Caldeira de pirólise faça você mesmo: dispositivo, circuitos, princípio de operação

O termo "pirólise" refere-se a um processo em que há uma queima retardada de combustível sólido para produzir um meio gasoso. Apesar do nome "professoral" da estrutura, fazer uma caldeira de pirólise com suas próprias mãos é relativamente simples, e os produtos caseiros são bastante comuns na prática.

A explicação é simples - uma caldeira a gás a lenha é mais fácil de manter, geralmente mais eficiente e mais econômica do que outros equipamentos similares. Vejamos como esse equipamento funciona e o que é necessário para sua fabricação.

O princípio de funcionamento das caldeiras de pirólise

Caldeiras de sistemas de aquecimento, onde materiais combustíveis sólidos são usados ​​como combustível, além dos clássicos, também pertencem às estruturas de pirólise. Geralmente eles são chamados de caldeiras geradoras de gás.

Para entender melhor o princípio de operação de uma caldeira de pirólise doméstica, é lógico considerar cuidadosamente o dispositivo dessa técnica. Vamos começar com os recursos do forno como a parte principal da estrutura de aquecimento. De fato, a área de trabalho da câmara de combustível das caldeiras de pirólise é dividida em duas câmaras separadas.

O projeto da caldeira de pirólise no contexto de: 1 - câmara de carga (passiva), onde ocorre o processo de pirólise (combustão incompleta); 2 - câmara de combustão gasosa (ativa) gerada durante a pirólise

Uma dessas câmaras é carregada com combustível sólido - lenha, pellets, briquetes, etc. Aí começa o processo primário de queima de combustível sólido com suprimento de ar limitado. Nesse estado, o combustível não queima, mas queima. Os gases emitidos durante a combustão lenta entram em outra área da câmara - a ativa, onde queimam intensamente, mesmo com o aumento do suprimento de ar.

Tecnicamente, um processo de combustão semelhante é implementado de maneira simples. As sub-regiões da câmara comum são simplesmente separadas pela grade e pelo bico. A parte superior da câmara é um forno passivo, a parte inferior da câmara é um forno ativo. Nesse caso, um recurso de design deve ser levado em consideração - o suprimento de ar superior para a câmara de combustível (explosão superior).

Na verdade, isso distingue o design da caldeira a gás do design clássico de câmara única, onde o fluxo mais baixo é usado.

O design clássico de uma bomba de ar (geralmente chamada de ventilador, mas tecnicamente esse é um nome incorreto), usado no circuito da caldeira de pirólise. Esta é uma parte importante para garantir o desempenho do equipamento.

Tecnologicamente, para o arranjo de caldeiras de pirólise, um momento característico é também a organização do calado forçado. O design da fornalha de dois estágios possui alta resistência aerodinâmica. Portanto, não há como fazer sem instalar uma bomba de ar.

Como a caldeira funciona na prática?

É conveniente considerar o uso prático do equipamento em um processo passo a passo:

1. Carregando lenha - deitada na grade da área superior da câmera.
2. Ignição de combustível e partida da bomba de fumaça.
3. A formação de gás de madeira a uma temperatura de 250-850 ° C.
4. A transição do gás de madeira para a região inferior do forno.
5. Combustão de gás de madeira com suprimento de ar adicional.

Além disso, o calor obtido na região inferior da câmara de combustível é usado para aquecer o líquido de refrigeração. O líquido de refrigeração pode ser tanto meio aquoso quanto ar.

1 - câmera ativa; 2 - entrada de água; 3 - ar secundário; 4 - chaminé; 5 - tubo de saída; 6 - uma válvula de borboleta; 7 - saída de água; 8, 9 - sensores; 10 - regulador de temperatura; 11 - a porta da câmara passiva; 12 - ar primário; 13 - câmera passiva; 14 - bomba de ar; 15 - circuito trocador de calor; 16 - bico; 17 - a porta da câmera ativa

Se você prestar atenção a todos os projetos existentes de caldeiras domésticas operando com combustível sólido, a alternativa tradicional é a principal alternativa à caldeira de pirólise.

Esta é uma versão similar de uma caldeira a lenha, onde há uma fornalha indivisa e o princípio de menor suprimento de ar para as obras da câmara de combustão. Mas esse sistema é considerado menos eficiente e antieconômico devido à rápida combustão de combustível.

A caldeira de pirólise é capaz de produzir um coeficiente de desempenho no nível de 85-95% sob a condição de 100% de carga. No entanto, a eficiência cai acentuadamente se a carga for inferior a 50%. É por isso que os fabricantes de equipamentos de pirólise recomendam que os usuários operem equipamentos com carga máxima.

Uma abordagem semelhante é verdadeira para estruturas caseiras, desde que cumpram totalmente o esquema de pirólise clássico e os requisitos operacionais.

Para os requisitos de operação de "pirólise", deve-se notar, bastante rigoroso:

• equipamento obrigatório com bomba de ar;
• umidade admissível do combustível não superior a 25-35%;
• carga do equipamento não inferior a 50%;
• temperatura de retorno não inferior a 60 ° С;
• carregando apenas com uma grande massa de combustível.

Note-se também o alto custo sistemas de pirólise fabricação industrial. Provavelmente é por isso que a opção faça você mesmo é muito popular.

Caldeira de pirólise caseira

Como regra, na fabricação desses equipamentos de aquecimento com as próprias mãos, o popular esquema de Belyaev é tomado como base. Isso não quer dizer que seja uma solução simples que permita fazer um aquecedor sem problemas. Mas, talvez, uma daquelas soluções que realmente podem ser implementadas.

Esquema tridimensional de uma caldeira de pirólise para produção de bricolage. Essa é uma das variações simples de circuito que podem ser feitas em casa por conta própria.

Para a produção de equipamentos de acordo com esse esquema, o mestre precisará:

• tubo de metal (d = 32; 57; 159 mm);
• tubo de perfil (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• tira de aço (20x4; 30x4; 80x4 mm);
• tijolo fireclay;
• chapa metálica;
• bomba de ar;
• sensor de temperatura.

Também é necessário ter um conjunto completo de ferramentas de bancada, além de uma máquina de solda (e habilidades de soldador, respectivamente).O trabalho na fabricação de uma caldeira de pirólise com suas próprias mãos claramente não é esmagador. É necessário pelo menos um assistente.

Antes de tudo, de acordo com o esquema selecionado, é necessário preparar detalhes da folha da estrutura. Recomenda-se preparar painéis de chapa, cortando-os no tamanho adequado com equipamento de precisão profissional.

O pedido de corte de uma ferramenta manual como "moedor" também requer algumas habilidades e precauções de segurança durante a operação, mas não garante a precisão do corte, o que afeta subsequentemente a qualidade do desempenho da soldagem. Este ponto deve ser levado em consideração. Uma solução razoável para cortar chapas de metal é um pedido em uma oficina mecânica.

Montagem de partes internas de equipamentos

De uma parte das chapas de metal é necessário fazer uma câmara de combustível. Para isso, um material proporcional aos parâmetros do circuito é conectado e soldado. Deve ser obtido um projeto de duas câmaras, que deve ser complementado com dutos de ar.

Esses elementos da câmara de combustível são feitos de um canal de metal ou um tubo de perfil é usado na fabricação. Os furos são perfurados em toda a área da parte frontal do duto.

Dutos de ar dentro da câmara de combustão. O ar é fornecido por esses canais usando uma bomba de ar. Para uma distribuição uniforme do fluxo de ar ao longo de todo o comprimento do canal, são feitos furos

Em nível mais baixo, na região da câmara de combustão ativa, um tubo de metal (suprimento de ar secundário) bate em uma parede localizada através dos dutos de ar. Em seguida, o trabalho começa com os tubos, desde a chegada da montagem de um trocador de calor tubular.

Esta parte do sistema de pirólise é constituída por tubos metálicos d = 57 mm:

1. Duas folhas de metal são levadas para o tamanho do desenho e a marcação é feita.
2. Com base na marcação para a localização dos tubos, os furos d = 60 mm são cortados na chapa.
3. Os tubos d = 57 mm de comprimento são cortados.
4. As extremidades dos tubos são inseridas nos orifícios de uma folha e escaldadas.
5. Repita a operação com outra folha.

A saída deve ser um trocador de calor acabado, que é preso ao corpo da caldeira onde o circuito indica.

Um exemplo de fabricação de um trocador de calor a partir de duas chapas e tubos de aço, cortados no tamanho certo. Aqui é necessária uma soldagem de alta qualidade, para que mais tarde não haja problemas durante a operação da caldeira

Uma válvula de borboleta está instalada ao lado do trocador de calor (no nível superior). Esta peça está equipada com uma alça e também é soldada na estrutura. A parte final do corpo do acelerador é fechada com um pedaço de folha com um cano sob a chaminé.

Resta apenas soldar o painel frontal da câmara de combustível com janelas para portas sob cada uma das duas seções e um módulo para a bomba de ar.

Trocador de calor instalado e parte do design do acelerador. Variante do mecanismo de ajuste na forma de uma alavanca manual, com a possibilidade de fixar o amortecedor em qualquer posição

Antes de instalar o painel frontal, o interior das câmaras de combustão deve ser reforçado com tijolos de assentamento de fogo. Este material é cortado no tamanho, alguns em ângulo. O tijolo é triturado e ajustado no local de assentamento.

Ambas as seções de incêndio da câmara de combustível da caldeira são expostas a tijolos de queima de fogo. Ao mesmo tempo, a área das abas dos tubos de exaustão (suprimento) de ar é organizada. Depois de dispor o tijolo, o painel frontal é instalado.

Um exemplo de disposição da área interna da câmara de combustível com tijolos de assentamento de fogo. O revestimento de tijolos protege as paredes da câmara da caldeira de pirólise de possíveis queimaduras durante operação a longo prazo

De fato, a montagem principal da caldeira de pirólise nesta fase pode ser considerada concluída. A estrutura montada deve ser processada - remova a balança da soldagem, limpe as soldas, apare se houver pequenas irregularidades em algum lugar.

O próximo passo é a conclusão da estrutura montada em um gabinete fechado.Essa parte da estrutura também é feita de chapas de metal. No entanto, o teste de pressão é necessário primeiro.

Teste e montagem final da estrutura

A estrutura montada deve ser testada. Ações obrigatórias - verifique o aperto da área da caldeira onde o líquido de refrigeração deve circular. Para realizar testes de pressão do trocador de calor, os bujões são temporariamente instalados nos tubos de suprimento e retorno do líquido de refrigeração.

Em seguida, o trocador de calor é carregado com água. É aconselhável usar água quente da rede de aquecimento ou fornecimento de água quente para poder verificar as soldas nas condições de expansão térmica do metal.

Parte frontal de uma construção quase acabada, com saídas para fornecimento de ar dentro das câmaras de trabalho. As janelas das seções da câmara de combustível são tão distantes sem portas. Essa estrutura será revestida em folhas de casco.

Se não houver vazamentos nas costuras do trocador de calor, a água é drenada e as estruturas metálicas da caldeira de pirólise são enquadradas por painéis metálicos externos. Também nesta fase são fabricadas e penduradas as portas das janelas das seções da câmara de combustão.

As portas da instalação de pirólise requerem execução, levando em consideração as condições operacionais de alta temperatura. Portanto, esses elementos estruturais geralmente são feitos (ou usados ​​já feitos) de ferro fundido com reforço térmico adicional por tijolo de chamotte.

Um exemplo do design da porta de uma das seções da câmara de combustível da caldeira de pirólise. Para aumentar a proteção contra os efeitos da alta temperatura do processo de combustão, são utilizados tijolos de revestimento de firma, além do metal

O estágio final é a instalação de uma caldeira de pirólise no local de sua operação futura. A instalação da estrutura é realizada na fundação ou em uma laje de concreto. A altura da fundação (laje) em relação ao nível do solo é recomendada para manter um tamanho não inferior a 100 mm.

Após a instalação e o equilíbrio por níveis, a parte inferior da caldeira é fixada na fundação. Resta conectar a chaminé, instalar uma bomba de ar e conectar as linhas de alimentação / saída do líquido de refrigeração.

A caldeira de pirólise é completamente fechada em uma caixa de metal e pronta para instalação no local de trabalho. Ganchos angulares são soldados como elementos de suporte dos elementos de fixação no corpo

Fazer um projeto de caldeira de pirólise por conta própria é um trabalho que requer um investimento significativo de esforço. Claro, você não pode ficar sem despesas gerais em termos de recursos financeiros.

Talvez a compra de material e o uso de serviços de terceiros custem menos que o custo de equipamentos industriais. No entanto, é provável que a diferença não seja tão significativa. Mas a questão principal não é sobre dinheiro.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Na fabricação independente de uma caldeira de pirólise:

A produção tecnicamente independente de caldeiras de pirólise sem a disponibilidade de uma base apropriada é um processo extremamente complexo. Também são necessárias habilidades profissionais no trabalho com metal, uma compreensão clara dos esquemas de engenharia e sutilezas tecnológicas dos equipamentos de fabricação de caldeiras. Sem tudo isso, você nem deveria trabalhar.

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