Generator gazu opalanego drewnem do domu - co to jest, zasada działania, zalety i wady, rodzaje, zasady instalacji
Stosowanie autonomicznych jednostek wytwórczych jest uzasadnione zarówno z ekonomicznego, jak i praktycznego punktu widzenia. Jednak dla osób mieszkających z dala od cywilizacji zakup i transport gazu ziemnego lub paliwa płynnego do domów jest dość kosztowny i kłopotliwy. W takiej sytuacji do wyjścia dochodzi generator gazu opalanego drewnem. Przeanalizujmy, czym jest ten sprzęt, jak jest ułożony i na jakiej zasadzie działa, na jakie typy jest podzielony, jakie są jego zalety i wady, zasady instalowania nowoczesnych modeli.
Generator gazu drzewnego - co to jest, urządzenie, zasada działania, zastosowanie
W autonomicznych instalacjach do wytwarzania energii elektrycznej na potrzeby prywatnego domu stosowany jest silnik spalinowy. Może pracować na benzynie, oleju napędowym lub gazie ziemnym. Jednak w przypadku obszarów oddalonych dostarczanie takich paliw nie będzie ekonomicznie opłacalne i trudne technicznie.
Alternatywnym rozwiązaniem problemu w takiej sytuacji jest generator gazu opalany drewnem. Silnik takiej jednostki napędzany jest mieszaniną gazów – głównie wodoru, tlenku węgla, metanu i kilku innych węglowodorów. Powstają w specjalnych warunkach podczas termicznego rozkładu drewna, węgla, torfu, substancji organicznych i innych odpowiednich rodzajów paliw stałych.
Urządzenie
Klasyczna instalacja domowa opalana drewnem gazowym składa się z następujących głównych elementów:
- Korpus . Wykonany jest ze stali, może mieć kształt cylindryczny lub prostokątny. Zamontowany na specjalnych nogach.
- Dział załadunku . Znajduje się i jest zapinany wewnątrz etui. Przeznaczony do załadunku paliwa przez specjalny właz, którego krawędzie są wyposażone w specjalną uszczelkę ognioodporną.
- komora spalania . Różni się odpornością na ciepło i znajduje się w dolnej części buta. Bezpośrednio spala paliwo. Do realizacji termicznego rozkładu żywic w jej dolnej części znajduje się specjalna szyjka. W środku komory wykonano specjalne otwory dyszowe, połączone z urządzeniem doprowadzającym powietrze. Ten ostatni jest wyposażony w zawór zwrotny zapobiegający uwalnianiu gazów palnych.
- Wentylator . W przypadku konieczności zwiększenia wydajności, a także poprawy spalania niektórych rodzajów opału lub bardzo wilgotnego drewna opałowego, moduł dystrybucji powietrza jest dodatkowo wyposażony w wentylator lub turbinę - w celu zwiększenia dopływu powietrza do paleniska.
- Siatki . Są instalowane na dnie komory spalania. Ich głównym zadaniem jest wspomaganie rozżarzonych węgli oraz oddzielanie wypalonej substancji - zrzucanie popiołu do specjalnego popielnika znajdującego się poniżej.
- włazy . Specjalne hermetycznie zamykane pokrywy - górna do załadunku paliwa z wbudowanym urządzeniem wyrównującym ciśnienie, boczne do załadunku do strefy odzysku i dolna do odżużlania.
- Gazociąg . Rozgałęzienie do wyprowadzania powstałej mieszaniny gazów z komory spalania. Ze względu na wysoką temperaturę początkową i konieczność chłodzenia w celu dalszego wykorzystania, odbywa się to specjalnie po torze pierścieniowym we wnęce między korpusem jednostki a komorą załadunkową. Pozwala to nie tylko schłodzić gaz, ale również wstępnie wysuszyć paliwo przed wejściem do paleniska.
- System filtracji . Po opuszczeniu komory gaz wymaga obowiązkowego oczyszczenia z sadzy i innych zawieszonych ciał stałych. Dlatego najpierw jest podawany na gorąco na filtr zgrubny, a następnie już schłodzony poddawany jest drobniejszej filtracji.
Po zakończeniu oczyszczona i schłodzona mieszanina gazów jest podawana do jednostki mieszającej. Tutaj gaz jest nasycony tlenem w wymaganym stopniu. Dopiero wtedy jest podawany do silnika spalinowego.
Mechanizm akcji
Zasada działania wytwornicy gazu opalanego drewnem sprowadza się do tego, że w podwyższonych temperaturach (około 1200-1500 °C) i niskim poziomie tlenu drewno nie pali się jak zwykle, lecz tli się uwalniając gaz z generatora, który służy jako paliwo do silników spalinowych. Mechanizm działania instalacji sprowadza się do następujących etapowych procesów zachodzących w odpowiednich strefach generatora:
- Suszenie paliwa . W temperaturze ok. 160-190°C drewno opałowe znajdujące się w najwyższej części sekcji załadowczej jest suszone pod wpływem gazów przechodzących przez rurociąg pierścieniowy.
- Sucha destylacja . W środkowej części urządzenia, gdzie poziom grzania dochodzi do 450-500°C następuje zwęglenie drewna. W efekcie oprócz koksu powstają żywice, kwasy i inne produkty niskotemperaturowego rozkładu paliw.
- spalanie . W najniższej części instalacji, w maksymalnej temperaturze 1100-1500°C, spalane są zwęglone paliwa i produkty rozkładu do dwutlenku węgla i tlenku węgla.
- Odzyskiwanie . Utworzony i ogrzany w dolnej części dwutlenek węgla unosi się do gorącego koksu i oddziałuje z węglem i wodą, w wyniku reakcji powstaje tlenek węgla i wodór.
W strefie spalania i redukcji powstają nie tylko gazy palne, ale również gazy balastowe. Te pierwsze to tlenek węgla, wodór, metan i niektóre węglowodory nienasycone, do drugich dwutlenek węgla, azot, tlen i para wodna. Ponadto w spalinach surowych znajduje się wiele wtrąceń w postaci żużla, popiołu i kwasów organicznych. Dlatego przed dopuszczeniem do silnika spalinowego należy go dokładnie wyczyścić. W tym celu stosuje się filtry zgrubne i dokładne.
Aplikacja
Dzięki wysokiej jakości paliwie, sprawdzonej technologii i wymuszonemu obiegowi powietrza, generatory gazu opalane drewnem osiągają tak wysoką wydajność, że są nawet instalowane w samochodach. Jednak w większości przypadków ich głównym zakresem są obiekty i domy z dużą ilością drewna i utrudnionym dostępem do innych rodzajów zasobów energetycznych (prąd, gaz, benzyna, olej opałowy itp.).
Generatory drewna są używane w następujących przypadkach:
- Do elektryfikacji domów na odległych obszarach bez dostępu do sieci energetycznych.
- Zapewnienie nieprzerwanych dostaw energii elektrycznej do obiektów o dużym znaczeniu - wojskowych, naukowych, medycznych.
- W przemyśle - jako alternatywne źródło wytwarzania energii elektrycznej w obecności towarzyszących odpadów produkcyjnych - zrębki, trociny, skrawki materiałów budowlanych itp.
Notatka! Do stabilnej i wysokowydajnej pracy generator wymaga załadunku wstępnie dobrze wysuszonego paliwa. Tak więc użycie surowego drewna opałowego zmniejsza wydajność o 25%. Ponadto, gdy tli się surowe drewno, powstają żywice ogniotrwałe, które szybko zatykają system rurociągów, co już doprowadzi do spadku wydajności urządzenia i będzie wymagało częstego czyszczenia.
Plusy i minusy
Gazogenerator spalin działający na drewnie charakteryzuje się szeregiem zalet:
- Wysoka wydajność. W warunkach towarzyszących wartość ta może osiągnąć 95%.
- Do 25 godzin spalania na jednym wsadzie drewna opałowego.
- Całkowite spalanie paliwa, zapewniające minimalne wytwarzanie odpadów i rzadkie czyszczenie popielnika.
- Możliwość dostosowania mocy i zautomatyzowania procesu.
- Prawie całkowity brak szkodliwych emisji do atmosfery dzięki całkowitemu wykorzystaniu gazów pirolitycznych.
- Wysoka wydajność ekonomiczna.
- W niektórych modelach agregatów istnieje możliwość załadunku drewna świeżo ściętego i niesuszonego.
- Duże gabaryty komory załadunkowej pozwalają na wykorzystanie nierozdrobnionego drewna opałowego o długości do 1 m.
- Możliwość wykorzystania paliw alternatywnych – trociny, kora, plastik itp.
- Pełne bezpieczeństwo eksploatacji.
Co więcej, jeśli nie ma potrzeby czyszczenia mieszanki gazowej silnika generatora elektrycznego, urządzenie można wykorzystać do bezpośredniego ogrzewania chłodziwa, zapewniając w ten sposób ekonomiczne ogrzewanie domu.
Wśród wad instalacji opalanych gazem wyróżniają się:
- Wyższy, prawie 2 razy, koszt sprzętu w porównaniu ze standardowymi modelami kotłów na paliwo stałe.
- Nowoczesne jednostki działają z wymuszonym obiegiem powietrza, dlatego są niestabilne. Proste instancje mają mniejszą wydajność.
- Podczas pracy poniżej 50% mocy proces spalania staje się niestabilny, powodując zatykanie rurociągu smołą.
- Do stabilnej pracy wymagana jest ścisła kontrola temperatury gazów. Jeśli wartość spadnie poniżej 60°C, w przewodzie gazowym utworzy się kondensat, po którym nastąpi zablokowanie.
- Paliwo jest ładowane ręcznie.
- Stabilność pracy przejawia się przy użyciu dobrze wysuszonego drewna.
Uwaga! Moc domowych generatorów gazu drzewnego nie przekracza 15-20 kW. Jednocześnie dla określonych warunków pracy urządzenie dobierane jest z marginesem tego parametru do 25%. Ponadto przy wyborze należy wziąć pod uwagę czas pracy, rodzaj samego generatora, a także rodzaje stosowanego paliwa.
Odmiany
Istnieją 3 główne typy generatorów gazu drzewnego:
- Bezpośrednie .
Klasyczna wersja urządzenia. Na węgiel, półkoks i antracyt. Główne różnice:
- Powietrze dostaje się do strefy spalania od dołu przez ruszt.
- Pobieranie gazu odbywa się od góry.
- Wilgoć z paliwa nie wnika do paleniska, dlatego musi być dostarczana specjalnie.
Przydatne wideo
Wysoka wydajność wynika z wzbogacenia mieszaniny gazów wodorem powstającym w reakcji z doprowadzoną wodą.
- Odwróć .
Ta wersja instalacji jest w stanie przetwarzać różne rodzaje paliw, których spalanie wytwarza żywice. To przede wszystkim drewno opałowe i węgiel drzewny, a także różne odpady. Charakterystyka:
- Powietrze dostarczane jest do części środkowej - bezpośrednio do strefy spalania.
- Wylot gazu odbywa się poniżej - przez popielnik.
Powstały gaz podawany jest do suszenia i podgrzewania paliwa w komorze załadowczej.
- Poziomo .
Różnica od powyższych opcji polega na tym, że strefa aktywności w niej jest znacznie mniejsza, co prowadzi do skrócenia czasu rozruchu i możliwości szybkiej zmiany trybu pracy. Charakterystyczne cechy dzieła przejawiają się w:
- W dolnej części bocznej wtłaczane jest powietrze.
- Pobieranie gazu odbywa się przez kratkę wlotową gazu - naprzeciwko urządzenia doprowadzenia powietrza.
Ważny! Instalacja generatora gazu wymaga oddzielnego pomieszczenia o specjalnych specyfikacjach. Jego powierzchnia nie powinna być mniejsza niż 15 m 2 .
Przydatne wideo
Zasady instalacji
Przy montażu agregatów gazowych na drewnie zaleca się przestrzeganie następującego zbioru zasad:
- Montaż wyposażenia jest dozwolony w dowolnym miejscu domu - piwnicy, piwnicy, pokoju - jak również na ulicy, z zachowaniem przepisów bezpieczeństwa i warunków technicznych.
- Modele przeznaczone do załadunku długiego drewna opałowego najlepiej instalować na zewnątrz w pobliżu miejsca przechowywania paliwa.
- Do instalacji wewnątrz domu lepiej wybrać opcję generatora pelletu. Ponieważ ich przechowywanie i eksploatacja nie wiąże się z powstawaniem śmieci.
- W przypadku wykorzystania spalin do ogrzewania i ich minimalnego schłodzenia, rury prowadzące do domu z jednostki zainstalowanej na ulicy układane są w izolacji termicznej oraz pod ziemią.
Rekomendacje! Generatory gazu wykazują maksymalną wydajność przy pełnym obciążeniu. Jednak ilość wytwarzanej energii jest zbyt duża. Dlatego, aby go zaoszczędzić na przykład na ogrzewanie, konieczne jest zastosowanie specjalnych izolowanych termicznie pojemników - akumulatorów ciepła.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Nowoczesne modele generatorów gazu drzewnego są tak wydajne, że można je zamontować nawet na samochodzie. Jednak w większości przypadków jest to skuteczny sposób na zaoszczędzenie paliwa dla odległych obszarów zamieszkania, gdzie poza drewnem opałowym nie ma innych surowców energetycznych, a dostarczanie ich tam jest nieopłacalne. Uproszczona jednostka składa się z korpusu, komory załadowczej, paleniska i popielnika. Zasada jego działania opiera się na termicznym rozkładzie drewna lub węgla przy niskim poziomie tlenu, a następnie redukcji do tlenku węgla i wodoru.
Gazy spalinowe są schładzane, oczyszczane i mieszane z tlenem przed wejściem do silnika spalinowego. Główne zalety generatorów gazu tego typu:
- Świetna wydajność.
- Do 25 godzin spalania na jeden ładunek.
- Całkowite spalanie drewna.
- Regulacja mocy.
- Brak szkodliwych emisji.
- Rentowność.
- Możliwość wykorzystania surowego drewna.
- Praca na innych rodzajach paliwa.
- Bezpieczeństwo.
- Komory o dużej pojemności.
Wady to wysoki koszt, zależność energetyczna nowoczesnych modeli, możliwość zapychania się, regulacja temperatury gazu, ręczne ładowanie, konieczność stosowania suchego paliwa. W tym przypadku istnieją 3 odmiany - bezpośrednia, odwrócona i pozioma. Każda z nich ma swoje zalety, wady i cechy aplikacji. Instalacja urządzenia musi być przeprowadzona zgodnie z przepisami.
