Газогенераторный пиролизный котел. Газогенераторные котлы на дровах

В основе работы газогенераторных котлов отопления лежит принцип пиролиза или сухой возгонки топлива, при котором древесина нагревается до высокой температуры (270-800 С) без доступа кислорода. При этом происходит ее разложение на пиролизный газ и древесный уголь. Иными словами, процесс работы пиролизного котла можно разделить на два этапа:

Получение или генерирование горючего газа
Сжигание газа и получение тепловой энергии

Отсюда название котла: «газогенераторный».

Пиролизные котлы могут работать на топливе с высоким выходом летучих составляющих, к которому относятся:

Сухая древесина: дрова, отходы деревообрабатывающего производства, пеллеты и т.д.
Бурый уголь
Каменный уголь (пригоден только для некоторых моделей котлов)

Следует отметить, что газогенераторные котлы «требовательны» к уровню влажности дров . При его значении более 20% мощность котла резко падает, а его работа становится нестабильной. Не следует верить заверениям некоторых недобросовестных продавцов, уверяющих, что влажное топливо в пиролизных котлах может высохнуть: это не соответствует действительности.

На рисунке:

топливо,
воздух, подаваемый в камеру образования генераторного газа
воздух, предназначенный длят горения генераторного газа
дымовые газы,
вход теплоносителя
выход теплоносителя
а. камера образования генераторного газа;

b. колосник;

c. камера горения генераторного газа;

d.газоход;

e.дымосос;

В газогенераторных котлах топка состоит из двух частей. Первая (на рисунке камера А) это камера загрузки. В нее поступает топливо и горит при недостатке кислорода, образуя генераторный газ и древесный уголь.

Процесс пиролиза топлива идет достаточно медленно и для одной закладки дров составляет в среднем 12 часов. Вырабатываемый при этом газ поступает во вторую камеру горения (камера С), в которую также подается воздух, но в количестве, достаточном для полного сгорания газа. Образующиеся при этом дымовые газы поступают в дымоход.

Процесс образования пиролизного или генераторного газа сопровождается процессом горения древесного угля и выделением тепловой энергии, используемой частично для подогрева воздуха, поступающего во вторую камеру горения, что способствует интенсификации процесса горения газа.

Следует отметить, что современные пиролизные котлы могут быть двух видов:

с нижним расположением камеры сжигания газа: в этом случае процесс горения дров идет более равномерно, что обеспечивает равномерное во времени поступление генераторного газа в камеру догорания (схема такого котла приведена на рисунке)
с боковым расположением камеры сжигания газа: в этом случае вырабатываемый генераторный газ отводится в сторону.

Независимо от расположения камеры догорания топлива, пиролизные котлы работают преимущественно с принудительной тягой, создаваемой дымососом. В этом случае котел необходимо подключать к сети электропитания, что затрудняет его использование в районах, где нет электроснабжения.

Однако далеко не все пиролизные котлы требуют подключения к электрической сети. Для обеспечения естественного направленного движения пиролизных газов используются так называемые диффузные горелки, которые в примитивном виде можно представить как металлическую трубу с небольшими отверстиями, в которой происходит процесс разложения топлива, а выработанный газ через отверстия, уходит в камеру догорания.

В таких котлах управлять процессом горения следует вручную, открывая или закрывая заслонку для подачи воздуха.

Как работает газогенераторный котел

Используемое для работы котла твердое топливо, так же, как и в традиционных котлах, загружается на колосник и поджигается. На начальном этапе топливо горит в обычном режиме. При его устойчивом горении дверца печи закрывается и включается дымосос. При этом в топке создается недостаток кислорода и начинается процесс образования топочного газа, состоящего их окиси углерода (угарного газа), водорода и азота, поступающего затем в нижнюю часть топки, в которую подается вторичный (необходимый для горения) воздух.

Следует отметить, что движение топочного газа принудительное. Его направление задает работающий дымосос.

При достаточном количестве кислорода во второй части топки все летучие компоненты генераторного газа догорают, выделяя тепловую энергию, используемую для нагрева теплоносителя.

При этом процесс горения твердого топлива максимально приближен к процессу сжигания газа, легко управляется, и «растянут» во времени.

Следует отметить, что в пиролизных котлах топливо сгорает практически полностью, в них нет твердого остатка, что в значительной мере облегчает чистку и техническое обслуживание котла. При этом продукты сгорания содержат в основном двуокись углерода и воду, что причиняет меньшее количество вреда окружающей среде.

Какой купить газогенераторный котел

На рынке теплотехнического оборудования нашей страны представлены газогенераторные котлы отопления следующих торговых марок:

Wirbel,
"Буржуй-К"
"УралЭнерКом"

Это далеко не полный перечень их производителей. Стоимость газогенераторных котлов обычно в 1,5-2 раза выше традиционный твердотопливных котлов отопления.

Газогенераторные котлы - один из видов твердотопливных, обычно водогрейных устройств. Суть его работы состоит в том, что топливо и летучие вещества в нем сгорают по отдельности. Другими словами, происходит пиролиз твердого топлива, поэтому котлы называют еще пиролизными. Особенно это нагревательное оборудование эффективно при работе на дровах, древесных брикетах, буром и некоторых фракциях каменного угля.

Используйте газогенераторные котлы для отопления дома

Устройство агрегата

Конструкция газогенераторного котла представляет собой печь с двумя камерами, которые разделены чугунными решетками. Первая камера предназначена для пиролиза дров, а вторая - для сжигания выделяемого газа. В некоторых конструкциях газовые камеры соединены с кухонными плитами. Основными деталями такого устройства являются:

форсунка;
вентилятор;
контроллеры;
воздуховодные каналы;
водяные патрубки;
дымоход.

В данном видео рассмотрим принцип работы газогенераторных котлов:

Кроме этого, для обеспечения безопасной эксплуатации котлового оборудования в конструкции находятся: предохранительные клапаны, датчики измерения давления, регуляторы подачи воздуха. Общий контроль и регулировка эксплуатационного процесса проводится с помощью электронного блока управления. Некоторые модели котлов обладают дистанционным управлением.

Правила выбора топлива

В процессе сгорания любого твердого топлива происходит выделение монооксида углерода. Из опыта использования газогенераторов доказано, что выделение этого газа в особо больших количествах происходит при сжигании древесины.

Отсюда и вывод, что лучше всего топить этот агрегат дровами . В современных котлах их разжигание и дальнейший процесс горения полностью автоматизирован. При этом к такому топливу предъявляются некоторые требования.

Влажность используемой древесины не должна превышать 20%, иначе ее придется предварительно просушивать. При этом стоить выбирать только наиболее твердые виды древесины: бук, дуб, акация. Нельзя использовать уголь в тех моделях, где такой вариант не предусмотрен, так как возможен выход агрегата из строя.

Принцип работы оборудования

Во время горения твердое топливо начинает выделять газ, который и продолжает поддерживать этот процесс. Дровяные газогенераторные котлы устроены так, что в них невозможно быстрое сжигание как в обычных печах. Происходит это потому, что угарный газ сгорает в отдельной камере. Таким образом, весь процесс делится на несколько стадий:

Сначала твердое топливо проходит процесс сушки в специальном отделе котла газогенератора.
Далее дрова горят в топке при температурном диапазоне от 200 до 850°C. Кислород при этом процессе практически не поступает в топку.
Выделяемый газ сгорает в специальной камере при помощи горелок.

В итоге происходит разделение топлива на две составляющие: твердую фракцию и газообразное вещество. Удаление этих частей из котла происходит обособленно, причем при контактировании газа и углерода во время горения происходит очищение дыма от вредных веществ.

Преимущества и недостатки котлов

Основным преимуществом таких агрегатов является высокая эффективность сгорания твердого топлива. Если сравнивать с простыми печами, работающими на древесине, то при использовании газогенератора обычно коэффициент полезного действия гораздо выше.

Большинство таких установок являются энергонезависимыми устройствами и могут быть установлены на объектах, не снабженных электроэнергией. Такие агрегаты с успехом раньше устанавливали на автомобилях. Кроме того, котлы, не нуждающиеся в электроэнергии, гораздо дешевле стоят.

Для работы этого устройства можно использовать любой вид древесины, даже отходы от ее производства. Еще существенным достоинством такого отопления является то, что котел способен длительное время работать от одной порции твердого топлива.

Такая особенность позволяет облегчить эксплуатацию этих агрегатов. Но все же эти устройства имеют ряд недостатков, основанных в основном на обязательном присутствии человека при их обслуживании.

Особенно это считается важным при выборе таких устройств в сравнении с газовыми агрегатами. Кроме этого, периодически необходимо газогенератор обслуживать , чистить от копоти и сажи, так как продукты распада в них существуют.

На карте страны еще достаточно мест, где для производства тепловой энергии доступны лишь дрова и уголь. Единственной альтернативой может выступать электрическое отопление, но не всегда есть достаточная техническая база, позволяющая выдержать увеличенную нагрузку, а также дороговизна такого вида отопления по карману немногим.

Развитие энергосберегающих технологий дало возможность усовершенствовать работу котлов на твердом топливе. Потребителям были представлены газогенераторные котлы (пиролизные). Сырьем для получения тепла в таких котлах служат дрова, прессованные топливные брикеты, а также различные древесные отходы.

Покупка такого котла серийного производства обойдется недешево, но есть возможность изготовить газогенераторный котел своими руками. Это обойдется гораздо дешевле и, в конечном счете, получится агрегат с конфигурацией и основными характеристиками идеально подходящими отопительной системе дома.

Что собой представляет

Пиролиз – это процесс глубокого разложения веществ под действием высоких температур без доступа кислорода с образованием большого количества различных органических соединений в газовой, жидкой и твердой фазе. Состав продуктов пиролиза зависит от исходного сырья.

Газогенераторные котлы имеют двухкамерную структуру. В первой происходит пиролиз твердого топлива в среде, обедненной кислородом в пределах от 200 до 800°С с образованием древесного кокса и пиролизного газа. Газ поступает во вторую камеру, где смешивается с кислородом и сгорает, выделяя большое количество энергии. Отходящий дымовой газ проходит через теплообменник, отдавая свое тепло циркулирующему в системе теплоносителю.

В таком котле используется не тепло, возникающее от горения дров, а тепло от сгорания пиролизного газа. Термическое разложение древесины без доступа воздуха происходит гораздо медленнее, чем при горении, что увеличивает КПД газогенератора за счет уменьшения расхода сырья и увеличении теплосъема.

Во время сгорания пиролизный газ вступает в реакцию со свободным углеродом, что приводит к более глубокой конверсии продуктов горения. Поэтому сбрасываемый в атмосферу дым состоит в основном из водяного пара и двуокиси углерода (углекислый газ). Благодаря такой особенности газогенераторные котлы на твердом топливе способны утилизировать ДСП, ДВП, резинотехнические отходы и полимерные материалы без ущерба для окружающей среды. Твердого остатка (кокс) образуется гораздо меньше, чем при обычном горении, что сокращает период между чистками агрегата.

Конструкция и основные элементы

Пиролизные котлы являются довольно габаритными аппаратами. Загрузочная камера предусматривает использование деревянных заготовок длинной от 38 до 45 см и диаметром от 10 до 25 см, а прессованные брикеты от 3 до 30 см. Отходы деревообработки (опилки, стружка) засыпаются к дровам, но их количество не должно превышать 30 % от объема камеры. Простая компоновка устройства включает в себя:

загрузочную камеру (она же подготовки сырья) – удаление остаточной влаги;
камеру газификации – проходит процесс пиролиза;
колосник – перегородка, разделяющая камеры;
камеру сгорания – оснащенную форсунками для подачи вторичного воздуха;
систему дымоходов – удаление продуктов горения и нагрев теплоносителя;
встроенный теплообменник с патрубками прямой и обратной подачи теплоносителя;
вентилятор принудительной подачи вторичного воздуха;
датчики для регулировки эксплуатационных показателей.

Внутри аппарата создается повышенное аэродинамическое сопротивление, что требует применения дымососов либо дутьевых вентиляторов для создания принудительной тяги.

Пиролизные отопительные газогенераторные котлы имеют в обеих камерах футеровочный слой из огнеупорного шамотного кирпича. Он предотвращает разогрев конструкции и уменьшает теплопотери, а также способствует созданию необходимого температурного режима для пиролиза.

Материальная основа проекта

Самостоятельное изготовление пиролизного котла отопления потребует материальных затрат, но они в разы меньше, чем стоимость промышленного образца. Перед началом работы нужно ознакомиться с информацией о схемах и видах котлов, произвести расчеты и подобрать подходящий вариант.

Если с этим возникают сложности либо нет уверенности в правильности решения, можно воспользоваться услугами фирм, специализирующихся на расчетах теплогенерирующего оборудования. Все равно это выйдет дешевле заводского котла.

Инструменты и материалы

После утверждения технического проекта начинается фаза сбора инструментов и материала. Для работы понадобится:

электросварочный аппарат постоянного тока;
дрель;
шлифовальная машина;
расходный материал (сверла, электроды, отрезной круг диаметром 230 мм и шлифовальный – диаметром 125 мм);
средства индивидуальной защиты для безопасного проведения работ.

Материальная база проекта мало зависит от выбранной схемы. Нужно иметь следующий материал:

листы металла толщиной 4 мм (для внутренних поверхностей) и 3 мм (для изготовления корпуса);
трубопрокат диаметром 57 и 159 мм, с толщиной стенки 3,5 и 4,5 мм соответственно;
шамотный кирпич;
профтрубы разных типоразмеров с толщиной стенки 2 мм;
вентилятор;
датчик температуры и давления.

В процессе работы могут понадобиться некоторые материалы, но они не окажут влияния на стоимость и сроки выполнения.

Механомонтажные работы

Для того чтобы изготовить газогенерирующий котел отопления лучше воспользоваться существующей схемой, и при наличии инженерных навыков добавить либо изменить ее под свои нужды. Главное, чтобы объем камер не изменился. Чаще всего при кустарном производстве пиролизного котла пользуются схемой отопительного устройства Беляева рассчитанного на мощность 40 кВт.

Согласно чертежу вырежьте элементы, а потом с помощью сварки соедините их в готовую конструкцию. Специалисты рекомендуют оборудовать газогенерирующий котел отопления ограничителем для контроля подачи воздуха в камеру сгорания газа. Он представляет собой трубу диаметром порядка 70 мм и длиной немного превышающей высоту корпуса. Конец, монтируемый в нижнюю камеру, оснащается заслонкой с торца трубы на расстоянии 40 мм от ее стенки.

Контур, по которому движется теплоноситель внутри аппарата, нужно сделать с изгибом для увеличения поверхности контакта и улучшения теплосъема. Подойдет любой подходящий вариант, увеличивающий площадь соприкосновения теплообменника не затрагивающий изменения размера камер.

Пиролизные аппараты отопления часто рассчитываются исходя из того, что теплоносителем будет воздух, а не вода. Это не требует строгой герметичности трубопроводов подачи горячего воздуха и устраняет вероятность размерзания системы. После сборки аппарата нужно провести испытание и установить на место.

Установка и противопожарная безопасность

Свидетельством правильности сборки являются показания выхода на режим теплогенерирующего устройства. Этот процесс должен занимать считанные минуты, а прогрев всей системы отопления - не более получаса. Также отмечается довольно резкое повышение температуры в отапливаемом помещении.

При первом запуске нужно установить КПД нового агрегата. Этот показатель свидетельствует об отсутствии отклонений и недочетов в монтажных работах. Определяется он по состоянию выходящих дымовых газов, которые не должны иметь удушливый запах окиси углерода (угарный газ). Это условие должно выполняться на всех режимах работы.

Устанавливаются газогенераторные котлы в отдельное нежилое помещение, отвечающее всем требованиям пожарной безопасности. Они предполагают:

наличие вентиляции (отверстие площадью не менее 10 см2);
установку защитного кожуха перед камерой сжигания (металлический лист толщиной 2 мм);
заливку бетонного фундамента под котел либо создание прочной кирпичной кладки;
наличие пространства между стеной и котлом не менее 20 см, а также предметами мебели и другими конструкциями.

Также в помещении должен быть доступ к электропитанию для подсоединения вентилятора. Если нет возможности подать электроэнергию, можно смонтировать длинный дымоход. Но тогда возникает проблема с его фиксацией и достаточностью получаемой тяги. Пиролизные котлы стали удачным симбиозом деревенской печки и прогрессивных энергосберегающих технологий.

Стоит отметить следующие достоинства:

автоматически регулируемая мощность;
максимальная экономичность и продуктивность работы;
удобство использования;
многолетняя эксплуатация.

Цены на твердотопливные пиролизные котлы длительного горения первоочередно зависят от политики производителей, а также ситуации на валютном рынке.

Газогенераторные котлы на твердом топливе

При использовании газогенераторных котлов на дровах, твердое топливо должно соответствовать определенным требованиям. В первую очередь речь идет про наличие в составе большого количества легких веществ и отсутствие высокой влажности (не более 30 %). Для котлов с подобным механизмом работы подойдут следующие варианты топлива:

древесина или дрова, размеры которых позволяют их беспроблемно загружать в аппарат;
отходы деревообрабатывающей деятельности, стружка;
брикеты из прессованной древесной пыли;
биотопливные пеллеты;
каменный уголь или кокс;
бурый уголь и так далее.

Иными словами данное отопительное оборудование способно использовать большое количество разнообразных типов топлива, что делает такую покупку достаточно универсальной, так как вы без проблем сможете использовать такое оборудование в любом регионе страны.

Цена пиролизного котла длительного горения на твердом топливе также первоочередно зависит от номинальной мощности конкретной модели. Выбор подходящего варианта зависит от квадратуры отапливаемого помещения, а также особенностей климата, теплоизоляции помещения.

Пиролизный котел купить в Санкт-Петербурге вы также можете в представительствах компании, контактные данные которых вы легко найдете на сайте.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Используя для отопления пиролизный котел длительного горения с водяным контуром, вы также можете обеспечить свое жилье горячей водой.

Пиролизные котлы в нашем интернет-магазине представлены как отечественными образцами, так и моделями импортного производства. Окончательный выбор полностью зависит от ваших индивидуальных предпочтений.

Цена пиролизного котла на дровах в интернет-магазине «Технодом» отличается своей объективностью, отсутствием необоснованных торговых наценок. Всю необходимую информацию о той или иной модели вы найдете в нашем каталоге, где представлены подробные описания, технические характеристики и фотографии.

В нашем каталоге вы сможете купить газогенераторный котел на твердом топливе в 1 клик. Если у вас остались конкретные вопросы, касающиеся особенностей использования интересующих моделей отопительной техники, звоните по указанным телефонам и вы получите исчерпывающие ответы на интересующие вопросы.

8 Январь 2014 Алексей

Способов отопления различных по назначению помещений существует большое количество. Все их перебирает владелец здания в поисках оптимального и самого выгодного варианта.

Но возможность применения твердотопливного оборудования чаще всего не рассматривается вовсе. Хотя современные газогенераторные твердотопливные пиролизные котлы имеют массу достоинств.

А по некоторым параметрам даже превосходят модели, работающие на газе.

Принцип работы пиролизного оборудования

Разработка новых аппаратов для систем отопления проводится на основании исследований специалистов институтов. При этом огромное внимание уделяется изучению и моделированию процессов горения различных видов топлива, позволяющих достичь:

Снижения его расходов
Повышения уровня теплоотдачи
Сокращения вредных примесей в отработанных газах

Итогом этой работы и стали пиролизные твердотопливные газогенераторные котлы, принцип действия которых основан на свойстве древесины разлагаться на газ и твердую составляющую.

Это выяснили в процессе исследований. Но также обратили внимание на необходимость специальных условий для наиболее эффектного протекания процесса пиролиза.

Во-первых, это установленные условия, такие как температура около 1000º С и дефицит кислорода в процессе сжигания
Во-вторых, определенная влажность древесины, применяемой в качестве топлива

Только при наличии всех факторов дрова, сгорая, смогут производить дополнительный вид топлива – газ данные процесс называют газогенерацией. Такая особенность позволила называть данные твердотопливные аппараты газогенераторными или пиролизными, ведь процесс получения газа из твердого органического топлива называется пиролизом.

Принцип работы:

Исходя из особенностей работы такого пиролизного оборудования, удалось достигнуть наилучших показателей по количеству вырабатываемой тепловой энергии, чем у обычных моделей. И хотя такому процессу подвержены практически все виды твердого топлива, но самое максимальное количество газа способна выделять именно древесина, что и было учтено разработчиками.

Уникальная конструкция газогенераторного котла

Самым большим минусом такого оборудования считается его высокая стоимость. Но она является результатом его конструктивных особенностей, а не каким-то желанием производителя заработать как можно больше. Пиролизный газогенераторный котел должен извлекать из древесины газ, а для этого должны быть созданы определенные условия, такие как:

Температура в топке до 800º С
Минимальное поступление кислорода

Чтобы достигнуть таких показателей разработчикам пришлось разделить топку на две камеры:

загрузочную
сгорания

Объемный отсек в нижней части используют для загрузки дров и в зависимости от мощности аппарата он вмещает различные объемы топлива. В нем происходит нагрев древесины до необходимой температуры при изоляции от излишков кислорода. Выделяющийся при этом газ подается в верхнюю камеру, где происходит смешивание его с воздухом и сжигание.

Особенностью конструкции является наличие обратного перемещения воздуха в нижней камере. Перемещение происходит сверху, а для этого требуется наличие дымососа, оборудованного электроприводом и автоматикой.

Разогрев отсеков до значительных показателей температуры требует высокопрочных материалов. Поэтому в этих котлах камеры сгорания чаще всего изготавливают из стали или чугуна. Каждый из материалов имеет свои достоинства и сказать, что какой-то из них является наилучшим нельзя.

Производители оборудования

Выбор сложных технических устройств связан с определенными сложностями. Поэтому лучше доверять технической документации, не забывая при этом о репутации производителя. Исходя их этих параметров, самыми конкурентоспособными на отечественном рынке являются пиролизные котлы газогенераторные следующих торговых марок:

Их выбор не случаен, кроме отличного качества продукции, вся документация составлена с учетом номинальной мощности оборудования.

Поэтому ее изучение позволит потребителю получить правдивые сведения о длительности работы на одной закладке и многих других особенностях функционирования котла.

Чтобы немного сориентировать вас в возможностях данного оборудования, проведем краткий обзор нескольких моделей. Для примера рассмотрим газогенераторные пиролизные аппараты работающие на твердом топливе:

Logano (Buderus)

Германские котлы представлены модельным рядом с мощностью до 45 кВт для стальных образцов и 36кВт для чугунных. Их КПД достигает 85%.

При этом длительность работы на одной закладке составляет 2 часа. Они оборудованы системой автоматики, включающей в себя индикатор температуры воды, предохранительным ограничителем.

К отличительным чертам относятся длина дров до 680 мм и наличие встроенных охлаждающих теплообменников.

Французские аппараты несколько уступают по мощности, она ограничена 30 кВт. По КПД они также уступают немецким моделям, имея его от 50%. Но вот по длине полена несколько превзошли, у них она может достигать 800 мм.

Как видно из перечисленных характеристик, каждый из них имеет свои достоинства, и выбор зависит только от ваших потребностей.

Основные характеристики

Определившись с производителем, необходимо выбрать модель. Для этого следует уточнить такие особенности как:

Допустимые виды топлива
Энергозависимость
Наличие систем автоматизации
Стоимость

Из всех перечисленных параметров потребители наиболее часто интересуются именно топливом. И если теоретически газогенераторный котел может работать на любом из твердых видов, имеющем органическое происхождение, то на практике не все они имеют хорошую энергоэффективность.

Почему стоит выбирать газогенераторные твердотопливные котлы, смотрим видео:

Например, древесина не имеет самой высокой теплоотдачи, но ее выбирают чаще других именно за минимальные расходы. Однако для пиролизных устройств этот вид топлива считают идеальным из-за возможности выделения больших объемов горючего газа, что очень актуально для данного типа аппаратов.

Особенно популярны такие модели на производстве, где осуществляется обработка древесины. В таком случае котел пиролизный газогенераторный – это лучший выбор, так как будет с успехом работать на отходах производства.

Это позволит решить сразу две проблемы:

Утилизации отходов
Обогрева помещения

Ваш правильный выбор

Приобретение отопительного оборудования основывается в первую очередь на доступности одного из видов топлива.

И для тех, у кого нет возможности подключиться к газовой магистрали оптимальным вариантом является твердотопливный газогенераторный котел.

И этому способствуют его положительные качества, такие как: экономное расходование продуктов и незначительное количество вредных выбросов, что сегодня является самым актуальным.