Устройство газогенератора: Устройство и принцип работы газогенератора

Устройство газогенератора, сборка своими силами

В наши дни в связи с постоянным ростом отпускных цен на такие распространенные виды топлива, как бензин, мазут и природный газ все острее встает вопрос об альтернативном виде энергоресурсов, которые могли бы обеспечить потребности в получении электричества и отопления частного жилого дома. Многие производители обращают внимание на достижения ученых прошлого века. Одним из вариантов приспособлений, использующих для работы дешевые твердые виды топлива, такие как дрова, уголь, древесные опилки, щепу и солому является газогенератор. Опытному домашнему мастеру вполне по силам изготовить газогенератор своими руками с соблюдением технологического процесса.

Первые промышленные образцы газогенераторов  в нашей стране были применены на грузовых автомобилях для обеспечения работы двигателей внутреннего сгорания еще в двадцатых годах двадцатого века. А сама идея получения генераторных газов была выдвинута немецкими учеными в первой половине девятнадцатого века. К сожалению, качество очистки образующегося газа советских генераторов было очень далеко от идеала, что приводило к значительному уменьшению мощности, частым сбоям в работе двигателей, необходимости частых чисток агрегатов автомобиля.

Современные технологии позволяют значительно повысить качество получаемого при генерации газа. Получаемый при работе генератора газ, представляющий собой высокогорючую смесь различных газообразных веществ, может быть в дальнейшем использован как для работы небольших электростанций, обеспечивающих потребности в электроэнергии отдельного загородного дома, так и для работы газового отопительного котла.

Изначально процесс получения энергии при неполном сгорании исходного сырья носит название газификации. Таким образом, при горении одного из видов твердого топлива образуется новый вид топлива, но уже газообразного, состоящего из оксида углерода, водорода, метана и других газов.

Существует несколько различных классификаций современных газогенераторов. По расположению воздуховода и газоотводящей магистрали все агрегаты можно разделить на приборы прямого, горизонтального и обратного процесса.

В первых подача воздушной смеси, которая дополнительно может обогащаться дополнительным количеством кислорода или водяного пара, осуществляется в нижнюю часть емкости, а отбор газовой смеси происходит в верхней части.

В газогенераторых печах типа подача воздушной смеси, и отбор образующегося газообразного топлива происходят в средней части конструкции.

Генераторы третьего типа имеют нисходящее направление движения воздуха, обеспечиваемое подачей под давлением, и отбор смеси получаемых газов снизу.

Рассмотрим более подробно процесс работы подобных устройств.

В верхней части газогенераторой печи находится загрузочная камера для периодической загрузки какого-либо вида древесных отходов – щепы, опилок, обрезков сучьев и прочее. Там же происходит процесс нагнетания обогащенной воздушной смеси под давлением. Проходя через слои топлива, воздух подогревается, что значительно улучшает дальнейшее протекание процесса. Зона горения имеет небольшие размеры в связи с сокращенным на 60-65 % количеством поступающего кислорода от необходимой теоретической нормы. Таким образом, топливо не сгорает полностью, а происходит его частичное горение, или восстановление, что значительно обогащает состав получаемой воздушной смеси.

Образующееся газообразное топливо удаляется из емкости генератора и поступает в фильтр – зону дополнительной очистки. По качеству выполнения функций разделяют зоны грубой и тонкой очистки газовой смеси от твердых продуктов горения, которые могут частично увлекаться движущимся потоком. После очистки готовое топливо может быть применено для любого вида использования, о которых было сказано выше.

Состав и качество получаемого топлива находятся в прямой зависимости от состава исходной воздушной смеси. Применение чистого воздуха дает так называемый воздушный газ, при сжигании которого можно получить до 1000 ккал/м3. обогащение смеси кислородом приводит к значительному росту качества образующегося топлива и повышению теплоотдачи до 2000 ккал/м3. При подаче в зону горения достаточного количества водяного пара теплоемкость топлива возрастает до 2500 – 3000 ккал/м3.

В общем виде самодельная газогенераторная печь представляет собой цилиндрическую емкость, выложенную изнутри жаропрочным материалом и имеющую различные технологические приспособления, к которым можно отнести загрузочный бункер подачи топлива, насосы для подачи воздушно-паровой смеси и забора готового топлива, колосник и приспособления для удаления твердых отходов процесса горения. В связи с достаточно высоким уровнем температур в зоне горения к материалу емкости агрегата предъявляются высокие требования. Сама установка должна соответствовать жестким требованиям пожарной безопасности во избежание взрывообразования и пожара.

Процесс самостоятельного  изготовления газогенератора  требует всестороннего изучения технологического процесса и подбора материалов, которые удовлетворяли бы необходимым требованиям. Кроме этого необходимо обеспечить процесс работы агрегата необходимым количеством дополнительных вспомогательных механизмов, которые позволяют подавать и отбирать газовые смеси, регулировать количество воздуха в необходимых пределах. Кроме этого помогут знания по теплотехнике, сопротивлению материалов, влиянию состава сталей на их свойства. И конечно процесс самостоятельных работ не возможен без высокого уровня владения сварочным аппаратом, с помощью которого осуществляется сборка элементов генератора в общее целое.

Уважаемые читатели, комментируйте статью, задавайте вопросы, подписывайтесь на новые публикации — нам интересно ваше мнение 🙂

Газогенератор на дровах – принцип работы и устройство

Содержание:

1. Принцип работы
2. Достоинства и недостатки
3. Разновидности дровяных генераторов

Газ, который мы часто используем для приготовления пищи, отопления дома и нагрева воды для хозяйственных нужд, добывается не только из недр земли. Его можно получить, сжигая некоторые природные материалы, к примеру, древесину, опилки, уголь, торф, отходы сельского хозяйства и прочее. Даже некоторые виды мусора пригодны для этого дела (старый паркет, линолеум некоторые виды пластика). Ведь при сгорании вышеуказанных материалов выделяется газ, который, если смешать в определенных пропорциях с кислородом, прекрасно горит и выделяет относительно большое количество тепловой энергии. Только для этого вам придется приобрести специальный вид отопительного оборудования – газогенератор на дровах.

Принцип работы

Итак, чтобы дрова в топке смогли выделить необходимое количество горючего газа, необходимо, чтобы они горели при небольшой подаче кислорода. По сути, топливо должно не гореть, а тлеть. Но при этом температура внутри камеры должна быть немаленькой, не меньше +1100°С. Это одно из основных условий.

С газами такой температуры работать очень сложно, ведь их качество достаточно низкое, чтобы использовать его по прямому назначению. Просто коэффициент полезного действия от их сжигания будет не очень большим, поэтому топочные газы обычно очищают. Но перед этим их необходимо немного охладить.

Горизонтальная модель газогенератора

Чистка газов производится на специальных фильтрах, где их очищают от золы, взвешенных частиц, кислот (муравьиной и уксусной) и других примесей. После чего они поступает в смесительную емкость, где производится смешение газов со свежим воздухом. И вот уже готовая воздушно-газовая смесь может быть использована по прямому назначению. Вот такой принцип работы газогенератора на дровах. Процесс не самый простой, поэтому и устройство данного агрегата непростое. Хотя многие домашние мастера изготавливают их своими руками.

Кстати, пиролизные котлы на твердом топливе – это одна из разновидностей газогенератора. Правда, в них отсутствует этапы охлаждения топочных газов и их очистка. Горючий материал сразу же из камеры сгорания дров попадает внутрь второй топки, где газы обогащаются кислородом и сжигаются. Для других целей газ не используется.

Достоинства и недостатки

Как и любой вид отопительного оборудования, газогенераторные котлы на твердом топливе обладают плюсами и минусами в конструкции и эксплуатации.

Простая конструкция

Достоинства

• Начнем с коэффициента полезного действия, как с самого основополагающего критерия эффективной работы агрегата. Так вот у пиролизных твердотопливных котлов он имеет диапазон 85-95%. Для сравнения: у обычных дровяных агрегатов КПД не превышает 65%. Коэффициент полезного действия определяет соотношение расхода топлива, которого хватает на выработку необходимого количества тепловой энергии. А она, в свою очередь, должна быть рационально использована для поддержания необходимого температурного режима внутри помещений. Вот такая сложная взаимосвязь.
• В газогенераторах топливо горит гораздо дольше, чем в обычных приборах. Если в качестве топлива используются дрова, то продолжительность сжигания одной закладки может хватить на пару дней. С углем этот показатель гораздо больше, до одной недели.
• Устройство газогенератора на дровах имеет определенные конструктивные особенности, которые помогают сжечь топливо до конца. Остается лишь одна зола и сажа на стенках камеры сгорания. Почему это положительная сторона? Здесь два фактора: закладка горит дольше, чистка прибора упрощается.
• Обычно твердотопливные котлы плохо поддаются автоматизации. Регулировать процессы, происходящие внутри агрегата практически невозможно. В газогенераторных печах на дровах процесс горения можно автоматизировать. Конечно, это не так просто, как, скажем, с газовыми или электрическими отопительными приборами, но такая возможность присутствует.
• Так как угарные газы очищаются и сгорают, то это говорит о том, что в окружающую атмосферу попадает незначительное количество вредных веществ. На сегодняшний день это один из самых жестких требований, который пиролизными котлами на дровах полностью выполняются.
• Современные модели газогенераторов обладают различными преимуществами, которые выделяют их из общей категории твердотопливных котлов. К примеру, в топке некоторых моделей можно впихнуть поленья длиною больше одного метра и использовать древесину с влажность до 50%.

Устройство самодельного газогенератора

Недостатки

• Большой недостаток газогенераторных котлов на дровах – это сложность подачи воздуха в камеру смешения с угарными газами. Естественным способом это сделать очень трудно, поэтому практически все модели в своей конструкции используют механический надув при помощи вентилятора. А это говорит о том, что наш котел тут же переходит в категорию «энергозависимых агрегатов».
• Если упустить момент падения мощности, особенно, когда она падает ниже половины своего номинала, то на стенках камеры сгорания и в дымоходе тут же начинает образовываться деготь за счет сажи и конденсации влажных паров. Поэтому совет – всегда держите минимальный температурный режим в +60°С.
• Цена генераторов на дровах для дома выше обычных твердотопливных котлов практически вдвое. Конечно, есть предложения на рынке в виде самодельных отопительных приборов, но нет гарантии, что этот вариант будет работать эффективно и экономно. Так что не стоит рисковать.

Внимание! Выше уже говорилось, что автоматизировать газогенератор проще, чем классический твердотопливный котел. Добавим, что генератор с блоком автоматики работает в разы безопаснее.

Принципиальная схема обычного пиролизного котла

Разновидности дровяных генераторов

Существует достаточно большой модельный ряд газогенераторов, которые работают на дровах. Здесь и очень простые конструкции в виде буржуек, есть и сложные агрегаты, в которых проводятся все процессы: от сжигания дров до чистки топочных газов и их сгорания.

К примеру, твердотопливный котел-буржуйка. По сути, это обычная буржуйка с разделенной пополам топкой горизонтальной перемычкой, один конец которой не доходит до стенки печки. Остается небольшой зазор, по которому топочные газы перемещаются в верхнюю камеру сгорания. Вторая топка представляет собой систему каналов, по которым газы перемещаются снизу вверх. При этом они захватывают свежий холодный воздух, поступающий внутрь котла из нижних сопел. Здесь же и происходит смешение и получение воздушно-газовой смеси. Кстати, холодный воздух, проходя по соплам и каналам, тоже нагревается, так что волноваться, что смесь не загорится, нет причин.

Такая буржуйка хоть и обладает неплохим КПД, все равно является малопроизводительным отопительным агрегатом. Использовать ее для основной радиаторной системы отопления не рекомендуется. А вот для теплых полов она в самый раз.

Пиролизная печь буржуйка

Для основной отопительной системы лучше всего подойдут твердотопливные пиролизные котлы длительного горения. Основа их эффективной работы – это правильно проводимый процесс пиролиза в первой камере сгорания, куда закладываются дрова. Как уже было сказано выше, они в топке должны просто тлеть, ведь сюда поступает небольшое количество свежего воздуха.

От того, как правильно будет проведено размещение топлива и будет зависеть качество его сжигания. Поэтому рекомендуется дрова укладывать как можно ближе друг к другу, оставляя минимальные зазоры между ними. Чем меньше свободного пространства останется, тем лучше. Существует два вида укладки дров:

1. Рядами в горизонтальной плоскости.
2. В виде клети или колодца.

Итак, подведем итог. Газогенераторы, работающие на дровах — это неоспоримо наилучший вариант из категории «твердотопливных котлов». У них достаточно большое количество преимуществ перед другими моделями данной категории. Но хотелось бы отметить высокий КПД. Даже только из-за него можно было сделать выбор в сторону газогенератора.

Не забудьте оценить статью:

Пиротехнический газогенератор | PacSci EMC

Быстро и надежно.

---

Описание продукта

Твердотопливный пиротехнический газогенератор представляет собой нагнетатель воздушной подушки без мешка. Образующийся газ выбрасывается непосредственно в окружающую среду или целенаправленно удерживается для эффективного использования. Как правило, пиротехнический газогенератор состоит из твердого топлива, которое при воспламенении быстро реагирует с образованием газообразных продуктов сгорания и твердых частиц, воспламенителя для инициирования сгорания топлива, системы фильтров для предотвращения, минимизации или удержания твердых частиц реакция горения, механизм теплопередачи для охлаждения высокотемпературного дымового газа и выхлопной механизм для эффективного рассеивания газа.

Наши газогенераторы представляют собой газообразующие пиротехнические устройства, инициируемые электровзрывными или механическими ударными устройствами и линиями передачи взрывчатых веществ (ETL).

Основные характеристики

Как работают пиротехнические газогенераторы

Газогенераторы используют пиротехнические смеси для производства горячего газа для множества применений. Они могут быть инициированы механически, электрически или лазером. При получении входного импульса топливо в газогенераторе воспламеняется, выделяя тепло, горячие частицы и/или газ с контролируемой скоростью, чтобы обеспечить необходимый ввод для сборки следующего уровня. PacSci EMC может адаптировать конструкцию, включив пороховые гранулы различной геометрии и ассоциативные аппаратные функции для удовлетворения требований к требуемому давлению в зависимости от времени подачи газа.

Газогенераторы используют твердое топливо и способны производить газ с заданной и точно контролируемой скоростью.

Эти устройства могут быть предназначены для производства газа с возрастающей или уменьшающейся скоростью за счет использования селективного горения зерен. Типичные области применения газогенераторов включают повышение давления в гидравлических силовых системах, надувание, впрыскивание электролита в системы сухого заряда жидкого теста и вытеснение жидкости из закрытых систем.

приложений

Функции

Помимо использования в тактических ракетах, газотурбинных двигателях, ракетах-носителях, системах эвакуации самолетов, они также могут использоваться для создания давления срабатывания для управления скоростью механического движения в механических приводных системах, таких как разбрасывание боеприпасов. системы.

Технические характеристики

• All-Fire
  4,5 А в течение минимум 10 миллисекунд
• No-Fire
  1,0 А/1,0 Вт в течение максимум 5 минут
• Рабочая температура
  от -54°C до +71°C
• Время горения
  С применением тока All-Fire генераторы приспособлены для подачи газа при конкретных требованиях давления/времени.
• Время работы
  При применении тока All-Fire Генераторы начнут генерировать горячий газ в течение 50 миллисекунд.
• Применимые спецификации
  Соответствует
  MIL-DTL-23659
  MIL-STD-1512
  MIL-STD-1576
  MIL-HDBK-83578

Интерфейс

Характеристики геометрического интерфейса и производительность газогенератора могут быть настроены в соответствии с требованиями заказчика.

Вопросы по спецификации

Вопросы для рассмотрения

• Применение – чего вы пытаетесь достичь?
• Каковы ваши требования к профилю давления?
• Требования к резервированию?
• Требования к входной мощности — электрическая, ETL, механическая?
• Экологические требования?
• Квалификационные требования?
• Военные или другие требования?

Часто задаваемые вопросы

• Что такое пиротехнический газ?

  Пиротехнический газогенератор состоит из твердого топлива, которое при воспламенении быстро реагирует с образованием газообразных продуктов сгорания и твердых частиц.

  No related posts.