Принцип работы пиролизного котла

Газогенераторный котел собственными руками: устройство, схемы, рабочий принцип

Термин «пиролиз» предполагает процесс, где имеет место замедленное сжигание твёрдого топлива с получением газовой среды. Не обращая внимания на «профессорское» наименование строения, выполнить газогенераторный котел собственными руками сравнительно легко, и самоделки в работе встречаются очень часто.

Простое объяснение тому обычное – пиролизный котёл на дровах легче в обслуживании, очень часто эффектнее и экономнее иного похожего оборудования.

Рабочий принцип газогенераторных котлов на твердом топливе

Котлы систем отопления, где в качестве топлива применяются твёрдые горючие материалы, кроме классики, также относятся к газогенераторным конструкциям. В большинстве случаев их называют котлами твердотопливными пиролизными.

Чтобы лучше понять рабочий принцип домашнего газогенераторного котла, разумно с большим вниманием рассмотреть устройство подобной техники. Начинаем с свойств камеры сгорания как весомой части нагревательной конструкции. По существу, рабочая область топливной камеры газогенераторных котлов на твердом топливе делится на две поделённых камеры.

Одна из подобных камер загружается твёрдым топливом – дровами, топливными гранулами, брикетами и т.п. Там начинается первичный процесс горения твёрдого топлива при ограниченной подаче воздуха. В подобном состоянии горючее не горит, но тлеет. Газы, выделяющиеся при медленном горении, поступают в иную область камеры — энергичную, где уже при увеличенной подаче воздуха активно прогорают.

Технически аналогичный процесс сжигания реализовывается простым способом. Подобласти общей камеры просто делятся колосниковой решёткой и распылительным устройством. Верхняя часть камеры – пассивная топочная камера, часть находящаяся внизу камеры – энергичная топочная камера. При этом необходимо взять во внимание конструктивную характерность – верхнюю подачу воздуха в топливную камеру (верхнее дутье).

Собственно, этим и выделяется конструкция котла твердотопливного пиролизного от традиционной однокамерной разработки, где используется нижняя подача.

Технологически для устройства газогенераторных котлов на твердом топливе отличительным моментом считается также организация принудительной тяги. Конструкция двухступенчатой камеры сгорания обладает завышенным аэродинамическим сопротивлением. Благодаря этому тут абсолютно нельзя обойтись без установки воздушного насоса.

Как функционирует котёл в работе

Использование на практике оборудования комфортно рассмотреть пошаговым процессом:

1. Загрузка дров — укладывание на колосник верхней области камеры.
2. Поджиг топлива и пуск в работу дымового насоса.
3. Образование деревянного газа при температуре 250-850°С.
4. Переход деревянного газа в нижнюю область камеры сгорания.
5. Сгорание деревянного газа при добавочной подаче воздуха.

Дальше полученное в нижней области топливной камеры тепло применяется для нагрева носителя тепла. Тепловым носителем бывает как водная среда, так и воздушная.

Если обратить собственное внимание на все имеющиеся конструкции котлов для дома, действующих с применением твердого топлива, главной альтернативой котлу длительного горения выступает конструкция классического выполнения. Это подобный вариант дровяного котла, где действует одна неразделённая топочная камера и действует принцип нижней воздушной подачи в топку. Но подобная система считается менее эффектной и неэкономичной из-за причины быстрого сгорания топлива.

Газогенераторный котёл может выдавать КПД на уровне 85-95% при условиях 100% нагрузки. Однако КПД резко падает, если нагрузка составляет меньше 50%. Собственно поэтому производители газогенераторной техники предлагают клиентам использовать оборудование с самой большой нагрузкой.

Подобный подход справедлив и для самодельных конструкций, при условиях их полного соответствия традиционной газогенераторной схеме и требованиям эксплуатации.

Для «пиролиза» требования эксплуатации, необходимо отметить, достаточно жёсткие:

• принудительное оснащение воздушным насосом;
• оптимальная влажность топлива не выше 25-35%;
• нагрузка на оборудование не ниже 50%;
• температура обратного носителя тепла не ниже 60°С;
• загрузка только большим топливным массивом.

Также нужно отметить дороговизну газогенераторных систем промышленного изготовления. Наверняка, благодаря этому пользуется большой популярностью вариант «сделай сам».

Рукодельный газогенераторный котёл

В основном, во время изготовления аналогичной техники для отопления собственными руками за основу берётся востребованная схема Беляева. Не скажешь, что это обычное решение, которое дает возможность выполнить нагреватель без проблем. Но, наверное, одно из тех решений, которое вполне можно осуществить.

Для изготовления оборудования по этой схеме мастеру понадобится:

• труба железная (d = 32; 57; 159 мм);
• стальная труба (s = 60х30; 80х40; 20х20 мм);
• полоса из стали (20х4; 30х4; 80х5 мм);
• шамотный кирпич;
• лист металла;
• воздушный насос;
• датчик температуры.

Также нужно иметь полный комплект слесарного инструмента, плюс инверторный аппарат (и умения сварщика, исходя из этого). Работу по изготовлению газогенераторного котла собственными руками откровенно не осилить в одиночку. Как минимум необходим один помощник.

В первую очередь, соответственно с подобранной схемой нужно приготовить листовые детали строения. Рекомендуется заготовить панели листовые, обрезая их по размерам профессиональным точным оборудованием.

Использование для нарезания ручного инструмента типа «угловые шлиф машинки» не обеспечивает точность реза, что в последствии проявляется на качестве выполнения сварки. Данный момент нужно учитывать. Прекрасное решение по нарезке металлических листов – заказ в механической мастерской.

Сборка внутренних частей оборудования

Из одной части листов из металла следует приготовить топливную камеру. Для этого материал, соразмерный схемным показателям, совмещается и сваривается. Должна выйдет двухкамерная конструкция, которую следует дополнить воздушными каналами.

Такие элементы топливной камеры создаются из швеллера из металла либо же для производства используют профтрубу. По всей территории фронтальной стороны воздушного канала сверлятся отверстия.

Ниже по уровню, в области энергичной топочной камеры, на стенке, расположившейся поперёк воздушным каналам, врезается железная труба (вторичный подвод воздуха). Дальше начинается работа с трубами, так как очередь подошла сборки трубчатого трубного змеевика. Данную часть газогенераторной системы производят из труб сделанных из металла d=57 мм:

1. Берётся два железных листа по размерам чертежа и выполняется разметка.
2. На основе маркировки под размещение труб по листу вырезаются отверстия d=60 мм.
3. Режуться трубы d=57 мм по размерам длины.
4. Концы труб вставляют в отверстия одного листа и обваривают.
5. Повторяют операцию с иным листом.

На выходе должен выйдет готовый теплообменный аппарат, который скрепляется с корпусом котла там, где указывает схема.

Рядом с теплообменным аппаратом (по верхнему уровню) ставится дроссельная заслонка. Данная деталь оборудуется ручкой и также варится к сооружению. Торцевая часть корпуса дросселя закрывается куском листа с отрезком трубы под дымовую трубу.

Дальше остается только сварить переднюю панель топливной камеры с оконными конструкциями для дверей под любую из 2-ух секций и модулем для воздушного насоса.

Прежде чем устанавливать фронтальную панель, внутреннюю часть топок нужно увеличить огнеупорным кирпичом. Данный материал режется по размерам, некоторая часть под угол. Кирпич обтачивается и подгоняется по месту укладки.

Отделке огнеупорным кирпичом подвержены две рабочих части топливной камеры котла. При этом бережно обкладываются места области заслонок воздухоотводящих (подводящих) труб. После выкладки кирпичом, ставится фронтальная панель.

По существу, ключевую сборку газогенераторного котла на данной стадии можно считать оконченной. Готовую конструкцию стоит обработать – убрать окалину от сварки, подчистить сварные швы, выровнять, если где нибудь есть мелкие неровности.

На другом шаге – заключение конструкции которая собрана в герметичный корпус. Данная часть строения также выполняется из листов из металла. Но прежде необходима опрессовка.

Испытание и финальная сборка конструкции

Готовую конструкцию нужно проверить. Обязательные действия – проверка на непроницаемость области котла, где должен циркулировать тепловой носитель. Для проведения опрессовки трубного змеевика на время устанавливают заглушки на патрубках подачи и возврата носителя тепла.

После теплообменный аппарат заправляют водой. Лучше всего применять горячую воду из сети теплоснабжения или ГВС, чтобы иметь шанс проверить сварные швы в условиях температурного расширения металла.

При условиях отсутствия утечек по швам трубного змеевика воду сливают и приступают к обрамлению конструкции газогенераторного котла внешними металлически панелями. Также на данном шаге делаются и двери навешиваются окон секций топки.

Двери газогенераторной установки просят выполнения с учитыванием условий с высокой температурой эксплуатации. Благодаря этому выполняют (или используют уже готовыми) эти конструктивные детали в большинстве случаев из чугуна с добавочным температурным усилением огнеупорным кирпичом.

Последний этап – установка газогенераторного котла по месту его будущей эксплуатации. Установку конструкции ведётся на фундаменте или на плите бетона. Высоту фундамента (плиты) касательно уровня грунта рекомендуется держать размером не меньшим чем 100 мм.

После того как произошла установка и баланса по уровням часть находящаяся внизу котла крепится к фундаменту. Остается подсоединить дымовую трубу, установить воздушный насос и присоединить линии подачи/выхода носителя тепла.

Изготовление газогенераторной конструкции котла собственными силами – это работа, требующая существенного вложения сил. Разумеется, вряд ли можно обойтись и без накладных затрат в плане денежных средств.

Возможно, по закупке материала и по обращениям к посторонним услугам расходы окажутся меньше, чем цена оборудования промышленного изготовления. Однако разница, быстрее всего, будет не очень значительной. Но основной вопрос не в наличных средствах.

Выводы и нужное видео по теме

О самостоятельном изготовлении котла газогенераторного действия:

Технически самостоятельное производство газогенераторных котлов на твердом топливе без наличия подобающей базы считается очень трудоёмким процессом. Также нужны высокопрофессиональные умения в работе с металлом, чёткое сознание инженерных схем и инновационных тонкостей изготовления оборудования для котельной. Без всего этого не стоит даже взиматься за работу.

Хороший источник теплоснабжения: чертеж газогенераторного котла и рабочий принцип

Пиролиз — способ разложения неорганических и органических соединений с использованием термического влияния. Говоря проще, молекулы распадаются при нагревании на более обыкновенные части.

Газогенераторный котёл это устройство из рода котлов работающих на твёрдом топливе (очень часто для нагрева воды) с помощью нагрева до 200–800 °C.

Спецификой считается отдельное сгорание конкретно топлива и дожигание в индивидуальной камере котла сопутствующих газов, газообразных, жидких и твердых веществ.

Рабочий принцип: действие газогенераторного котла

Общий рабочий принцип котла состоит в высокотемпературном нагревании органического топлива с минусом воздуха, благодаря чему появляются горючие газы.

Они поступают во вторичную топку и там, смешиваясь с кислородом, газ окисляется с выделением добавочной порции тепла.

Классификация

Котлы имеют отличия по размещению камер для дожигания газов:

• с верхним размещением;
• с нижним размещением.

Котлы с верхней камерой более большие и тяжелые, требуется побольше материала для сборки дымохода. Зато очищать их нужно будет гораздо реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не проникают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним размещением части горючее размещается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это комфортно, но нужно будет часто удалять очень маленькие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

• без использования электричества: котлы с естественной тягой;
• с принудительной тягой.

Энергонезависимые котлы предполагают включение в конструкцию высокого дымоотвода (не меньше 5–6 метров) для увеличения тяги и оснащения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

Результативность обогревания у подобных котлов будет немного ниже, чем у котлов с принудительной тягой.

Устройства с принудительным поддувом оборудуются одним или 2-мя вентиляторами, которые как правило будут работать в режиме нагнетания воздуха или откачки сгоревших газов.

В большинстве моделей котлов применяется способ комбинированный с участием нагоняющих и отсасывающих газ устройств для увеличения мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие выхлопные газы, делаются из особенных огнеупорных (аустенитных) сплавов, их цена намного выше, чем у нагоняющих вентиляторов.

По методу обогревания:

• Водяного обогревания — к трубному змеевику котла подключаются водяные магистрали из труб, по которой нагретая рабочая жидкость разносится по самым разным помещениям.
• Воздушного обогревания — взамен воды применяется воздух, получающий тепло при помощи того же трубного змеевика и распространяемый по воздухопроводам. Результативность меньше, чем у водяного способа, используется на производственных площадках, складах.

Фото 1. Газогенераторный котел с теплообменным аппаратом, предназначается для водяного отопления, не прекращает работу на дровах.

Чертеж: весь вид, процесс работы

Вариантов выполнения газогенераторного котла много. Простейший вид по чертежу устроен подобным образом.

• Топка котла.
• Отсек газификации.
• Секция дожигания газов.
• Колосниковые решётки.
• Теплообменный аппарат (входной/выходной отрезки трубы).
• Провод труб отвода газов (дымотвод).
• Отверстия для поддува.
• Дверка в отсек для закладки топлива.

В котел могут быть включены датчики температуры и приборы для контроля и поддержания нормальных рабочих режимов.

И также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Сущность происходящего изнутри газогенераторного котла отличается следующими процессами:

• Воздушный поток снаружи поступает в отсек газификации с имеющимся там топливом.
• Некоторая часть кислорода будет поддерживать процесс горения (тления). Газы, являющиеся продуктами горения, через сопло проникают в топку котла и там окисляются в наличии вторичного кислорода, который поступает одновременно с воздухом с наружной стороны.
• Часть газогенераторных газов востанавливается если есть наличие углерода из топлива до угарного газа и окиси азота, потребляя при этом часть энергии. Смесь проходит в секцию дожигания газов и окисляется там с возвратом отнятой им энергии.

Фото 2. Чертеж пиролизного пиролизного котла, накопленное по нему устройство может нагреть большой дом.

• Участвующие в реакции пиролиза газовые смеси выводятся наружу через дымотвод, минуя при этом теплообменный аппарат котла.

Внимание! Так как функционирование газогенераторных котлов на твердом топливе связано с достаточным количеством энергии, генерируемой изнутри оборудования и возможном выделении различного рода вредных газов, совершать самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном понимании всех физико-химических процессов, появляющихся при его работе.

• сушка, пиролиз древесины — 450 °C;
• сгорание деревянного газа и вторичного воздуха — 560 °C;
• продувание пламени и возврат тепла — 1200 °C;
• отвод оставшихся продуктов згорания — 160 °C.

Какой рабочий принцип газогенераторного котла: предлагаю разобраться

У оборудования для отопления, работающего на твёрдом топливе, есть альтернативный вариант – пиролизные агрегаты. Они являются несложными в работе и в это же время самыми эффективными устройствами и, не обращая внимания на большую цену, пользуются у потребителей спросом.

Построен рабочий принцип газогенераторного котла на сжигании газов, которые выделяются при возгорании дров. Используют подобные агрегаты не только для обогревания приватных домовладений, но и для отапливания складов и иных помещений промышленного назначения.

Специфики функционирования газогенераторного оборудования

Потому как пиролиз возможен исключительно при конкретных условиях температур — при достижении 1100° С, то он сопровождается выделением приличного количества тепла, благодаря чему в котле подсушиваются дрова и нагревается воздух, подаваемый в территорию горения.

Дальше газогенераторный котел рабочий принцип имеет следующий: кислород перемешивается с газом, отмеченным из дерева. Это приводит к горению газа и, исходя из этого, к получению энергии тепла. Плюс ко всему, в результате подобного процесса содержание канцерогенных веществ в выхлопных газах, выводимых наружу, минимизируется.

Устройство пиролизного оборудования

Чтобы выяснить, как не прекращает работу газогенераторный котел нужно разобраться с принципом функционирования каждого его узла. Данный аппарат состоит из самых разных компонентов. В котле есть две камеры, которые делают из листов стали толщиной не менее 5 миллиметров. Разделительную функцию между камерами делает распылительное устройство.

Конструкция газогенераторного котла (см. фото) подразумевает, что верхний отдел камеры сгорания исполняют в виде топливного бункера, а нижний применяют как топку и в это же время зольник. В двух частях выполняются некоторые процессы. Так в верхнем отсеке древесина подсушивается и в это же время нагревается воздух, который потом поступает в нижний отдел, где получившийся газ сжигается и скапливается зола.

Рабочий принцип газогенераторного котла позволяет настраивать мощность агрегата с помощью системы подачи вторичного воздуха. Эта функция дает возможность достигнуть большего эффекта от оборудования для нагрева, чем от обыкновенных радиаторов. Из-за наличия термостата можно ставить необходимую температуру для жидкого носителя тепла.
В результате работы данного оборудования в процессе горения не появляется копоть, и практически нет золы. Устройство газогенераторного котла позволяет очищать его очень редко.

Есть и иные отличия:

• более долгая работа агрегата. Котел способен работать на одной закладке дров около 12 часов;
• рабочий принцип прибора существенно разнится от классических способов;
• расход древесины в агрегате значительно меньше из-за причины воздушного подогрева, поступающего в территорию горения.

Выбор топлива для газогенераторного котла

Рабочий принцип пиролизного оборудования на дровах позволяет считать его самым выгодным с точки зрения экономики.

В реальности устройство газогенераторных котлов на твердом топливе исполнено подобным образом, что агрегаты могут работать на иных видах твёрдого топлива, включая:

Для оснащения самой эффективной работы газогенераторного оборудования необходимо брать во внимание такую характерность каждого вида органического топлива как время полного сгорания:

• горение древесного угля продолжается около 10 часов;
• для твёрдой древесины понадобится ориентировочно 6 часов;
• для мягкой древесины нужно не больше 5 часов.

По данным опроса, проведенного среди хозяев домов, для которых выбором стала установка газогенераторного котла, самой большой эффективности его работа может достигать при эксплуатации сухих дров. Влага дерева при этом не должна быть более 20% при длине полена до 65 сантиметров.
Сухая древесина обеспечит оборудованию самую большую мощность, но и намного повышает длительность его бесперебойного функционирования. Однако, если такое органическое твёрдое горючее приобрести нереально, разрешается использование остальных видов, позволенных изготовителем определенного агрегата.

• каменный уголь;
• торф;
• отходы древесины;
• топливные гранулы;
• целлюлозосодержащие отходы товарного производства.

Не зависимо от варианта подобранного твёрдого топлива необходимо не забывать, что, если оно имеет излишнюю влажность, во время работы агрегата будет возникать лишний пар, благодаря чему возникнет сажа и понизятся тепловые характеристики применяемого прибора. Лишь в случае использования сухого деревянного топлива и при правильно сделанной регулировке подачи первичного и вторичного воздуха появляющийся газ практически не выделяет вредных для здоровья канцерогенных веществ.

Плюсы газогенераторного оборудования

После того, как изучены особенности конструкции, рабочий принцип,
схема газогенераторного котла и виды применяемого топлива, нужно сказать, что такое оборудование является очень экономичным среди твердотопливных теплоснабжающих моделей.

Важные достоинства газогенераторного нагревательного агрегата:

• стабильный режим температур при условиях наличия в камере сгорания топлива;
• быстрый выход на уровень хорошей работы;
• не потребуется часто проводить чистку котла;
• не прекращает работу с различными системами отопления;
• нет надобности в оборудовании дымоотводов из материалов, устойчивых к коррозии и большим температурам.

Ради объективности следует назвать минусы газогенераторных котлов на твердом топливе, однако он у этого оборудования лишь один – большая цена.

Характеристики подобного варианта радиаторов говорят об их более производительной работе если сравнивать с классическими твердотопливными агрегатами. Их лучше всего применять для отопления помещений различного назначения.

Принцип работы пиролизного котла КП