Kocioł pirolityczny zrób to sam: urządzenie, schematy, zasada działania

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

Wyjaśnienie tego jest proste – gazowy kocioł opalany drewnem jest łatwiejszy w utrzymaniu, często bardziej wydajny i ekonomiczny niż inne podobne urządzenia. Zastanówmy się wspólnie, jak działa taki sprzęt i co jest potrzebne do jego wykonania.

Zasada działania kotłów pirolitycznych

Kotły do ​​​​systemów grzewczych, w których jako paliwo wykorzystuje się stałe materiały palne, oprócz klasyki, również należą do konstrukcji pirolitycznych. Nazywa się je zwykle kotłami gazowymi.

Aby lepiej zrozumieć zasadę działania domowego kotła do pirolizy, logiczne jest dokładne rozważenie projektu takiego sprzętu. Zacznijmy od cech paleniska jako głównej części konstrukcji grzewczej. Zasadniczo obszar roboczy komory paliwowej kotłów pirolitycznych jest podzielony na dwie oddzielne komory.

Konstrukcja przekrojowa kotła pirolitycznego: 1 – komora załadowcza (pasywna), w której zachodzi proces pirolizy (spalania niecałkowitego); 2 – komora spalania gazu (aktywna) powstająca podczas pirolizy

Jedna z tych komór ładowana jest paliwem stałym - drewnem opałowym, pelletem, brykietem itp. Tam rozpoczyna się pierwotny proces spalania paliw stałych przy ograniczonym dopływie powietrza. W tym stanie paliwo nie pali się, lecz tli.Gazy powstające podczas powolnego spalania przedostają się do innego obszaru komory – aktywnego, gdzie przy zwiększonym dopływie powietrza dopalają się intensywnie.

Technicznie taki proces spalania realizuje się w prosty sposób. Podobszary wspólnej komory są po prostu oddzielone rusztem i dyszą. Górna część komory to palenisko pasywne, dolna część komory to palenisko aktywne. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę cechę konstrukcyjną - górny dopływ powietrza do komory paliwowej (górny podmuch).

Właściwie to właśnie odróżnia konstrukcję kotła generatora gazu od klasycznej konstrukcji jednokomorowej, w której stosuje się zasilanie od dołu.

Klasyczna konstrukcja pompy powietrza (często nazywana wentylatorem, ale technicznie jest to błędna nazwa), która jest stosowana w obwodzie kotła pirolitycznego. Jest to ważny element zapewniający wydajność sprzętu.

Technologicznie organizacja ciągu wymuszonego jest również cechą charakterystyczną konstrukcji kotłów pirolitycznych. Konstrukcja dwustopniowego paleniska ma zwiększony opór aerodynamiczny. Dlatego nie można obejść się bez zainstalowania pompy powietrza.

Jak kocioł działa w praktyce?

Wygodnie jest rozważyć praktyczne zastosowanie sprzętu w procesie krok po kroku:

1. Załadunek drewna opałowego – położenie górnej części komory na ruszcie.
2. Zapal paliwo i uruchom pompę dymu.
3. Tworzenie się gazu drzewnego w temperaturze 250-850°C.
4. Przejście gazu drzewnego do dolnej części paleniska.
5. Spalanie gazu drzewnego z dodatkowym dopływem powietrza.

Następnie ciepło uzyskane w dolnej części komory paliwowej wykorzystywane jest do podgrzewania płynu chłodzącego. Czynnikiem chłodzącym może być woda lub powietrze.

1 – kamera aktywna; 2 – wlot wody; 3 – powietrze wtórne; 4 – komin; 5 – rura wylotowa; 6 – przepustnica; 7 – wylot wody; 8, 9 – czujniki; 10 – termostat; 11 – drzwi komory biernej; 12 – powietrze pierwotne; 13 – komora pasywna; 14 – pompa powietrza; 15 – obieg wymiennika ciepła; 16 – dysza; 17 – aktywne drzwi komory

Jeśli zwrócisz uwagę na wszystkie istniejące konstrukcje kotłów domowych zasilanych paliwem stałym, główną alternatywą dla kotła pirolitycznego jest konstrukcja o tradycyjnej konstrukcji.

Jest to podobna wersja kotła opalanego drewnem, gdzie palenisko jest jedno niepodzielne i działa na zasadzie dolnego 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 zapewnić sprawność 85-95% przy 100% obciążeniu. Jednak wydajność gwałtownie spada, jeśli obciążenie jest mniejsze niż 50%. Dlatego producenci sprzętu do pirolizy zalecają, aby użytkownicy używali sprzętu przy maksymalnym obciążeniu.

Podobne podejście obowiązuje również w przypadku konstrukcji domowych, pod warunkiem, że są one w pełni zgodne z klasycznym schematem pirolizy i wymogami operacyjnymi.

Należy zauważyć, że wymagania operacyjne w przypadku „pirolizy” są dość rygorystyczne:

• obowiązkowe wyposażenie w pompę powietrza;
• dopuszczalna wilgotność paliwa nie jest większa niż 25-35%;
• obciążenie sprzętu nie jest mniejsze niż 50%;
• temperatura płynu chłodzącego na powrocie nie jest niższa niż 60°C;
• ładowanie tylko przy użyciu dużych zestawów paliwowych.

Należy również zauważyć, że jest drogi systemy pirolizy produkcja przemysłowa. Prawdopodobnie dlatego opcja „zrób to sam” jest tak popularna.

Domowy kocioł do pirolizy

Z reguły przy wykonywaniu takich urządzeń grzewczych własnymi rękami za podstawę przyjmuje się popularny schemat Belyaeva. Nie oznacza to jednak, że jest to proste rozwiązanie, które pozwala bezproblemowo wykonać grzejnik. Ale być może jedno z tych rozwiązań, które naprawdę można wdrożyć.

Trójwymiarowy schemat kotła pirolitycznego do produkcji DIY. Jest to jedna z prostych odmian obwodu, którą można wykonać niezależnie w domu.

Aby wyprodukować sprzęt zgodnie z tym schematem, mistrz będzie potrzebował:

• rura metalowa (d = 32; 57; 159 mm);
• rura profilowana (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• taśma stalowa (20x4; 30x4; 80x5 mm);
• cegła szamotowa;
• blacha;
• Pompa powietrza;
• czujnik temperatury.

Musisz także mieć pełny zestaw narzędzi hydraulicznych oraz spawarkę (i umiejętności spawalniczeodpowiednio). Praca polegająca na wykonaniu kotła do pirolizy własnymi rękami z pewnością nie jest czymś, co możesz zrobić sam. Potrzebny jest co najmniej jeden asystent.

Przede wszystkim, zgodnie z wybranym schematem, konieczne jest przygotowanie części arkuszowych konstrukcji. Zaleca się przygotowanie paneli arkuszowych poprzez docięcie ich na wymiar przy użyciu profesjonalnego, precyzyjnego sprzętu.

Używanie narzędzi ręcznych, takich jak „szlifierki” do cięcia, również wymaga pewnych umiejętności pracy i przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa podczas pracy, ale nie zapewnia dokładności cięcia, co w konsekwencji wpływa na jakość spawania. Należy wziąć pod uwagę tę kwestię. Rozsądnym rozwiązaniem w przypadku cięcia blach jest zamówienie go w warsztacie mechanicznym.

Montaż wewnętrznych części urządzeń

Konieczne jest wykonanie komory paliwowej z jednej części blachy.W tym celu łączy się i spawa materiał odpowiadający parametrom obwodu. Rezultatem powinna być konstrukcja dwukomorowa, którą należy uzupełnić kanałami powietrznymi.

Te elementy komory paliwowej wykonane są z metalowego kanału lub do produkcji wykorzystuje się rurę profilowaną. Otwory wierci się na całej powierzchni przedniej strony kanału powietrznego.

Kanały powietrzne wewnątrz komory spalania. Powietrze dostarczane jest tymi kanałami za pomocą pompy powietrza. Aby równomiernie rozprowadzić przepływ powietrza na całej długości kanału, wierci się otwory

Poniżej poziomu, w rejonie aktywnej komory spalania, na ścianie zlokalizowanej w poprzek kanałów powietrznych, osadzona jest metalowa rura (dopływ powietrza wtórnego). Następnie rozpoczyna się praca z rurami, ponieważ nadeszła kolej na montaż rurowego wymiennika ciepła.

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

1. Weź dwie blachy zgodnie z rozmiarem rysunku i wykonaj oznaczenia.
2. Na podstawie oznaczeń położenia rur wycina się w arkuszu otwory d = 60 mm.
3. Rury d=57 mm docinane są na wymiar.
4. Końce rur wkłada się w otwory jednego arkusza i parzy.
5. Powtórz operację z innym arkuszem.

Wyjściem powinien być gotowy wymiennik ciepła, który mocuje się do korpusu kotła w miejscu wskazanym na schemacie.

Przykład wykonania wymiennika ciepła z dwóch blach stalowych i rur przyciętych na wymiar. Wymaga to wysokiej jakości spawania, aby w przyszłości nie było problemów z obsługą kotła.

Zawór dławiący instaluje się obok wymiennika ciepła (na górnym poziomie). Część ta wyposażona jest w uchwyt, a także jest przyspawana do konstrukcji.Końcową część korpusu przepustnicy przykrywa się kawałkiem blachy z rurą do komina.

Następnie pozostaje tylko przyspawać przedni panel komory paliwowej z okienkami na drzwi pod każdą z dwóch sekcji oraz modułem pompy powietrza.

Zamontowany wymiennik ciepła i część konstrukcji przepustnicy. Wariant mechanizmu regulacji w postaci dźwigni ręcznej z możliwością ustawienia amortyzatora w dowolnej pozycji

Przed zamontowaniem panelu przedniego wnętrze komór spalania należy wzmocnić cegłami szamotowymi. Materiał ten jest cięty na wymiar, część pod kątem. Cegła jest szlifowana i dostosowywana do miejsca jej układania.

Obie części robocze komory paliwowej kotła wyłożone są cegłami szamotowymi. Jednocześnie obszary przepustnic rur wylotowych (nawiewnych) powietrza są starannie wyłożone. Po ułożeniu cegły instalowany jest panel przedni.

Przykład ułożenia cegieł szamotowych wewnątrz komory paliwowej. Wykładzina ceglana chroni ściany komory kotła pirolitycznego przed możliwym przepaleniem podczas długotrwałej pracy

W rzeczywistości główny montaż kotła do pirolizy na tym etapie można uznać za kompletny. Zmontowaną konstrukcję należy poddać obróbce - usunąć zgorzelinę ze spawania, oczyścić spoiny, wyprostować, jeśli gdzieś występują drobne nierówności.

Kolejnym etapem jest zamknięcie zmontowanej konstrukcji w szczelnej obudowie. Ta część konstrukcji również jest wykonana z blachy. Jednak najpierw wymagane jest zaciśnięcie.

Próby i montaż końcowy konstrukcji

Zmontowaną konstrukcję należy przetestować. Obowiązkowe działania - sprawdź szczelność obszaru kotła, w którym powinien krążyć płyn chłodzący.Aby przeprowadzić próbę ciśnieniową wymiennika ciepła, tymczasowo instaluje się korki na rurach doprowadzających i powrotnych płynu chłodzącego.

Następnie wymiennik ciepła napełnia się wodą. Zaleca się stosowanie gorącej wody z sieci ciepłowniczej lub wodociągowej, aby móc sprawdzić spoiny w warunkach rozszerzalności cieplnej metalu.

Przednia część prawie gotowej konstrukcji z rurami wydechowymi do doprowadzenia powietrza do komór roboczych. Okna sekcji komory paliwowej nie mają jeszcze drzwi. Konstrukcja ta zostanie pokryta blachą kadłubową

Pod warunkiem, że na szwach wymiennika ciepła nie ma wycieków, woda jest spuszczana i zaczyna otaczać konstrukcję kotła pirolitycznego zewnętrznymi panelami metalowymi. Również na tym etapie produkowane i zawieszane są drzwi okien sekcji komory spalania.

Drzwi jednostki do pirolizy wymagają konstrukcji uwzględniającej warunki pracy w wysokich temperaturach. Dlatego te elementy konstrukcyjne są zwykle wykonane (lub używane w stanie gotowym) z żeliwa z dodatkowym wzmocnieniem temperaturowym cegłami szamotowymi.

Przykład konstrukcji drzwi jednej z sekcji komory paliwowej kotła pirolitycznego. Aby zwiększyć ochronę przed skutkami wysokich temperatur podczas procesu spalania, oprócz metalu stosuje się cegły szamotowe.

Ostatnim etapem jest montaż kotła pirolitycznego w miejscu jego przyszłej eksploatacji. Konstrukcję montuje się na fundamencie lub płycie betonowej. Zaleca się utrzymanie wysokości fundamentu (płyty) względem poziomu gruntu na poziomie nie mniejszym niż 100 mm.

Po zamontowaniu i wyważeniu poziomu dolną część kotła mocuje się do fundamentu. Pozostaje tylko podłączyć rurę kominową, zamontować pompę powietrza i podłączyć przewody dopływu/wylotu płynu chłodzącego.

Kocioł do pirolizy jest całkowicie zamknięty w metalowej obudowie i gotowy do montażu na stanowisku pracy. Haki narożne przyspawane są do korpusu jako elementy nośne nośne

Samodzielne wykonanie konstrukcji kotła do pirolizy to praca wymagająca znacznych nakładów pracy. Oczywiście nie można obejść się bez kosztów ogólnych w zakresie zasobów finansowych.

Możliwe jest, że koszt zakupu materiału i korzystania z usług stron trzecich będzie niższy niż koszt sprzętu wyprodukowanego przemysłowo. Jednak różnica najprawdopodobniej nie będzie aż tak znacząca. Ale głównym problemem nie są pieniądze.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

O niezależnej produkcji kotła do pirolizy:

Technicznie samodzielna produkcja kotłów pirolitycznych bez odpowiedniego podłoża jest procesem niezwykle złożonym. Wymagane są również umiejętności zawodowe w pracy z metalem, dobre zrozumienie schematów inżynieryjnych i subtelności technologicznych produkcji urządzeń kotłowych. Bez tego wszystkiego nie powinieneś nawet iść do pracy.

Jeśli posiadasz niezbędną wiedzę i umiejętności oraz możesz udzielić cennych porad na temat montażu kotła pirolitycznego innym odwiedzającym witrynę, zostaw komentarz, podziel się swoimi tajnikami umiejętności i zadawaj pytania w bloku pod artykułem.