Zrób to sam kocioł pirolityczny: urządzenie, obwody, zasada działania

Termin „piroliza” odnosi się do procesu, w którym następuje opóźnione spalanie paliwa stałego w celu wytworzenia ośrodka gazowego. Pomimo „profesorskiej” nazwy konstrukcji, wykonanie kotła pirolitycznego własnymi rękami jest stosunkowo proste, a produkty domowe są dość powszechne w praktyce.

Wyjaśnienie jest proste - kocioł gazowy opalany drewnem jest łatwiejszy w utrzymaniu, często bardziej wydajny i ekonomiczny niż inne podobne urządzenia. Zobaczmy, jak działa taki sprzęt i co jest potrzebne do jego produkcji.

Zasada działania kotłów pirolitycznych

Kotły systemów grzewczych, w których jako paliwo wykorzystywane są stałe materiały palne, oprócz klasyków również należą do struktur pirolizy. Zwykle nazywane są kotłami gazowymi.

Aby lepiej zrozumieć zasadę działania domowego kotła pirolitycznego, logiczne jest staranne rozważenie urządzenia takiej techniki. Zacznijmy od cech pieca jako głównej części struktury grzewczej. W rzeczywistości obszar roboczy komory paliwowej kotłów pirolitycznych jest podzielony na dwie oddzielne komory.

Konstrukcja kotła pirolitycznego w kontekście: 1 - komory ładunkowej (pasywnej), w której zachodzi proces pirolizy (niepełne spalanie); 2 - komora spalania gazu (aktywna) wytwarzana podczas pirolizy

Jedna z tych komór jest wypełniona paliwem stałym - drewnem opałowym, pelletami, brykietami itp. Rozpoczyna się podstawowy proces spalania paliwa stałego przy ograniczonym dopływie powietrza. W tym stanie paliwo nie pali się, ale tli się. Gazy emitowane podczas powolnego spalania trafiają do innego obszaru komory - aktywnego, gdzie intensywnie się wypalają nawet przy zwiększonym dopływie powietrza.

Technicznie podobny proces spalania realizowany jest w prosty sposób. Podregiony wspólnej komory są po prostu oddzielone kratą i dyszą. Górna część komory to piec pasywny, dolna część komory to piec aktywny. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę cechę konstrukcyjną - górny dopływ powietrza do komory paliwowej (górny podmuch).

W rzeczywistości odróżnia to konstrukcję kotła gazowego od klasycznej konstrukcji jednokomorowej, w której zastosowano niższy przepływ.

Klasyczna konstrukcja pompy powietrza (często nazywanej wentylatorem, ale technicznie jest to błędna nazwa), która jest stosowana w obwodzie kotła do pirolizy. Jest to ważna część zapewniająca wydajność sprzętu.

Technologicznie w przypadku rozmieszczenia kotłów pirolitycznych charakterystycznym momentem jest również organizacja wymuszonego ciągu. Konstrukcja dwustopniowego paleniska ma wysoki opór aerodynamiczny. Dlatego nie można tego zrobić bez zainstalowania pompy powietrza.

Jak funkcjonuje kocioł w praktyce?

Wygodne jest rozważenie praktycznego wykorzystania sprzętu w procesie krok po kroku:

1. Ładowanie drewna opałowego - układanie na ruszcie w górnej części kamery.
2. Zapłon paliwa i uruchomienie pompy dymowej.
3. Powstawanie gazu drzewnego w temperaturze 250–850 ° C
4. Przejście gazu drzewnego do dolnego obszaru pieca.
5. Spalanie gazu drzewnego z dodatkowym dopływem powietrza.

Ponadto ciepło uzyskane w dolnym obszarze komory paliwowej jest wykorzystywane do ogrzewania płynu chłodzącego. Czynnikiem chłodzącym może być zarówno środowisko wodne, jak i powietrze.

1 - aktywna kamera; 2 - wlot wody; 3 - powietrze wtórne; 4 - komin; 5 - rura wylotowa; 6 - przepustnica; 7 - wylot wody; 8, 9 - czujniki; 10 - regulator temperatury; 11 - drzwi komory pasywnej; 12 - powietrze pierwotne; 13 - kamera pasywna; 14 - pompa powietrza; 15 - obwód wymiennika ciepła; 16 - dysza; 17 - drzwi aktywnej kamery

Jeśli zwrócisz uwagę na wszystkie istniejące konstrukcje domowych kotłów zasilanych paliwem stałym, tradycyjna alternatywa jest główną alternatywą dla kotła pirolitycznego.

Jest to podobna wersja kotła opalanego drewnem, w którym znajduje się jedna niepodzielna palenisko i działa zasada mniejszego dopływu powietrza do komory spalania. Ale taki system jest uważany za mniej wydajny i nieekonomiczny ze względu na szybkie spalanie paliwa.

Kocioł pirolityczny jest w stanie wytworzyć współczynnik wydajności na poziomie 85–95% pod warunkiem 100% obciążenia. Jednak wydajność spada gwałtownie, jeśli obciążenie jest mniejsze niż 50%. Dlatego producenci sprzętu do pirolizy zalecają użytkownikom obsługę sprzętu o maksymalnym obciążeniu.

Podobne podejście dotyczy konstrukcji wykonanych w domu, pod warunkiem że są one w pełni zgodne z klasycznym schematem pirolizy i wymaganiami operacyjnymi.

W odniesieniu do wymagań dotyczących operacji „pirolizy” należy zauważyć dość rygorystycznie:

• obowiązkowe wyposażenie z pompą powietrza;
• dopuszczalna wilgotność paliwa nie wyższa niż 25–35%;
• obciążenie sprzętu nie mniej niż 50%;
• temperatura powrotu nie niższa niż 60 ° С;
• ładowanie tylko dużą masą paliwa.

Należy również zauważyć wysoki koszt systemy pirolizy produkcja przemysłowa. Prawdopodobnie dlatego opcja zrób to sam jest bardzo popularna.

Domowy kocioł pirolityczny

Z reguły przy wytwarzaniu takich urządzeń grzewczych własnymi rękami jako podstawę przyjmuje się popularny schemat Bielajewa. Nie oznacza to, że jest to proste rozwiązanie, które pozwala wykonać grzejnik bez problemów. Być może jedno z tych rozwiązań, które naprawdę można wdrożyć.

Trójwymiarowy schemat kotła pirolitycznego do produkcji DIY. Jest to jedna z prostych odmian obwodów, które można wykonać samodzielnie w domu.

Do produkcji sprzętu zgodnie z tym schematem kapitan będzie potrzebował:

• rura metalowa (d = 32; 57; 159 mm);
• rura profilowa (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• taśma stalowa (20x4; 30x4; 80x4 mm);
• cegła ogniotrwała;
• blacha;
• pompa powietrza;
• czujnik temperatury.

Konieczne jest również posiadanie pełnego zestawu narzędzi stołowych oraz spawarki (i umiejętności spawaczaodpowiednio).Praca nad produkcją kotła pirolitycznego własnymi rękami wyraźnie nie jest przytłaczająca sama. Potrzebny jest co najmniej jeden asystent.

Przede wszystkim, zgodnie z wybranym schematem, konieczne jest przygotowanie szczegółów arkusza konstrukcji. Zaleca się przygotowanie paneli z blachy, przycinając je na wymiar za pomocą profesjonalnego, precyzyjnego sprzętu.

Aplikacja do cięcia narzędzia ręcznego, takiego jak „szlifierka”, wymaga również pewnych umiejętności i środki ostrożności podczas pracy, ale nie zapewnia dokładności cięcia, co następnie wpływa na jakość wydajności spawania. Ten punkt należy wziąć pod uwagę. Rozsądnym rozwiązaniem do cięcia blach jest zamówienie w warsztacie mechanicznym.

Montaż wewnętrznych części urządzeń

Z jednej części blachy konieczne jest wykonanie komory paliwowej. W tym celu łączy się i zgrzewa materiał proporcjonalny do parametrów obwodu. Należy uzyskać dwukomorowy projekt, który należy uzupełnić kanałami powietrznymi.

Te elementy komory paliwowej są wykonane z metalowego kanału lub do produkcji służy profilowana rura. Otwory wiercone są na całej powierzchni przedniej strony kanału.

Kanały powietrzne wewnątrz komory spalania. Powietrze jest dostarczane przez te kanały za pomocą pompy powietrza. Aby uzyskać równomierny rozkład przepływu powietrza na całej długości kanału, wiercone są otwory

Niższy poziom, w obszarze aktywnej komory spalania, metalowa rura (zasilanie powietrzem wtórnym) rozbija się o ścianę usytuowaną w poprzek kanałów powietrznych. Następnie prace zaczynają się od rur, ponieważ nadeszła kolej na montaż rurowego wymiennika ciepła.

Ta część układu pirolizy wykonana jest z metalowych rur d = 57 mm:

1. Dwie blachy są pobierane do rozmiaru rysunku i wykonuje się znakowanie.
2. Na podstawie oznaczenia lokalizacji rur wycina się na arkuszu otwory d = 60 mm.
3. Rury d = 57 mm długości są cięte.
4. Końce rur są wkładane do otworów jednego arkusza i oparzone.
5. Powtórz operację z innym arkuszem.

Wyjściem powinien być gotowy wymiennik ciepła, który jest przymocowany do korpusu kotła w miejscu wskazanym przez obwód.

Przykład wykonania wymiennika ciepła z dwóch blach stalowych i rur, przyciętych na wymiar. Wymagane jest tutaj spawanie wysokiej jakości, aby później nie było problemów podczas pracy kotła

Zawór dławikowy jest zainstalowany obok wymiennika ciepła (na górnym poziomie). Ta część jest wyposażona w uchwyt i jest również przyspawana do konstrukcji. Końcowa część korpusu przepustnicy jest zamknięta kawałkiem blachy z rurą pod kominem.

Następnie pozostaje tylko przyspawać przedni panel komory paliwowej z oknami na drzwi pod każdą z dwóch sekcji i modułem dla pompy powietrza.

Zainstalowany wymiennik ciepła i część konstrukcji przepustnicy. Wariant mechanizmu regulacyjnego w postaci dźwigni ręcznej z możliwością zamocowania klapy w dowolnej pozycji

Przed montażem panelu przedniego wnętrze komór spalania należy wzmocnić cegłami ogniotrwałymi. Materiał ten jest przycinany na wymiar, niektóre pod kątem. Cegła jest szlifowana i regulowana w miejscu układania.

Obie sekcje ogniowe komory paliwowej kotła są narażone na działanie cegieł ogniotrwałych. Jednocześnie obszar klap rur wydmuchowych (zasilających) jest starannie ułożony. Po ułożeniu cegły instalowany jest panel przedni.

Przykład układania wewnętrznego obszaru komory paliwowej za pomocą cegieł ogniotrwałych. Ceglana podszewka chroni ściany komory kotła pirolitycznego przed możliwym wypaleniem podczas długotrwałej pracy

W rzeczywistości główny montaż kotła pirolitycznego na tym etapie można uznać za zakończony. Zmontowaną konstrukcję należy poddać obróbce - usunąć zgorzelinę ze spawu, wyczyścić spoiny, przyciąć, jeśli gdzieś występują niewielkie nierówności.

Następnym krokiem jest zakończenie złożonej konstrukcji w szczelnej obudowie.Ta część konstrukcji jest również wykonana z blachy. Najpierw jednak potrzebne są testy ciśnienia.

Testowanie i końcowy montaż konstrukcji

Zmontowana konstrukcja musi zostać przetestowana. Czynności obowiązkowe - sprawdź szczelność obszaru kotła, w którym powinien krążyć płyn chłodzący. Aby przeprowadzić test ciśnieniowy wymiennika ciepła, tymczasowo instaluje się korki na rurach zasilających i powrotnych chłodziwa.

Następnie wymiennik ciepła jest ładowany wodą. Wskazane jest stosowanie gorącej wody z sieci grzewczej lub źródła ciepłej wody, aby móc sprawdzać spoiny w warunkach rozszerzalności cieplnej metalu.

Przednia część prawie gotowej konstrukcji z wylotami do zasilania powietrzem wewnątrz komór roboczych. Okna sekcji komory paliwowej są jak dotąd bez drzwi. Ta konstrukcja zostanie osłonięta arkuszami kadłuba.

Jeśli nie ma wycieków w szwach wymiennika ciepła, woda jest odprowadzana, a metalowe konstrukcje kotła pirolitycznego są otoczone zewnętrznymi metalowymi panelami. Również na tym etapie wytwarzane są i zawieszane drzwi okien sekcji komory spalania.

Drzwi instalacji do pirolizy wymagają wykonania z uwzględnieniem warunków pracy w wysokiej temperaturze. Dlatego te elementy konstrukcyjne są zwykle wykonane (lub stosowane już wykonane) z żeliwa z dodatkowym wzmocnieniem termicznym cegłą szamotową.

Przykład konstrukcji drzwi jednej z sekcji komory paliwowej kotła pirolitycznego. Aby zwiększyć ochronę przed skutkami wysokiej temperatury procesu spalania, oprócz metalu stosuje się cegły ogniotrwałe

Ostatnim etapem jest instalacja kotła pirolitycznego w miejscu jego przyszłej eksploatacji. Montaż konstrukcji odbywa się na fundamencie lub na płycie betonowej. Zaleca się wysokość fundamentu (płyty) w stosunku do poziomu gruntu, aby zachować rozmiar nie mniejszy niż 100 mm.

Po instalacji i zrównoważeniu poziomów dolna część kotła jest przymocowana do fundamentu. Pozostaje podłączyć komin, zainstalować pompę powietrza i podłączyć przewody zasilania / wyjścia chłodziwa.

Kocioł pirolityczny jest całkowicie zamknięty w metalowej obudowie i gotowy do instalacji w miejscu pracy. Haki kątowe są przyspawane jako elementy wsporcze elementów mocujących na korpusie

Samodzielne wykonanie projektu kotła pirolitycznego jest zadaniem, które wymaga znacznych nakładów pracy. Oczywiście nie można obejść się bez kosztów ogólnych w zakresie zasobów finansowych.

Być może zakup materiału i korzystanie z usług stron trzecich będzie kosztować mniej niż koszt sprzętu przemysłowego. Jednak różnica prawdopodobnie nie będzie tak znacząca. Ale główne pytanie nie dotyczy pieniędzy.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

W sprawie niezależnej produkcji kotła pirolitycznego:

Technicznie niezależna produkcja kotłów pirolitycznych bez dostępności odpowiedniej bazy jest niezwykle złożonym procesem. Wymagane są również profesjonalne umiejętności pracy z metalem, zrozumienie schematów inżynieryjnych i subtelności technologicznych wytwarzania urządzeń kotłowych. Bez tego wszystkiego nie powinieneś nawet podejmować pracy.

Jeśli posiadasz niezbędną wiedzę i umiejętności i możesz udzielić cennych porad na temat montażu kotła pirolitycznego innym użytkownikom witryny - zostaw swoje komentarze, podziel się sekretami umiejętności, zadawaj pytania w bloku pod tym artykułem.