Cazan de piroliză „Do-it-yourself”: dispozitiv, circuite, principiul funcționării

Termenul "piroliză" se referă la un proces în care există o ardere întârziată a combustibilului solid pentru a produce un mediu gazos. În ciuda denumirii „profesionale” a structurii, crearea unui cazan de piroliză cu propriile mâini este relativ simplă, iar produsele de casă sunt destul de frecvente în practică.

Explicația este simplă - un cazan de ardere a gazului este mai ușor de întreținut, de multe ori mai eficient și mai economic decât alte echipamente similare. Să analizăm cum funcționează un astfel de echipament și ce este necesar pentru fabricarea acestuia.

Principiul funcționării cazanelor de piroliză

Cazanele sistemelor de încălzire, în care materialele combustibile solide sunt utilizate ca combustibil, pe lângă cele clasice, aparțin și structurilor de piroliză. De obicei se numesc cazane generatoare de gaz.

Pentru a înțelege mai bine principiul funcționării unui cazan de piroliză la domiciliu, este logic să aveți în vedere cu atenție dispozitivul unei astfel de tehnici. Să începem cu caracteristicile cuptorului ca parte principală a structurii de încălzire. De fapt, zona de lucru a camerei de combustibil a cazanelor de piroliză este împărțită în două camere separate.

Proiectarea cazanului de piroliză în contextul: 1 - cameră de încărcare (pasivă), unde are loc procesul de piroliză (combustie incompletă); 2 - camera de ardere a gazului (activă) generată în timpul pirolizei

Una dintre aceste camere este încărcată cu combustibil solid - lemne de foc, pelete, brichete etc. Începe procesul principal de ardere a combustibilului solid cu alimentare limitată de aer. În această stare, combustibilul nu arde, ci arderi. Gazele emise în timpul combustiei lente intră într-o altă zonă a camerei - cea activă, unde se ard intensiv chiar și cu un aport de aer crescut.

Tehnic, un proces similar de ardere este implementat într-o manieră simplă. Subregiunile camerei comune sunt pur și simplu separate de grătar și duză. Partea superioară a camerei este un cuptor pasiv, partea inferioară a camerei este un cuptor activ. În acest caz, trebuie să se țină seama de o caracteristică de proiectare - alimentarea cu aer superior a camerei de combustibil (explozie superioară).

De fapt, acest lucru distinge designul cazanului de gaz de designul clasic cu o singură cameră, unde este utilizat debitul mai mic.

Designul clasic al unei pompe de aer (adesea numit ventilator, dar tehnic acesta este un nume eronat), care este utilizat în circuitul cazanului pirolizei. Aceasta este o parte importantă pentru a asigura performanța echipamentului.

Tehnologic, pentru amenajarea cazanelor de piroliză, un moment caracteristic este și organizarea pescajului forțat. Designul căminului de foc cu două etape are tracțiune aerodinamică ridicată. Prin urmare, nu există nicio modalitate de a face fără a instala o pompă de aer.

Cum funcționează cazanul în practică?

Este convenabil să se ia în considerare utilizarea practică a echipamentelor într-un proces pas cu pas:

1. Încărcarea lemnului de foc - așezat pe grătarul zonei superioare a camerei.
2. Aprinderea combustibilului și pornirea pompei de fum.
3. Formarea gazului lemnos la o temperatură de 250-850 ° C.
4. Tranziția gazelor lemnoase la regiunea inferioară a cuptorului.
5. Combustia gazului lemnos cu alimentare suplimentară de aer.

În plus, căldura obținută în regiunea inferioară a camerei de combustibil este utilizată pentru încălzirea lichidului de răcire. Lichidul de răcire poate fi atât mediu, cât și aer.

1 - aparat foto activ; 2 - intrare de apă; 3 - aer secundar; 4 - coș de fum; 5 - conductă de ieșire; 6 - o supapă fluture; 7 - evacuare de apă; 8, 9 - senzori; 10 - regulator de temperatură; 11 - ușa camerei pasive; 12 - aer primar; 13 - aparat de fotografiat pasiv; 14 - pompă de aer; 15 - circuit schimbător de căldură; 16 - duza; 17 - ușa camerei active

Dacă acordați atenție tuturor proiectelor existente de cazane de casă care funcționează pe combustibil solid, alternativa tradițională este principala alternativă la cazanul de piroliză.

Aceasta este o versiune similară a unui cazan pe lemne, unde există o cutie de foc nedivizată și funcționează principiul alimentării cu aer mai redus la camera de ardere. Dar un astfel de sistem este considerat mai puțin eficient și neeconomic datorită combustiei rapide a combustibilului.

Cazanul de piroliză este capabil să producă un coeficient de performanță la nivel de 85-95% în condițiile de încărcare de 100%. Cu toate acestea, eficiența scade brusc dacă sarcina este mai mică de 50%. De aceea, producătorii de echipamente de piroliză recomandă utilizatorilor să opereze echipamente cu sarcină maximă.

O abordare similară este valabilă pentru structurile casnice, cu condiția să respecte pe deplin schema clasică de piroliză și cerințele de funcționare.

Pentru cerințele operației „pirolizei”, trebuie menționat, destul de strict:

• echipament obligatoriu cu pompă de aer;
• umiditatea admisibilă a combustibilului nu mai mare de 25-35%;
• încărcarea echipamentului nu mai puțin de 50%;
• temperatura de retur nu mai mică de 60 ° С;
• încărcând numai cu o masă mare de combustibil.

De asemenea, trebuie remarcat costul ridicat sisteme de piroliză industria industrială. Acesta este probabil motivul pentru care opțiunea de a face acest lucru este foarte populară.

Cazan de piroliză de casă

De regulă, la fabricarea unui astfel de echipament de încălzire cu propriile mâini, popularul sistem Belyaev este luat ca bază. Asta nu înseamnă că aceasta este o soluție simplă care vă permite să faceți un încălzitor fără probleme. Dar, poate, una dintre acele soluții care pot fi implementate cu adevărat.

Schema tridimensională a unui cazan de piroliză pentru producția de bricolaj. Aceasta este una dintre variantele simple ale circuitului care se pot face singuri în casă.

Pentru producția de echipamente conform acestei scheme, comandantul va avea nevoie de:

• conductă metalică (d = 32; 57; 159 mm);
• tub de profil (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• bandă de oțel (20x4; 30x4; 80x4 mm);
• cărămidă fireclay;
• tabla metalica;
• pompa de aer;
• senzor de temperatura.

De asemenea, este necesar să aveți un set complet de unelte de banc, plus o mașină de sudare (și abilități de sudor, respectiv).Lucrările la fabricarea unui cazan de piroliză cu propriile mâini nu sunt în mod evident prea mari. Este nevoie de cel puțin un asistent.

În primul rând, în conformitate cu schema selectată, este necesar să se pregătească detalii ale structurii. Se recomandă pregătirea panourilor de foi, tăindu-le la dimensiuni cu echipamente profesionale de precizie.

Aplicația pentru tăierea unui instrument manual, cum ar fi „râșniță” necesită, de asemenea, anumite abilități și precauții de siguranță în timpul funcționării, dar nu asigură precizia de tăiere, ceea ce afectează ulterior calitatea performanțelor de sudare. Acest aspect trebuie luat în considerare. O soluție rezonabilă pentru tăierea foilor metalice este o comandă într-un atelier mecanic.

Asamblare părți interne ale echipamentului

Dintr-o parte a foilor metalice este necesar să se facă o cameră de combustibil. Pentru aceasta, un material corespunzător parametrilor circuitului este conectat și sudat. Ar trebui obținut un design cu două camere, care trebuie completat cu conducte de aer.

Aceste elemente ale camerei de combustibil sunt confecționate dintr-un canal metalic sau pentru fabricarea unei conducte profilate. Găurile sunt găurite pe întreaga zonă a părții frontale a conductei.

Conductele de aer din interiorul camerei de ardere. Aerul este furnizat prin aceste canale cu ajutorul unei pompe de aer. Pentru distribuirea uniformă a fluxului de aer pe întreaga lungime a canalului, găurile sunt găurite

La nivel inferior, în regiunea camerei de ardere activă, o conductă metalică (alimentare secundară de aer) se prăbușește pe un perete situat de-a lungul conductelor de aer. În continuare, lucrul începe cu țevi, de când a venit rândul asamblării unui schimbător de căldură tubular.

Această parte a sistemului de piroliză este realizată din țevi metalice d = 57 mm:

1. Două foi de metal sunt luate la dimensiunea desenului și se face marcajul.
2. Pe baza marcajului pentru amplasarea țevilor, găurile d = 60 mm sunt decupate pe foaie.
3. Țevile d = 57 mm lungime sunt tăiate.
4. Capetele conductelor sunt introduse în găurile unei foi și scaldate.
5. Repetați operațiunea cu o altă foaie.

Puterea trebuie să fie un schimbător de căldură finalizat, care este fixat pe corpul cazanului unde indică circuitul.

Un exemplu de fabricație a unui schimbător de căldură din două foi de oțel și conducte, tăiate la dimensiuni. Aici este necesară sudarea de înaltă calitate, astfel încât ulterior nu vor fi probleme în timpul funcționării cazanului

O supapă de accelerație este instalată lângă schimbătorul de căldură (la nivelul superior). Această piesă este echipată cu un mâner și este, de asemenea, sudată la structură. Partea finală a corpului clapetei este închisă cu o bucată de foaie cu o țeavă sub coșul de fum.

Apoi rămâne doar să sudați panoul frontal al camerei de combustibil cu geamuri pentru uși sub fiecare dintre cele două secțiuni și un modul pentru pompa de aer.

Instalator schimbător de căldură și parte din designul clapetei. Variantă a mecanismului de reglare, sub forma unei pârghii manuale, cu posibilitatea fixării amortizorului în orice poziție

Înainte de instalarea panoului frontal, interiorul camerelor de ardere trebuie să fie armat cu cărămizi din strat de foc. Acest material este tăiat la dimensiuni, unele sub unghi. Cărămida este măcinată și reglată la locul de așezare.

Ambele secțiuni de incendiu ale camerei de combustibil a cazanului sunt expuse cărămizilor acoperite cu foc. În același timp, zona clapelor conductelor de eșapament de aer (de alimentare) este așezată perfect. După punerea cărămizii, panoul frontal este instalat.

Un exemplu de amenajare a zonei interioare a camerei de combustibil cu cărămizi acoperite cu foc. Căptușeala din cărămidă protejează pereții camerei cazanului de piroliză de o posibilă ardere în timpul funcționării pe termen lung

De fapt, ansamblul principal al cazanului de piroliză în acest stadiu poate fi considerat finalizat. Structura asamblată trebuie prelucrată - îndepărtați scala din sudură, sudați curat, tăiați dacă există undeva ușoare nereguli.

Următorul pas este încheierea structurii asamblate într-o incintă sigilată.Această parte a structurii este realizată și din foi metalice. Cu toate acestea, testarea presiunii este mai întâi necesară.

Testarea și asamblarea finală a structurii

Structura asamblată trebuie testată. Acțiuni obligatorii - verificați etanșitatea zonei cazanului unde trebuie să circule lichidul de răcire. Pentru a efectua testarea la presiune a schimbătorului de căldură, dopurile sunt instalate temporar pe conductele de alimentare și retur ale lichidului de răcire.

Apoi schimbătorul de căldură este încărcat cu apă. Se recomandă utilizarea apei calde din rețeaua de încălzire sau a alimentării cu apă caldă pentru a putea verifica sudurile în condițiile de expansiune termică a metalului.

Partea din față a unei construcții aproape terminate, cu prize pentru alimentarea aerului în camerele de lucru. Ferestrele secțiunilor camerei de combustibil sunt până acum fără uși. Această structură va fi acoperită cu foi de coajă.

Dacă nu există scurgeri la cusăturile schimbătorului de căldură, apa este drenată și structurile metalice ale cazanului de piroliză sunt încadrate de panouri metalice exterioare. De asemenea, în această etapă, ușile ferestrelor secțiunilor camerei de ardere sunt fabricate și agățate.

Ușile instalației de piroliză necesită execuție ținând cont de condițiile de funcționare la temperaturi ridicate. Prin urmare, aceste elemente structurale sunt de obicei confecționate (sau folosite deja) din fontă cu armare termică suplimentară de cărămidă chamotă.

Un exemplu de proiectare a ușii uneia dintre secțiunile camerei de combustibil ale cazanului de piroliză. Pentru a îmbunătăți protecția împotriva efectelor temperaturii ridicate ale procesului de ardere, în plus față de metal se folosesc cărămizi ignifuge

Etapa finală este instalarea unui cazan de piroliză în locul funcționării viitoare a acestuia. Instalarea structurii se realizează pe fundație sau pe o placă de beton. Înălțimea fundației (placa) în raport cu nivelul solului este recomandată pentru a menține o dimensiune de cel puțin 100 mm.

După instalare și echilibru pe niveluri, partea inferioară a centralei este fixată pe fundație. Rămâne să conectăm coșul de fum, să instalați o pompă de aer și să conectați liniile de alimentare / ieșire a lichidului de răcire.

Cazanul de piroliză este închis complet într-o cutie metalică și gata pentru instalare la locul de muncă. Cârligele unghiulare sunt sudate ca elemente de sprijin ale elementelor de fixare de pe corp

Efectuarea unui proiect de cazan de piroliză pe cont propriu este o muncă care necesită o investiție semnificativă de efort. Desigur, nu puteți face fără cheltuieli generale în ceea ce privește resursele financiare.

Poate că achiziția de materiale și utilizarea serviciilor terților vor costa mai puțin decât costul echipamentelor industriale. Cu toate acestea, diferența este probabil să nu fie atât de semnificativă. Dar întrebarea principală nu este despre bani.

Concluzii și video util pe această temă

La fabricarea independentă a unui cazan de piroliză:

Producția independentă a cazanelor de piroliză fără disponibilitatea unei baze adecvate este un proces extrem de complex. De asemenea, sunt necesare abilități profesionale în lucrul cu metalul, o înțelegere clară a schemelor de inginerie și a subtilităților tehnologice ale echipamentelor pentru cazane. Fără toate acestea, nici nu ar trebui să te apuci de muncă.

Dacă dețineți cunoștințele și abilitățile necesare și puteți oferi sfaturi valoroase cu privire la asamblarea cazanului de piroliză altor vizitatori ai site-ului - vă rugăm să lăsați comentariile dvs., să împărtășiți secretele deprinderii, să puneți întrebări în blocul din articol.