Ca sursă de energie, nu este utilizat doar gazul natural gata. Este produs independent, prin arderea unuia sau altui tip de combustibil organic, în special lemn de foc. Puteți asambla un generator de gaz cu propriile mâini, care va costa mult mai ieftin decât unitatea finită. Gazele combustibile CO, CH4, H2 și altele sunt formate în generatorul de gaz, care sunt apoi utilizate în diferite scopuri.
Dispozitivul și principiul funcționării unui generator de gaz pe lemn
În condiții obișnuite, cu acces liber la oxigen, procesul de ardere a lemnului este însoțit de eliberarea unei anumite cantități de căldură. Dar când oxigenul nu este suficient pentru arderea activă, arderea lemnului de foc pentru a produce gaz de lemn, care include gaze combustibile CO (monoxid de carbon), H2 (hidrogen), CH4 (metan) și hidrocarburi nesaturate fără rășini. De asemenea, la ieșire se formează substanțe necombustibile: CO2, O2, N2, H2O, care sunt balast, iar în final amestecul de gaz trebuie curățat de ele.
Generatorul de gaz este dispus astfel:
- Carcasa este din oțel de cele mai multe ori în formă cilindrică. Există o cameră de umplere în care este încărcat combustibilul. Camera este montată în interiorul carcasei și bolțată. Trapa camerei de încărcare este echipată cu o garnitură.
- Camera de ardere este instalată în partea inferioară, este ceramică în interior. Combustibilul arde în el. Crăpăturile de rășină apar în partea sa inferioară - există un gât din oțel crom cu un cordon de azbest, care joacă rolul unei garnituri de etanșare între acesta și corp.
- Aerul este furnizat camerei de ardere prin deschideri conectate la cutia de distribuție a aerului, așa-numitele tuyeres. O supapă de control este instalată la ieșirea din cameră pentru a preveni scăparea gazelor combustibile. Un ventilator instalat la intrare vă permite să creșteți puterea motorului sau să ardeți combustibilul cu un conținut de umiditate mai mare de 50% într-un generator de gaz de lemn.
- Grătarul este amplasat în partea de jos a generatorului de gaz și este proiectat pentru a ține cărbuni fierbinți. Oferă găuri prin care cenușa cade în cratița. Partea sa de mijloc este mobilă, astfel încât să poată fi curățată.
- Există mai multe trape de încărcare: partea superioară cu un amortizor care ridică capacul la suprapresiune și două laterale: una de sus pentru a adăuga combustibil în zona de recuperare, iar cealaltă de jos pentru a îndepărta cenușa.
- Un filtru vortex ciclon este situat în spatele carcasei. Aici se face curățenie cu gaz grosier. Apoi, amestecul de gaz este răcit într-un răcor, intră în filtrul fin. După filtru, acesta este trimis la mixer, unde este saturat de aer. Apoi, amestecul gaz-aer curge la locul de utilizare.
Conducta prin care este transportat gazul la locul de utilizare directă este conectată cel mai adesea la o conductă instalată în zona de recuperare. În timp ce gazul este fierbinte la ieșirea generatorului de gaz, acesta poate fi utilizat pentru încălzirea apei, pentru uscarea lemnului de foc în camera de încărcare. De exemplu, în ultimul caz, o conductă este trecută între corpul generatorului de gaz și buncărul de umplere.
Gazul combustibil din generatorul de gaz se obține după cum urmează:
- În partea de sus a camerei de încărcare, temperatura este cuprinsă între 150-200 ° C. Datorită faptului că este organizată o conductă inelară prin care gazul fierbinte tocmai a părăsit generatorul de gaz, aici se usucă lemn de foc.
- Partea de mijloc a buncărului este o zonă de distilare uscată. La acest nivel, combustibilul este carbonizat la o temperatură de 300-500 ° C, fără acces la aer. Rășina și acidul sunt eliberate din combustibil.
- În zona de ardere, care este situată sub camera de ardere, temperatura este menținută la 1100-1300 ° C. Combustibilii carbonizați, precum și gudronul și acizii eliberați din acesta, sunt arse prin furnizarea de aer pentru a produce gaze CO și CO2.
- Zona de recuperare este situată deasupra zonei de ardere: între ea și grătar. Gazul de CO2, care se formează în zona de ardere, crește, depășește cărbunele fierbinte și interacționează cu carbonul cărbunelui, recuperându-se astfel formând monoxid de carbon. Pe lângă CO, se formează CO2 și H2.
La ieșirea din zona de reducere, amestecul de gaz este răcit, apoi este curățat de acid acetic și formic, particule de cenușă și amestecat cu aer.
Tipuri de generatoare de gaz
Există generatoare de gaze cu proces direct, invers și orizontal. În generatoarele de gaz cu un tip direct de generare de gaz, aerul este furnizat de jos prin grătar, iar gazul este preluat de sus. Un astfel de generator de gaz este adecvat în mod optim pentru arderea cărbunelui cu semicoca și a antracitului. Puterea generatorului crește datorită îmbogățirii gazului cu hidrogen din apă.
Generatorul de gaz cu proces invers este caracterizat prin aceea că aerul este furnizat în zona de ardere, către partea de mijloc, iar gazul este preluat din cenusa, sub zona de ardere. Într-un astfel de generator de gaz, gazul este de obicei utilizat pentru încălzirea lemnului. Dispozitivul este potrivit pentru arderea combustibililor care conțin rășini: deșeuri de lemn, lemn de foc, cărbune.
În generatoarele de gaz ale procesului orizontal, aerul este furnizat din lateral, în partea de jos și un ventilator este instalat la ieșirea camerei de admisie a aerului pentru a pompa aer. Zona activă ocupă un loc mic - între orificiul de lance și orificiul de evacuare a gazului. Un astfel de generator se încălzește rapid și răspunde la schimbarea modurilor de operare.
Cazanul de piroliză are un design îmbunătățit comparativ cu un generator de gaz simplu. Are două camere de ardere: în prima dintre ele, se formează combustibil și se formează gaz combustibil, iar în celălalt gaz arde și căldura este transferată la lichidul de răcire. Pentru a transforma generatorul de gaz într-un cazan de piroliză, trebuie să adăugați o altă cameră de ardere și un schimbător de căldură.
Schema de acțiune a generatorului de gaz piroliză este următoarea:
- Aerul este furnizat camerei de ardere printr-o fereastră reglabilă a camerei de admisie a aerului primar până la arderea lemnului de foc.
- Alimentarea cu oxigen este redusă. Cazanul trece în modul de generare a gazului, lemnul de foc începe să ardă încet. Acest lucru se realizează cu ajutorul unui regulator automat, care reduce accesul aerului la cuptor.
- Ca urmare, gazul pirolizei începe să fie eliberat. El intră în urma.
- Când centrala trece în modul de generare a gazului, se furnizează aerul secundar necesar pentru ardere. În timp ce aerul ajunge în camera dorită, acesta se încălzește până la temperatura la care reacționează cu gazul de piroliză.
- În camera superioară sunt distribuitori de aer cu găuri. Prin ele vine aerul secundar, aprinzând gazele combustibile. Datorită acestui fapt, gazele pirolizei sunt transformate în energie termică.
Emisiile de oxizi periculoși în atmosferă sunt minime, temperatura gazelor din lemn care părăsește generatorul de gaz piroliză nu depășește 130-160 ° C. Transportorul de căldură trece de la partea inferioară la cea superioară a centralei, preluând energie termică de pe toate suprafețele.
Conectarea și pornirea unui generator de gaz pe lemn
Este necesar să luați în considerare caracteristicile utilizării unui generator de gaz pe lemn atunci când îl conectați la o mașină.Experții nu recomandă abandonarea completă a benzinei, deoarece este problematic să pornești un motor pe lemn. Se recomandă pornirea motorului prin alimentarea cu benzină și abia apoi treceți la gaz. Trecerea la diferite tipuri de combustibil poate fi organizată folosind un mixer fabricat conform schemei lui I. Mezin.
Există și alte limitări:
- Dimensiunea lemnului de foc nu depășește 6 cm.
- Ca combustibil se folosește doar lemnul uscat, deoarece se procesează căldură suplimentară în procesul de evaporare a apei, în acest caz se formează mai puține gaze pirolize.
- Un motor cu ardere de lemn pierde 50% din putere în comparație cu un motor pe benzină.
- Aprinderea se efectuează cu ventilatorul la 20 de minute înainte de plecare.
Lucrând la combustibil improvizat, motorul se uzează mai repede.
Avantajele și dezavantajele gazului
Unul dintre avantajele unui generator de gaz este posibilitățile mari de utilizare a gazului combustibil:
- pentru gătit mâncare;
- pentru încălzirea casei;
- ca combustibil pentru motoarele cu ardere internă.
În primul caz, conductele de la generatorul de gaz sunt conduse către sobă. În cea de-a doua, gazul rezultat este ars într-un cazan de piroliză și este utilizat pentru încălzirea clădirilor rezidențiale, sere, precum și a spațiilor industriale, atelierelor și întreprinderilor. Motoarele cu combustie internă cu gaz conduc generatoare electrice, stații de pompare și chiar automobile.
În plus, alte aspecte pozitive ies în evidență:
- Unele modele de generatoare de gaz pe lemn sunt autonome. Acestea pot fi instalate acolo unde este imposibil să conduci electricitate sau acolo unde alimentarea cu gaz în butelii este dificilă.
- Față de un cazan cu combustibil solid, a cărui eficiență este de aproximativ 60%, cazanul generator de gaz funcționează cu o eficiență de 80-95%.
- Într-un cazan obișnuit, lemnul de foc arde în 3-5 ore. În generatorul de gaz, o filă se arde în aproximativ 8-12 ore, iar rata de ardere depinde de tipul de combustibil și de dispozitivul cazanului. Dacă centrala este cu ardere maximă, lemnul de foc arde până la 25 de ore și cărbunele 5-8 zile.
- Combustibilul din lemn se arde complet, așa că nu trebuie adesea să curățați cuptorul și cenușa.
- Puterea generatorului de gaz este reglabilă de la 30 la 100%.
- Generatorul de gaz practic nu emite substanțe nocive în atmosferă.
- Instalațiile sunt economice comparativ cu cazanele convenționale cu gaz sau cu combustibil lichid.
- Unii generatori de gaz se confruntă cu lemnul complet uscat și chiar cu lemnul proaspăt tocat.
- Nu este necesar să tăiați bușteni, puteți pune lemne de foc cu o lungime de 1 metru în gaz.
- Este posibilă încărcarea materialelor polimerice în generatorul de gaz de cauciuc pe rumeguș și lemn de foc: cauciuc, polietilenă, plastic.
- Un generator de gaz este mai sigur în comparație cu un cazan de combustibil solid.
Dezavantaje:
- Un generator de gaze costă de aproximativ 2 ori mai mult decât un cazan convențional cu combustibil solid.
- Nu toate modelele pot funcționa fără electricitate, unele dispozitive folosesc un ventilator pentru a pompa aer, ceea ce necesită o conexiune electrică.
- Consecința utilizării la putere incompletă este o combustie instabilă, ceea ce duce la formarea gudronului.
- O temperatură de retur scăzută (sub 60 ° C) determină formarea condensului.
- Unele modele funcționează numai pe lemn bine uscat.
Având în vedere costul consumabilelor, chiar și un generator de gaz pentru arderea lemnului va fi destul de scump.
Fabricarea generatoarelor de gaz DIY
Puteți face singură o diagramă a generatorului de gaz, după ce ați studiat principiul funcționării acestuia sau puteți utiliza ca bază un desen al unui cazan finit și asamblați analogul acestuia. Artizanii înșiși colectează chiar și generatoare de gaz concepute pentru a genera electricitate pe lemn.
Pentru a face un generator de gaz pe lemn pentru o motocicletă cu propriile mâini, va trebui:
- Butoi metalic de 100 litri;
- țeavă cu pereți groși cu un diametru de 160 mm;
- filtre pentru curățare fină și grosieră;
- ceainic din inox;
- tractiune cositoare;
- hexagon;
- baterie la temperatură scăzută;
- conducta de cos;
- Stingător de foc;
- cutie de metal;
- receptor.
Găurile sunt găurite în conductă pentru instalarea tuirerelor. O gaură este făcută în disc de la cositorul rotativ pentru diametrul conductei. Discul și țeava sunt sudate între ele. O cutie este sudată deasupra, precum și duze pentru alimentarea aerului și a gazului de evacuare.
Este necesar un stingător pentru a face un produs de curățare centrifugă. Două duze sunt sudate la ea - de sus și din lateral, iar extinctorul în sine - la butoi, care nu are capac și fund. În butoi, în partea inferioară, se decupează o gaură pentru colectarea cenușii și se închide cu un dop filetat.
Construcția sudată a țevii și conservei este instalată în butoi. Anterior, suporturile au fost sudate pe disc și pe lanțuri, de jos, un ashpit format dintr-un ceainic este suspendat. Pe capac se montează un capac de butoi cu o gaură pre-tăiată.
Un răcitor este construit dintr-o baterie la temperatură joasă și conectat la structura finisată cu ajutorul flanșelor. Asigurați-vă că faceți o gaură pentru a scurge condensul.
Filtrul este format din două găleți metalice de vopsea. Sunt puse una peste alta și sudate. Găurile sunt făcute în partea de jos. Partea superioară este umplută cu vată minerală, iar partea inferioară cu lut expandat.
Ventilatorul de aprindere poate fi făcut din cuptorul tractorului. Este instalat în zona frontală a unui cărucior de motocicletă cu un cadru și conectat la sistem folosind conducte de polimer. Două valve cu bilă sunt montate ca regulatoare de alimentare cu gaz: una la ventilatorul de aprindere, cealaltă la mixer. Malaxorul este așezat în fața carburatorului și conectat la distribuitor. Sub carburator, este construit un colector de țevi de oțel.
Buncărul de combustibil solid este fixat în interiorul carcasei sau o parte din carcasa generatorului de gaz este deviată în acest scop prin separarea acesteia cu foi metalice.
În partea de jos a butoiului este de a suda picioarele, ceea ce va asigura stabilitatea structurii.
Este necesară sigilarea cu atenție a gazului auto-asamblat, deoarece lipsa accesului necontrolat al oxigenului este condiția principală pentru funcționarea corectă a dispozitivului.
Sfaturi de operare
Generatoarele de gaz, precum și cazanele de încălzire care funcționează pe principiul unui generator de gaz, sunt instalate în clădiri rezidențiale, în spații special amenajate - subsoluri și podele subsol. În plus, ele pot fi amplasate pe stradă. Locul este selectat în funcție de tipul cazanului și de caracteristicile dispozitivului său. Cazanele de piroliză sunt adesea instalate în casă, deoarece atunci când sunt deservite, nu se formează multe gunoaie. În plus, combustibilul este destul de ușor și nu există probleme speciale cu mișcarea acestuia.
Generatoarele de gaz care lucrează pe lemn, cărbune și special concepute pentru arderea buștenilor lungi sunt instalate cel mai bine în afara casei: va fi mai ușor să curățați dispozitivul de cenușă și să încărcați lemne de foc. În plus, benzina instalată pe stradă este mai rezistentă la foc.
Dacă centrala este amplasată în afara casei, este necesară realizarea unei izolații în vrac, astfel încât temperatura mediului să nu afecteze în niciun fel funcționarea generatorului de gaz. Se recomandă protejarea sistemului de control cu un capac cu un capac, astfel încât precipitațiile să nu intre în interior. Dacă generatorul de gaz este utilizat ca cazan de încălzire, conductele de evacuare a gazului sunt așezate în pământ pentru a evita răcirea semnificativă a amestecului de gaz.
Se recomandă conectarea coșului în ordine inversă în direcția mișcării fumului, apoi se vor acumula mai puține particule de fum și gudron.
Spațiul din jurul centralei trebuie să rămână liber, deoarece este foarte cald.
