Газогенератор что это такое

Это устройство позволяет генерировать горючий газ при сжигании угля и дров. Это удобно и эффективно в холодное время года. В этой статье речь пойдет о генераторах газа, об их разновидностях, преимуществах и недостатках, а также о том, как такое приспособление можно смастерить самому в домашних условиях.

Что собой представляет газогенератор на дровах

Газогенератор имеет довольно простую конструкцию, так как все процессы, идущие в нем, основаны на пиролизном горении дров. То есть, идея газогенераторов базируется на пиролизных котлах, где дерево сгорает в недостатке воздуха, выделяя при этом большое количество различных газов. Далее будет приведена информация о строении этого приспособления.

  • Корпус. Его обычно изготавливают из листовой стали. Все элементы соединяются сваркой. Вообще корпус может иметь как цилиндрическую, так и прямоугольную форму хотя форма цилиндра является более распространенной, да и смотрится эстетично. В нижней части сваривают ножки, на которых конструкция будет стоять.
  • Бункер. Его также изготавливают из листовой стали с малым содержанием углерода. Как и корпус, бункер также может иметь форму цилиндра или прямоугольника. Он вносится внутрь корпуса, и крепится к стенкам корпуса с помощью болтов. Также должна быть крышка, закрывающая отверстие сверху, которое ведет в бункер. В качестве уплотнителя используют асбест или какой-нибудь другой материал.
  • Камера сгорания. Она располагается внизу, и изготавливается обычно из стали с повышенным содержанием хрома. Здесь происходит горение твердого топлива в условиях недостаточного воздухоснабжения. Между внутренними стенками корпуса и камерой сгорания имеются асбестовые шнуры. На боковых стенках камеры сгорания находятся несколько отверстий, или как их еще называют, фурмы для подачи воздуха, через которые воздух подается в камеру сгорания. Эти фурмы соединяются с воздухораспределительной емкостью, которая сообщается с атмосферой. Когда воздух выходит из этой емкости, он преодолевает обратный клапан. Функция этого клапана заключается в том, чтобы заблокировать выход образовавшегося при горении дров газа наружу.
  • Колосниковая решетка находится в нижней части устройства. Ее функция заключается в поддержании раскаленного топлива. Также через многочисленные отверстия этой решетки зола, образовавшаяся в ходе горения топлива, попадает в зольник.
  • Загрузочные люки. В конструкции бытовых газогенераторов имеются три таких люка. Первый находится сверху, ее крышка откидываются горизонтально. В качестве герметизации при закрытии и уплотнения используются асбестовые шнуры. В современных моделях в зоне крепления люка можно найти специальную пружину-амортизатор, который автоматически приходит в действие, если внутри устройства давление превысило определенную норму. Под действием этой пружины люк опрокидывается. Сбоку конструкции имеются еще два загрузочных люка. Первый из них расположен на уровне зоны восстановления. Этот люк используется для загрузки топлива в эту зону. Нижний люк располагается на нижнем конце устройства, на уровне зольника. Он применяется для ее очистки. Газ, образовавшийся в ходе горения твердого топлива, выводится из верхней части конструкции. Для этого там имеется специальный патрубок для вывода газа.

Далее будут рассмотрены процессы, в ходе которых из древесины выделяются горючие газы. В целом, всю конструкцию можно разделить на несколько зон:

  • Зона подсушки. Она находится в верхней части конструкции, сразу же под загрузочным люком. Здесь топливо быстро сушится благодаря тому, что температура в этой зоне достигает порядка 190 градусов по Цельсию.
  • Зона сухой перегонки. Она расположена ниже зоны сушки. Иссушенное топливо здесь подвергается обугливанию благодаря тому, что температура достигает до 500 градусов. В ходе этих процессов из топлива удаляются смолы и некоторые кислоты органического происхождения.
  • Зона горения. Находится в нижней части. Топливо попадает сюда и сгорает при температуре в 1200 градусов. Через специальные фурмы подается воздух. В ходе горения выделяются угарный и углекислый газы.
  • Зона восстановления. Газы, выделившиеся в ходе горения топлива, поднимаются вверх, и достигают зоны восстановления. Сюда через специальный люк загружают уголь, который держится на колоснике. Угарный и углекислый газы реагируют с углем. Когда во взаимодействие вступают углекислый газ и уголь, то в ходе реакции образуется угарный газ. Но в угле имеется вода, которая также проявляет активность по отношению к газам. В результате всех этих реакций образуются угарный газ, углекислый газ, водород, метан, некоторые летучие непредельные углеводородные соединения, азот. Эта смесь газов очищается от всех примесей, затем смешивается с воздухом. Это и есть конечный результат. Полученная смесь газов может применяться для бытовых нужд.

Чертеж

Как уже было сказано, газогенератор на дровах имеет довольно простую конструкцию. Далее все вышесказанное относительно устройства конструкции будет представлено в схематическом виде для полного понимания.

Плюсы и минусы

Газогенераторы на дровах имеют большое количество преимуществ и немного недостатков.

Преимущества следующие:

  • Коэффициент полезного действия у газогенераторов достигает отметки в 90%. По сравнению с ними, у твердотопливных котлов КПД достигает отметки лишь в 75%.
  • В генераторах газа дрова горят очень долго. Одной только закладки дров может хватить на 20-25 часов работы устройства. А если в качестве топлива использовать уголь, то одной закладки может хватить на несколько суток.
  • Топливо обычно сгорает полностью, при этом остается минимум золы. Поэтому в использовании газогенераторов нет необходимости в постоянной чистке зольника.
  • В некоторых устройствах имеются автоматизированные системы регулирования процесса горения.
  • При горении выделение вредных веществ сведено к минимуму. Именно поэтому в настоящее время идут активные попытки использовать газогенераторы в автомобилях, чтобы снизить выброс вредных веществ в атмосферу.
  • Заметно экономится бюджет семьи.
  • В топку сгорания можно загружать длинные дрова, то есть, нет необходимости в их разрезке на мелкие куски. В топку могут помешаться дрова длиною в 1 метр.
  • В качестве топлива можно использовать любое твердое топливо.
Читайте также:  Замена жидкости гур лада ларгус 16 клапанов

А теперь о недостатках. Их всего три:

  • В большинстве устройствах на выходе воздуха из воздухоразделительного коробка имеются вентиляторы. Они могут работать механически, но во многих моделях их функционирование требует наличие электричества. Из-за этого работа генератора становится энергозависимым.
  • Внутри дымохода может выпасть конденсат. Чтобы избежать этого, температуру следует держать на отметке в 60 градусов.
  • Заводские конструкции стоят очень дорого. Поэтому следует изготовить газогенераторы своими руками. Чертежи можно найти в Интернете.

Газогенераторы можно классифицировать по типу горения топлива. Так, выделяют три вида:

  • Генераторы прямого горения. В конструкциях этого типа воздух в камеру сгорания подается снизу через колосниковую решетку. Патрубок для вывода газа находится в верхней части конструкции. Такие конструкции предназначены для сжигания угля или антрацита.
  • Генераторы опрокинутого горения. В таких конструкциях воздух в камеру сгорания подается не снизу, как в первом случае, а прямо на уровне зоны горения. Зато газы выводятся на уровне зольника, и могут применяться для подогрева вновь загруженного топлива.
  • Генераторы горизонтального горения. В конструкциях этого типа воздух также подается через специальные формы на уровне зоны горения. Отбор газа производится также сбоку через патрубок, расположенный за специальной решеткой, на уровне зоны горения. Зона, в которой происходит извлечение газов, в этом случае мала. Она сосредоточена главным образом между фурмой и решеткой, за которой имеется патрубок для вывода газа.

Как сделать своими руками

Газогенераторы, изготовленные в заводских условиях, стоят очень дорого, так что не все могут позволить себе покупку такого агрегата. Но простейший вариант газогенераторов можно смастерить самому в домашних условиях. Это обойдется не очень дорого, да и сам процесс изготовления не имеет особых сложностей. Самое главное – следует взять чертеж простейшего газогенератора. Их можно найти в интернете и распечатать.

Далее будет приведена пошаговая инструкция, которой следует руководствоваться при изготовлении генератора своими руками:

  1. Первым делом следует смастерить корпус будущей конструкции. Его делают из листового металла. Стороны соединяют с помощью сварки. Также снизу присоединяют ножки.
  2. Далее изготавливают бункер. Он также может быть любой формы. Для его изготовления используют малоуглеродистую сталь. Готовый бункер кладут в корпус и закрепляют там болтами. Для бункера делают крышку.
  3. Затем в нижней части бункера устанавливают емкость, которая будет служить камерой сгорания дров. Ее можно смастерить из старого газового баллона. Внимание: Перед применением баллона необходимо заполнить его водой, так как при срезании верхней части, остатки газа могут возгораться.
  4. Верхнюю часть баллона срезают, оставшаяся часть и будет камерой сгорания.
  5. Теперь необходимо сделать воздухораспределительный коробок. Его устанавливают вне корпуса. На выходе от коробка следует установить обратный клапан. Место установки следует выбрать исходя из чертежа.
  6. Колосник изготавливают из чугуна. Его также устанавливают исходя из используемого чертежа.
  7. Теперь необходимо смастерить приспособления для подачи воздуха и отвода газов. Их устанавливают сверху или в нижней части устройства. Место установки определяют по чертежу.
  8. Самый последний шаг – установка дымохода.

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы своими руками сделать генератор газа, необходимо иметь следующие инструменты и материалы:

  • Бочка для корпуса конструкции.
  • Старый газовый баллон.
  • Фильтры для очистки газа, а также клапаны. Их можно найти в строительных магазинах.
  • Болты (несколько штук).
  • Аппарат для сварки.

Напоследок, следует отметить, что процесс изготовления генератора не содержит особых сложностей, поэтому любой желающий может смастерить его самостоятельно. Главное – нужно руководствоваться приведенной здесь пошаговой инструкцией.

Одна из насущных проблем в современном мире – необходимость удешевления электроэнергии. Привычным и доступным сырьем для получения электричества считается торф, дрова, ветки, брикеты опилок. Современные газогенераторы способны работать на всем вышеперечисленном. При этом электроэнергия будет стоить дешевле, чем покупка и обслуживание электростанции.
Газогенератор – устройство, которое преобразует твердое или жидкое топливо в газообразную форму.

В активной его части три участка перетекают друг в друга: термическое разложение топлива, окисление, восстановление.

Газогенераторный процесс бывает трех типов:

  • прямой;
    Отличается простотой исполнения. Как недостаток – большое содержание смол и влаги, что устраняется при помощи очищенного топлива (кокс, древесный уголь).
  • обращенный;
    Содержит минимальное содержание смол, так как топливо практически полностью разлагается, проходя высокотемпературную зону «окисления».
  • горизонтальный;
    Довольно простая конструкция. Часть газа разложения не полностью разлагается, проходя зону восстановления. Поэтому количество смол умеренное.

Существуют газогенераторы двухзонного процесса. Они комбинируют прямой и обратный процессы.
Все приборы различаются системой отбора золы и загрузки топлива. Беспрерывный процесс наиболее технологичен.

Видео работы газогенератора

Преимущества газогенераторных установок

Газовый генератор, работающий на отходах, герметичен. Это подтверждается тем, что использующие генераторный газ выхлопные газы двигателя экологически более чистые. О дизельгенераторе этого сказать нельзя. Моторесурс двигателей, которые работают на генераторном газе, значительно больше, чем у двигателей, работающих на дизтопливе или бензине.
В зимних условиях газогенератор на дровах осуществляет более эффективную работу за счет лучшего наполнения цилиндров двигателя рабочей газовой смесью. В стационарных условиях можно утилизировать тепло, выделяемое генератором, к примеру, для отопления помещений.
Газовые генераторы на твердом топливе уменьшают выброс вредных веществ, очищают от отходов территорию, дают возможность производить дешевую электроэнергию. Октановое число такого генераторного газа 110-140, что значительно выше, чем у жидкого топлива. Такой генератор адаптируется под любые виды органического топлива.
Экономичность газогенератора намного выше, чем у газовых электростанций. Для обеспечения автомобиля топливом также более эффективно использовать водородный или древесный газогенератор, тогда количество топлива, равного 1 литру бензина, в зависимости от цены сырья, будет стоить 4-12 центов.

Читайте также:  Как усилить бас на колонках

Строение газогенератора

  1. Корпус
  2. Бункер
  3. Фильтр «Циклон»
  4. Фильтр тонкой очистки
  5. Вентилятор
  6. Трубопроводы
  7. Фильтр грубой очистки + охладитель газа
  8. Смеситель газа с воздухом

Принцип работы газового генератора

Образование генераторного газа происходит при ограниченном доступе воздуха как результат неполного сгорания твердого топлива. Внутреннее пространство работающих газовых генераторов разделяется на четыре зоны:
— подсушка;
Верхняя часть бункера, в которой поддерживается температура 150-200 С.
— сухая перегонка;
Средняя часть бункера, в которой температура – 300-500 С. Здесь нет доступа воздуха, поэтому топливо обугливается, выделяются кислоты, смолы и иные продукты перегонки.
— горение;
Располагается в поясе фурм. В этой зоне при температуре 1100-1300 С образуется из продуктов сухой перегонки и обугленного топлива СО.
— восстановление.
Находится между колосниковой решеткой и зоной горения. Здесь через раскаленный уголь проходит СО2, соединяется с частицами углерода. В результате образуется окись углерода.

Из смеси угарного газа, метана, водорода, спиртов СНЗОН, С2Н5ОН и др. в активной камере происходит образование генераторного газа. В охладительных фильтрах он приобретает температуру окружающей среды и проходит очистку от взвешенных частиц (пыли, золы, уксусной и муравьиной кислот).

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на дровах, — это вовсе не призрак из далекого прошлого. Автомобили и электростанции, использующие древесину в качестве энергоносителя, можно встретить и сегодня. Стоит уточнить: двигатель функционирует на газе, получаемом из дерева путем его сжигания определенным способом. Установки, вырабатывающие такой газ, называют газогенераторами, они достаточно давно применяются на промышленных предприятиях. Но можно ли изготовить газогенератор своими руками и стоит ли это делать – вопросы, ответы на которые призвана дать наша статья.

Как работает газогенератор

Чтобы понять, какая может быть польза от газогенератора в домашнем хозяйстве, надо разобраться в его принципе работы, а потом и устройстве. Тогда можно будет оценить затраты на его изготовление, а главное, какой удастся получить результат.

Итак, пиролизный газогенератор – это комплекс узлов и агрегатов, предназначенный для выделения смеси горючих газов из твердого топлива с целью его использования в двигателях внутреннего сгорания.

Для справки. Конструкции генераторов отличаются друг от друга в зависимости от вида сжигаемого твердого топлива, мы рассмотрим самую актуальную из них – на дровах.

Если древесину сжигать в закрытом пространстве, ограничивая подачу кислорода, то на выходе можно получить смесь горючих газов. Вот их перечень:

  • угарный газ (оксид углерода СО);
  • водород (Н2);
  • метан (СН4);
  • прочие непредельные углеводороды (CnHm).

Примечание. В смеси присутствуют также негорючие балластные газы: двуокись углерода (углекислый газ), кислород, азот и водяные пары.

Эффективный дровяной газогенератор должен не просто вырабатывать горючую смесь, но и сделать ее пригодной к использованию. Поэтому весь цикл получения топлива для ДВС можно смело назвать технологическим процессом, состоящим из таких этапов:

  • газификация: древесина даже не горит, а тлеет при подаваемом количестве кислорода в размере 33—35% от необходимого для полноценного сжигания;
  • первичная грубая очистка: летучие частицы продуктов горения, что вырабатывают древесные газогенераторы после первого этапа, отделяются с помощью сухого вихревого фильтра – циклона;
  • вторичная грубая очистка: производится в скруббере – очистителе, где поток горючего пропускается через воду;
  • охлаждение: продукты сгорания с температурой до 700 ºС проходят его в воздушном либо водяном теплообменнике;
  • тонкая очистка;
  • отправка потребителю: это может быть закачка горючего компрессором в бак-распределитель либо подача в смеситель, а затем — сразу в ДВС.

Рассмотреть устройство и принцип работы газогенератора в промышленном исполнении можно на технологической схеме, представленной ниже:

Полный цикл получения газа достаточно сложен, поскольку включает в себя несколько различных установок. Самая основная – это газогенератор, представляющий собой металлическую колонну цилиндрической либо прямоугольной формы, имеющую сужение книзу. В колонне имеются патрубки для воздуха и выхода газа, а также лючок доступа в зольник. Сверху агрегат оборудован крышкой для загрузки топлива, дымоход к корпусу не присоединяется, он просто отсутствует. Процесс горения и пиролиза, проходящий внутри колонны, хорошо отражает схема газогенератора:

Не вдаваясь в тонкости химических реакций, проходящих внутри колонны, отметим, что на выходе из нее получается смесь газов, описанная выше. Только она загрязнена частицами и побочными продуктами горения и обладает высокой температурой. Изучив чертежи газогенераторов любой конструкции, можно заметить, что все остальное оборудование предназначено для приведения газа в норму. Воздух в зону горения подается принудительно тяговой или дутьевой машиной (простыми словами — вентилятором).

Надо сказать, что самодельный газогенератор на дровах делается домашними мастерами-умельцами не такой сложной конструкции и технология выделения газа в нем несколько упрощена, о чем будет рассказано ниже.

Мифы о газогенераторных установках

На просторах интернета часто встречается множество необоснованных утверждений о работе подобных агрегатов и дается противоречивая информация об использовании газогенераторов. Попытаемся все эти мифы развеять.

Миф первый звучит так: КПД газогенераторной установки достигает 95%, что несоизмеримо больше, нежели у твердотопливных котлов с эффективностью 60—70%. Поэтому отапливать дом с ее помощью куда выгоднее. Информация некорректна изначально, нельзя сравнивать бытовой газогенератор для дома и твердотопливный котел, эти агрегаты выполняют разные функции. Задача первого – вырабатывать горючий газ, второго – нагревать воду.

Читайте также:  Как снять форсунки на ниве шевроле видео

Когда говорят о генерирующем оборудовании, то его КПД – это отношение количества полученного продукта к объему газа, что возможно выделить из древесины теоретически, помноженное на 100%. Эффективность котла – это отношение вырабатываемой тепловой энергии дров к теоретической теплоте сгорания, также умноженное на 100%. Кроме того, извлечь из органики 95% горючего топлива может далеко не каждая биогазовая установка, не то что газогенератор.

Вывод. Суть мифа в том, что массу либо объем пытаются через КПД сопоставить с единицами энергии, а это недопустимо.

Обогревать дом проще и эффективнее обычным пиролизным котлом, что таким же способом выделяет горючие газы из древесины и тут же их сжигает, используя подачу вторичного воздуха в дополнительную камеру сгорания.

Миф второй – в бункер можно закладывать топливо любой влажности. Загружать-то его можно, да только количество выделяемого газа падает на 10—25%, а то и более. В этом отношении идеальный вариант — газогенератор, работающий на древесном угле, что почти не содержит влаги. А так тепловая энергия пиролиза уходит на испарение воды, температура в топке падает, процесс замедляется.

Миф третий – затраты на обогрев здания снижаются. Это нетрудно проверить, достаточно сравнить стоимость газогенератора на дровах и обычного твердотопливного котла, тоже сделанного своими руками. Плюс нужно водогрейное устройство, сжигающее древесные газы, например, конвектор. Наконец, эксплуатация всей этой системы отнимет немало времени и сил.

Вывод. Самодельный газогенератор на дровах, сделанный своими руками, лучше всего использовать совместно с двигателем внутреннего сгорания. Именно поэтому домашние умельцы приспосабливают его для генерации электроэнергии в домашних условиях, а то и прилаживают установку на автомобиль.

Автомобильный газогенератор

Надо понимать, что газогенератор для автомобиля должен быть достаточно компактным, не слишком тяжелым и в то же время эффективным. Заграничные коллеги, чьи доходы не в пример выше наших, делают корпус генератора, циклон и фильтр охлаждения из нержавеющей стали. Это позволяет брать толщину металла вдвое меньше, а значит, и агрегат выйдет намного легче. В наших реалиях для сборки газогенератора применяют трубы, старые баллоны от пропана, огнетушители и прочие подручные материалы.

Ниже показан чертеж газогенератора, устанавливаемого на старые грузовики УралЗИС-352, по нему и надо ориентироваться при сборке агрегата:

Наружную емкость наши мастера чаще всего делают из баллонов для сжиженного пропана, внутреннюю можно сделать из ресивера грузового автомобиля ЗИЛ или КаМАЗ. Колосниковая решетка выполняется из толстого металла, патрубки – из соответствующего диаметра труб. Крышку с фиксаторами можно изготовить из отрезанного верха баллона либо из листовой стали. Уплотнение крышки – шнур из асбеста с графитной пропиткой.

Грубый фильтр – циклон для авто делают из старого огнетушителя либо простого отрезка трубы. Снизу трубы выполняется конусная насадка со штуцером для выгрузки золы, сверху торец закрывается наглухо привариваемой крышкой. В нее врезается выходной патрубок для очищенных газов, а сбоку – второй штуцер, куда будет осуществляться подача продуктов горения. Функциональная схема циклона в разрезе показана на рисунке:

Поскольку автомобильный газогенератор выдает газы с высокой температурой, их требуется охлаждать. Причины две:

  • раскаленное газообразное топливо имеет слишком малую плотность и поджечь его в цилиндрах ДВС будет непросто;
  • существует опасность самопроизвольной вспышки при контакте с горячими поверхностями мотора.

Движение газов по всему тракту во время розжига обеспечивает вентилятор, а после пуска мотора в системе появляется необходимое разрежение, вентилятор отключается.

Для охлаждения мастера-умельцы применяют обычные ребристые радиаторы отопления, располагая их на автомобиле таким образом, чтобы они максимально обдувались воздухом во время движения. Иногда даже используются современные биметаллические радиаторы. Перед попаданием в газогенераторный двигатель топливо требует тонкой очистки, для этого используют разного рода фильтры на свое усмотрение. Все узлы объединяются в одну установку в соответствии со схемой:

И последняя деталь – смеситель, нужен для регулирования пропорций газовоздушной смеси. Дело в том, что древесный газ имеет теплоту сгорания всего 4.5 МДж/м3, в то время как используемый в автомобилях природный газ — целых 34 МДж/м3. Следовательно, пропорции топлива и воздуха должны быть другими, их потребуется настроить заслонкой.

Заключение

Невзирая на всю привлекательность идеи сжигания дров вместо бензина в современных условиях она практически нежизнеспособна. Долгий розжиг, езда на средних и высоких оборотах, влияющая на ресурс ДВС, отсутствие комфорта, — все это делает действующие установки обычными диковинками, не находящими широкого применения. А вот сделать газогенератор для домашней электростанции – совсем другой вопрос. Стационарный агрегат совместно с переделанным дизельным ДВС может оказаться отличным вариантом электроснабжения дома.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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

Adblock detector