Отопление и котлы

Газогенераторные котлы на дровах пиролизного горения

5 (100%) 4 vote[s]

Газогенераторные котлы — это технология, в которой реализовано пиролизное горение древесины, позволяет максимально эффективно использовать этот материал для отопления. В отличие от естественного горения древесины, КПД которой не превышает 60%, при пиролизе дрова выгорают полностью, и КПД газогенераторной установки достигает 90%.

Принцип конструкции

Пиролизный газогенератор отличается от других твердотопливных котлов наличием двух камер сжигания. В первой, загрузочной камере, дрова нагреваются до температуры тления. Эта камера герметично изолирована от атмосферного воздуха, поэтому топливо тлеет в условиях дефицита кислорода. При этом дрова разлагаются с выделением газов. В основном это CO.

Пиролизный котел
Пиролизный котел

Важно! В этих условиях выгорает весь углерод, именно поэтому газогенератор отличается от котла обычного горения малым количеством производимой сажи и более высоким КПД.

После того, как дрова разогреются и начнут разлагаться, горючие газы из первой попадают во вторую топку. Полученное в результате пиролиза топливо смешивается в форсунке с воздухом и моментально воспламеняются. Сгорание газов происходит при высокой температуре (до 1200 градусов).

Обычно для подачи газа и смешивания его с воздухом используется принудительная вентиляция. Эту функцию выполняет электрический дымосос. Но в некоторых моделях движение газов происходит на естественной тяге. Изменяя подачу воздуха, можно регулировать сгорание во второй камере газогенератора и его температуру.

Внутреннее строение дровяного газогенератора
Внутреннее строение дровяного газогенератора

Нижняя камера стального агрегата обязательно оборудуется футеровочными панелями. Срок службы корпуса может быть больше 20 лет, но футеровочные панели и форсунку менять придется каждые 2-3 года.

Разновидности пиролизных котлов

Как правило, дрова тлеют снизу вверх. Камера дожига газов расположена под топкой, куда закладывают топливо. Это классическая конструкция, в которой используется принудительная тяга. Но есть газогенератор с нижней закладкой, в котором газообразное топливо горит в верхней части котла. Именно такие модели работают на естественной тяге, и их специалисты называют «псевдопиролизными». Дрова в такой конструкции тлеют снизу, и, по сути, происходит обычное горение.

Но за счет того, что заслонкой ограничивается подача воздуха, дрова тлеют медленно. Такое сгорание имеет более низкий КПД, поскольку в «правильной» конструкции с верхней закладкой топливо в отсеке тления подогревается еще и сгоревшими газами из нижней топки. При нижней закладке дрова выгорают не полностью. Да и по времени работы котёл с верхней зоной сжигания пиролизных газов мало отличается от обычной печи.

Пиролизный котёл длительного горения с верхней загрузкой
Пиролизный котёл длительного горения с верхней загрузкой

По способу передачи тепловой энергии теплоносителю газогенераторные котлы на дровах могут быть со сплошной рубашкой, которая полностью покрывает корпус агрегата, или с трубчатым теплообменником. Сплошная рубашка позволяет максимально использовать вырабатываемое тепло, за исключением нескольких килокалорий, которые вылетают в дымоход.

Чтобы снизить потери энергии, воздушные каналы имеют сложную конфигурацию с завихрителями, которые задерживают горячие газы в воздуховоде. Но в случае протечки отремонтировать такой теплообменник будет сложно. При использовании трубчатых систем теплоотвода эффективность передачи энергии будет меньше, но с их ремонтом проблем не возникнет.

Чугунный или металлический корпус

Чугунный котёл более теплоемкий и инерционный. Газогенератор с чугунной топкой выпускают в виде набора секций, которые собираются в месте установки.

Чугун устойчив к коррозии, так как покрывается слоем сухой ржавчины, которая не прогрессирует и защищает его от разрушения. Чугунный газогенератор устойчив к конденсату, который всегда образуется в пиролизном оборудовании и является постоянной проблемой.

Важно! Слабое место стального оборудования – это сварные швы.

Защита топки огнеупорными панелями
Защита топки огнеупорными панелями

Стальной котёл сваривают в заводских условиях. Он быстрее нагревается и остывает, поэтому газогенератор со стальной топкой хорошо работает с электронной автоматикой.

Полезный объем и мощность

Это главные характеристики, по которым следует выбирать газогенератор. Соотношение объема топки с номинальной мощностью показывает эффективность работы газогенератора. В чугунных моделях (1,1-1,4 л/кВт) из-за более медленной теплопередачи она ниже, чем у стальных (1,6 — 2,6 л/кВт).

Пиролизный газогенератор имеет высокую мощность, поэтому оптимальным местом для его использования считаются крупные объекты. Как правило, главным критерием установки пиролизного газогенератора является доступность топлива.

Газогенератор на предприятии
Газогенератор на предприятии

На любом деревообрабатывающем предприятии пиролизный теплогенератор позволит одновременно решить проблемы отопления и утилизации отходов, так как топливо является отходом производства.

В маленьких загородных домах газогенератор придется использовать в половину мощности, а это значительно снизит его КПД. При максимальном замедлении работы дымососа сгорание газов будет неполным. Процесс тления можно ограничить до определенного предела, когда дрова просто затухнут. Замедление тления не уменьшает количества выделяемых газов, и вместо выработки тепла они вылетят в дымоход.

Чем топить

Чтобы котёл выдавал паспортную мощность, используют сухие дрова. Допускается подмешивание опилок, но не больше трети от объема закладки. Дрова заготавливают по размеру топки, из такого расчета, чтобы по мере прогорания они свободно проседали и не цеплялись за стенки топки.

Виды топливных материалов
Виды топливных материалов

Дрова можно заменить прессованными брикетами, с условием, что топливо в основной массе изготовлено из опилок.

Преимущества и недостатки

В сравнении с традиционной печью, газогенератор имеет такие преимущества:

      • Производитель рекомендует использовать дрова с низким процентом влажности (до 20%), но это можно отнести только к этапу запуска агрегата. Поэтому дрова должны быть сухими в поджигаемом слое, который начнет горение. В верхний слой можно закладывать более сырые дрова (до 45%), так как после того, как газогенератор набирает температуру, сырые дрова будут высушиваться. Хоть газогенератор при этом будет выдавать меньшую мощность, но это все равно намного лучше, чем сушка дров для обычной печи.
      • Возможность регулировать мощность газогенератора до 50%.
      • Дрова выгорают полностью, в результате чего в атмосферу попадает только углекислый газ и водяной пар. Это не вредит экологии, а малое количество сажи делает газогенератор простым в обслуживании.
      • В сравнении с традиционными дровяными печами газогенератор работает на одной закладке дров вдвое дольше.

Важно! Как правило, в паспорте на дровяной газогенератор производитель указывает время работы на одной полной закладке на минимальной и максимальной мощности. И тут оказывается, что время работы в номинальном режиме не отличается от обычной печи, в которой происходит естественное горение.

Схема, как работает пиролизный котел
Схема, как работает пиролизный котел

Газогенераторные котлы имеют недостатки:

      • Газогенератор стоит дороже, чем традиционный котёл.
      • Если использовать сырые дрова, снижается мощность, и газогенератор будет подвергаться интенсивному отложению сажи и копоти. Влага препятствует полному выгоранию древесины.
      • Использование электронных вентиляторов делает газогенератор большинства современных моделей энергозависимым.
      • Дровяные газогенераторные котлы одноконтурные, они не предполагают обустройство ГВС. Для этого газогенератор покупают вместе с бойлером косвенного нагрева.
      • Тепловая инерционность. При нагреве воды в контуре до критической отметки (95 градусов), при отключении автоматикой подачи воздуха дрова все равно будут какое-то время продолжать тлеть, и нагрев теплоносителя будет продолжаться. Поэтому дровяной газогенератор обязательно оборудуется дополнительной системой аварийного охлаждения.
      • Сложность холодного запуска. Чтобы начался процесс тления, верхняя камера должна быть прогрета. Для этого вначале дрова поджигают обычным способом и дают топке разогреться. После закрывания заслонки начинается процесс пиролиза.
      • После того, как появились пеллетные котлы, у пиролизного газогенератора обнаружился недостаток: в нем не получается закладывать топливо в автоматическом режиме.
      • Для организации непрерывной работы пиролизного агрегата требуется оператор.

Буферная емкость

Пиролизный котёл используют для отопления помещений. Важным требованием к эксплуатационным характеристикам дровяного газогенератора является его безопасность. Большие неприятности может доставить перегрев оборудования. Пиролизный дровяной котёл оснащен защитной автоматикой, которая при поступлении сигнала от термостата на выходе из теплообменника о том, что вода нагрелась до 95 градусов, отключает насос поддува.

Но моментального остывания теплообменника после выключения насоса не произойдет, поэтому особое внимание уделяют защите теплоносителя от перегрева. Обустройство вторичного охлаждающего теплообменника эффективно, но не всегда возможно.

Буферная емкость
Буферная емкость

Сегодня наиболее практичным способом предотвращения перегрева теплоносителя и выравнивания давления в системе отопление считается установка газогенератора в сочетании с буферной емкостью.

Эта технология имеет много преимуществ:

      • Буферная емкость выполняет функцию аккумулятора. При перерывах в работе нагревателя не будет резких скачков температуры в контуре отопления. При этом можно увеличить промежутки между закладкой очередной порции дров.
      • Теплая вода из буферной емкости используется для подогрева теплообменника, что предотвращает образование конденсата при холодном запуске нагревателя. Это продлит срок эксплуатации нагревателя.
      • В случае перегрева теплоносителя система не пострадает, так как большой объем емкости нивелирует скачки в температуре.
      • Через буферную емкость подключаются в одну систему несколько разнотипных нагревательных приборов.

Видео, как газогенератор помог организовать экономное отопление на предприятии:

Пиролизный теплогенератор является эффективной заменой обычной печи в условиях отсутствия магистрального газопровода.

Читайте больше по теме:

Подписаться
Уведомление о
guest
0 комментариев
Inline Feedbacks
View all comments
Просмотры: 287

Популярные записи