Устройство газогенератора котельной установки

Содержание
  1. Постройка газогенераторного котла своими руками
  2. Что собой представляет
  3. Конструкция и основные элементы
  4. Материальная основа проекта
  5. Инструменты и материалы
  6. Механомонтажные работы
  7. Установка и противопожарная безопасность
  8. Устройство газогенератора котельной установки
  9. Принцип работы газогенератора
  10. Преимущества и недостатки газогенераторных установок
  11. Газогенераторы и отопление: основные мифы
  12. Устройство и изготовление газогенератора
  13. Как устроен газогенераторный котел на твердом топливе
  14. Устройство газогенераторного котла
  15. Технические условия для газогенерации
  16. Расход топлива в газогенераторных котлах
  17. Можно ли сделать из простого котла, газогенераторный
  18. Правила и условия установки, и эксплуатации котла
  19. Как выбрать газогенераторный котёл
  20. Лучшие производители газогенераторного оборудования
  21. Стоимость котлов газогенераторного типа
  22. Плюсы и минусы котлов с газогенерацией топлива
  23. Газогенераторная установка: принцип работы, преимущества и недостатки
  24. Конструкции газогенераторного оборудования
  25. Функциональные зоны газогенератора
  26. Принцип работы газогенераторной установки
  27. Применение газогенераторных технологий в промышленности
  28. Газогенераторы в транспортной технике
  29. Как сделать газогенераторную установку для автомобиля своими руками?
  30. Бытовые газогенераторы
  31. Плюсы технологии
  32. Минусы технологии
  33. Будущее развития газогенераторных технологий
  34. Заключение

Постройка газогенераторного котла своими руками

Устройство газогенератора котельной установки

На карте страны еще достаточно мест, где для производства тепловой энергии доступны лишь дрова и уголь. Единственной альтернативой может выступать электрическое отопление, но не всегда есть достаточная техническая база, позволяющая выдержать увеличенную нагрузку, а также дороговизна такого вида отопления по карману немногим.

Развитие энергосберегающих технологий дало возможность усовершенствовать работу котлов на твердом топливе. Потребителям были представлены газогенераторные котлы (пиролизные). Сырьем для получения тепла в таких котлах служат дрова, прессованные топливные брикеты, а также различные древесные отходы.

Покупка такого котла серийного производства обойдется недешево, но есть возможность изготовить газогенераторный котел своими руками. Это обойдется гораздо дешевле и, в конечном счете, получится агрегат с конфигурацией и основными характеристиками идеально подходящими отопительной системе дома.

Что собой представляет

Пиролиз – это процесс глубокого разложения веществ под действием высоких температур без доступа кислорода с образованием большого количества различных органических соединений в газовой, жидкой и твердой фазе. Состав продуктов пиролиза зависит от исходного сырья.

Газогенераторные котлы имеют двухкамерную структуру. В первой происходит пиролиз твердого топлива в среде, обедненной кислородом в пределах от 200 до 800°С с образованием древесного кокса и пиролизного газа.

Газ поступает во вторую камеру, где смешивается с кислородом и сгорает, выделяя большое количество энергии.

Отходящий дымовой газ проходит через теплообменник, отдавая свое тепло циркулирующему в системе теплоносителю.

В таком котле используется не тепло, возникающее от горения дров, а тепло от сгорания пиролизного газа. Термическое разложение древесины без доступа воздуха происходит гораздо медленнее, чем при горении, что увеличивает КПД газогенератора за счет уменьшения расхода сырья и увеличении теплосъема.

Во время сгорания пиролизный газ вступает в реакцию со свободным углеродом, что приводит к более глубокой конверсии продуктов горения. Поэтому сбрасываемый в атмосферу дым состоит в основном из водяного пара и двуокиси углерода (углекислый газ).

Благодаря такой особенности газогенераторные котлы на твердом топливе способны утилизировать ДСП, ДВП, резинотехнические отходы и полимерные материалы без ущерба для окружающей среды.

Твердого остатка (кокс) образуется гораздо меньше, чем при обычном горении, что сокращает период между чистками агрегата.

Конструкция и основные элементы

Пиролизные котлы являются довольно габаритными аппаратами. Загрузочная камера предусматривает использование деревянных заготовок длинной от 38 до 45 см и диаметром от 10 до 25 см, а прессованные брикеты от 3 до 30 см. Отходы деревообработки (опилки, стружка) засыпаются к дровам, но их количество не должно превышать 30 % от объема камеры. Простая компоновка устройства включает в себя:

  • загрузочную камеру (она же подготовки сырья) – удаление остаточной влаги;
  • камеру газификации – проходит процесс пиролиза;
  • колосник – перегородка, разделяющая камеры;
  • камеру сгорания – оснащенную форсунками для подачи вторичного воздуха;
  • систему дымоходов – удаление продуктов горения и нагрев теплоносителя;
  • встроенный теплообменник с патрубками прямой и обратной подачи теплоносителя;
  • вентилятор принудительной подачи вторичного воздуха;
  • датчики для регулировки эксплуатационных показателей.

Внутри аппарата создается повышенное аэродинамическое сопротивление, что требует применения дымососов либо дутьевых вентиляторов для создания принудительной тяги.

Пиролизные отопительные газогенераторные котлы имеют в обеих камерах футеровочный слой из огнеупорного шамотного кирпича. Он предотвращает разогрев конструкции и уменьшает теплопотери, а также способствует созданию необходимого температурного режима для пиролиза.

Материальная основа проекта

Самостоятельное изготовление пиролизного котла отопления потребует материальных затрат, но они в разы меньше, чем стоимость промышленного образца. Перед началом работы нужно ознакомиться с информацией о схемах и видах котлов, произвести расчеты и подобрать подходящий вариант.

Если с этим возникают сложности либо нет уверенности в правильности решения, можно воспользоваться услугами фирм, специализирующихся на расчетах теплогенерирующего оборудования. Все равно это выйдет дешевле заводского котла.

Инструменты и материалы

После утверждения технического проекта начинается фаза сбора инструментов и материала. Для работы понадобится:

  • электросварочный аппарат постоянного тока;
  • дрель;
  • шлифовальная машина;
  • расходный материал (сверла, электроды, отрезной круг диаметром 230 мм и шлифовальный – диаметром 125 мм);
  • средства индивидуальной защиты для безопасного проведения работ.

Материальная база проекта мало зависит от выбранной схемы. Нужно иметь следующий материал:

  • листы металла толщиной 4 мм (для внутренних поверхностей) и 3 мм (для изготовления корпуса);
  • трубопрокат диаметром 57 и 159 мм, с толщиной стенки 3,5 и 4,5 мм соответственно;
  • шамотный кирпич;
  • профтрубы разных типоразмеров с толщиной стенки 2 мм;
  • вентилятор;
  • датчик температуры и давления.

В процессе работы могут понадобиться некоторые материалы, но они не окажут влияния на стоимость и сроки выполнения.

Механомонтажные работы

Для того чтобы изготовить газогенерирующий котел отопления лучше воспользоваться существующей схемой, и при наличии инженерных навыков добавить либо изменить ее под свои нужды. Главное, чтобы объем камер не изменился. Чаще всего при кустарном производстве пиролизного котла пользуются схемой отопительного устройства Беляева рассчитанного на мощность 40 кВт.

Согласно чертежу вырежьте элементы, а потом с помощью сварки соедините их в готовую конструкцию.

Специалисты рекомендуют оборудовать газогенерирующий котел отопления ограничителем для контроля подачи воздуха в камеру сгорания газа.

Он представляет собой трубу диаметром порядка 70 мм и длиной немного превышающей высоту корпуса. Конец, монтируемый в нижнюю камеру, оснащается заслонкой с торца трубы на расстоянии 40 мм от ее стенки.

Контур, по которому движется теплоноситель внутри аппарата, нужно сделать с изгибом для увеличения поверхности контакта и улучшения теплосъема. Подойдет любой подходящий вариант, увеличивающий площадь соприкосновения теплообменника не затрагивающий изменения размера камер.

Пиролизные аппараты отопления часто рассчитываются исходя из того, что теплоносителем будет воздух, а не вода. Это не требует строгой герметичности трубопроводов подачи горячего воздуха и устраняет вероятность размерзания системы. После сборки аппарата нужно провести испытание и установить на место.

Установка и противопожарная безопасность

Свидетельством правильности сборки являются показания выхода на режим теплогенерирующего устройства. Этот процесс должен занимать считанные минуты, а прогрев всей системы отопления — не более получаса. Также отмечается довольно резкое повышение температуры в отапливаемом помещении.

При первом запуске нужно установить КПД нового агрегата. Этот показатель свидетельствует об отсутствии отклонений и недочетов в монтажных работах. Определяется он по состоянию выходящих дымовых газов, которые не должны иметь удушливый запах окиси углерода (угарный газ). Это условие должно выполняться на всех режимах работы.

Устанавливаются газогенераторные котлы в отдельное нежилое помещение, отвечающее всем требованиям пожарной безопасности. Они предполагают:

  • наличие вентиляции (отверстие площадью не менее 10 см2);
  • установку защитного кожуха перед камерой сжигания (металлический лист толщиной 2 мм);
  • заливку бетонного фундамента под котел либо создание прочной кирпичной кладки;
  • наличие пространства между стеной и котлом не менее 20 см, а также предметами мебели и другими конструкциями.

Также в помещении должен быть доступ к электропитанию для подсоединения вентилятора. Если нет возможности подать электроэнергию, можно смонтировать длинный дымоход. Но тогда возникает проблема с его фиксацией и достаточностью получаемой тяги. Пиролизные котлы стали удачным симбиозом деревенской печки и прогрессивных энергосберегающих технологий.

Источник: https://x-teplo.ru/otoplenie/kotly/gazogeneratornyj-svoimi-rukami.html

Устройство газогенератора котельной установки

Устройство газогенератора котельной установки

Промышленной или самодельной установкой является газогенератор на дровах, который позволяет получать горючий газ для использования в качестве энергоносителя для двигателя внутреннего сгорания.

В свою очередь, ДВС может быть установлен на автомобиле, в этом случае газогенератор дает возможность обойтись без обычного бензина, дизельного топлива или газа, решая транспортные проблемы. Обычно это востребовано в местностях, удаленных от заправочных станций, при условии свободного доступа к твердому топливу.

Самодельный газогенератор на дровах, можно использовать в доме и на автомобиле

Газогенератор для дома, подсоединенный к двигателю внутреннего сгорания, может эксплуатироваться в составе установки для выработки электрического тока, необходимого для хозяйственных нужд, для работы различного электрооборудования.

Если речь идет о получении горючего газа для отопления, то рациональнее изготовить твердотопливную пиролизную печь, где он сразу же дожигается в верхней камере сгорания, обеспечивая высокую теплоотдачу установки. Газогенератор отличается от печи (котла) тем, что горючий газ не сжигается, а отбирается для дальнейшего применения.

Принцип работы газогенератора

Для получения горючего газа можно использовать различные виды твердого топлива, включая дрова, отходы деревообработки, древесный уголь. Конструкция установки зависит от вида топлива, в данной статье рассматриваются агрегаты, работающие на дровах.

Чтобы топливо не горело, а тлело с выделением горючих газов, его сжигают в закрытой емкости при температуре от 400 градусов с ограниченной подачей кислорода (не более 1/3 от требуемого для полноценного горения).

Схема работы газогенератора

В процессе тления дров при высоких температурах выделяются:

  1. Горючие газы :
  2. оксид углерода (угарный газ);
  3. метан;
  4. водород;
  5. различные непредельные углеводороды.
  6. Балластные газы :
  7. водяные пары;
  8. углекислый газ;
  9. азот;
  10. кислород.

Эту смесь газов важно охладить и очистить, для чего она пропускается через контур охлаждения и систему фильтров, благодаря которым удаляются взвешенные частицы, муравьиная и уксусная кислота, и т.д. Состав получаемой смеси газов практически не зависит от сорта древесины, поэтому можно с одинаковым успехом использовать любые дрова.

Обратите внимание! Эффективность газогенератора на дровах во многом зависит от уровня влажности древесины. При использовании сырого топлива КПД снижается на 10-25% и более, поэтому стандартная конструкция агрегата предусматривает верхний отсек для сушки дров. Кроме того, при тлении сырой древесины образуется деготь, от которого придется очищать систему.

Если рассмотреть, как функционирует газогенераторная установка, то можно выделить следующие этапы ее работы:

  • топливо в специальном отсеке термически разлагается в условиях дефицита кислорода;
  • благодаря сухому вихревому фильтру из полученной смеси газов удаляются летучие частицы;
  • смесь газов охлаждается в воздушном теплообменнике (жидкостный вариант используется реже);
  • проводится тонкая очистка газов (необходима система фильтров);
  • горючий газ смешивается с воздухом, готовая газо-воздушная смесь подается в двигатель внутреннего сгорания.

Самодельный газогенератор можно установить на свой автомобиль или использовать в качестве источника топлива для системы основного или резервного электроснабжения дома.

Самодельный газогенератор

Преимущества и недостатки газогенераторных установок

В список преимуществ агрегатов данного типа можно включить:

  • достаточно высокий КПД (75-80%) при условии работы на сухом топливе;
  • длительность процесса горения (нет необходимости постоянно подкладывать дрова в топку, на одной закладке установка способна работать около суток);
  • топливо сгорает почти полностью, образуя минимум золы и шлаков, то есть, очищать газоход и зольник приходится относительно редко;
  • выбросы в атмосферу минимальны, поэтому люди, ратующие за бережное отношение к экологии, призывают использовать дровяные газогенераторы взамен бензина или солярки.

К недостаткам относят:

  • энергозависимость агрегата, если в конструкции предусмотрен электрический вентилятор;
  • снижение мощности работы установки на 50% приводит к нестабильности горения, из-за чего начинает выделяться деготь, который загрязняет газоход;
  • покупка готовой установки экономически не выгодна – если есть цель сэкономить, требуется монтировать газовый генератор, работающий на дровах, самостоятельно из подручных материалов.

Газогенераторы и отопление: основные мифы

О газогенераторных установках тиражируется немало мифов. В-основном, речь идет об их эффективности в составе автономной системы отопления. Рассмотрим популярные высказывания, которые можно встретить в Интернете.

Миф 1 . «КПД газогенератора значительно выше, чем КПД твердотопливного котла, и достигает 95%».

Начнем с того, что данные виды оборудования используются для различных целей:

  • газогенераторная установка вырабатывает горючий газ, и ее КПД – это соотношение реально получаемого продукта из определенного объема топлива и теоретически возможного, умноженное на 100%;
  • отопительный котел вырабатывает тепловую энергию, и его КПД – это соотношение реально получаемого тепла при сгорании определенного объема топлива и теоретически возможного, умноженное на 100%.

Таким образом, сопоставлять КПД газогенератора и отопительного котла в корне неверно. Кроме того, КПД самодельной газогенераторной установки редко превышает 80%, поэтому цифры в 90-95% можно считать мифом.

Сравнивать можно КПД пиролизного и обычного твердотопливного котла – в этом случае преимущество на стороне пиролизного, поскольку сжигание горючих газов во вторичной камере сгорания заметно повышает эффективность использования топлива.

Миф 2 . «Газогенераторная установка успешно работает на сырых дровах».

Функционировать агрегат способен даже при использовании сырых дров, но его производительность при этом резко падает, поскольку значительная часть тепловой энергии тратится на испарение влаги, содержащейся в дровах. Снижение температуры в камере сгорания приводит к замедлению пиролиза, и негативно сказывается на реальной мощности установки.

Миф 3 . «Газогенератор выгоднее использовать для отопления дома, нежели твердотопливный котел».

Конструкция газогенераторной установки сложнее, чем твердотопливного котла, в том числе пиролизного, кроме того, она занимает больше места, поскольку в ее состав входит контур охлаждения. Монтировать более сложный и дорогостоящий агрегат для того, чтобы сжигать полученный горючий газ, нет никакого смысла.

Пример самодельного газогенератора, установленного в багажнике автомобиля

Таким образом, газогенератор своими руками изготавливают в двух случаях – для установки на автомобиль и при необходимости иметь под рукой источник энергоносителя (горючего газа), тепловую энергию которого можно преобразовать в электрический ток.

Устройство и изготовление газогенератора

Рассмотрим подробнее устройство газогенератора. Помимо корпуса, внутри которого располагается основная часть элементов, конструкция включает:

  • бункер (камера для загрузки топлива);
  • камеру сгорания (именно там происходит процесс тления древесины при высоких температурах и с минимальной подачей воздуха);
  • горловину камеры сгорания (здесь происходит крекинг смол);
  • воздухораспределительную коробку, оснащенную обратным клапаном;
  • фурмы (калибровочные отверстия, за счет которых распределительная коробка сообщается со средней частью камеры сгорания);
  • колосниковую решетку (служит опорой для тлеющего топлива);
  • загрузочные люки, оборудованные герметичными крышками (люки в верхней части требуются для загрузки топлива, в нижней – для очистки агрегата от накопившейся золы);
  • отводящий патрубок (по нему выходит горючий газ и попадает в приваренную трубу газопровода);
  • воздушный охладитель (в виде змеевика);
  • фильтры для очистки смеси газов от ненужных примесей.

Схема газогенератора может включать систему сушки топлива. Чтобы пиролиз шел эффективно, дрова должны быть сухими. Если часть газопровода будет проходить по кольцу вокруг камеры загрузки топлива (в промежутке между стенками этой камеры и корпуса), сырые дрова успеют подсохнуть до попадания в камеру сгорания. Это заметно увеличит КПД установки.

Корпус газогенератора из металлической бочки, сверху которой уголками и болтами крепится труба на уплотнитель, а изнутри на болтах крепится пропановый баллон

Источник: https://minecrew.ru/uteplenie/ustrojstvo-gazogeneratora-kotelnoj-ustanovki.html

Как устроен газогенераторный котел на твердом топливе

Устройство газогенератора котельной установки

Несмотря на высокую себестоимость, после приобретения, газогенераторный котел на твердом топливе, помогает сэкономить на отоплении, за счет снижения расхода топлива на 15-20%. Дополнительным преимуществом является длительное время работы газогенератора от одной закладки.

Устройство газогенераторного котла

Современный отопительный газогенераторный котёл на твёрдом топливе, мало чем напоминает первые газогенераторы. В результате конструкторских и инженерных решений, внутреннее устройство и внешний вид претерпели существенные изменения. Прежним остался только используемый принцип работы, заключающийся в следующем:

  • Древесина, при горении, выделяет небольшое количество углекислого газа. Этот процесс называется газогенерацией или окислением.
  • Если создать необходимые условия, скорость горения замедляется, а количество CO увеличивается.
  • Углекислый газ, после смешивания с воздухом в необходимых пропорциях, образовывает горюче-воздушную смесь.
  • Газо-воздушная смесь хорошо горит, и при этом выделяет дополнительную тепловую энергию.

Конструкция и устройство отопительного газогенераторного котла на твердом топливе, отличается, в зависимости от модели и производителя. Обязательно присутствуют следующие узлы:

  • Две топочных камеры – в первой осуществляется сжигание древесины, во второй, дожиг углекислого газа.
  • Система подачи воздуха и отвода продуктов сгорания. В отличие от обычных котлов, большинство газогенераторов применяют ломаную конструкцию дымового канала. Продукты сгорания направляются в дымоход только после того, как их тепло аккумулируется теплообменником.

В зависимости от модели, процесс горения осуществляется в полностью автономном режиме или с определенным участием человека. Классические агрегаты, работающие на древесине, загружаются вручную. Настройки подачи воздуха, удаление золы и другие функции, выполняются с помощью человека.

Автоматические котлы на отходах древесины, работают в полностью автономном режиме. Весь процесс, начиная от подачи воздуха и заканчивая удалением отходов сгорания, контролируются автоматикой.

Технические условия для газогенерации

Газогенерация или выделение углекислого газа, в процессе окисления древесины, может начаться только при определенных условиях:

  • Ограниченный доступ воздуха – чтобы начал выделяться газ, требуется ограничить приток воздуха, заставив древесину буквально тлеть.
  • Высокая температура – дерево обугливается, превращаясь в углерод и смешиваясь с кислородом, образует углекислый газ. Для продуцирования CO, требуется поддерживать в топке нагрев свыше 600°С.
  • Влажность – сырая древесина, при нагреве, выделяет вместо углекислого газа пар. Для газогенерации требуется, чтобы влажность не превышала 20%.

Бытовые газогенераторные твердотопливные котлы отопления отечественного производства, менее прихотливы к качеству используемой древесины. В моделях с вертикальной загрузкой и шахтного типа, допускается применение дров с влажностью от 30 до 42%.

Расход топлива в газогенераторных котлах

Котлы на твердом топливе с газогенераторным горением, имеют несколько преимуществ, делающих их эксплуатацию экономичной:

  • Горение топлива в газогенераторных котлах осуществляется медленней, по причине отсутствия интенсивного притока воздуха. При тлении дерева выделяется меньшее количество тепла, чем при полноценном горении. Недостаток тепловой энергии компенсируется при дожиге выделяемого углекислого газа.
  • Расход топлива, по сравнению с классическими котлами, сокращен на 15-20%. При этом, количество тепла, выделяемого при сжигании, практически не уменьшилось.
  • Использование автоматики сокращает расход топлива, еще, по крайней мере, на 10%.

Твердотопливный газогенераторный котёл длительного горения, предназначенный под древесину, работая на угле, быстро выходит из строя. Поэтому, топить газогенераторы следует исключительно деревом или его отходами. Исключение составляют модели, специально предназначенные для работы на угле.

Можно ли сделать из простого котла, газогенераторный

Принцип работы газогенераторного твердотопливного котла подразумевает использование обязательных узлов в конструкции:

  • Топки и камеры дожига – в устройстве газогенераторов специально предусматривается увеличенная топочная камера. Дожиг осуществляется в отдельной камере, изготовленной из шамотного кирпича.
  • Теплоноситель окружает не только топку, но и ломаный дымовой канал, расположенный внутри котла. Схема теплообменника достаточно сложная. Теплоноситель должен окружать не только топку, но и дымовые каналы.

Сделать газогенератор из уже существующего дровяного котла возможно, но, при этом, придется столкнуться со следующими сложностями:

  • Ограничение в размерах топочной камеры – для создания необходимой в процессе газогенерации температуры, потребуется полноценное горение дров в течение получаса. Все топливо сгорит приблизительно за 1,5-2 часа, что сводит на нет эффективность переоборудованного котла.
  • Недостаток свободного места приведет к еще большему уменьшению топки, по причине установки камеры дожига.

После переоборудования, ожидать тех же показателей производительности, что и у газогенераторных моделей, выпущенных в заводских условиях, не стоит. Изготовить газогенератор заново намного проще, чем переделывать уже действующий котел.

Правила и условия установки, и эксплуатации котла

Газогенераторные котлы на твердом топливе длительного горения, требовательны к условиям эксплуатации. На эффективность работы влияют характеристики котельной, системы дымоудаления и вентиляции. На помещение, используемое под котельную, распространяются правила ППБ, относительно эксплуатации твердотопливных агрегатов. Общими рекомендациями по установки являются:

  • Монтаж котла с производительностью до 40 кВт, осуществляется в любом месте жилого дома, при условии соответствия правилам пожарной безопасности. Теплогенератор с производительностью от 40 кВт, монтируется в отдельной комнате.
  • Размеры помещения для котла не менее 8 м². Обязательно присутствие приточно-вытяжной вентиляции.
  • Стены и пол котельной облицовываются негорючими материалами: керамической плиткой или цементно-песчаной штукатуркой.
  • Дымоходная труба изготавливается с минимальным количеством углов и максимальной длиной вертикального участка не более 1 м. При прохождении через плиты перекрытия и кровлю, предусматривают противопожарные разрывы.

В качестве рекомендуемой меры, в котельной устанавливают датчики дыма. Если требуется подключение к электросети, щитовую с автоматами, устраивают вне помещения, где расположен твердотопливный агрегат.

Как выбрать газогенераторный котёл

При выборе подходящей модели газогенераторного оборудования, учитывают несколько особенностей, связанных с работой и функциональностью котла, и его производительность:

  • Особенности конструкции – потребителю предлагают котлы, использующие принцип верхнего и нижнего горения, с вертикальной и горизонтальной топкой. От данных характеристик зависит время работы, допустимое качество используемого топлива и другие рабочие параметры.
  • Мощность – при средней теплоизоляции здания и высоте потолков не более 2,7 м, действует формула, позволяющая высчитать необходимую производительность котла: 1 кВт = 10 м². Точный расчет необходимой мощности, с учетом всех особенностей и технических характеристик здания, выполняют с помощью специальных калькуляторов.

Помимо перечисленных критериев, влияющих на подбор отеплительного оборудования, дополнительное внимание обращают на страну производитель и стоимость газогенератора.

Лучшие производители газогенераторного оборудования

Буквально 5-10 лет назад, на рынке отопительного оборудования были представлены всего 4-5 марок газогенераторных котлов, исключительно европейского производства. На данный момент, ассортимент продукции расширился настолько, что при подборе оборудования, стало невозможно обойтись без квалифицированной консультации.

Помимо уже зарекомендовавших себя европейских заводов, производство котлов газогенераторного типа, наладили отечественные компании. Для облегчения выбора, все модели можно разделить на несколько групп по территориальному признаку:

  • Российские газогенераторные котлы – отечественные компании изготавливают продукцию либо самостоятельно (как в случае компаний БТС, Тепловъ, Ф.Б.Р.Ж., Фантом, Бастион, Газген), так и при поддержке иностранных партнеров (Lavoro). Продукция адаптирована к отечественным условиям. Изменения в конструкции сделали возможным использование топлива с влажностью до 30-42%.
  • Европейские котлы – традиционно считаются лучшими в своем классе. Продукцию предлагают компании Viadrus, Stropuva (практически родоначальник газогенераторных котлов), Atmos и другие. Котлы европейских концернов имеют длительный срок эксплуатации, отличаются надежностью, высокой степенью автоматизации и экономичностью.

Стоимость котлов газогенераторного типа

Европейские компании предлагают продукцию класса «Премиум», что отражается как на комфорте управления и эксплуатации, так и на стоимости отопительных газогенераторных агрегатов. Так, латвийскую Stropuva, можно приобрести приблизительно за 100 тыс. руб. Чешские Viadrus, обойдутся в пределах 180-200 тыс. руб., Atmos – 120 тыс. руб. и выше.{banner_downtext}

Отечественные котлы можно найти, начиная с 30 тыс. руб. За качественный газогенератор, аналогичный европейским моделям, придется заплатить около 80 тыс. руб. (Цены приводятся приблизительно с учетом производительности 30 кВт).

Плюсы и минусы котлов с газогенерацией топлива

Опыт эксплуатации газогенераторных котлов длительного горения отечественным потребителем, позволил увидеть преимущества и недостатки данного типа оборудования. Плюсов у газогенераторов несколько:

  • Продолжительность горения топлива в газогенераторном котле не менее 6 часов. Некоторые модели, как отечественных, так и европейских производителей, способны от одной закладки проработать до 3-5 суток.
  • Большая теплоотдача, по сравнению с классической моделью. КПД газогенераторных котлов составляет 80-92%.

Имеются недостатки:

  • Ограничения в использовании топлива. Теплообменник газогенераторного котла, работающего на дровах, при переходе на уголь, прогорает уже спустя год эксплуатации. Топить влажными дровами и отходами древесины нельзя.
  • Стоимость – классический котел, стоит, приблизительно в 2-3 раза дешевле.

Еще одним минусом считаются особые правила растопки и поддержания горения во время эксплуатации газогенераторных моделей. Этот недостаток временный. После нескольких топок, хозяин отопительного оборудования привыкает к особенностям.

Газогенераторные котлы не имеют аналогов среди других моделей, относительно длительности работы от одной закладки, тепло производительным характеристикам и другим рабочим параметрам. Несколько ограничивают популярность моделей – высокая стоимость и особенности эксплуатации.

Источник: https://AvtonomnoeTeplo.ru/otopitelnye_kotly/12-gazogeneratornye-kotly-na-tverdom-toplive-delaem-pravilnyy-vybor.html

Газогенераторная установка: принцип работы, преимущества и недостатки

Устройство газогенератора котельной установки

Практика использования дров в качестве топлива в наше время даже применительно к котельному оборудованию кажется морально устаревшей. И все же данный принцип работы энергетических систем имеет неоспоримые преимущества, что, соответственно, отражается и в появлении новых технологических концепций.

В данном случае рассматривается газогенераторная установка, эксплуатационные особенности которой давно привлекают внимание конструкторов из сферы автомобилестроения.

Разумеется, о традиционной топке дров под капотом речи не идет, однако вырабатываемая такими агрегатами энергия имеет прямое отношение к сжиганию твердого топлива.

Конструкции газогенераторного оборудования

Техника состоит из преобразователя, вентилятора, скруббера, трубопроводной подводящей инфраструктуры, камеры сжигания и подключающей фурнитуры. Конструкция ориентируется на условия термической переработки твердого топлива с целью выработки тепловой или электрической энергии.

Это может быть моноблочная или модульная установка с возможностью выполнения замены отдельных элементов. Корпуса компонентов изготавливаются из металла (листовая сталь) путем сварочной компоновки. В нижней части монтируется металлическая платформа, которую можно дополнять и ходовой частью в зависимости от конкретного конструкционного решения.

В верхней же части обычно организуется система загрузки с бункером, к которому подводятся каналы подачи кислорода. В промышленных газогенераторных установках для выработки электроэнергии иногда предусматриваются механические органы загрузки топлива с автоматической регулировкой.

Но в этом случае и камера сгорания должна быть обеспечена специальными индикаторами, которые будут подавать команду на внесение очередной порции топлива.

Функциональные зоны газогенератора

Все внутреннее пространство агрегата можно условно поделить на четыре отдела:

  • Зона просушки. Своего рода камера подготовки топлива, в которой те же дрова обретают оптимальную температуру без излишков влаги. Обычно температурный режим на этом участке составляет 150-200 °С.
  • Зона сухой перегонки. Еще один этап подготовки твердотельного топлива, но в условиях более высокого температурного режима до 500 °С. На этой стадии газогенераторная установка обугливает дрова с целью выведения из них смол, кислот и других нежелательных веществ.
  • Зона горения. Этот отдел размещается на уровне подключения воздушных каналов, по которым направляется воздух для поддержания стабильности горения. Конструкционно это обычная камера сжигания, которая присутствует во всех твердотопливных котлах. Средняя температура в ней варьируется от 1100 до 1300 °С.
  • Зона восстановления. Участок между колосниковой решеткой и камерой сгорания. По аналогии с современными пиролизными котлами можно представить этот отдел как место повторного сгорания. Сюда из зоны сжигания попадает раскаленный уголь, который может выниматься или тут же утилизироваться.

Принцип работы газогенераторной установки

Рабочий процесс данного оборудования основывается на неполной переработке углерода, выделяемого при сжигании топлива. В качестве твердотопливных элементов могут выступать как дрова с углем, так и биоматериалы наподобие торфяных брикетов, пеллетов или гранул из отходов деревоперерабатывающей промышленности.

Полученный углерод при взаимодействии с подведенными потоками воздуха может присоединять к себе атомы кислорода. Полученный газ потенциально может отдать объем энергии, соответствующей лишь 30% от изначально загруженного топлива, из которого он был выработан.

С другой стороны, для переработки углерода требуется гораздо меньше ресурсов – как минимум, кислород требуется в минимальном объеме. И уже в процессе вторичного сжигания газогенераторная установка вырабатывает целевую энергию, пригодную для использования.

На этом этапе могут задействоваться различные преобразователи и аккумуляторные батареи – в зависимости от типа энергии, которую планируется получать из газовоздушной смеси.

Совмещение принципов горения органических видов топлива с выработкой газа рассматривалось еще в начале 20 века. Более того, были успешные практические наработки в этом направлении, которые заменяли собой более распространенные на тот момент генераторы для переработки возобновляемых источников энергии.

Сегодня же на фоне популяризации принципов рационального использования ресурсов с акцентом на энергосбережение вновь становится актуальной концепция термохимической конверсии отходов и растительной биомассы.

И даже небольшие по мощности газогенераторные установки на 70-80 кВт могут задействоваться в коммунальных или сельских хозяйствах, где в качестве топлива будут применяться местные отходы производств.

К примеру, есть практика эксплуатации таких установок в поливочных системах фермерских хозяйств в режиме полной автономии в течении 4-5 ч. Оборудование от 150 кВт находит свое место на крупных производствах, в обслуживании районов и крупных энергетически зависимых объектов.

Применение газогенераторных технологий в промышленности

Впервые газогенераторные технологии стали применяться в стекольной и металлургической промышленности в Европе, а в СССР нашли свое место в народном хозяйстве. К примеру, в середине 20 века по стране были распространены газогенераторные станции, вырабатывающие до 3 МВт из растительной биомассы и торфа.

Современное оборудование заметно прибавило в технологическом развитии. Сегодня это целые комплексы, обеспеченные средствами автоматического и даже роботизированного управления под контролем ЭВМ. Мощность газогенераторных установок для выработки электроэнергии в промышленной сфере в среднем составляет 300-350 кВт.

В некоторых случаях это целые химические заводы, предъявляющие жесткие требования к топливным материалам.

Такие установки применяются на крупных производственных комплексах для обслуживания сразу нескольких систем потребления – силовых узлов (станков, линий сборки, динамомашин, компрессоров), осветительных приборов, вентиляционной инфраструктуры и т. д.

Газогенераторы в транспортной технике

Практика доработки автомобилей под установку газовых генераторов началась еще в довоенные годы. На многие машины в рамках такой модернизации устанавливался генератор электрооборудования с высокой отдачей, так как нужно было обеспечивать достаточно мощный поток кислородного наддува.

Для этого применялся электровентилятор. К наиболее заметным разработкам такого типа можно отнести «полуторки» ГАЗ-АА и «трехтонки» типа ЗИС-5, газогенераторные установки которых обеспечивали пробег на одной заправке до 80-90 км.

Это немного, но в условиях дефицита жидкостного топлива на лесных хозяйствах данное решение полностью себя оправдывало экономически. Что касается сегодняшнего дня, то преобразование обычных авто с ДВС также мотивируется в основном интересами энергосбережения.

Есть успешные примеры переделки легковых автомобилей ГАЗ-24 и АЗЛК-2141, которые на одной заправке проезжают до 120 км, поддерживая скоростной режим в диапазоне 80-90 км/ч.

Как сделать газогенераторную установку для автомобиля своими руками?

Реализовать данный принцип без обращения к специалистам в домашних условиях можно и самостоятельно. Общую инструкцию такой модернизации можно представить так:

  • Организуется бункер загрузки. Обычно используют газовый баллон емкостью 40-50 л. Днище в нем вырезается, а в горловине проделывается отверстие или окошко для засыпки топливо. Ориентироваться стоит на применение либо мелкофракционного угля, либо пеллетов.
  • Монтируется колосниковая решетка для принятия на себя основной нагрузки.
  • Изготавливается циклонный фильтр и фурма, которая примет на себя тепловую нагрузку. Независимо от типа используемого твердого топлива, оно будет выделять продукты сгорания в виде золы и пыли. Данные отходы должны улавливаться сразу после выпуска фильтром.
  • Монтаж радиатора. Этот компонент будет выполнять функцию охлаждения газовой смеси. Для газогенераторной установки своими руками можно сделать радиаторную конструкцию из сантехнических труб. Важно лишь правильно рассчитать сечение для оптимальной подготовки углерода.
  • Создание фильтра тонкой очистки. Из современных мембранных материалов можно изготовить заслонку для многоуровневой очистки газовоздушной смеси, что повысит мощность генератора энергии.
  • Подключение к двигателю. Финальная стадия, в ходе которой при помощи коммутирующих труб выполняется подводка к мотору для направления к нему очищенной газовой смеси.

Бытовые газогенераторы

Домашнее котельное оборудование также улучшается, дополняясь новым функционалом и эксплуатационными возможностями.

Для этой сферы предлагаются газогенераторные установки до 150 кВт на СУГ (сжижено углеродистый газ) в комплектации с системой жидкостного охлаждения, блоком зарядки аккумулятора и защитными приспособлениями.

Это полноценный резервный генератор, который можно использовать в случае отключения основного энергоснабжения.

Независимо от назначения энергетического агрегата, его технико-эксплуатационные показатели должны быть рассчитаны до покупки. Ниже приведен типовой пример расчета газогенераторной установки для домашней системы отопления.

Мощность агрегата усредненно следует соотносить с площадью целевого помещения эксплуатации, имея в виду следующую взаимосвязь: на 10 м2 приходится 1 кВт мощностного потенциала от генерируемой газовой смеси.

Так, для площадки на 50 м2 потребуется установка не менее чем на 5 кВт, а если площадь производственного объекта составляет 1000 м2, то нужна будет система обогрева минимум на 100 кВт. Но и это не все. Для каждого проема в стене делается добавка примерно в 1 кВт, не считая поправки на климатические условия.

В итоге объект общей площадью 1000 м2 с 10 окнами и 5 дверными проемами потребует использования установки с мощностью 1015 кВт как минимум.

Плюсы технологии

Газогенераторы отлично справляются с базовыми задачами выработки энергии. Так, если обычные твердотопливные агрегаты имеют КПД на уровне 60%, то газовые аналоги – более 80%. Отмечаются и положительные нюансы обслуживания.

Поскольку в камере происходит полное сгорание с выводом углекислотной смеси, в дальнейшем не требуется специальная очистка стен оборудования. Безусловно, есть и преимущества экономического характера.

Простейшая газогенераторная установка на дровах позволяет сэкономить до 30-40% по сравнению с электрическими обогревателями и котлами, обеспечивающими аналогичный тепловой эффект.

Минусы технологии

Достоинства газогенераторов могли бы их сделать основным средством выработки электрической и тепловой энергии, если бы не слабые места. К ним в первую очередь относится многокомпонентность функциональных частей.

Несмотря на простой принцип работы, газогенераторная установка содержит множество взаимозависимых элементов, что усложняет сборку и управление системой. Также стоит подчеркнуть необходимость постоянного поддержания горения путем загрузки топливного сырья.

В условиях работающего производства это необходимо делать регулярно, поэтому без контролирующей автоматики обойтись не удастся.

Будущее развития газогенераторных технологий

В пользу продолжения развития газогенераторных агрегатов говорит их органичное сочетание с биотопливными элементами, которые являются безоговорочно одним из самых перспективных источников горючего сырья.

В направлении оптимизации конструкций под пеллеты и брикеты с большей вероятностью будет осуществляться движение данной концепции. Что касается газогенераторных установок для автомобилей, то на промышленном уровне их разработка тоже может себя оправдать экономически.

К слову, порядка 2 кг дешевых топливных материалов вырабатывают столько же энергии для машины, сколько 1 л бензина.

Однако процессу развития в данном направлении все же препятствует необходимость усложнения конструкции автомобилей и появление все новых конкурентных генераторов, которые также приходят на смену обычным ДВС.

Заключение

Электрическим и жидкостным системам генерации энергии сегодня все активнее противостоят технологии альтернативной энергетики. Для той же бытовой среды уже давно выпускаются комплектные солнечные панели и геотермальные батареи.

Какое место в этой конкурентной борьбе может занять современный газогенератор? Это не самое практичное в использовании решение именно для бытового применения из-за больших размеров оборудования и хлопотного содержания.

Однако промышленность вполне заинтересована в таких установках, поскольку они позволяют рассчитывать на внушительную экономию без снижения мощности.

Источник: https://FB.ru/article/439542/gazogeneratornaya-ustanovka-printsip-rabotyi-preimuschestva-i-nedostatki

Слесарю
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: