистка зольника газогенератора автомобиля УралЗИС-352 предусматривалась спустя каждые 250 – 300 км. Через 5000 – 6000 км газогенератор требовал полной чистки и разборки. Трубы охладителя рекомендовалось очищать раз в 1000 км специализированным скребком, входившим в набор инструмента для обслуживания пиролизной установки. Слой находящийся снизу колец фильтра тонкой чистки нужно было мыть, выгрузив из фильтра на поддон, через 2500 – 3000 км пробега автомобиля. Слой находящийся сверху колец допускалось мыть каждые 10 000 км струи воды через люк в корпусе фильтра.
      Оксид углерода СО опасен для жизни человека, по этому перед проведением работ по обслуживанию нужно было открыто все люки проветрить пиролизную установку на протяжении 5 – 10 минут.

      Добавочные материалы:

      За Рулем 1931 № 20 Машины на дровах
      За Рулем 1933 № 16 Машины на дровах
      За Рулем 1934 № 17 Газогенератор профессора Карпова
      За Рулем 1935 № 1 Пробег пиролизных автомашин
      За Рулем 1935 № 2 Новый четырехосный пиролизный автобус
      За Рулем 1935 № 3 Первый автодоровский газогенератор
      За Рулем 1935 № 14 Новый газогенератор для автомобиля ГАЗ-АА

      Газогенератор- серия 2 ( простой ) удачная версия — 2 (+ схема)


      Добавить комментарий