Принцип работы газогенератора на дровах: Автомобиль на дровах: как он работает? | Сруб Всем! — Строительство деревянных домов из бревна, бруса и бревен

Содержание

Автомобиль на дровах: как он работает?

Это похоже на анекдот. Но тем, кто работал на лесоповале в тайге в 30-х, было не до смеха. Нет бензина — ехали на дровах. Да и по сей день эта технология до сих пор используется. Как устроены такие авто? Разбираем в деталях.

Оговоримся сразу: если автомобиль ездит на дровах, это не значит, что он — паровоз без рельсов. Низкий КПД паровой машины с ее отдельной топкой, котлом и цилиндрами двойного-тройного расширения оставил паровые автомобили в числе забытой экзотики. А сегодня мы поговорим о «дровяном» транспорте с привычными нам ДВС, моторами, сжигающими топливо внутри себя.

Разумеется, затолкать дрова (или нечто подобное) в карбюратор вместо бензина пока еще никому не удавалось, а вот идея прямо на борту авто получать из древесины горючий газ и подавать его в цилиндры как топливо прижилась на долгие годы. Речь идет о газогенераторных автомобилях, машинах, чей классический ДВС работает на генераторном газе, который получают из древесины, органических брикетов, или угля. От привычного жидкого топлива, кстати, такие машины тоже не отказываются — они способны работать и на бензине.

Автомобиль с газогенераторной установкой. Фото wikipedia.org

Святая простота

Генераторный газ — это смесь газов, состоящая в основном из окиси углерода СО и водорода Н2. Получить такой газ можно, сжигая размещенную толстым слоем древесину в условиях ограниченного количества воздуха. На этом несложном принципе работает и автомобильный газогенератор, простой по сути агрегат, но громоздкий и конструктивно осложненный дополнительными системами.

Также, помимо собственно производства генераторного газа, автомобильная газогенераторная установка охлаждает его, очищает и смешивает с воздухом. Соответственно, конструктивно классическая установка включает в себя сам газогенератор, фильтры грубой и тонкой очистки, охладители, электровентилятор для ускорения процесса розжига и трубопроводы.

НПЗ вожу с собой

Простейший газогенератор имеет вид вертикального цилиндра, в который почти доверху загружается топливо — дрова, уголь, торф, прессованные пеллеты и т.п. Зона горения расположена внизу, именно здесь, в нижнем слое горящего топлива создается высокая температура (до 1 500 градусов по Цельсию), необходимая для выделения из более верхних слоев будущих компонентов топливной смеси — окиси углерода СО и водорода Н2. Далее горячая смесь этих газов поступает в охладитель, который снижает температуру, повышая таким образом удельную калорийность газа. Этот довольно крупный узел обычно приходилось помещать под кузовом машины. Расположенный следом по ходу газа фильтр-очиститель избавляет будущую топливную смесь от примесей и золы. Далее газ направляется в смеситель, где соединяется с воздухом, и окончательно приготовленная смесь направляется в камеру сгорания двигателя автомобиля.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Схема автомобиля ЗИС-21 с газогенератором

Как видите, система производства топлива прямо на борту грузовика или легковушки занимала довольно много места и немало весила. Но игра стоила свеч. Благодаря собственному — и к тому же дармовому — топливу свой автономный транспорт могли себе позволить предприятия, расположенные за сотни и тысячи километров от баз снабжения ГСМ. Это достоинство долго не могло затмить все недостатки газогенераторных автомобилей, а их было немало:

— существенное сокращение пробега на одной заправке;
— снижение грузоподъемности автомобиля на 150-400 кг;
— уменьшение полезного объема кузова;
— хлопотный процесс «дозаправки» газового генератора;
— дополнительный комплекс регламентных сервисных работ;
— запуск генератора занимает от 10-15 минут;
— существенное снижение мощности двигателя.

ЗиС 150УМ, опытная модель с газогенераторной установкой НАМИ 015УМ

В тайге заправок нет

Древесина всегда являлась основным топливом для газогенераторных автомобилей. В первую очередь, конечно, там, где дров в избытке, — на лесозаготовках, в мебельном и строительном производстве. Традиционные технологии лесопереработки при промышленном использовании древесины в эпоху расцвета «газгенов» около 30% от массы леса отпускали в отходы. Их и использовали как автомобильное топливо. Интересно, что правилами эксплуатации отечественных «газгенов» строжайше запрещалось использование деловой древесины, так как и отходов лесной промышленности было с избытком. Для газогенераторов годились как мягкие, так и твердые породы дерева.

Единственное требование — отсутствие на чурках гнили. Как показали многочисленные исследования, проведенные в 30-е годы в Научном автотракторном институте СССР, лучше всего в качестве топлива подходят дуб, бук, ясень и береза. Чурки, которыми заправлялись котлы газогенераторов, чаще всего имели прямоугольную форму со стороной 5-6 сантиметров. Сельскохозяйственные отходы (солома, лузга, опилки, кора, шишки и пр.) прессовали в специальные брикеты и также «заправляли» ими газогенераторы.

Главным недостатком «газгенов», как мы уже говорили, можно считать малый пробег на одной заправке. Так, одной загрузки древесными чурками советским грузовикам (см. ниже) хватало не более чем на 80-85 км пробега. Учитывая, что «заправляться» руководство по эксплуатации рекомендует при опустошении бака на 50-60%, то и вовсе пробег между заправками сокращается до 40-50 км. Во-вторых, сама установка, вырабатывающая генераторный газ, весит несколько сотен килограммов. К тому же двигатели, работающие на таком газе, выдают на 30-35% меньше мощности, чем их бензиновые аналоги.

Доработка автомобилей под дрова

Для работы на генератором газе автомобили приходилось приспосабливать, но изменения не были серьезными и порой были доступны даже вне заводских условий. Во-первых, в моторах повышали степень сжатия, чтобы не так существенна была потеря мощности. В некоторых случаях для улучшения наполнения цилиндров двигателя применялся даже турбонаддув. На многие «газифицированные» авто устанавливался генератор электрооборудования с повышенной отдачей, поскольку для вдувания воздуха в топку использовался достаточно мощный электровентилятор.

ЗИС-13

Для сохранения тяговых характеристик, в особенности это касалось грузовиков, при снизившейся мощности двигателя передаточные числа трансмиссии делали более высокими. Скорость движения падала, но для автомобилей, использующихся в лесной глуши и прочих пустынных и отдаленных районах это не имело решающего значения. Чтобы компенсировать изменившуюся из-за тяжелого газогенератора развесовку, в некоторых машинах усиливали подвеску.

Помимо того, из-за громоздкости «газового» оборудования отчасти приходилось перекомпоновывать автомобиль: менять, сдвигать грузовую платформу или урезать кабину грузовика, отказываться от багажника, переносить выхлопную систему.

Золотая эра «газгена» в СССР и за границей

Эра расцвета газогенераторных автомобилей пришлась на 30-40-е года прошлого века. Одновременно в нескольких странах с большими потребностями в автомобилях и малыми разведанными запасами нефти (СССР, Германия, Швеция) инженеры крупных предприятий и научных институтов взялись за разработку автотранспорта на дровах. Советские специалисты больше преуспели в создании грузовых автомобилей.

ГАЗ-42

С 1935 года и до самого начала Великой Отечественной войны на разных предприятиях Министерства лесной промышленности и ГУЛАГа (Главное Управление ЛАГерей, увы, реалии той поры) «полуторки» ГАЗ-АА и «трехтонки» ЗИС-5, а также автобусы на их базе переделывались для работы на дровах. Также отдельными партиями газогенераторные версии грузовиков производились самими заводами-изготовителями машин. Например, советские автоисторики приводят цифру 33 840 — столько было выпущено газогенераторных «полуторок» ГАЗ-42. Газогенераторных ЗИСов моделей ЗИС-13 и ЗИС-21 в Москве выпущено более 16 тыс. единиц.

ЗИС-21

За довоенное время советскими инженерами было создано более 300 различных вариантов газогенераторных установок, из которых 10 дошли до серийного производства. Во время войны серийными заводами были подготовлены чертежи упрощенных установок, которые могли изготавливаться на местах в автомастерских без применения сложного оборудования. По воспоминаниям жителей северных и северо-восточных регионов СССР, грузовики на дровах можно было встретить в глубинке вплоть до 70-х годов ХХ века.

В Германии во время Второй Мировой войны наблюдался острый дефицит бензина. КБ двух компаний (Volkswagen и Mercedes-Benz) получили задание разработать газогенераторные версии своих популярных компактных машин. Обе фирмы в довольно сжатые сроки справились с поставленной задачей. На конвейер встали Volkswagen Beetle и Mercedes-Benz 230. Интересно, что у серийных авто дополнительное оборудование даже не выступало за стандартные габариты «легковушек». В Volkswagen пошли еще дальше и создали опытный образец «дровяного» армейского Volkswagen Тур 82 («кюбельваген»).

Volkswagen Тур 82

Дровяные машины сегодня

К счастью, главное достоинство газогенераторных автомобилей — независимость от сети АЗС, сегодня стало малоактуальным. Однако в свете современных экологических веяний на первый план вышло другое достоинство автомобилей на дровах — работа на возобновляемом топливе без какой-либо его химической подготовки, без дополнительной траты энергии на производство топлива. Как показывают теоретические расчеты и практические испытания, мотор на дровах меньше вредит атмосфере своими выбросами, чем аналогичных двигатель, но уже работающий на бензине или солярке. Содержание выхлопных газов очень схоже с выбросами ДВС, работающих на природном газе.

И тем не менее тема с автомобилями на дровах утратила свою былую популярность. Забыть о газогенераторах не дают в основном инженеры-энтузиасты, которые ради экономии на топливе или в качестве эксперимента переоборудуют свои личные машины для работы на генераторном газе. На постсоветском пространстве есть удачные примеры «газгенов» на базе легковушек АЗЛК-2141 и ГАЗ-24, грузовика ГАЗ-52, микроавтобуса РАФ-2203 и пр. По словам конструкторов, их творения могут проезжать на одной заправке до 120 км со скоростью 80-90 км/ч.

ГАЗ-52

К примеру, переведенный житомирскими инженерами в 2009 году на дрова ГАЗ-52 расходует около 50 кг древесных чурок на 100 км пробега. По словам конструкторов, подкидывать дровишки нужно каждые 75-80 км. Газогенераторная установка традиционно для грузовиков расположилась между кабиной и кузовом. После розжига топки должно пройти около 20 минут, прежде чем ГАЗ-52 сможет начинать движение (в первые минуты работы генератора выработанный им газ не имеет нужных горючих свойств). По расчетам разработчиков, 1 км на дровах обходится в 3-4 раза дешевле, чем на дизельном топливе или бензине.

Газогенераторная установка ГАЗ-52

Единственная на сегодняшний день страна, в которой массово используются автомобили на дровах, — это Северная Корея. В связи с тотальной мировой изоляцией там наблюдается определенный дефицит жидкого топлива. И дрова снова приходят на выручку тем, кто оказался в нелегком положении.

Газогенератор на дровах – принцип работы и устройство

Газ, который мы часто используем для приготовления пищи, отопления дома и нагрева воды для хозяйственных нужд, добывается не только из недр земли. Его можно получить, сжигая некоторые природные материалы, к примеру, древесину, опилки, уголь, торф, отходы сельского хозяйства и прочее. Даже некоторые виды мусора пригодны для этого дела (старый паркет, линолеум некоторые виды пластика). Ведь при сгорании вышеуказанных материалов выделяется газ, который, если смешать в определенных пропорциях с кислородом, прекрасно горит и выделяет относительно большое количество тепловой энергии. Только для этого вам придется приобрести специальный вид отопительного оборудования – газогенератор на дровах.

Принцип работы

Итак, чтобы дрова в топке смогли выделить необходимое количество горючего газа, необходимо, чтобы они горели при небольшой подаче кислорода. По сути, топливо должно не гореть, а тлеть. Но при этом температура внутри камеры должна быть немаленькой, не меньше +1100°С. Это одно из основных условий.

С газами такой температуры работать очень сложно, ведь их качество достаточно низкое, чтобы использовать его по прямому назначению. Просто коэффициент полезного действия от их сжигания будет не очень большим, поэтому топочные газы обычно очищают. Но перед этим их необходимо немного охладить.

Горизонтальная модель газогенератора

Чистка газов производится на специальных фильтрах, где их очищают от золы, взвешенных частиц, кислот (муравьиной и уксусной) и других примесей. После чего они поступает в смесительную емкость, где производится смешение газов со свежим воздухом. И вот уже готовая воздушно-газовая смесь может быть использована по прямому назначению. Вот такой принцип работы газогенератора на дровах. Процесс не самый простой, поэтому и устройство данного агрегата непростое. Хотя многие домашние мастера изготавливают их своими руками.

Кстати, пиролизные котлы на твердом топливе – это одна из разновидностей газогенератора. Правда, в них отсутствует этапы охлаждения топочных газов и их очистка. Горючий материал сразу же из камеры сгорания дров попадает внутрь второй топки, где газы обогащаются кислородом и сжигаются. Для других целей газ не используется.

Достоинства и недостатки

Как и любой вид отопительного оборудования, газогенераторные котлы на твердом топливе обладают плюсами и минусами в конструкции и эксплуатации.

Простая конструкция

Достоинства

Начнем с коэффициента полезного действия, как с самого основополагающего критерия эффективной работы агрегата. Так вот у пиролизных твердотопливных котлов он имеет диапазон 85-95%. Для сравнения: у обычных дровяных агрегатов КПД не превышает 65%. Коэффициент полезного действия определяет соотношение расхода топлива, которого хватает на выработку необходимого количества тепловой энергии. А она, в свою очередь, должна быть рационально использована для поддержания необходимого температурного режима внутри помещений. Вот такая сложная взаимосвязь.
В газогенераторах топливо горит гораздо дольше, чем в обычных приборах. Если в качестве топлива используются дрова, то продолжительность сжигания одной закладки может хватить на пару дней. С углем этот показатель гораздо больше, до одной недели.
Устройство газогенератора на дровах имеет определенные конструктивные особенности, которые помогают сжечь топливо до конца. Остается лишь одна зола и сажа на стенках камеры сгорания. Почему это положительная сторона? Здесь два фактора: закладка горит дольше, чистка прибора упрощается.
Обычно твердотопливные котлы плохо поддаются автоматизации. Регулировать процессы, происходящие внутри агрегата практически невозможно. В газогенераторных печах на дровах процесс горения можно автоматизировать. Конечно, это не так просто, как, скажем, с газовыми или электрическими отопительными приборами, но такая возможность присутствует.
Так как угарные газы очищаются и сгорают, то это говорит о том, что в окружающую атмосферу попадает незначительное количество вредных веществ. На сегодняшний день это один из самых жестких требований, который пиролизными котлами на дровах полностью выполняются.
Современные модели газогенераторов обладают различными преимуществами, которые выделяют их из общей категории твердотопливных котлов. К примеру, в топке некоторых моделей можно впихнуть поленья длиною больше одного метра и использовать древесину с влажность до 50%.

Устройство самодельного газогенератора

Недостатки

Большой недостаток газогенераторных котлов на дровах – это сложность подачи воздуха в камеру смешения с угарными газами. Естественным способом это сделать очень трудно, поэтому практически все модели в своей конструкции используют механический надув при помощи вентилятора. А это говорит о том, что наш котел тут же переходит в категорию «энергозависимых агрегатов».
Если упустить момент падения мощности, особенно, когда она падает ниже половины своего номинала, то на стенках камеры сгорания и в дымоходе тут же начинает образовываться деготь за счет сажи и конденсации влажных паров. Поэтому совет – всегда держите минимальный температурный режим в +60°С.
Цена генераторов на дровах для дома выше обычных твердотопливных котлов практически вдвое. Конечно, есть предложения на рынке в виде самодельных отопительных приборов, но нет гарантии, что этот вариант будет работать эффективно и экономно. Так что не стоит рисковать.

Внимание! Выше уже говорилось, что автоматизировать газогенератор проще, чем классический твердотопливный котел. Добавим, что генератор с блоком автоматики работает в разы безопаснее.

Принципиальная схема обычного пиролизного котла

Разновидности дровяных генераторов

Существует достаточно большой модельный ряд газогенераторов, которые работают на дровах. Здесь и очень простые конструкции в виде буржуек, есть и сложные агрегаты, в которых проводятся все процессы: от сжигания дров до чистки топочных газов и их сгорания.

К примеру, твердотопливный котел-буржуйка. По сути, это обычная буржуйка с разделенной пополам топкой горизонтальной перемычкой, один конец которой не доходит до стенки печки. Остается небольшой зазор, по которому топочные газы перемещаются в верхнюю камеру сгорания. Вторая топка представляет собой систему каналов, по которым газы перемещаются снизу вверх. При этом они захватывают свежий холодный воздух, поступающий внутрь котла из нижних сопел. Здесь же и происходит смешение и получение воздушно-газовой смеси. Кстати, холодный воздух, проходя по соплам и каналам, тоже нагревается, так что волноваться, что смесь не загорится, нет причин.

Такая буржуйка хоть и обладает неплохим КПД, все равно является малопроизводительным отопительным агрегатом. Использовать ее для основной радиаторной системы отопления не рекомендуется. А вот для теплых полов она в самый раз.

Пиролизная печь буржуйка

Для основной отопительной системы лучше всего подойдут твердотопливные пиролизные котлы длительного горения. Основа их эффективной работы – это правильно проводимый процесс пиролиза в первой камере сгорания, куда закладываются дрова. Как уже было сказано выше, они в топке должны просто тлеть, ведь сюда поступает небольшое количество свежего воздуха.

От того, как правильно будет проведено размещение топлива и будет зависеть качество его сжигания. Поэтому рекомендуется дрова укладывать как можно ближе друг к другу, оставляя минимальные зазоры между ними. Чем меньше свободного пространства останется, тем лучше. Существует два вида укладки дров:

Рядами в горизонтальной плоскости.
В виде клети или колодца.

Итак, подведем итог. Газогенераторы, работающие на дровах — это неоспоримо наилучший вариант из категории «твердотопливных котлов». У них достаточно большое количество преимуществ перед другими моделями данной категории. Но хотелось бы отметить высокий КПД. Даже только из-за него можно было сделать выбор в сторону газогенератора.

Принцип работы газогенератора на дровах для автомобиля

Если вы хотите узнать когда выйдет очень подробный видеокурс как самому сделать чтобы автомобиль ехал на дровах (древесине) который я сейчас готовлю — оставляйте в комментариях емаилы — я вас оповещу. Или напишите мне сюда [email protected]

В 1990-х годах водород рассматривали в качестве альтернативного топлива будущего. Затем большие надежды возлагались на биотопливо. Позже большое внимание привлекло развитие электрических технологий в автомобилестроении. Если и эта технология не получит дальнейшего продолжения (тому есть объективные предпосылки), тогда наше внимание вновь сможет переключиться на газогенераторные автомобили.

Несмотря на высокое развитие промышленных технологий, использование древесного газа в автомобилях, представляет интерес с экологической точки зрения, по сравнению с другими альтернативными видами топлива. Газификация древесины несколько более эффективна, по сравнения с обычным сжиганием древесины, так как при обычном сжигании теряется до 25 процентов содержащейся энергии. При использовании газогенератора в автомобиле возрастает потребление энергии в 1,5 раза по сравнению с автомобилем работающем на бензиновом топливе (включая потери на предварительный нагрев системы и увеличение веса самой машины). Если принять к сведению, что необходимая для нужд энергия транспортируется, а затем вырабатывается из нефти то и газификация древесины остается эффективна по сравнению с бензином. Так же следует учитывать, что древесина является возобновляемым источником энергии, а бензин нет.

Преимущества газогенераторных автомобилей

Самое главное преимущество газогенераторных автомобилей заключается в том, что в нем используется возобновляемое топливо без какой-либо предварительной обработки. А на преобразование биомассы в жидкое топливо, такое как этанол или биодизель, может расходоваться энергии (в том числе и СО2) больше, чем содержится в изначальном сырье. В газогенераторном автомобиле для производства топлива энергия не используется, за исключением порезки и рубки древесины.

Газогенераторный автомобиль не нуждается в мощных химических аккумуляторных батареях и это является преимуществом перед электромобилем. Химические аккумуляторы имеют свойство саморазряжаться и нужно не забывать их заряжать перед эксплуатацией. Устройства, вырабатывающие древесный газ являются, как бы, натуральными аккумуляторами. Отсутствует необходимость в высокотехнологичной обработке отработавших и неисправных химических аккумуляторных батарей. Отходами работы газогенераторной установки является зола, которая может быть использована в качестве удобрения.

Правильно сконструированный автомобильный газогенератор значительно меньше засоряет воздушное пространство, чем бензиновый или дизельный автомобиль.

Газификация древесины значительно чище, чем непосредственное сжигание древесины: выбросы в атмосферу сопоставимы с выбросами при сжигании природного газа. При эксплуатации электромобиль не засоряет атмосферу, но позже, для зарядки аккумуляторов нужно приложить энергию, которая, пока что добывается традиционным путем.

Недостатки газогенераторных автомобилей

Несмотря на многие преимущества в эксплуатации газогенераторных автомобилей, следует понимать, что это не самое оптимальное решение. Установка, производящая газ, занимает много места и весит несколько сотен килограммов – и весь этот «завод» приходится возить с собой и на себе. Газовое оборудование имеет большой размер из-за того, что древесный газ имеет низкую удельную энергию. Энергетическая ценность древесного газа составляет около 5,7 МДж / кг, по сравнению с 44 МДж / кг у бензина и 56 МДж / кг у природного газа.

При работе на газогенераторном газе не удается достигнуть скорости и ускорения, как на бензине. Так происходит потому, что древесный газ состоит примерно из 50 процентов азота, 20 процентов окиси углерода, 18 процентов водорода, 8 процентов двуокиси углерода и 4 процента метана. Азот не поддерживает горение, а углеродные соединения снижают горение газа. Из-за высокого содержания азота двигатель получает меньше топлива, что приводит к снижению мощности на 30-50 процентов. Из-за медленного горения газа практически не используются высокие обороты, и снижаются динамические характеристики автомобиля.

Автомобили с небольшим объемом двигателя тоже можно оборудовать генераторами древесного газа (например, Opel Kadett на рисунке выше), но все же лучше оснащать газогенераторами большие автомобили с мощными двигателями. На маломощных двигателях, в некоторых ситуациях, наблюдается сильная нехватка мощности и динамики двигателя.

Сама газогенераторная установка может быть изготовлена и меньшего размера для небольшого автомобиля, но это уменьшение не будет пропорциональным размеру автомобиля. Были сконструированы газогенераторы и для мотоциклов, но их габаритные размеры сопоставимы с мотоциклетной коляской. Хотя этот размер значительно меньше, чем устройства для автобуса, грузовика, поезда или корабля.

Удобство использования газогенераторного автомобиля

Еще одна известная проблема газогенераторных автомобилей заключается в том, что они не очень удобны в использовании (хотя и значительно улучшились по сравнению с технологиями, используемыми во время войны). Тем не менее, несмотря на улучшения, современному газогенератору требуется около 10 минут, чтобы выйти на рабочую температуру, поэтому не получится сесть в автомобиль и немедленно уехать.

Кроме того, перед каждой последующей заправкой необходимо извлечь лопаткой золу – отработку предыдущего горения. Образование смол уже не так проблематично, чем это было 70 лет назад, но и сейчас это очень ответственный момент, так как фильтры должны очищаться регулярно и качественно, что требует дополнительного частого обслуживания. В общем, газогенераторный автомобиль требует дополнительных хлопот, полностью отсутствующих в работе бензинового автомобиля.

Высокая концентрация смертельного угарного газа требует дополнительных мер предосторожности и контроля от возможной протечки в трубопроводе. Если установка находится в багажнике, то не следует экономить на датчике СО в салоне автомобиля. Нельзя запускать газогенераторную систему в помещении (гараже), так как при запуске и выходе на рабочий режим должно быть открытое пламя (рисунок слева).

Все транспортные средств, описанные выше, построены инженерами любителями. Можно предположить, если бы было решено выпускать газогенераторные автомобили профессионально в заводских условиях, то, скорее всего, многие недостатки были бы устранены, а преимуществ стало бы больше. Такие автомобили могли бы выглядеть более привлекательно.

Например, в автомобилях Volkswagen, выпускаемых в заводских условиях во время Второй мировой войны, весь газогенераторный механизм был скрыт под капотом. С передней стороны в капоте находился только люк для загрузки дров. Все остальные части установки не были видны.

Еще один вариант газогенераторного автомобиля выпускаемого в заводских условиях – Mercedes-Benz. Как видно на фотографии ниже, весь механизм газогенератора скрыт под капотом багажника.

К сожалению, увеличение использования древесного газа и биотоплива может привести к образованию новой проблемы. И массовое производство газогенераторных автомобилей может усугубить эту проблему. Если начать значительно увеличивать количество автомобилей, использующих древесный газ или биотопливо, то в таком же количестве начнут снижаться запасы деревьев, а сельскохозяйственные земли будут принесены в жертву для выращивания культур, перерабатываемых на биотопливо, а это может привести к образованию голода. Использование газогенераторной техники во Франции во время Второй мировой войны стало причиной резкого уменьшения лесных запасов. Так же и другие технологии производства биотоплива приводят к уменьшению выращивания полезных для человека растений.

Хотя, наличие газогенераторного автомобиля может привести к более умеренному его использованию:
прогревать в течении 10 минут газогенератор или использовать велосипед для перемещения в магазин за продуктами – скорее всего выбор будет сделан в пользу последнего;
рубить в течении 3-х часов дрова для поездки на пляж или воспользоваться поездом – вероятно выбор будет в пользу последнего.

Как бы там ни было, газогенераторные автомобили не могут равняться с бензиновыми и дизельными автомобилями. Только глобальная нехватка нефти или очень большое удорожание ее сможет заставить нас пересесть на газогенераторный автомобиль.

Газогенера́торный автомоби́ль — автомобиль, двигатель внутреннего сгорания которого получает в качестве топливной смеси газ, вырабатываемый газогенератором.

Содержание

Технологический процесс [ править | править код ]

В качестве топлива могут использоваться дрова, угольные брикеты, торф и т. п. Принцип работы газогенератора основан на неполном сгорании углерода. Углерод при сгорании может присоединить один атом кислорода или два, с образованием соответственно монооксида (угарный газ) и диоксида (углекислый газ). При неполном сгорании углерода выделяется практически треть энергии от величины полного сгорания. Таким образом, полученный газ обладает гораздо меньшей теплотой сгорания, чем исходное твёрдое топливо. Кроме того, в газогенераторе при газификации древесины, а также при газификации угля с добавлением воды (как правило в виде пара) идёт эндотермическая реакция между образующимся монооксидом углерода и водой с образованием водорода и углекислого газа. Эта реакция снижает температуру полученного газа и повышает КПД процесса до величины 75-80 %. В случае же если нет необходимости перед использованием охлаждать газ, то КПД газификации составит 100 % [ источник не указан 703 дня ] . То есть фактически будет осуществлено двухстадийное полное сжигание твёрдого топлива.

Калорийность полученного газа достаточно низкая вследствие разбавления его азотом. Но поскольку для его сгорания требуется значительно меньше воздуха, чем для сгорания углеводородов, то калорийность рабочей смеси (газ + воздух) лишь незначительно ниже чем у традиционных топливовоздушных смесей. Основной причиной снижения мощности транспортных двигателей используемых для работы на газе без переделки является уменьшение величины заряда рабочей смеси, поскольку добиться удовлетворительного охлаждения газа на подвижной технике затруднительно. Но эта проблема не имеет существенного значения для стационарных двигателей, где масса и габариты охладителя мало ограничены. На двигателях, специально изменённых или специально разработанных для работы на генераторном газе, посредством повышения степени сжатия и незначительного наддува газогенератора, достигаются равные с бензиновыми двигателями литровые мощности.

Газогенератор обычно применяется при наличии уже имеющихся ДВС (как бензиновых, так и дизельных) и отсутствии основного жидкого (бензин, солярка) топлива для них.

История [ править | править код ]

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ и получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя, однако в 1804 году он был убит, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

В 1860 г. бельгийский официант и, по совместительству, инженер-любитель Этьен Ленуар создал и запатентовал двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе.

В 1862—1863 гг. газогенераторная силовая установка мощностью до 4 л.с. была установлена на восьмиместный открытый омнибус. КПД двухтактного двигателя Ленуара достигал всего 5 %. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, поэтому, когда на Парижской всемирной выставке 1878 г. публике был продемонстрирован четырёхтактный газовый двигатель немецкого инженера Николаса Отто с КПД 16 %, слава пионера газогенераторного двигателестроения, к сожалению, быстро померкла.

В 1883 г. английский инженер Э. Даусон впервые сформулировал концепцию сочетания газогенератора и двигателя внутреннего сгорания в едином блоке, который целиком мог быть установлен на транспортной или иной машине. Значение этой работы было настоль велико, что в течение некоторого времени полуводяной газогенератор повсеместно назывался «газом Даусона». Первый классический газогенераторный автомобиль, использующий в качестве топлива древесные чурки и древесный уголь, был построен Тейлором в 1900 г. во Франции (патент в России выдан в 1901 г.).

В 1891 году отставной лейтенант Российского флота Евгений Яковлев построил завод газовых и керосиновых двигателей в Санкт-Петербурге на Большой Спасской улице, однако конкуренцию с нефтяными и бензиновыми двигателями его продукция не выдержала.

В 1916 г. начались регулярные рейсы газогенераторного автобуса между Парижем и Руаном (протяжённость маршрута по разным данным составляла от 125 до 140 км).

В 1919 г. французский инженер Георг Имберт создал газогенератор прямоточного (обращённого) типа, в котором топливо и газифицирующий агент при газификации движутся в одном направлении. В 1921 был создан автомобиль с газогенератором на этом принципе. При этом древесина пиролизуется не в цилиндрах (как у Форда, Круппа или Порше), а в котле, где древесина «сжигалась» при недостатке кислорода (частичнозамещённый пиролиз), что являлось большим шагом вперед по сравнению с полукоксованием от Круппа. Это позволило настолько улучшить качество газогенераторов, что газогенераторные двигатели снова стали реальными конкурентами бензиновых и дизельных двигателей.

В Германии во время войны стали делать газогенераторы не только дровяные, но и на брикетах из буроугольной крошки и пыли, так как этого топлива там было достаточно много. Грузовики с газогенераторами ездили не быстро — 20 км в час — на низкокалорийном газе, в который превращались в газогенераторе дрова. В некоторых странах мира и в настоящее время используют такие автомобили (в очень небольших количествах), довольно много их в сельской местности Северной Кореи [1] .

В 1938 г. в Европе насчитывалось около 9 тыс. автомашин, работавших на газогенераторном горючем. К 1941 г. это количество увеличилось почти в 50 раз. В том числе в Германии их число достигло 300 тыс.

Первое в СССР испытание автомобиля на шасси ФИАТ-15 с газогенераторной установкой В. С. Наумова состоялось в 1928 году. В 1934 году проведён первый испытательный пробег газогенераторных автомобилей по маршруту Москва — Ленинград — Москва, в котором участвовали ГАЗ-АА и ЗИС-5 с установками, спроектированными в НАТИ [2] .

В СССР в 1936 г. было принято постановление СНК СССР о производстве газогенераторных автомобилей и тракторов.
В 1936 году выпущена первая партия газогенераторных грузовиков ЗИС-13, а затем — ЗИС-21 и на Горьковском заводе — ГАЗ-42. В начале 1941 года выпускались работавшие на древесных чурках газогенераторные установки для автомобилей ЗИС, тракторов ЧТЗ и ХТЗ. Они имели существенные недостатки: небольшую мощность, быстрый износ металла, заводские дефекты, приводившие к большим простоям. Однако газогенераторные автомобили и трактора стали большим плюсом во время Великой Отечественной войны — они активно использовались в тылу.

В трудные годы войны все машины Колымы были переведены на газогенераторное топливо, или, проще говоря, на обыкновенную деревянную чурку. Были специальные комбинаты по заготовке и сушке «чурочки» — так ласково называли её шофёры. Уходя в рейс, водитель брал шесть-восемь мешков чурки, которые по мере необходимости засыпал в специальный бункер. Дерево сгорало, образовавшийся газ «двигал» машину.

Ясное дело, что «газген» появился не от хорошей жизни — не хватало бензина. Первая конструкция газогенераторного устройства была неудачной… Рационализаторы Аткинской автобазы решили заставить «газген» работать лучше. И они добились своего: сделали надёжным «газген» на трассе, грузоподъёмность его повысили до семи тонн. А опытные шофёры на такую машину брали прицепы до восьми тонн. На ВДНХ в 1945 году колымские «газгены» заняли первое место.

В поисках альтернативного источника энергии пришло понимание, что не обязательно добывать газ в шахтах, чтобы затем сжигать его в котлах и двигателях внутреннего сгорания, горючий газ можно добывать из отходов производства и древесины. Газогенератор или как его еще называют генератор газов путем сжигания местного топлива – дров, торфа, древесного угля, опилок и других отходов древесины, а также иногда других органических остатков способны выделять/генерировать горючие газы, такие как СО, СН4, Н2 и другие. Вариантов использования полученного газа несколько, но в любом случае в основу каждого устройства положен принцип газогенератора. О том, как работает газогенератор, из каких элементов он состоит, а также какие процессы проходят внутри него, мы расскажем в данной статье. Также рассмотрим варианты дальнейшего использования полученного газа и места, где можно устанавливать подобные агрегаты.

Итак, какие же существуют варианты использования газа, полученного в газогенераторе?

Первый – горючий газ направляется к газовой плите на кухне и используется для приготовления пищи. Второй – горючий газ сжигается сразу же в пиролизном котле отопления с газогенератором, соответственно, используется для отопления дома или теплиц. Кстати, подобные котлы могут называться газовым котлом на дровах, твердотопливным пиролизным котлом, газогенераторным котлом на дровах. Все они могут использоваться как для бытовых нужд, так и для отопления огромных производств и цехов или предприятий. Третий – горючий газ может направляться в двигатель внутреннего сгорания, который служит приводом насосной станции или генератора электроэнергии. Газовый генератор на дровах позволяет получать электроэнергию в тех регионах, где нет возможности провести линии электропередач, выполнить прокладку газопровода и затруднен подвоз газа в баллонах. Помимо автономности у газогенераторов есть и другие преимущества, которые мы раскроем ниже.

Преимущества и недостатки генераторов газа

В качестве примера рассмотрим преимущества и недостатки газогенераторных котлов отопления. Пиролизные котлы относятся к категории твердотопливных, но существенно отличаются от обычных печей на дровах или угле, где происходит обычный процесс сгорания топлива.

Преимущества газогенераторных котлов:

КПД газогенераторных котлов находится в диапазоне 80 – 95 %, в то время как КПД обычного твердотопливного котла редко превышает 60 %.
Регулируемый процесс горения в газогенераторном котле – одна закладка дров может гореть от 8 до 12 часов, для сравнения в обычном котле горение длится 3 – 5 часов. В газогенераторных котлах с верхним горением сгорание дров длится до 25 часов, а уголь может гореть 5 – 8 дней.
Топливо сгорает полностью, поэтому чистить зольник и газоход приходится не часто.
Благодаря тому, что процесс горения можно регулировать (мощность регулируется в диапазоне 30 – 100 %), работу котла можно автоматизировать, как например, газового или жидкотопливного.
Выброс вредных веществ в атмосферу из газогенератора минимален.
Газогенераторные котлы экономнее обычных.
Топливо для газогенераторов не обязательно должно быть подсушено до 20 % влажности, существуют модели котлов, в которых можно использовать древесину до 50 % влажности и даже свежесрубленную.
Возможность загрузки в котел неколотых поленьев до 1 м длиной и даже больше.

Помимо дров и отходов древесной промышленности в пиролизных котлах можно утилизировать резину, пластмассу и другие полимеры.
Высокая безопасность котла по сравнению с обычным твердотопливным котлом обеспечивается автоматикой и материалами, из которых изготовлен агрегат, а в особенности камеры сгорания.

Если говорить о газогенераторах, которые используются для производства электроэнергии, то они обладают точно такими же достоинствами, такими как экологичность, экономичность, высокий КПД, высокое октановое число 110 – 140, универсальность в плане используемого топлива и большая эффективность в зимнее время.

Недостатки газогенераторных котлов:

На газовый генератор цена в 1,5 – 2 раза выше, чем на обычный твердотопливный котел.
В большинстве своем газогенераторы энергозависимы, так как для подсоса воздуха используется вентилятор, но также существуют модели, которые могут работать и без электричества.
Если использовать газогенераторный котел на мощности ниже 50 %, то наблюдается нестабильное горение – как результат выпадение в осадок дёгтя, который скапливается в газоходе.
Температура обратки отопления не должна быть ниже 60 °С, иначе в газоходе будет выпадать конденсат.
Обычно газогенераторы требовательны к влажности топлива, но как уже писалось выше, есть модели, в которых можно сжигать даже свежесрубленную древесину.

Других существенных недостатков газогенераторов не выявлено.

Кстати, газогенераторы – не такое уж и новое изобретение. Еще в середине прошлого века, когда большая часть нефтяных ресурсов Германии шла на вооружение, в качестве топлива для автомобилей использовались дрова. Даже на грузовые автомобили устанавливались газогенераторы. Современные агрегаты не слишком далеко ушли в своей конструкции, но, тем не менее, основательно усовершенствованы.

Принцип работы газового генератора – газогенератора

В генераторе газов или газогенераторе из твердого топлива добывается горючий газ. Основной секрет заключается в том, что в камеру сгорания подается воздух, объема которого недостаточно для полного сгорания топлива, при этом соблюдается высокая температура порядка 1100 – 1400 °С. Полученный газ охлаждается и направляется к потребителю или двигателю внутреннего сгорания, если, например, планируется добывать электричество. Более детально принцип работы газогенератора рассмотрим ниже, уточнив какой процесс в каком элементе агрегата происходит.

Устройство газового генератора на древесине

Рассмотрим устройство газогенератора бытового назначения. Сразу хотелось бы отметить, что пиролизные котлы с газогенератором отличаются от предложенной схемы, так как сгорание газа происходит внутри котла во второй камере сгорания. Мы же рассмотрим лишь сам газогенератор, на выходе из которого получается горючий газ.

Схема газогенератора:

Корпус газогенератора изготовлен из листовой стали и имеет сварные швы. Самая распространенная форма корпуса – цилиндрическая, но она вполне может быть и прямоугольной. К нижней части корпуса приварено днище и ножки, на которых будет стоять газогенератор.

Бункер или камера заполнения служит для загрузки внутрь газогенератора топлива. Он также имеет цилиндрическую форму и изготовлен из малоуглеродистой стали. Бункер установлен внутри корпуса газогенератора и закреплен болтами. На крышке люка, ведущего в бункер, на кромках использован асбестовый уплотнитель или прокладка. Так как асбест запрещен для использования в жилых помещениях, то существуют модели газогенераторов, уплотнители крышки которой изготовлены из другого материала.

Камера сгорания находится в нижней части бункера и изготовлена из жаропрочной стали, иногда внутренняя поверхность камеры сгорания отделывается керамикой. В камере сгорания происходит горение топлива. В нижней ее части происходит крекинг смол, для чего там установлена горловина, изготовленная из жаропрочной хромистой стали. Между корпусом и горловиной находится прокладка – уплотнительный асбестовый шнур. В средней части камеры сгорания находятся фурмы для подачи воздуха. Фурмы представляют собой калиброванные отверстия, которые соединяются с воздухораспределительной коробкой, связанной с атмосферой. Фурмы и распределительная коробка также изготавливаются из жаропрочной стали. На выходе из воздухораспределительной коробки установлен обратный клапан, который препятствует выходу горючего газа из газогенератора. Чтобы повысить мощность двигателя или иметь возможность использовать дрова повышенной влажности (более 50 %), перед воздухораспределительной коробкой можно установить вентилятор, который будет нагнетать внутрь воздух.

Колосниковая решетка служит для того, чтобы поддерживать раскаленные угли. Она располагается в нижней части газогенератора. Через отверстия решетки зола от сгоревших углей проваливается в зольник. Чтобы колосниковую решетку можно было очищать от шлака, ее средняя часть сделана подвижной. Для поворота чугунных колосников предусмотрен специальный рычаг.

Загрузочные люки оснащены герметично закрывающимися крышками. Например, верхний загрузочный люк откидывается горизонтально и уплотнен асбестовым шнуром. В креплении крышки есть специальный амортизатор – рессора, которая приподнимает крышку в случае избыточного давления внутри камеры. Сбоку корпуса есть также два загрузочных люка: один сверху – для добавления топлива в зону восстановления, второй снизу – для удаления золы. Отбор газа производится в зоне восстановления, поэтому чаще всего в верхней части газогенератора, но также возможно отведение газа и из нижней части агрегата. Отбор газа производится через патрубок, к которому приварены трубы газопровода. Не обязательно сразу же выводить газ за пределы корпуса газогенератора, пока он горячий, его можно использовать для подогрева и подсушивания дров или другого топлива в камере загрузки. Для этого отводящий газопровод проводится по кольцевой вокруг камеры, между корпусом газогенератора и бункером.

Фильтр «Циклон» и фильтр тонкой очистки располагаются за корпусом газогенератора. Они изготовлены из труб, наполненных фильтрующими элементами.

Прежде чем поступить в фильтр тонкой очистки, газ проходит через охладитель. А после фильтра тонкой очистки очищенный газ поступает в смеситель, где смешивается с воздухом. И только затем газо-воздушная смесь поступает в двигатель внутреннего сгорания.

Более наглядно последовательность движения горючего газа, после того как он вышел из газогенератора, показана на схеме ниже.

Дрова или другое топливо горит в камере сгорания, окисляясь воздухом, поступающим в камеру сгорания через фурмы из воздухораспределительной коробки. Полученный горючий газ поступает в фильтр Циклон, где очищается. Затем охлаждается в фильтре грубой очистки. Затем уже охлажденный газ поступает в фильтр тонкой очистки, а затем в смеситель. Из смесителя полученная смесь поступает в двигатель.

Процесс превращения топлива в газ

И все же: как из твердого топлива получается газ? Внутри газогенератора происходит некий процесс превращения, который разбит на несколько этапов, происходящих в разных зонах:

Зона подсушки находится в верхней части бункера. Здесь температура порядка 150 – 200 °С. Топливо подсушивается горячим газом, который движется по кольцевому трубопроводу, как было описано выше.

Зона сухой перегонки расположена в средней части бункера. Здесь без доступа воздуха и при температуре 300 – 500 °С топливо обугливается. Из древесины выделяются кислоты, смолы и другие элементы сухой перегонки.

Зона горения находится внизу камеры сгорания в зоне, где расположены фурмы, через которые поступает воздух. Здесь при подаче воздуха и температуре 1100 – 1300 °С обугленное топливо и элементы сухой перегонки сгорают, в результате чего образуются газы СО и СО2.

Зона восстановления находится выше зоны горения между колосниковой решеткой и зоной горения. Здесь газ СО2 поднимается вверх, проходит через раскаленный уголь, взаимодействует с углеродом (С) угля и на выходе образуется газ СО – окись углерода. В данном процессе также участвует влага из топлива, поэтому помимо СО образуется СО2 и Н2.

Зоны горения и восстановления называются зоной активной газификации. В результате генераторный газ состоит из нескольких компонентов:

Горючие газы: СО (оксид углерода), Н2 (водород), СН4 (метан) и СnНm (непредельные углеводороды без смол).
Балласт: СО2 (углекислый газ), О2 (кислород), N2 (азот), Н2О (вода).

Полученный газ охлаждается до температуры окружающей среды, затем очищается от муравьиной и уксусной кислоты, золы, взвешенных частиц и смешивается с воздухом.

Типы газогенераторов

Различают три типа газогенераторов: прямого процесса газогенерации, обратного и горизонтального.

Газогенераторы прямого процесса могут сжигать уголь полукокс и антрацит – топливо небитуминозное. Конструктивное отличие данного типа агрегатов в том, что воздух поступает через колосниковую решетку снизу, а забор газа производится сверху. В газогенераторах прямого процесса влага из топлива не попадает в зону горения, поэтому ее подводят специально. Обогащение генераторного газа водородом из воды повышает мощность генератора.

Газогенераторы опрокинутого или обращенного процесса предназначены для сжигания смолистого топлива – дров, древесного угля и отходов. Их конструктивное отличие в том, что воздух подается в среднюю часть – в зону горения, а забор газа производится ниже зоны горения – в зольнике. Обычно в агрегатах такого типа отобранный горячий газ используется для подогрева топлива в бункере.

Газогенераторы горизонтального или поперечного процесса газификации отличаются тем, что воздух в них подводится сбоку – в нижней части корпуса, причем подается он с высокой скоростью дутья через фурмы. Отбор газа производится напротив фурмы через газоотборную решетку. Активная зона газификации в газогенераторе горизонтального процесса очень мала и сосредоточена между концом фурмы и газоотборной решеткой. Время пуска такого генератора намного меньше, также он легко приспосабливается к смене режимов работы.

Место установки газового генератора

Газогенераторы и газогенераторные котлы отопления можно устанавливать как внутри жилых помещений, например, в подвалах и цокольных этажах, так и на улице.

Так называемые пеллетные котлы чаще всего устанавливают в доме, так как их загрузка не сопряжена с большим количеством мусора, а также мешки с пеллетами весят немного и могут храниться где-то рядом с котлом.

Газогенераторы на дровах, а в особенности на дровах большой длины, имеет смысл устанавливать на улице недалеко от места хранения дров. Так можно будет подвезти дрова на тачке непосредственно к котлу или газогенератору и не спускать их в подвал дома. Стоящий на улице котел избавляет от грязи и золы в подвале. Особенно это актуально для деревянных домов, где повышенные нормы пожаробезопасности. Внешний корпус котла изготавливается из нержавеющей стали, которая не подвержена коррозии. Также котлы теплоизолированы насыпной теплоизоляцией, чтобы температура окружающей среды минимально влияла на процесс газификации и скорость пуска котла. Система регулирования размещается в стальном кожухе под крышкой, чтобы на нее не попадали осадки. Дымовая труба имеет двойные стенки. Если вас интересует, как подключить газовый генератор, если он стоит на улице, то ответ прост – трубы прокладываются в земле, чтобы они минимально охлаждались, если это котел отопления. Трубы отопления подходят к котлу снизу, а сам котел устанавливается так, чтобы при длительных перерывах в использовании он не замерзал.

Кстати, как уже отмечалось, длительность процесса горения топлива в котле может быть от 12 часов и достигать 25 часов. В зависимости от мощности котла и площади отапливаемого помещения, его придется топить раз в два дня, а иногда и раз в неделю. Чтобы сохранить вырабатываемое котлом тепло на столь длительный период, используется теплоаккумулятор.

Дровяной газовый генератор своими руками

В том чтобы изготовить газогенератор своими руками, нет ничего сверхсложного. Многие используют такой агрегат для бытовых нужд или устанавливают на автомобиль. Перед тем как начать изготавливать газогенератор самостоятельно, необходимо ознакомиться с принципом его действия и выбрать подходящую для себя схему работы.

Понадобятся – бочка, трубы или старая батарея радиаторов, фильтры тонкой и грубой очистки газа, вентилятор. С другой стороны набор элементов может быть самым разным, все зависит от фантазии исполнителя.

Ниже посмотрите видео пример газогенератора самостоятельного изготовления.

Схема газогенратора:

В интернете можно найти как фото, так и чертежи по монтажу газовых генераторов и пиролизных котлов. Есть даже умельцы, которые берут за основу готовый проверенный котел и полностью повторяют его в домашних условиях. Получается дешевле намного.

Схема газогенераторного котла:

Отличие пиролизного котла от обычного газогенератора в том, что он состоит из двух камер сгорания: в одной сгорает топливо и образуется газ, а в другой – сгорает газ и находится теплообменник. Устройство и принцип работы газогенератора мы уже рассмотрели, добавьте в него только вторую камеру сгорания, которая должна располагаться вверху, и теплообменник сверху. Иногда теплообменник располагают сбоку. Также не забудьте о разных типах газогенераторов, так что вторая камера сгорания может находиться не только сверху.

При сборе дымохода постарайтесь собирать его в последовательности, обратной движению дыма, так на его стенках будет меньше оседать всякой гадости. Сам дымоход лучше сделать легкоразбираемым, чтобы его можно было легко и быстро чистить. Пространство вокруг котла отопления должно быть свободным, так как он нагревается в процессе работы. После монтажа котла придется изучить его «повадки» и подобрать оптимальный для себя режим работы, при котором сгорают все смолы.

Хотелось бы отметить, что газогенератор может рассматриваться не только как сжигатель полезной древесины, но и как утилизатор отходов. В нем можно сжигать остатки линолеума, пакетов, мешков, резины, пластиковых бутылок и другого бытового мусора.

Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

Газогенераторные двигатели имеют один неоспоримый плюс — возобновляемое топливо, которое не проходит предварительной обработки. История использования машин с таким оборудованием достаточно длительная. Сейчас они не так популярны, как раньше, но понемногу все же возвращаются в строй.

Основные особенности

Газогенераторный двигатель имеет несколько неоспоримых положительных особенностей. Во-первых, топливо для устройства очень дешевое. Во-вторых, во время эксплуатации прибора появляется зола, которую можно использовать в качестве удобрения, к примеру. В-третьих, автомобилю не потребуется установка мощных химических аккумуляторов.

Газогенераторные двигатели доказали свое право на существование уже очень давно. На сегодняшний день их показатели, конечно же, сильно уступают новым моделям, работающим на бензине. Однако для большинства рядовых автолюбителей вполне могут подойти. Газогенераторная установка позволит развить скорость до 100 км/ч, приблизительный максимальный пробег составит около 100 км. Чтобы повысить этот параметр, придется возить на заднем сиденье дополнительные мешки с дровами и периодически вручную добавлять «топливо» в бак.

Как работает устройство

Принцип работы газогенератора — синтез газа. Это процесс, в ходе которого, горючий газ будет образовываться при сгорании органического материала. Для того чтобы запустить такой процесс, необходимо достичь нужной температуры. Синтез газа начинается при достижении показателя в 1400 градусов по Цельсию. В качестве топлива для газогенераторного двигателя могут использоваться торф, брикеты с углем и некоторые другие материалы. Однако, как показала практика, наиболее распространенным и удобным материалом в качестве топлива выступает древесина. Хотя здесь стоит отметить, что дрова обладают одним недостатком — уменьшение заряда рабочей смеси. Вследствие этого несколько понижается и мощность установки.

Можно добавить, что двигатель на дровах такого типа обычно используется с уже установленным ДВС.

Технические показатели

Если стоит выбор, к примеру, между покупкой автомобиля с традиционным двигателем или с газогенератором, то нужно подробно остановиться на рассмотрении технических данных второго варианта.

Масса двигателя на дровах достаточно большая, из-за чего теряется некоторая часть маневренности. Этот недостаток становится опасным, если развивать большую скорость. По этой причине доводить автомобиль даже до 100 км/ч не слишком разумное решение — придется ездить медленнее. Есть еще несколько важных технических данных такого оборудования.

Газовый двигатель, работающий на дровах, обладает большей степенью сжатия, чем грузовые бензиновые двигатели. Что касается мощности, то газогенератор, естественно, проигрывает бензиновому мотору.

Последнее отличие не в пользу газовой модели — это грузоподъемность, в которой он также проигрывает автомобилю с бензиновым двигателем.

Здесь еще важно отметить, что древесный газ характеризуется низкой энергетической ценностью, если сравнивать его с природным. Авто на дровах будет неизбежно терять в динамических свойствах, что также следует учитывать водителю такого транспортного средства.

Некоторые предпочитают установку объемного газогенератора осуществлять на прицеп, а не на сам автомобиль. В таком случае и быстро разогнаться не получится, и маневрировать особо не выйдет. Прицеп будет являться своеобразным ограничителем.

Плюсы газогенераторов

Если говорить о плюсах автомобилей с газогенераторными двигателями, то на первый план сразу же выдвигается возможность использования возобновляемого топлива без предварительной обработки. К примеру, чтобы преобразовать биомассу в пригодное топливо, допустим в этанол или биодизель, расходуется энергия, в том числе и энергия СО2. Причем в некоторых случаях для преобразования расходуется больше энергии, чем содержит изначальное вещество. Что же касается газогенераторного двигателя на дровах, то он не требует затрат энергии для производства своего топлива. Разве что нужно порезать и нарубить саму древесину для удобства загрузки.

Если сравнивать авто с генератором газа и электромобилем, то можно выделить такое преимущество: отсутствие необходимости в мощном химическом источнике энергии — аккумуляторе. Недостаток таких химических аккумуляторов в том, что у них есть свойство саморазрядки, а потому перед эксплуатацией такого авто его нужно не забывать заряжать. Если говорить об устройствах, генерирующих газ, то они сами по себе являются «натуральными» аккумуляторами.

При правильной сборке генератора газа и его работе в автомобиле, он будет значительно меньше засорять окружающую среду, чем любой бензиновый или дизельный двигатель. Конечно, если сравнивать с электромобилем, который вовсе не создает выбросов в атмосферу, газогенератор проигрывает. Однако для зарядки электрических авто требуется много энергии, а она все еще добывается традиционными способами, сильно загрязняющими воздух.

Минусы газогенераторов

Несмотря на определенные преимущества таких установок, их монтаж все еще остается очень индивидуальным решением и не самым оптимальным. Сама по себе установка, генерирующая газ, занимает много места, а весит она несколько сотен килограммов. При этом всю эту громоздкую конструкцию придется перевозить с собой. Большие габариты газовой установки обусловлены тем, что древесный газ характеризуется низким коэффициентом удельной энергии. Для примера можно сравнить удельную энергетическую ценность древесного газа, которая составляет 5,7 МДж/кг, с энергией, выделяющейся при сгорании бензина — 44 МДж/кг, или 56 МДж/кг — результатом сгорания природного газа.

Работа автомобиля на газогенераторе

При эксплуатации такого газового двигателя не получится достичь скорости и ускорения, возможных при использовании бензинового аналога. Проблема заключается в составе древесного газа. Он на 50 % состоит из азота, на 20 % из окиси углерода; оставшиеся 18 % — водород, 8 % — двуокись углерода, 4 % — метан. Азот, который занимает половину удельной массы газа, вовсе не способен поддерживать горение, а соединения на основе углерода снижают эффективность горения. Большое количества азота уменьшает общую мощность такого генератора примерно на 30-50 процентов. Углерод снижает скорость горения газа, из-за чего не удается достичь высоких оборотов. Как следствие этого, понижаются динамические показатели автомобиля.

Применение генератора газа

Следует отметить еще одну небольшую проблему газогенераторных автомобилей, которая связана конкретно с их применением. Она связана с тем, что установке необходимо выйти на рабочую температуру, и только потом можно ехать. Время, требуемое для выхода на такую температуру, примерно 10 минут. Кроме этого, перед следующей загрузкой дров необходимо каждый раз лопаткой вычищать золу. Еще одна проблема в обслуживании — образование смол. Сейчас она стоит уже не так остро, как раньше, но все равно приходится очищать фильтры от загрязнений. Все это приводит к необходимости частого обслуживания генератора.

Если говорить в общем об уходе за таким устройством, то можно сказать так: появляется много хлопот с обслуживанием, которые полностью отсутствуют у бензиновых двигателей.

Генераторная установка для ЗИС-21

Как уже говорилось, основной принцип работы генератора — превращение твердого топлива в газ, поступающего в цилиндры. Газогенераторный ЗИС-21 в основном работал на таком топливе, как дуб и береза. Иногда использовался бурый вид угля, так как он был наименее гигроскопичным и давал больше всего газа на выходе.

Что касается конструкции типового генератора газа для ЗИС-21, то состоял он из следующих элементов: непосредственно самого газогенератора, охладителя-очистителя, тонкого очистителя, смесителя и электрического вентилятора.

Работа установки на ЗИС

В верхней части генератора располагался бункер, в который загружалось твердое топливо. Непосредственно под самим бункером располагался топливник. Здесь осуществлялось сжигание древесины. По мере того как сгорало старое топливо, осуществлялась «автоматическая подача» новой древесины. На деле же она просто падала из бункера в топливник под собственным весом, когда освобождалось место. Сама газогенерирующая установка располагалась с левого борта автомобиля.

В этом же топливнике происходило и образование окиси углерода из-за протягивания воздуха сквозь горящее топливо. Просасывание кислорода происходило либо за счет разрежения в цилиндрах, либо за счет работы электрического вентилятора. Эти методы являлись принудительными, но были установки и с естественной тягой воздуха. Однако в таком случае на подготовку к запуску могло уйти до часа времени.

Под топливником располагался зольник, как в любой обычной печи. Здесь скапливались продукты сгорания. Каждые 80-100 км было необходимо очищать его от золы. Однако здесь справедливо будет отметить, что этот факт доставлял проблемы лишь водителю транспортного средства.

Путь газа в установке и очистка

Весь полученный в процессе сгорания дров газ поступал в рубашку, которая окружала бункер. Таким образом достигался подогрев этого отсека. Это было необходимо, чтобы предварительно просушить всю древесину, подготовленную для сжигания. Далее стоит отметить, что после выхода из генератора газ имел температуру примерно 110-140 градусов. Поэтому он должен был проходить через секции радиатора. Там он не только понижал свою температуру, но и попутно очищался от тяжелых химических примесей.

Что касается очистки, то она происходила таким образом. Секции очистителя-теплообменника представляли собой внутренние перфорированные трубы. Эта конструкция была схожа с нынешними выхлопными системами. Горячий газ сильно расширялся, из-за чего терял скорость течения. Проходя через лабиринты труб, он еще сильнее замедлялся. Примеси отсеивались от него и оставались на внутренних стенках наружных труб обменников тепла. После этого следовал тонкий очиститель.

Вывод

В конце можно подвести следующий итог. Характеристики газогенераторных двигателей достаточно слабые, если сравнивать их с бензиновыми. Установка имеет некоторые преимущества, однако она достаточно неудобна в эксплуатации, требует постоянного и тщательного ухода. Кроме того, она не позволяет развивать большую скорость и снижает маневренность. По этим причинам автомобили с такими газовыми генераторами не пользуются практически большой популярностью.

Итак, какие же существуют варианты использования газа, полученного в газогенераторе?

Преимущества и недостатки генераторов газа

Преимущества газогенераторных котлов:

КПД газогенераторных котлов находится в диапазоне 80 – 95 %, в то время как КПД обычного твердотопливного котла редко превышает 60 %.
Регулируемый процесс горения в газогенераторном котле – одна закладка дров может гореть от 8 до 12 часов, для сравнения в обычном котле горение длится 3 – 5 часов. В газогенераторных котлах с верхним горением сгорание дров длится до 25 часов, а уголь может гореть 5 – 8 дней.
Топливо сгорает полностью, поэтому чистить зольник и газоход приходится не часто.
Благодаря тому, что процесс горения можно регулировать (мощность регулируется в диапазоне 30 – 100 %), работу котла можно автоматизировать, как например, газового или жидкотопливного.
Выброс вредных веществ в атмосферу из газогенератора минимален.
Газогенераторные котлы экономнее обычных.
Топливо для газогенераторов не обязательно должно быть подсушено до 20 % влажности, существуют модели котлов, в которых можно использовать древесину до 50 % влажности и даже свежесрубленную.
Возможность загрузки в котел неколотых поленьев до 1 м длиной и даже больше.

Помимо дров и отходов древесной промышленности в пиролизных котлах можно утилизировать резину, пластмассу и другие полимеры.
Высокая безопасность котла по сравнению с обычным твердотопливным котлом обеспечивается автоматикой и материалами, из которых изготовлен агрегат, а в особенности камеры сгорания.

Недостатки газогенераторных котлов:

На газовый генератор цена в 1,5 – 2 раза выше, чем на обычный твердотопливный котел.
В большинстве своем газогенераторы энергозависимы, так как для подсоса воздуха используется вентилятор, но также существуют модели, которые могут работать и без электричества.
Если использовать газогенераторный котел на мощности ниже 50 %, то наблюдается нестабильное горение – как результат выпадение в осадок дёгтя, который скапливается в газоходе.
Температура обратки отопления не должна быть ниже 60 °С, иначе в газоходе будет выпадать конденсат.
Обычно газогенераторы требовательны к влажности топлива, но как уже писалось выше, есть модели, в которых можно сжигать даже свежесрубленную древесину.

Других существенных недостатков газогенераторов не выявлено.

Принцип работы газового генератора – газогенератора

Устройство газового генератора на древесине

Схема газогенератора:

Процесс превращения топлива в газ

Горючие газы: СО (оксид углерода), Н2 (водород), СН4 (метан) и СnНm (непредельные углеводороды без смол).
Балласт: СО2 (углекислый газ), О2 (кислород), N2 (азот), Н2О (вода).

Типы газогенераторов

Различают три типа газогенераторов: прямого процесса газогенерации, обратного и горизонтального.

Место установки газового генератора

Дровяной газовый генератор своими руками

Ниже посмотрите видео пример газогенератора самостоятельного изготовления.

Схема газогенратора:

Схема газогенераторного котла:

Автомобиль с газогенераторной установкой. Фото wikipedia.org

Святая простота

НПЗ вожу с собой

Схема автомобиля ЗИС-21 с газогенератором

ЗиС 150УМ, опытная модель с газогенераторной установкой НАМИ 015УМ

В тайге заправок нет

Доработка автомобилей под дрова

Золотая эра «газгена» в СССР и за границей

Volkswagen Тур 82

Дровяные машины сегодня

Газогенераторная установка ГАЗ-52

Газогенератор — двигатель на дровах

Большинство ценителей раритетной техники отдают предпочтение моделям которые дошли до современных дней в малом количестве и имеют неординарную конструкцию. К таким можно отнести автомобили и даже мотоциклы работающие на дровах, с газогенераторным двигателем.

Газогенераторный автомобиль — автомобиль, двигатель внутреннего сгорания которого получает в качестве топливной смеси газ, вырабатываемый газогенератором.

Газогенератор — устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму. Наиболее распространены газогенераторы, работающие на дровах, древесном угле, каменном угле, буром угле,коксе и топливных пеллетах.

Многие заинтересованы конструкциями газогенераторов для современной техники. До сих пор в Северной Корее ездят грузовые автомобили на дровах.

Принцип таких двигателей прост, вместо бензина и воздуха подается газ вырабатываемый газогенератором и регулируется заслонкой. В большинстве случаев оставляют стандартный карбюратор, а газ подводят вместо воздуха. Таким образом двигатель запускают на бензине, а далее перекрывают подачу бензина и воздуха, оставляя только газ полученный газогенератором. Так легче запустить двигатель, тем более если он на мотоцикле.

Умельцы переделывают автомобильные и мотоциклетные двигатели “под дерево”. Конечно в большинстве случаев, такие переделки — это лишь хобби. Так как топливо из дерева сомнительная замена бензину или газу.

Недостатки газогенератора

КПД двигателя внутреннего сгорания сильно падает;
долгие подготовительные работы перед запуском двигателя;
газогенераторное оборудование занимает много дополнительного места;
уменьшается вес полезного груза, который можно перевести на автомобиле или мотоцикле;
требуется больший объем топлива для одного и того-же преодоления расстояния;
всё воняет копченостями.

Преимущество газогенератора

доступность топлива;
«изюминка» транспортного средства.

Переделка стокового мотора под дрова

Чтобы автомобиль или мотоцикл ездил на дровах, нужно не так уж и много средств. А всего лишь бензиновый двигатель, руки, инструменты и немного материалов.

Как и где размещать газогенератор зависит от конструкции автомобиля, некоторые даже делают его прицепным, тем самым не нарушая конструкции автомобиля. Очень интересен вариант газогенератора на мотоцикле с коляской или вовсе одиночках.

Теория газогенератора

Лучше всего для транспорта подходят газогенераторы обращённого процесса. В генераторах этого типа воздух подавался в среднюю по их высоте часть, в которой и происходил процесс горения. Отбор образовавшихся газов осуществлялся ниже подвода воздуха. Активная зона занимала часть газогенератора от места подвода воздуха до колосниковой решетки, ниже которой был расположен зольник с газоотборным патрубком.

Зоны сухой перегонки и подсушки располагались выше активной зоны, поэтому влага топлива и смолы не могли выйти из газогенератора, минуя активную зону. Проходя через зону с высокой температурой, продукты сухой перегонки подвергались разложению, в результате чего количество смол в выходящем из генератора газе было незначительным. Как правило, в газогенераторах обращенного процесса газификации горячий генераторный газ использовался для подогрева топлива в бункере. Благодаря этому улучшалась осадка топлива, так как устранялось прилипание покрытых смолой чурок к стенкам бункера и тем самым повышалась устойчивость работы генератора.

Горение углерода топлива можно описать следующим образом:

С + О₂ = СО₂ — это полное сгорание топлива, которое сопровождается выделением углекислого газа СО₂;
и С + (1/2)О₂ = СО — это неполное сгорание, в результате которого образуется горючий газ – оксид углерода СО.

Оба этих процесса происходят в так называемой «зоне горения» газогенератора.
Оксид углерода СО образуется также при прохождении углекислого газа СО₂ сквозь слой раскаленного топлива:
С + СО₂ = 2СО
В процессе участвует часть влаги топлива (или влага, подведенная извне) с образованием углекислого газа СО₂, водорода Н₂, и горючего оксида углерода СО.
С + Н₂О = СО + Н₂СО + Н₂О = СО₂ + Н₂

Зону, в которой протекают три описанных выше реакции называют «зоной восстановления» газогенератора. Обе зоны – горения и восстановления – несут общее название «активная зона газификации».

Примерный состав газа, полученного в газогенераторе обращенного процесса газификации при работе на древесных чурках абсолютной влажностью 20%, следующий (в % от объема):

водород Н₂16,1%;
углекислый газ СО₂ 9,2%;
оксид углерода СО 20,9%;
метан СН₄2,3%;
непредельные углеводороды СnHm (без смол) 0,2%;
кислород О₂1,6%;
азот N₂49,7%

Итак, генераторный газ состоит из горючих компонентов (СО, Н₂, СН₄, СnHm) и балласта (СО₂, О₂, N₂, Н₂О).

В основу всех конструкций входит:

реактор, где идет окислительно — восстановительная реакция, дрова превращаются в угарный газ и водород;
фильтр грубой очистки (циклон), отчищает газ от сажи;
холодильник, охлаждает газ;
фильтр тонкой очистки, очищает газ от смол и конденсата;
смеситель;
дополнительно ставят вентиляторы для розжига и принудительной тяги, чтобы процесс запуска был более простым.

Реакторы бывают разных типов. Чтобы много не расписывать, просто выложу страницы и картинки со старых книг. Это опытные образцы которые были в производстве. Тем кто действительно заинтересован в постройки такой техники, этой информации будет достаточно, чтобы построить свой газген.

Так же в интернете можно встретить очень много уже собранных газовых генераторов из современных материалов.

Не обязательно повторять конструкцию тех лет, когда газогенераторы производили серийно, можно все материалы взять на “помойке”. Благо такие конструкции уже построены и их можно найти в сети и посмотреть про это видео.

Мотоцикл на дровах

Один парень перевел свой Днепр на дрова — источник http://oppozit.ru/article85319.html. Кратко опишем процесс переделки.

Для газгена потребовалось:

бочка 100л;
бидон стальной;
диск от роторной косилки;
кусок толстостенной трубы диаметром около 160 мм;
ресивер;
труба со сгоном;
шестигранник;
чайник из нержавейки;
огнетушитель;
батарея.

В толстостенной трубе просверлили отверстия для фурм подвода воздуха в зону горения. Выточили из шестигранника фурмы и привариваем их к трубе.

В диске косилки сделали отверстие под толстостенную трубу и сваркой соединили их. Из вырезанной части диска сделали сужение «активной зоны» диаметром около 80 мм и вварили его по центру трубы.

Сваривали диск с бидоном.

Отрезали от ресивера кусок и в его торце сделали отверстие под наружный диаметр трубы, это будет подвод воздуха к фурмам. Приварили кусок трубы со сгоном по которой будет подводиться воздух. Приварили всё это к трубе с диском. К бидону приварили крышку бочки.

Из старого чайника из нержавеющей стали сделали колосниковую решётку и для подвижности подвешали её на цепях. В крышку бочки вварили гайку и вкрутили в неё болт, который соединён тросом с колосниковой решёткой и позволят встряхивать колосник для очистки. На видео это видно.

Из старого огнетушителя сделали центробежный очиститель (циклон) и приварили его к бочке без дна и крышки, сделали в ней с боку отверстие для воздухоподводящей трубы. В нижней части бочки приварили резьбовую пробку через которую будем удалять золу.

Вставили бидон с «активной зоной» в бочку, зажав гайками воздухоподводящую трубу, приварили к диску опорные лапы.

Приварили к бочке крышку и дно – газогенератор готов!

Из батареи сделали охладитель, предусмотрев отверстия для чистки и слива конденсата и соединительные фланцы.

Из двух 20 литровых вёдер от краски сделали фильтр тонкой очистки газа. Вёдра поставили друг на друга, нижнее заполнили керамзитом, а верхнее минеральной ватой. В нижнем ведре сделали пробку для слива конденсата и трубу с фланцем для подвода газа. В верхнем ведре сделали отводную трубу.

Из уголка сварили раму для крепления газогенератора, охладителя и фильтра.

Соединили всё на коляске.

Из трубы и заслонки от «пускачёвского» карбюратора сделали смеситель.

Из печки трактора Беларус сделали вентилятор розжига и закрепили его в передней части коляски.

Из двух шаровых кранов и сгонов сделали распределитель (пускает газ к вентилятору розжига или смесителю)

Сделали впускной коллектор под один карбюратор из дужек от кроватей, перед карбюратором поставили смеситель и соединили его шлангом с распределителем. Для управления воздушной заслонкой в смесителе на руль добавили рычажок.

Видеоинструкция как перевести автомобиль на дрова

В видео рассказывается как имея автомобиль с бензиновым двигателем, доступ к “свалке”, не хитрый инструмент можно пикап “заправлять” дровами. Всё наглядно и просто, посмотрев это видео и применив расчеты из старых, советских книг можно сделать свой газовый генератор для собственных нужд с максимально возможным КПД.

чертежи, устройство, схема, сборка, видео инструкция

Природный газ – самый дешевый и самый эффективный источник тепла. К сожалению, магистральный газопровод проведен не во все регионы нашей родины, и даже не везде подвозят баллонный. Тем не менее, это не повод отказываться от его использования при отоплении дома с тем лишь исключением, что придется сделать газогенератор на дровах своими руками. Это альтернативный способ отопления, где в качестве базового топлива будут использоваться не только дрова, но опилки, пеллеты, отходы деревообрабатывающей промышленности и т.д.

В статье мы подробно рассмотрим, как правильно сделать такой агрегат, что для этого понадобится, а также разберемся в преимуществах и возможных его недостатках.

Как это работает

Для того, чтобы добыть природный газ, не обязательно искать месторождение и открывать скважину, можно воспользоваться пиролизным котлом. Это особый вид котельного оборудования, где топливо сгорает при минимальном доступе кислорода, распадаясь на древесный остаток (уголь) и горючий газ (пропилен и этилен).

Учитывая то, что одновременно с топливом происходит процесс сгорания пиролизных газов, эффективность котла увеличивается в 1,5-2 раза при одинаковом с обычным котлом расходе топлива.

Медленное сгорание топлива (дров, опилок, пеллет и т.д.) обеспечивает гораздо более длительный процесс горения (12 часов по сравнению с 3-4 часами в обычном).

На схеме видно, по какому принципу работает пиролизный котел и как идет процесс образования горючего (древесного) газа.

Являясь уже, по сути, газогенераторным оборудованием, такой котел выполняет ряд задач, а именно:

Производит низкомолекудярные олефины в результате сгорания дров и входящей в их состав целлюлозы.
Очищает олефины от всех сторонних примесей, в результате чего получается чистый горючий газ.
Охлаждает газы за счет уменьшения количества энергии при окончательном сгорании топлива.

Пиролизный котел всегда разделен на 2 камеры, в одной из которых сгорает основное топливо при минимальном доступе кислорода, во вторую поступают выработанные газы и при подкачке воздуха происходит их сгорание.

Подобная оптимизация процесса сгорания позволяет решить сразу 2 ключевых задачи – увеличение коэффициента полезного действия котла и возможность организовать водонагревательный котел за счет соединения с водяной рубашкой.

Процесс пиролиза обеспечивает полное сгорание топлива с максимальной отдачей тепла, что на выходе дает более 35% экономии расходов.

Газогенераторный котел на дровах вполне можно сделать и своими руками, но перед этим необходимо понять принцип его работы, устройство камер внутреннего сгорания и технику безопасности, чтобы исключить малейшие нарушения технологии.

Устройство модели на дровах и схема

Данный вид котла растапливается точно по такому же принципу, как и обычный котел на твердом топливе. Дрова, пеллеты, брикеты, опилки и прочие виды топлива закладываются в нижнюю камеру, поджигаются, после чего открывается воздушная заслонка для создания тяги.

Воздушная заслонка должна быть открыта только наполовину, чтобы избежать излишнего поступления воздуха в камеру сгорания.

Устройство самодельного газогенераторного котла очень простое. Основу составляют 2 камеры, закрытые в один корпус. В нижней сгорает твердое топливо, в верхней – дровяной газ. При этом нагреваемый воздух постоянно циркулирует по воздуховодам — теплый поднимается вверх и выходит наружу, холодный подсасывается снаружи нагревается и также выходит. Этот процесс продолжается до той поры, пока в камере тлеет топливо.

Конвекция газогенераторного котла на дровах прогревает помещение достаточно быстро (50 кв.м. за 60-90 минут), при этом тепло сохраняется более длительный период времени.

Как сделать своими руками

На схеме, изображенной выше, видно, как функционирует котел, где и какие камеры расположены, поэтому прежде чем приступать к собственноручной сборке, необходимо разобраться с принципом работы готового котла, а также использовать чертеж котла, работающего на твердом топливе.

На видео вы можете посмотреть, как работает газогенераторный котел:

Основой котла (корпусом) служит любая металлическая бочка, подойдет даже использованный газовый баллон. Можно сделать такой цилиндр из листа стали 8-10 мм толщиной, для чего сварить его по окружности и приварить дно.
В верхней части цилиндра делаете камеру минимальным объемом 0,7 куб.м, куда в дальнейшем будет загружаться твердое топливо.

Для того, чтобы рассчитать объем бункера для загрузки топлива, воспользуйтесь таблицей. С ее помощью можно рассчитывать объем любого котла, который вы планируете делать своими руками.

На самом верху цилиндра привариваете дополнительный круг стали, из которого будет происходить забор холодного воздуха (юбка).

Для очистки древесного газа от сторонних примесей используются кольца грубой очистки. Поддув его происходит через фурму.

Для охлаждения газа из юбки забирается холодный воздух. Он проходит по зигзагу труб, оснащенному несколькими металлическими кольцами, постепенно охлаждаясь.

Если используется для горения недостаточно сухое топливо, во время работы котла собирается конденсат. Его необходимо регулярно спускать, для чего используется подобный кран.

Газогенераторный котел – единственный в линейке отопительного оборудования, который позволяет использовать даже влажные – свежесрубленные – дрова. При контакте с холодным воздухом, поступающим из юбки, образуется слишком большое количество воды, которое необходимо постоянно спускать. Для этой цели используется т.н. сепаратор. Его изготавливают из трубы диаметром 3-5 мм, куда вставляют пластину с ребрами. Проходя по сепаратору, вода выводится из системы по ленте слива.

Для повышения мощности газогенераторного котла требуется сухой газ. Для этого достаточно закрыть кран слива конденсата и открыть кран на газовой трубе, которая расположена сразу за сепараторной трубкой. Когда газ поступает из небольшой трубы в большую, он распадается на газообразную и жидкую фракции, после чего переходит в камеру сгорания.

Для обогрева больших площадей рекомендуется устанавливать водяной контур. Можно даже сделать отдельную камеру в газогенераторном котле, где будет нагреваться с помощью поступающего горючего газа вода. За счет конвекции при нагреве происходит одновременное его охлаждение.

При выполнении обвязки котла рекомендуется использовать газ в качестве источника дополнительного горючего. Для этого достаточно подсоединить контур и открыть вентиль подачи газа в прибавочную зону.

Советы и отзывы специалистов

Камеры сгорания изготавливают из низкоуглеродистой стали, не подверженной воздействию высоких температур и конденсата.
Внутри корпуса камеры сгорания закрепляются болтами.
Крышка корпуса и камеры всегда уплотняется, чтобы исключить неконтролируемое попадание воздуха внутрь. В качестве уплотнителя можно использовать асбестовый шнур.
Корпус газогенераторного котла лучше всего изготовить из пустого газового баллона. Чтобы исключить риск возгорания остатков газа во время монтажных работ, наполните его до краев водой.
Обязательно устанавливайте на газогенераторе обратный клапан, который предотвратит выход газа.
Для нагнетания воздуха можно использовать вентилятор, но в этом случае котел будет энергозависимым.
Колосниковая решетка для камеры сгорания твердого топлива изготавливается из чугунных полос. Для того, чтобы такой агрегат было удобно чистить, сделайте центр колосника подвижным.
Предусмотрите в загрузочной камере люк – при избытке топлива и газа он позволит сбросить часть балласта.
Для изготовления газогенераторного котла своими руками обязательно используйте чертежи, а еще лучше – вышедший из строя котел, чтобы в точности соблюсти все пропорции и размеры.

Авто на дровах работает при помощи газогенератора, производящего газ из дров.

Еще в 30-е годы прошлого века ученые СССР изобрели машины, работающие на дровах, которые назывались газогенераторными. Единственное их отличие заключалось в наличии особой конструкции в виде короба позади машины. В те времени такое устройство было необходимо, ведь в стране был недостаток бензина. Хотя преимуществ у таких машин было немного, их производство было массовым. Тяжелые автомобили на дровах широко использовались во времена Великой Отечественной войны, но только для невоенной техники – бензин уходил на поля боя.

В послевоенный период топлива производилось все больше, и газогенераторный автомобиль постепенно уходил в историю. Тем не менее и сегодня можно встретить людей, которые создают автомобиль на дровах – «машину из прошлого» – самостоятельно либо из-за своего интереса, либо в целях экономии.

Однако нужно ли на самом деле устанавливать газогенератор? Как он работает? Есть ли польза для автомобиля? Постараемся разобраться в этом вопросе.

Принцип работы агрегата

Газогенератор можно сравнить с колонной, имеющей цилиндрическую форму с сужением книзу. От агрегата отходят патрубки для подачи воздуха и выхода горючей смеси. Основным агрегатом, из числа представленных на схеме, является, конечно, газогенератор. Еще имеется люк для доступа в зольник и отверстие, для того чтобы можно было загружать топливо. Дымоход отсутствует.

Для начала следует понять принцип работы газогенератора. Эта информация необходима тем, кто намерен узнать принцип работы газогенератора или «пиролизного газогенератора» – таково его полное название.

Данная установка нужна для выделения смеси газов путем разложения дров, торфа, угля. Затем следует рассмотреть принцип действия газогенератора на дровах. Благодаря пиролизу дерева, выделяются газы, способные гореть. Таким образом, сюда можно включить угарный газ, водород, метан и прочие непредельные углеводороды.

Из чего состоит пиролизный газ?

Порода древесины не влияет на состав смеси при пиролизе. Соответственно, береза, сосна и ель выделяют практически одинаковое количество всех вышеперечисленных газов. После пиролиза 1 куб. м дерева можно получить около 90 м³ неконденсирующегося газа.

Полезная теплота при сгорании 1 м³ неконденсирующегося газа, кДж/м³, вычисляется по формуле.

Для примера возьмем березу и сделаем расчёт калорийности газа:

Qнр=127,5*28,4%+108,1*3,0%+358,8*18,2+604,4*1,4=11 321,62 кДж/м³= 11,3 МДж/м³

Затем делим полученное число на 4,187. Таким образом, Qнр будет равен 2704 кКал/м³. Для сравнения калорийность природного газа составляет 8000 кКал/м³.

Технологический процесс

Один лишь полученный газ непригоден для ДВС, поэтому необходимо соблюдать определенный процесс, который поделен на этапы:

Дрова не должны сжигаться, а разлагаться термическим образом, ввиду низкой подачи кислорода.
Следующий этап обуславливается удалением взвешенных частиц при помощи фильтра.
Затем с помощью воздушного или жидкостного теплообменника смесь охлаждается.
После этого смесь очищается при помощи тонкой очистки.
На последнем этапе горючее подходит в смеситель и затем попадет в двигатель.

Мифы о газогенераторных установках

Газогенераторная установка для современного человека является пережитком прошлого, поэтому существуют различные мифы. Но действительно ли им можно верить?

Миф №1. Утверждается, что установка имеет крайне высокий коэффициент полезного действия. В действительности, вследствие пиролиза КПД не может превышать 70–80%.
Миф №2. Утверждается, что установка может проработать и на влажном топливе. Можно сказать, что частично это является правдой. Но влажное топливо уменьшает количество производимой смеси. Иногда падение достигает 25%, так как при испарении пара от воды расходуется больше энергии, чем при выделении газа. Поэтому дрова всё-таки стоит сушить.
Миф №3. Утверждается, что установка поможет сэкономить расходы по отоплению дома, в сравнении с традиционными устройствами. Однако здесь следует просчитать целесообразность двух установок по их цене и занимаемой площади. Таким образом, это миф.

Как сделать газогенератор самому?

Для того чтобы создать газогенераторную установку, потребуется много сил, так как она не должна занимать много места или быть тяжелой, но при этом быть высокопроизводительной. Нержавеющая сталь будет идеальным материалом для производства корпуса, фильтрующего и охлаждающего устройства. Однако цена такого материала довольно высока, по сравнению со стандартной сталью.

Для наружной емкости можно использовать железную бочку или металлический прокат (толщина не должна быть менее 1 мм), а внутренняя может быть сделана из газового баллона или ресивера от грузовых автомобилей. Стоит предусмотреть отверстия для зольника, чтобы была возможность производить чистку. В камере сгорания должна располагаться горловина (в нижней части) для смольных отложений. Колосниковая решетка отлично получается из арматуры. Патрубки можно купить, благо в продаже они бывают разных размеров и по невысокой стоимости. Крышку можно сделать из металлического листа. Фильтрами могут быть отслужившие огнетушители, а охладителем – «гармошка», применяемая в системе отопления. Кроме того, понадобятся смеситель и вентилятор с реле.

Дровяные машины сегодня

Автомобиль, работающий на дровах, это экологичное средство передвижения. Такое топливо не вредит атмосфере так сильно, как солярка и бензин. Имея ретротранспорт, вопрос наличия заправок становится неактуальным. Но такие автомобили безвозвратно утратили свою популярность. Сегодня газогенераторы интересны только энтузиастам или тем, кто хочет сэкономить на топливе. Не так давно экспериментально, в штучном экземпляре выпускались Москвич-2141, РАФ-2203, работающие на дровах. Конструкторы говорили, что при скорости 85 км/ч можно проехать 120 км, не заправляясь заново.

На данный момент авто на дровах повсеместно используются в Северной Корее, в связи с изоляцией и, как результат, нехваткой топлива.

Итог

Идея использования дров в качестве топлива может быть привлекательной. Однако стоит понимать, что газогенератор на дровах является неконкурентной альтернативой жидкому топливу. Двигатель на газовой смеси не способен раскрыть свой потенциал, так как разогнать автомобиль до 80 км/ч будет недостижимой целью.

‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘

4.1 Описание электростанции на древесном газе

4.1.1 Подача топлива
4.1.2 Газификатор древесины
4.1.3 Установки охлаждения и промывки древесного газа
4.1.4 Фильтр древесного газа
4.1.5 Двигатель и электрические генератор

На Рисунке 4.1 показана блок-схема процесса производства электроэнергии. Более подробная блок-схема системы газификатора показана на рисунке 4.2

В таблице 4.1 приведены технические данные установки.

Таблица 4.1 Технические характеристики газогенератора древесины с пониженной тягой на лесопильном заводе Sapire

Мощность электрогенератора	40 кВт
Мощность двигателя	90 л.с.
Количество часов работы электрогенератора в сутки	14
Суточная потребляемая мощность пилорамы	463 кВтч
Расход древесных отходов на кВтч	4.1 кг
Максимальная влажность древесных отходов	37% (сухой)

Лесопилка расположена в лесном массиве с обильным лесом. Дороги в этом районе немощеные, поэтому лесопилка хранит запасы древесины на складе для обеспечения поставок сырья в дождливые периоды.

Подача древесины в газификатор полностью перекрыта, так как она поступает из отходов лесопиления. В среднем эти отходы составляют 35% от количества поступающих бревен, что превышает потребности газификатора древесины (около 570 т / год).Таким образом, нет необходимости экономить на топливе, и фактически используется как можно больше, чтобы уменьшить площадь, необходимую для хранения.

В таблице 4.2 показаны породы древесины, используемые в качестве топлива для газификатора, и насыпная плотность соответствующей древесной щепы.

Рисунок 4.1. Блок-схема системы газификации электростанции на лесопильном заводе Sapire.

Таблица 4.2 Древесная щепа, используемая для газодобывающей промышленности

Название дерева
Общее название	Ботаническое название	Насыпная плотность (кг / м)
Пало Роса	Aspidosperma peroba	861
Петерибы	Кордия меллеа	543
Лапачо	Текома ИПЭ	993
кедр	Cedrella fissilis	554
Гуака	Ocotea puberula	448
Гуатамбу	Aspidosperma Austr.	883

Максимальные размеры древесного топлива составляют 40 x 40 x 5 см, т. Е. Самые большие, которые можно подавать в загрузочный лоток газогенератора, а также куски меньшего размера, вплоть до размера спичечного коробки. все принято. Теоретически можно включить около десяти процентов стружки и опилок, но на практике это дало плохие результаты, потому что лесопильный завод имеет земляной пол и пыль имеет тенденцию уноситься вместе с древесными отходами.

Максимальное зарегистрированное содержание влаги составило 37 процентов, уменьшаясь с размером и продолжительностью хранения журналов до преобразования.Таким образом, содержание влаги меняется в зависимости от работы лесопильного завода и сезона.

Колебания влажности древесины ниже максимального значения не влияют на качество топливного газа, поскольку сырье высыхает в бункерной секции газогенератора до того, как достигнет зоны пиролиза.

Генератор древесного газа состоит из блока со стенками из листового железа толщиной 6 мм, облицованными изнутри кирпичами, содержащими 50 процентов глинозема (AL ₂ O ₃). Его общая высота составляет 3600 мм, а внешний диаметр — 1400 мм.Загрузочный желоб для топлива (дров) имеет диаметр 400 мм. В реакторе установлены чугунные решетки в 300 мм от дна. Эти решетки расположены на расстоянии 20 мм друг от друга и оснащены рычажной системой перемещения для удаления золы. Под решетками, в 150 мм от основания, находится система водяного охлаждения с тройной функцией:

1. Гидравлическое перекрытие зоны выпадения золы для предотвращения утечки горючего газа.
2. Охлаждение решетки и зоны рычага.
3. Смывание золы водой.

Рисунок 4.2. Эскиз газификатора древесины на лесопильном заводе Sapire

Газификатор имеет восемь входных отверстий для воздуха диаметром два дюйма. Четыре из них отделены от дна равными интервалами 1800 мм. Остальные четыре разделены таким же образом, но на расстоянии 1320 мм от дна (см. Рисунок 4.2).

Газификатор, будучи умеренно большим, может принимать куски древесины различного размера и содержания влаги. Древесная загрузка образует столб, в котором карбонизация происходит внизу, а конвекционное тепло сушит куски вверху.Одной загрузки топлива хватает примерно на четырнадцать часов, и ее можно пополнить во время работы, поскольку крышка желоба всегда остается наполовину открытой.

Содержание влаги в топливе должно быть низким, предпочтительно ниже 25 процентов, чтобы в зоне окисления могло происходить эффективное окисление различных продуктов пиролиза. В результате получается топливный газ хорошего качества.

Зольность составляет от 0,7 до 0,9% от веса сухой древесины. Во время газификации большая часть золы достигает решетки, где она попадает в слой воды, вытекающей из охлаждающего устройства, и сбрасывается в канализацию.Небольшая часть летучей золы остается в газе и удаляется путем охлаждения.

Из сосуда из листового железа диаметром 600 мм и высотой 1300 мм полудюймовая водяная трубка с прикрепленным на конце диском, имеющим отверстия, как в обычном душе, распыляет воду, как дождь, на горячие газы. Затем вода сливается в другую емкость, где она распыляется вентилятором с электрическим приводом, вращающимся со скоростью 1500 об / мин. Эта же вода затем самотеком сбрасывается в нижнюю часть газогенератора, где, проходя через ряд кирпичей, она создает гидравлическое уплотнение, предотвращающее утечку горючих газов.Наконец, вода циркулирует, вытягивая золу в канализацию. Конечная температура охлаждающей воды колеблется от 75 ° до 85 ° C.

Газификатор имеет цилиндрический фильтр высотой 2650 мм и диаметром 800 мм. Цилиндр заполнен кусками мягкой древесины размером 35 x 8 x 7 см, доходящими до верхней части выхода газа в двигатель (см. Рисунок 4.3). Большой объем и большая площадь поверхности фильтра обеспечивают эффективную систему охлаждения газа, который подается в двигатель при температуре около 45 ° C.

Рисунок 4.3 Газовый фильтр. (Фильтрующий материал: кусочки мягкой древесины)

Конструкция фильтра проста и практична и обеспечивает длительный срок службы, фильтрующий материал меняют каждые два года эксплуатации.

Генераторно-двигательная группа состоит из бывшего в употреблении оборудования, которое было полностью отремонтировано. Двигатель — одноцилиндровый «Deutz» мощностью 90 л.с. при 150 об / мин. Из-за медленного действия и чрезвычайной прочности расчетный срок службы составляет 40 лет.Генератор производства AEG мощностью 40 кВт при частоте вращения 1500 об / мин.

1. ЧТО ТАКОЕ ДЕРЕВЯННЫЙ ГАЗОВЫЙ ГЕНЕРАТОР И КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Этот отчет — один из серии оценок технологий в чрезвычайных ситуациях, спонсируемых Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям (FEMA). Цель данного отчета — разработать подробные, иллюстрированные инструкции по изготовлению, установке и эксплуатации блок газификатора биомассы (т.е., генератор «генераторного газа», также называемый генератор « древесного газа »), способный обеспечить аварийное топливо для транспортных средств, таких как тракторы и грузовики, в случае если обычный бензин источники были серьезно нарушены в течение длительного периода времени. Эти инструкции были подготовлены как руководство для использования любым механик, обладающий достаточными знаниями в области изготовления металлов или ремонт двигателя.

1.1 ВВЕДЕНИЕ

Топливный газ, полученный при переработке угля и торфа, использовался для отопление, еще в 1840 г. в Европе, а к 1884 г. для заправки двигателей в Англии.До 1940 года газогенераторные установки были знакомая, но не широко используемая технология. Однако нефть дефицит во время Второй мировой войны привел к широкому применению газовых генераторов в транспортных отраслях Западной Европы. (Такси на углях, похожее приложение, все еще были распространены в Корее еще в 1970 году.) Соединенные Штаты, никогда не сталкивавшиеся с такой продолжительной или серьезной нехваткой нефти, сильно отстал от Европы и Востока в знании и применение этой технологии; однако катастрофа могла так серьезно нарушить поставки нефти в эту страну, что это технологии могут иметь решающее значение для удовлетворения энергетических потребностей некоторых основные виды экономической деятельности, такие как производство и сбыт еды.

В этом отчете делается попытка сохранить знания о древесине. газификация в практическом применении во время Второй мировой войны. Подробные пошаговые процедуры представлены в этом отчете для построение упрощенной версии Второй мировой войны, древесный газ Имберта генератор. Этот простой многослойный газификатор с нисходящим потоком может быть построены из материалов, которые будут широко доступны в США в затяжном нефтяном кризисе. Например, тело Устройство состоит из металлического оцинкованного мусорного бака, расположенного на небольшом металлическом корпусе. барабан; общая сантехника; и большой, из нержавеющей стали миска для решетки.Изготовлен опытный образец газогенератора. изготовлены из этих инструкций. Затем этот блок был установлен на перед сельскохозяйственным трактором с бензиновым двигателем и успешно прошли полевые испытания, использование древесной щепы как единственного топлива; видеть Рис. 1-1 (все рисунки и таблицы представлен на конец соответствующих разделов). Фотодокументация фактическая сборка агрегата, а также его эксплуатационные полевые испытания, включен в этот отчет.

Использование генераторов древесного газа не обязательно. ограничивается транспортными приложениями.Стационарные двигатели также могут быть работает на древесных газификаторах для работы электрогенераторов, насосов и промышленное оборудование. На самом деле использование древесного газа в качестве топлива нецелесообразно. даже ограничивается бензиновыми двигателями; если небольшое количество дизельного топлива используется для зажигания, правильно настроенный дизельный двигатель может работать в первую очередь на древесном газе, подаваемом через впускной коллектор. Однако этот отчет касается работы четырехцилиндрового двигателя. бензиновые двигатели мощностью от 10 до 150 лошадиных сил. Если больше информации необходимо о работе газификаторов на других видах топлива (например, угле, древесном угле, торф, опилки или водоросли) список соответствующей литературы содержится в Библиография в конце этого отчета.

Цель этого отчета — предоставить информацию для постройки самодельного древесного газогенератора, сделанного нестандартное, доступное оборудование, чтобы получить тракторы, грузовики и другие транспортные средства, работающие без промедления, в случае серьезной аварийной ситуации на жидком топливе должно возникнуть. В разделе 1 описаны принципы газификации и древесный газ. генераторы в целом и дает некоторую историческую справку об их работа и эффективность. Раздел 2 содержит подробные пошаговые инструкции. инструкция по созданию собственной газогенераторной установки на древесном топливе; иллюстрации и фотографии включены во избежание путаницы.Раздел 3 содержит информацию об эксплуатации, обслуживании и устранение неисправностей вашего генератора древесного газа; также включены некоторые очень важные инструкции по безопасности при использовании вашей газогенераторной системы.

В основе конструкции газификатора древесины, представленной в этом отчете, лежит проверенная технология, использованная во Второй мировой войне во время реальной нехватки бензина и дизельное топливо. Следует признать, что существуют альтернативные технологии (например, производство метана или использование спиртового топлива) для хранения двигатели внутреннего сгорания, работающие в течение длительного кризис; установка газификатора древесины, описанная в этом отчете, представляет собой только одно решение проблемы.

1.2 ПРИНЦИПЫ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Фактически все двигатели внутреннего сгорания работают на паре, а не на жидкости. Жидкое топливо, используемое в бензиновых двигателях, испаряется до того, как оно попасть в камеру сгорания над поршнями. В дизельных двигателях топливо распыляется в камеру сгорания в виде мелких капель, которые горят как они испаряются. Таким образом, целью газификатора является преобразование твердого топлива. в газообразные и чтобы газ не содержал вредных компонентов.Газогенератор — это одновременно преобразователь энергии и фильтр. В этих двойных задачах заключаются его преимущества и свои трудности.

Первый вопрос, который многие задают о газификаторах: «Где находится откуда взялся горючий газ? Зажгите деревянную спичку; держать это в горизонтальное положение; и обратите внимание, что пока древесина становится углем, на самом деле он не горит, а выделяет газ, который начинает гореть ярко на небольшом расстоянии от спички. Обратите внимание на разрыв между спичкой и светящимся пламенем; этот пробел содержит древесный газ, который начинает гореть только при правильном смешивании с воздухом (который содержит кислород).По весу этот газ (древесный газ) из обугленная древесина содержит примерно 20% водорода (H ₂), 20% оксид углерода (CO) и небольшие количества метана, все из которых горючие, плюс от 50 до 60% азота (N ₂). Азот не горючие; однако он занимает объем и разбавляет древесный газ, поскольку он попадает в двигатель и горит. Когда горит древесный газ, продукты горения являются углекислый газ (CO ₂) и водяной пар (H ₂ O).

Те же химические законы, которые управляют процессами горения также относятся к газификации.Твердое топливо из биомассы, подходящее для газификация охватывает широкий спектр: от древесины и бумаги до торфа, бурого угля, и уголь, включая кокс, полученный из угля. Все эти твердые виды топлива состоит в основном из углерода с различным количеством водорода, кислорода, и примеси, такие как сера, зола и влага. Таким образом, цель газификация — это почти полное преобразование этих составляющих в газообразную форму, так что остается только зола и инертные материалы.

В некотором смысле газификация — это форма неполного сгорания; нагревать из горящего твердого топлива образует газы, которые не могут гореть полностью, из-за недостаточного количества кислород из имеющегося источника воздуха.В приведенном выше примере спички когда древесина сжигалась и подвергалась пиролизу в древесный уголь, образовывался древесный газ, но газ также потреблялся при сгорании (поскольку существовала огромная подача воздуха в комнату). При создании древесного газа для внутреннего двигатели внутреннего сгорания, важно, чтобы газ не только правильно произведено, но также консервировано и не потреблено, пока не будет введено в двигатель, где он может сгореть.

Газификация — это физико-химический процесс, в котором химические превращения происходят вместе с преобразованием энергии.Химические реакции и термохимические превращения, которые происходят внутри генератора древесного газа: слишком длинный и сложный, чтобы его здесь описывать. Такое знание не требуется для строительства и эксплуатации газогенератора древесины. Книги с такой информацией перечислены в Справочном разделе. (см., например, Reed 1979, Vol. II; или Reed and Das 1988).

1.3 ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Использование дерева для производства тепла так же старо, как человечество; но сжигая древесина мы используем только около одной трети ее энергии.Две трети теряются в среда с дымом. Газификация — это метод сбора дым и его горючие компоненты. Изготовление горючего газа из угля и дерева началось около 1790 года в Европе. Такой искусственный газ был использовался для уличного освещения и был подключен к домам для отопления, освещения, и приготовление пищи. Заводы использовали его для паровых котлов, а фермеры эксплуатировали их оборудование работает на древесном газе и угольном газе. После открытия большого запасы нефти в Пенсильвании в 1859 году, весь мир изменился на масло — более дешевое и удобное топливо.Тысячи газов работают повсюду мир в конечном итоге был разобран.

Генераторы древесного газа — это не чудеса техники, которые можно полностью устранить. наша текущая зависимость от нефти, уменьшить влияние энергетического кризиса или обеспечивают долгосрочное экономическое облегчение от высоких цен на ископаемое топливо, но они являются проверенным аварийным решением, когда такое топливо становится недоступным в в случае войны, гражданских беспорядков или стихийного бедствия. На самом деле многие люди можно вспомнить широкое использование генераторов древесного газа во время Второй мировой войны, когда нефтепродукты были недоступны для гражданского населения во многих странах.Естественно, что люди больше всего страдают от нефти и Дефицит нефти сделал самые большие успехи в производстве древесного газа технология.

В оккупированной Дании во время Второй мировой войны 95% всех мобильных сельхозтехника, тракторы, грузовики, стационарные двигатели, рыбалка и паромы лодки были оснащены генераторами древесного газа. Даже в нейтральной Швеции 40% весь автомобильный транспорт работает на газе, полученном из древесины или древесного угля (Reed и Jantzen 1979). По всей Европе, Азии и Австралии миллионы газогенераторы работали с 1940 по 1946 год.Из-за несколько низкая эффективность газогенератора древесины, неудобство эксплуатации и потенциальные риски для здоровья от токсичных паров, большинство из которых единицы были заброшены, когда нефть снова стала доступной в 1945 году. За исключением технология производства альтернативных видов топлива, таких как метан или спирт, единственное решение для эксплуатации существующих двигателей внутреннего сгорания, когда нефть и нефтепродукты недоступны, было так просто, недорогие газогенераторы.

1.3.1 Вторая мировая война, Imbert Gasifier

В этом и ниже описана основная работа двух газификаторов. следующий раздел.Их эксплуатационные преимущества и недостатки будут также обсуждаются. Эта информация включена в технически только заинтересованный читатель; он призван дать читателю больше информации в тонкости принципов работы древесного газа генератор, описанный в данном руководстве. Те читатели, которые хотят начать строительство собственного древесного газогенератора возможно пропустить материал ниже и переходите непосредственно к Разд. 2 без потерь преемственности.

Газогенератор с узким подом и нисходящим потоком показан на Инжир.1-2 иногда называют газификатором Imbert. в честь его изобретателя Жака Имбера; хотя это было коммерчески выпускаются под разными названиями. Такие агрегаты серийно производились в Вторая мировая война многими европейскими автомобильными компаниями, в том числе General Моторс, Форд и Мерседес-Бенц. Эти агрегаты стоят около 1500 долларов. (Оценка 1985 г.) каждый. Однако после начала Второй мировой войны в 1939 году потребовалось за шесть-восемь месяцев до того, как заводские газификаторы стали общедоступными. Тысячи европейцев были спасены от неминуемой голодной смерти благодаря домостроению, простые газификаторы из ванн стиральных машин, старых водонагревателей, и металлические баллоны для газа или кислорода.Удивительно, но работа этих агрегаты были почти так же эффективны, как агрегаты заводского производства; Однако самодельных агрегатов хватило всего на 20000 км с большим ремонтом, в то время как заводские агрегаты работали, после небольшого ремонта, до 100 000 миль.

На рис. 1-2 верхняя цилиндрическая часть газификатор — это просто бункер или бункер для древесной щепы или другой топливо из биомассы. Во время работы эта камера заполняется каждые несколько часов по мере необходимости. нужный. Подпружиненную герметичную крышку необходимо открыть, чтобы наполнить топливный бункер; он должен оставаться закрытым и герметичным во время работы газификатора.Пружина позволяет крышке функционировать как предохранительный клапан, потому что она открываться в случае чрезмерного внутреннего давления газа.

Примерно на одной трети высоты от дна газогенератора комплект радиально направленных воздушных форсунок; они позволяют воздуху быть впрыскивается в древесину, когда она движется вниз для газификации. В газе генератор для использования в транспортных средствах, ход поршней двигателя вниз создает сила всасывания, которая перемещает воздух в газификатор и через него; во время запуска газификатора используется воздуходувка для создания надлежащего поток воздуха.Газ вводится в двигатель и расходуется несколько секунд. после того, как это сделано. Этот метод газификации называется «производство генераторного газа», потому что система хранения не используется; только это количество газа, требуемого двигателем, производится. Когда двигатель выключен выкл, производство газа прекращается.

Во время нормальной работы поступающий воздух горит и пиролизирует часть дерево, большая часть смол и масел, и немного древесного угля, который заполняет суженная область под соплами.Преобразуется большая часть массы топлива к газу в этой зоне горения. Газификатор Imbert во многих отношениях саморегулирующийся. Если у воздушных форсунок недостаточно древесного угля, больше дерево обжигается и подвергается пиролизу, чтобы сделать более харистый. Если слишком много древесного угля формируется, то уровень древесного угля поднимается над соплами, а поступающий воздух горит древесным углем. Таким образом, зона горения поддерживается очень рядом с форсунками.

Ниже этой зоны горения образуются горячие дымовые газы — углерод. диоксид (CO ₂) и водяной пар (H ₂ O) — переходят в горячий древесный уголь, где они химически восстанавливаются до горючего топлива газы: окись углерода (CO) и водород (H ₂).Очаг сжатие заставляет все газы проходить через зону реакции, таким образом дает максимальное перемешивание и минимальные потери тепла. Самые высокие температуры достигаются в этом регионе.

Мелкодисперсный уголь и зольная пыль могут в конечном итоге забить угольный слой и уменьшить поток газа, если пыль не удалена. Chareoal поддерживается подвижная решетка, которую можно периодически встряхивать. Накопление золы ниже решетку можно снять во время чистки. Обычно дерево содержит менее 1% золы (по весу).Однако по мере того, как уголь расходуется, в конечном итоге он разрушается, образуя порошкообразную смесь древесного угля и золы, которая может составляют от 2 до 10% (по весу) от общей массы топлива.

Блок охлаждения, необходимый для газификатора Имбера, состоит из резервуар-отстойник, заполненный водой, и автомобильный радиаторный газ кулер. Резервуар-отстойник удаляет все неприемлемые смолы и большую часть мелкой золы из газового потока, в то время как радиатор дополнительно охлаждает газ. Второй фильтрующий блок, содержащий мелкоячеистый фильтрующий материал, представляет собой используется для удаления последних следов пепла или пыли, которые могли уцелеть проход через охлаждающий агрегат.После выхода из фильтрующего блока древесина газ смешивается с воздухом в карбюраторе автомобиля, а затем подается непосредственно во впускной коллектор двигателя.

Вторая мировая война, газификатор Имберта требует древесины с низкой влажностью содержание (менее 20% по весу) и однородное блочное топливо в порядке чтобы позволить легкую подачу самотеком через суженный под. Веточки, палки и куски коры использовать нельзя. Сужение у очага а выступающие воздушные форсунки препятствуют прохождению топливо и может создать перемычки и каналы с последующим плохим выход качественного газа, так как непиролизованное топливо попадает в зону реакции.У транспортных средств эпохи Второй мировой войны было достаточно вибрации, чтобы сотрясать деревянные блоки тщательно отсортированы через газогенератор. По факту, появилась целая индустрия подготовки древесины для использования в транспортных средствах на в то время (Рид и Янцен, 1979). Однако стесненный очаг конструкция серьезно ограничивает диапазон форм древесного топлива, которые могут быть успешно газифицирован без дорогостоящего кубирования или гранулирования предварительная обработка. Именно это ограничение делает газификатор Imbert менее гибкий для использования в экстренных случаях.

Итак, Вторая мировая война Имберт конструкция газификатора bas выдержала испытание временем и успешно прошла массовую произведено. Он относительно недорогой, использует простые строительные материалы, прост в изготовлении и может эксплуатироваться автомобилистами с минимальными затратами времени. объем обучения.

1.3.2 Стратифицированный газификатор с нисходящим потоком

До начала 1980-х годов газификаторы древесины по всему миру (включая конструкции времен Второй мировой войны) работали по принципу, что как топливный бункер, так и топочный агрегат должны быть герметичными; бункер был запечатан крышкой или крышкой, которую нельзя было открывать каждый раз, когда дерево добавлен.Дым и газ выходили в атмосферу, пока шла новая древесина. загружен; оператору плохо быть осторожным, чтобы не вдыхать неприятный дым и токсичные пары.

За последние несколько лет была разработана новая конструкция газогенератора. совместные усилия исследователей в Solar Energy Research Институт в Колорадо, Калифорнийский университет в Дэвисе, Открытый Университет в Лондоне, компания Buck Rogers в Канзасе и биомасса Energy Foundation, Inc., Флорида (Рид и Дас, 1988).Это упрощенное конструкция использует сбалансированную концепцию отрицательного давления, в которой старые тип герметичного топливного бункера больше не требуется. Закрытие только используется для сохранения топлива при остановленном двигателе. Эта новая технология имеет несколько популярных названий, в том числе «стратифицированная газификация с нисходящим потоком». и «газификация с открытым верхом». Два года лабораторных и полевых испытаний указали, что такие простые и недорогие газификаторы могут быть построены из существующее оборудование и будет очень хорошо работать в качестве аварийных модулей.

Схематическая диаграмма стратифицированного газогенератора с нисходящим потоком показана на Рис. 1-3. Во время работы газификатора воздух равномерно проходит вниз через четыре зоны, отсюда и название «стратифицированный»:

В самой верхней зоне находится непрореагировавшее топливо, через которое воздух и ввод кислорода. Эта область выполняет ту же функцию, что и топливный бункер в дизайн Имберта.
Во второй зоне древесное топливо реагирует с кислородом во время пиролиза. Большая часть летучих компонентов топлива сжигается в этой зоне и обеспечивают тепло для продолжения реакций пиролиза.Внизу этого В зоне полностью прореагировал весь доступный кислород из воздуха. Конструкция с открытым верхом обеспечивает равномерный доступ воздуха в зону пиролиза.
Третья зона состоит из древесного угля из второй зоны. Горячее горение газы из области пиролиза реагируют с древесным углем, превращая двуокись углерода и водяной пар на окись углерода и водород.
Инертный уголь и зола, составляющие четвертую зону, обычно тоже прохладно, чтобы вызвать дальнейшие реакции; однако, поскольку четвертая зона способен поглощать тепло или кислород при изменении условий, он служит как как буфер и как область хранения древесного угля.Ниже этой зоны находится решетка. Наличие угля и золы служит для защиты колосниковой решетки. от чрезмерных температур.

Послойная конструкция с нисходящим потоком имеет Ряд преимуществ перед Второй мировой войной, газогенератор Imbert. Открыто верх упрощает подачу топлива и обеспечивает легкий доступ. Цилиндрическая форма проста в изготовлении и обеспечивает непрерывный поток. топлива. Никакой специальной формы топлива или предварительной обработки не требуется; любой блочный можно использовать топливо.

Главный вопрос о работе стратифицированного, нисходящего течения. газификатор касается удаления угля и золы.Поскольку древесный уголь вступает в реакцию с газы сгорания, в конечном итоге он достигает очень низкой плотности и распадается на пыль, содержащую всю золу, а также оригинальный карбон. Эта пыль может частично уноситься газ; однако в конечном итоге он может начать закупоривать газификатор, и поэтому он необходимо удалить встряхиванием или взбалтыванием. И газификаторы Imbert, и в стратифицированной концепции предусмотрена возможность встряхивания колосниковой решетки; когда они используются в транспортных средствах, они автоматически сотрясаются движение автомобиля.

Важный вопрос в конструкции стратифицированного газогенератора с нисходящим потоком. предотвращение переброски и перетока топлива. Биомасса высокого качества топливо, такое как древесные блоки или щепа, будет стекать через газогенератор под действием силы тяжести и нисходящего потока воздуха. Однако другие топливо (например, измельченное дерево, опилки и кора) может образовывать мост, который предотвратит непрерывный поток и вызовет очень высокие температуры. Очевидно, что желательно использовать эти широко доступные остатки биомассы.Мосты можно предотвратить, перемешивая, встряхивая или взбалтывая решетку или ее взбалтывание движением транспортного средства. Для длительного на холостом ходу в конструкцию включен шейкер с ручным управлением.

Разработан прототип конструкции послойного газогенератора с нисходящим потоком. развитый. Подробный, но простой дизайн описан и проиллюстрирован в Разд. 2; однако он не был широко протестирован на этот раз. Читателю предлагается использовать свою изобретательность и инициативу в строит собственный генератор древесного газа.Пока принцип герметичность в зонах горения, в соединительном трубопроводе, и в фильтрующих элементах соблюдается форма, форма и метод сборка не важна.

Управляйте грузовиком на дровах!

Древесный газ или газификация древесины — это технология возобновляемых источников энергии, созданная несколько десятилетий назад, которая преобразует куски дров, древесной щепы или другой целлюлозной биомассы в древесный уголь, летучие и горючие газы, а иногда и горючие жидкости.

Процесс, который называется пиролизом, осуществляется путем варки древесины (в условиях низкого содержания кислорода) в генераторе древесного газа и сбора паров, которые затем направляются в автомобиль (в идеале грузовик или внедорожник с местом для перевозки газогенератор) сжигать карбюратор вместо бензина.

Основным «отходом» этого процесса является древесный уголь, который в настоящее время изучается как ценная добавка для некоторых почв. (Чтобы узнать больше, прочтите Сделать Biochar — эта древняя техника улучшит вашу почву.)

Этот процесс использовался для бензовозов в Англии во время Второй мировой войны. Поскольку современное общество по-прежнему чрезвычайно зависит от бензина как основного топлива для транспорта, древесный газ привлек внимание исследователей Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям (FEMA).Отчет, подготовленный Национальной лабораторией Ок-Ридж, работающей на Министерство энергетики, содержит подробные инструкции по строительству, установке и эксплуатации древесно-газового генератора. Загрузите отчет (ПРИМЕЧАНИЕ: это файл размером более 25 МБ, поэтому его невозможно загрузить через медленное Интернет-соединение) по следующей ссылке: Строительство упрощенного генератора древесного газа для заправки двигателей внутреннего сгорания в нефтяной аварийной ситуации.

Целью отчета является разработка подробных иллюстрированных инструкций по изготовлению, установке и эксплуатации газификатора биомассы (то есть генератора «генераторного газа», также называемого генератором «древесного газа»), который может обеспечения аварийным топливом для транспортных средств, таких как тракторы и грузовики, в случае, если нормальные источники нефти были серьезно нарушены в течение длительного периода времени.Эти инструкции подготовлены в формате руководства для использования любым механиком, имеющим достаточный опыт в производстве металла или ремонте двигателей.

В этом отчете делается попытка сохранить знания о газификации древесины, применявшиеся на практике во время Второй мировой войны. Подробные, пошаговые процедуры изготовления представлены для упрощенной версии времен Второй мировой войны, древесного газогенератора Imbert. Этот простой многослойный газификатор с нисходящим потоком может быть сконструирован для материалов, которые будут широко доступны в Соединенных Штатах в условиях длительного нефтяного кризиса.Например, корпус агрегата состоит из металлического оцинкованного мусорного бака, установленного на небольшой металлический барабан; используется обычная сантехника; В качестве решетки используется большая чаша для смешивания из нержавеющей стали. Вся компактная установка была установлена на переднюю часть сельскохозяйственного трактора и успешно прошла полевые испытания с использованием древесной щепы в качестве единственного топлива. Прилагается фотодокументация фактической сборки устройства, а также его работы ».

В начале 1980-х сотрудники MOTHER EARTH NEWS экспериментировали с концепцией древесного газа для привода грузовика.В конечном итоге они создали систему газификации древесины, изготовленную из переработанных водонагревателей, которая оказалась достаточно успешной, чтобы предложить план по генерации древесного газа в журнале.

Совсем недавно Роберт Бим из Уильямспорта, штат Пенсильвания, переделал свой Isuzu Trooper 1988 года для работы на дровах (см. Фото). Внедорожник способен проехать 20 миль на 25 фунтах щепы. Вы можете узнать больше о грузовике Бима и найти список статей в MOTHER EARTH NEWS на эту тему в статье Этот грузовик едет на щепе! И посетите веб-сайт Beaver Energy, чтобы узнать больше о Trooper.

Еще один источник совета из первых рук — дискуссионная группа по древесному газу.

Если вы любите возиться с двигателями и хотите более экологичное и автономное топливо для вашего грузовика, подумайте о создании генератора древесного газа для вашего автомобиля. Если да, поделитесь своими успехами и неудачами с другими, разместив комментарий ниже.

Фотографии: Роберт «Чип» Бим демонстрирует древесную щепу, которая питает его двигатель Isuzu Trooper на дровах; Бим ездит на своем в Гран-при Грин в Уоткинс-Глен, штат Нью-Йорк.Y.

Фото Дэвида Дюпри / AP Wide World

Первоначально опубликовано: 04.06.2009 14:11:00

древесина_газ

Древесный газ , также известный как holzgas , воздушный газ или голубой газ , является продуктом термической газификации биомассы или других углеродсодержащих материалов, таких как уголь, в газогенераторе или древесном газогенераторе.Это результат высокотемпературной реакции (> 700 ° C), когда углерод реагирует с водяным паром или ограниченным количеством воздуха или кислорода с образованием монооксида углерода (CO), молекулярного водорода (H ₂) и диоксида углерода (CO ₂).

В некоторых газификаторах фактическому процессу газификации предшествует пиролиз, при котором биомасса или уголь превращаются в полукокс с выделением полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), богатых смолой и метаном (CH ₄). В другие газификаторы подают уголь, подвергнутый пиролизу.Древесный газ легко воспламеняется из-за содержания окиси углерода, водорода и метана.

Использование

Древесный газ можно использовать для питания автомобилей с обычными двигателями внутреннего сгорания, если к нему подключен газогенератор древесины. Это было довольно популярно во время Второй мировой войны в нескольких европейских странах, потому что война помешала легкому и рентабельному доступу к нефти.В последнее время древесный газ был предложен в качестве чистого и эффективного метода нагрева и приготовления пищи в развивающихся странах или даже для производства электроэнергии в сочетании с газовой турбиной или двигателем внутреннего сгорания. По сравнению с технологиями времен Второй мировой войны, газификаторы стали менее зависимыми от постоянного внимания из-за использования сложных электронных систем управления, но получить из них чистый газ по-прежнему сложно. Очистка газа и подача его в трубопроводы природного газа — это один из вариантов подключения его к существующей заправочной инфраструктуре, сжижение с помощью процесса Фишера-Тропша — другой вариант.

Производство

Газификатор древесины принимает древесную щепу, опилки, древесный уголь, уголь, резину или аналогичные материалы в качестве топлива и не полностью сжигает их в топке, образуя твердую золу и сажу (которые необходимо периодически удалять из газификатора и постоянно из газа) и древесный газ. Затем древесный газ можно отфильтровать от смол и частиц сажи / золы, охладить и направить, например, в двигатель внутреннего сгорания, газовая турбина, двигатель Стирлинга или топливный элемент для производства электроэнергии.Большинство этих устройств предъявляют строгие требования к чистоте древесного газа, поэтому газ часто должен проходить через обширную газоочистку, чтобы удалить или преобразовать (т.е. «расколоть») смолы и частицы. Использование древесного газа в немодифицированном двигателе внутреннего сгорания, работающем на бензине, может привести к проблемному накоплению несгоревших соединений.

Теплота сгорания генераторного газа довольно низкая по сравнению с другими видами топлива. Taylor ^[1] сообщает, что «генераторный газ» имеет более низкую теплотворную способность, равную 5.7 МДж / кг против 55,9 МДж / кг для природного газа и 44,1 МДж / кг для бензина. Предположительно, эти значения могут несколько отличаться от образца к образцу. Тот же источник сообщает о следующем химическом составе по объему, который, скорее всего, также варьируется:

Азот N ₂ 50,9%,
Окись углерода CO 27,0%,
Водород H ₂ 14,0%,
Углекислый газ CO ₂ 4,5%,
Метан CH ₄ 3.0%,
Кислород O ₂ 0,6%.

Качество газа из разных газогенераторов сильно различается. Поэтапные газификаторы, в которых пиролиз и газификация происходят отдельно (а не в одной реакционной зоне, как это было, например, в газификаторах времен Второй мировой войны), могут быть спроектированы для производства газа, практически не содержащего смол (

История

Первый газогенератор для древесины был построен Бишофом в 1839 году. Первое транспортное средство, работающее на древесном газе, было построено Паркером в 1901 году.

Голубой газ использовался в качестве вторичного источника топлива для некоторых конструкций цеппелинов начала 20-го века и хранился в газовых ячейках внутри оболочки, сразу под ячейками с газообразным водородом. Двигатели могли использовать в качестве энергии либо голубой газ, либо жидкое топливо на основе нефти, но первое, имея плотность, подобную воздуху, требовало небольшого изменения балласта по мере его потребления.

Примерно в 1900 году многие города поставляли древесный газ (централизованно производимый, как правило, из угля) в жилые дома. В то же время Рудольф Дизель и Жорж Имбер также разрабатывали свои различные двигатели.Было высказано предположение, что все эти двигатели внутреннего сгорания были созданы при наблюдении за работой поршневого пожарного устройства, которое было обнаружено в Новой Гвинее и Суматре в начале 1800-х годов. Природный газ начали использовать только в 1930 году.

Древесные газификаторы все еще производятся в Сингапуре, Китае и России для автомобилей и в качестве генераторов энергии для промышленного применения.

См. Также

Информация о том, как построить / использовать собственный дровяной газогенератор для автомобиля,

http: // www.gengas.nu/byggbes/index.shtml

Экономическая оценка работы транспортных средств на древесном газе
Информация о древесном газе в качестве автомобильного топлива
Woodgas-International.com Международная дискуссионная группа, посвященная методам газификации древесины, с разделами, посвященными автомобильной газификации и применениям в приготовлении пищи / обогреве. Базируется в Германии, с разделами на английском и немецком языках.
Финская ассоциация «эко-автомобилей» (ассоциация автомобилей, работающих на древесном топливе) (на финском языке)
Экспериментальная однокамерная газовая печь на древесной стружке с высокой влажностью (для отопления дома — наружного горячего водоснабжения)
По Швеции с дровами в цистерне Группа путешествует по Швеции на машине, работающей на дровах. Тейлор, Чарльз Фейет (1985). Двигатель внутреннего сгорания в теории и практике — Том 1 . Кембридж: MIT Press, стр. 46-47. ISBN 0-262-70027-1 .

Устройство и принцип работы

Сегмент генераторов в виде малых электрических подстанций за последнее время претерпел несколько серьезных изменений. С одной стороны, производители повысили уровень основных технических характеристик, а с другой — на рынке стали появляться принципиально новые комбинированные решения.Электрогенератор на дровах не является чем-то революционным, но такое сочетание раньше считалось неоправданным по разным причинам. В современном дизайне эти агрегаты обеспечивают хорошие рабочие характеристики и предоставляют широкий спектр функций, хотя, конечно, специфика твердотопливной генерации накладывает некоторые ограничения на работу техники.

Принцип работы оборудования

Основу любой силовой установки составляет силовая начинка, которая в данном случае представлена двигателем внутреннего сгорания.В качестве источника энергии используется древесное топливо, при сгорании которого образуется электричество. Процесс работы сопровождается передачей крутящего момента на роторную установку. Вращение ротора и приводит к развитию тока, который можно использовать по-разному, в зависимости от потребностей потребителей и мощности самой станции, работающей на дровах. Электрогенератор, например, может быть снабжен розетками для подключения другого оборудования или небольших приборов. Некоторые модификации представляют собой комбинированные печные станции, которые за счет электричества также выполняют функцию обогрева.Следует понимать, что дровяные генераторы существенно проигрывают дизель и даже бензин по мощности, но для бытовых нужд такой выбор может быть оптимальным.

Как устроены твердотопливные электрогенераторы?

Как уже отмечалось, центральной частью генераторов этого типа является двигатель. Он может быть синхронным и асинхронным. С точки зрения качества выпускаемого тока более выгоден первый вариант — именно эти модели позволяют обслуживать несколько автономных потребителей.Асинхронные модификации проще в устройстве и дешевле, но по производительности заметно уступают описанной выше конструкции. Конечно, не последнее место занимает камера сгорания с инфраструктурой, обеспечивающей преобразование температуры в электричество. Кроме того, электрогенератор, работающий на дереве, снабжен медными проводниками и специальными изоляторами, оптимизирующими процесс переработки энергии. Особый интерес с точки зрения конструктивного устройства представляют многофункциональные печи, в которых реализован принцип передачи тепла току.Такие модели позволяют отапливать помещения и готовить еду.

Что такое печь Индигирка?

Яркий представитель универсальных многофункциональных генераторных печей, предназначенных для бытового использования. Стандартная модель позволяет генерировать ток напряжением порядка 12 вольт и мощностью 30 Вт. Суммарная мощность может достигать 60 Вт. Конечно, на фоне других электрогенераторов эти цифры не впечатляют, но важно учитывать, что, параллельно с нынешним поколением, духовой шкаф «Индигирка» выполняет функцию нагрева и дает пользователю возможность готовить на предусмотренных конфорках.Как показывает практика эксплуатации таких печей, они могут обслуживать несколько энергосберегающих ламп, заряжать аккумуляторы переносного оборудования и т. Д. Полное использование ресурсов печи возможно уже через 15 минут после возгорания дров в топке. камера.

Плюсы и минусы дровяного электрогенератора

К достоинствам таких электрогенераторов можно отнести гибкость в эксплуатации, универсальность, низкие затраты на обслуживание, компактность и довольно сносную функцию нагрева.Что касается недостатков, то в первую очередь они сводятся к малой мощности при выработке электроэнергии. Это значит, что, например, в качестве полноценного пункта неотложной помощи даже по бытовым меркам этот вариант подходит далеко не во всех случаях. Но активировать агрегат можно от самых разных видов топлива, так как оборудование этого типа работает не только на дровах. Электрогенератор с камерой сгорания на твердом топливе в большинстве случаев принимает щепу, пеллетные брикеты, отходы пиломатериалов и т. Д.

Как сделать правильный выбор?

Для начала определяется характер эксплуатации устройства.Важно определиться, для каких нужд выбран генератор. Например, универсальная духовка с функциями обогрева и приготовления пищи будет лучшим вариантом для обслуживания дачи — в этом случае, как правило, пользователи обходятся, даже не подавая питания сторонним потребителям. И наоборот, если для содержания большого дома выбрана дровяная печь, то необходимо будет ориентироваться на установки большой мощности с синхронным двигателем. Такой агрегат сможет взять на себя часть функции основного источника энергоснабжения, но для этого необходимо подготовиться к значительному расходованию древесного ресурса.

Заключение

Электрогенерирующие печи представляют собой довольно оригинальные агрегаты, так как сочетают в себе разноплановые процессы. Казалось бы, есть специальные печи, рассчитанные на использование тепловой энергии — зачем добавлять их к возможности генерации тока? Эта функция может быть полезна просто в полевых условиях или на той же даче, где единственным источником энергии является компактный электрогенератор на дровах. Цена таких агрегатов 40-50 тысяч рублей. Это немного для общего сегмента электрогенераторов бытовых, но, конечно, за те же деньги можно обеспечить большой дом качественной системой отопления.Этот же вариант может пригодиться при временном отключении электричества — другое дело, что он не покроет его мощность на всех потребителей.

Камера сгорания | Генераторы горячего газа | горелки сжатого воздуха

Камера сгорания — генератор горячего газа

Размещено: 16/02/2021 | 0 комментариев | Теги: Камеры сгорания, процессы сушки, Канальные горелки, газовые канальные горелки, теплообмен, Генераторы горячего газа, промышленное применение, Горелки с низким уровнем выбросов NOx, Горелки сжатого воздуха

Генераторы горячего газа — это компактные камеры сгорания , используемые в большом количестве промышленных применений, таких как сушка цемента, деревообрабатывающая промышленность , минеральная промышленность , пищевая промышленность , химическая промышленность или процессы сушки .Эти агрегаты производят газы при различных температурах , начиная с сжигания различных видов топлива, таких как природный газ, дизельное топливо, мазут и т. Д. (Выдержка из конференции E&M CombustionTechnology Conference в Knauf Surabaya ).

Камеры внутреннего сгорания покрыты огнеупором, выдерживающим температуру до 1500 º C, имеют прочную конструкцию и устойчивы к такому типу промышленных применений. Существуют разные типы камер с одинарной или двойной оболочкой, благодаря чему тепловые потери через них довольно малы.

Для выработки этих горячих газов используются промышленные горелки различных типов. Наиболее распространенными из них являются горелки для сжатого воздуха, для жидкого топлива и газов, а также газоходные горелки .

Принцип работы камеры сгорания

Генераторы горячего газа используются в различных промышленных процессах и их цель — генерировать газы при определенной температуре для сушки , теплообмена и т. Д.Процесс заключается в использовании горелки для выработки определенного объема газов. Затем используется нагнетатель разбавляющего воздуха для охлаждения газов до температуры процесса и увеличения расхода газа до желаемого объема. Эта смесь находится в камере сгорания с огнеупорной футеровкой, чтобы минимизировать тепловые потери.

В зависимости от типа применения и с целью дальнейшего повышения производительности, часть газов, используемых в этом процессе, вводится обратно в камеру сгорания, тем самым повышая производительность системы за счет снижения тепловых потерь.

Характеристики генераторов сжигания E&M

• Мощность от 1 до 100 МВт
• Различные виды топлива , природный газ, мазут, газойль, биогаз, переработанное масло, древесные гранулы и т. Д.
• Комбинация различных видов топлива
• Высокая тепловая эффективность
• Установки предварительно собранные блоки
• Низкие затраты на техническое обслуживание
• Полностью автоматизированное управление
• Горелки с низким уровнем выбросов NOx
• Быстрое реагирование на потребности процесса

Типы горелок и камеры сгорания для генераторов горячего газа

Для процессов, в которых используется природный газ, мы можем выделить два типа горелок и приложений, которые наиболее часто используются и описаны ниже.

С одной стороны, это будет самый традиционный газовый генератор , образованный двойной камерой , внутри которой будет располагаться пламя, создаваемое обычной горелкой с вентилятором воздуха для горения. Вокруг этой камеры будет размещена вторая камера, по которой циркулирует разбавляющий воздух, который смешивается с этими газами в конце камеры внутреннего сгорания, обеспечивая желаемую температуру.

А с другой стороны, у нас есть возможность использовать канальные горелки , принцип работы которых заключается в том, что воздух проходит через них и нагревается до желаемой температуры.Эти горелки могут работать с большим избытком воздуха, что означает, что нет необходимости использовать вторую камеру, через которую циркулирует разбавляющий воздух.

Преимущества канальных горелок перед традиционными горелками с принудительной подачей воздуха

• Меньший перепад давления.
• Более оптимизированный дизайн.
• Более линейное регулирование воздуха.
• Более короткие камеры сгорания.
• Меньший вес материалов.
• Более короткое пламя.

Материалы, которые будут использоваться в генераторах горячего газа

E&M Combustion производит все свои горелки и камеры сгорания с использованием высококачественных материалов, таких как высококачественная огнеупорная сталь AISI 310 для огнеупорных поверхностей горелок или огнеупорный материал, устойчивый к температурам 1650 ° C, где существует опасность контакта пламени с камерой.

Автоматизация и энергосбережение

Генераторы горячего газа , разработанные E&M Combustion , работают полностью автоматически . E&M Combustion проектирует и устанавливает в компактном устройстве электрические коробки, в которые интегрирует системы регулирования, обеспечивающие автоматическую и точную работу системы.

В горелках используются электронные блоки управления, которые имеют следующие преимущества.

• Все функции управления и регулирования объединены в одном устройстве , включая последовательности зажигания, меры безопасности и т. Д.Система регулирования внутреннего диаметра, испытания на герметичность и обнаружения пламени
• Значительно увеличивает точность регулирования, избегая механического гистерезиса, возникающего в стержнях и кулачках традиционного регулирования.
• Это осуществляется путем передачи электрических импульсов на отдельные приводы
• Он включает в себя дисплей визуализации с информацией , который может быстро показать состояние горелки, а также память ошибок и часы работы.
• Представляет и внешнее соединение с P.C. или P.L.C. Шина
• Сокращает время ввода в эксплуатацию благодаря предварительным требованиям на заводе

Эти распределительные щиты также позволяют использовать преобразователи частоты для экономии электроэнергии. Инверторы обеспечивают экономию электроэнергии и снижение уровня шума, который можно количественно определить на графике на рисунке.

Камеры сгорания — каталог генераторов горячего газа

Для заправки двигателей внутреннего сгорания в нефтяной аварийной ситуации Х.Lafontaine

Этот отчет является одним из серии оценок технологий в чрезвычайных ситуациях, спонсируемых Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям (FEMA). Целью данного отчета является разработка подробных иллюстрированных инструкций по изготовлению, установке и эксплуатации блока газогенератора биомассы (т. Е. Генератора генераторного газа, также называемого генератором древесного газа), который способен обеспечивать аварийное топливо для транспортных средств, такие как тракторы и грузовики, в случае, если нормальные источники нефти были серьезно нарушены в течение длительного периода времени.Эти инструкции были подготовлены как руководство для использования любым механиком, имеющим достаточный опыт в производстве металла или ремонте двигателей. В этом отчете делается попытка сохранить знания о газификации древесины, которые были применены на практике во время Второй мировой войны. Подробные пошаговые процедуры изготовления представлены для упрощенной версии генератора на древесном газе Embowered времен Второй мировой войны. Этот простой многослойный газификатор с нисходящим потоком может быть сконструирован из материалов, которые будут широко доступны в Соединенных Штатах в условиях длительного нефтяного кризиса.Например, корпус агрегата состоит из металлического оцинкованного мусорного бака, установленного на небольшой металлический барабан; общая сантехника; и большая миска для смешивания из нержавеющей стали для решетки. Вся компактная установка была установлена на переднюю часть сельскохозяйственного трактора и успешно прошла полевые испытания с использованием древесной щепы в качестве единственного топлива. Фотографическая документация фактической сборки устройства, а также его работы прилагается.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕЗЮМЕ
РЕЗЮМЕ
S.1. ПРИНЦИПЫ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
S.2. СТРАТИФИКАЦИОННЫЙ ГАЗИФИКАТОР
1. ЧТО ТАКОЕ ДЕРЕВЯННЫЙ ГАЗОГЕНЕРАТОР И КАК ЭТО РАБОТАЕТ?
1.1. ВВЕДЕНИЕ
1.2. ПРИНЦИПЫ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
1.3. ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
1.3.1. Вторая мировая война, встроенный газификатор
1.3.2. Стратифицированный газификатор с нисходящим потоком
2. СОЗДАНИЕ СОБСТВЕННОГО ДЕРЕВЯННОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА

2.1. СОЗДАНИЕ ГАЗОГЕНЕРАТОРА И ТОПЛИВНОГО БУНКЕРА
2.2. СОЗДАНИЕ БЛОКА ПЕРВИЧНОГО ФИЛЬТРА.
2.3. СОЗДАНИЕ УСТАНОВКИ КАРБЮРИРОВАНИЯ С УПРАВЛЕНИЕМ ВОЗДУХА И ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКОЙ
3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ВАШЕГО ДЕРЕВЯННОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА

3.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕРЕВА В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА
3.2. ОСОБЫЕ СООБРАЖЕНИЯ И МОДИФИКАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ
3.3. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЙ ПУСК
3.4. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ПУСК
3.5. ВОЖДЕНИЕ И НОРМАЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
3.6. ОТКЛЮЧЕНИЕ ГАЗИФИКАТОРА
3.7. ПЛАНОВОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
3.7.1 Ежедневное обслуживание
3.7.2 Еженедельное обслуживание (или каждые 15 часов работы)
3.7.3 Техническое обслуживание раз в две недели (или каждые 30 часов работы)
3.8. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
СОДЕРЖАНИЕ
3.9. ОПАСНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ГАЗИФИКАЦИИ
3.9.1. Токсические опасности
3.9.2. Технические аспекты отравления генераторным газом
3.9.3. Пожарная опасность
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ I. КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ БЛОКОВ СИ
ПРИЛОЖЕНИЕ II. СПИСОК ЦИФР

ПРИЛОЖЕНИЕ III. СПИСОК ТАБЛИЦ
ПРИЛОЖЕНИЕ IV. БИБЛИОГРАФИЯ

Есть много ресурсов для дальнейшего изучения.Планы в этом справочном материале предназначены для краткосрочного и аварийного использования. Материал обеспечивает отличную основу, чтобы можно было понять, как работают генераторы древесного газа и как их построить. Это обязательное чтение для всех, кто любит быть готовым к чрезвычайным ситуациям, и для всех, кто хочет расширить свои знания об альтернативных источниках энергии.

Автомобиль на дровах: как он работает?

Святая простота

НПЗ вожу с собой

В тайге заправок нет

Доработка автомобилей под дрова

Золотая эра «газгена» в СССР и за границей

Дровяные машины сегодня

Читайте также:

Газогенератор на дровах – принцип работы и устройство

Принцип работы

Достоинства и недостатки

Достоинства

Недостатки

Разновидности дровяных генераторов

Принцип работы газогенератора на дровах для автомобиля

Содержание

Технологический процесс [ править | править код ]

История [ править | править код ]

Преимущества и недостатки генераторов газа

Принцип работы газового генератора – газогенератора

Устройство газового генератора на древесине

Процесс превращения топлива в газ

Типы газогенераторов

Место установки газового генератора

Дровяной газовый генератор своими руками

Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

Основные особенности

Как работает устройство

Технические показатели

Плюсы газогенераторов

Минусы газогенераторов

Работа автомобиля на газогенераторе

Применение генератора газа

Генераторная установка для ЗИС-21

Работа установки на ЗИС

Путь газа в установке и очистка

Вывод

Преимущества и недостатки генераторов газа

Принцип работы газового генератора – газогенератора

Устройство газового генератора на древесине

Процесс превращения топлива в газ

Типы газогенераторов

Место установки газового генератора

Дровяной газовый генератор своими руками

Святая простота

НПЗ вожу с собой

В тайге заправок нет

Доработка автомобилей под дрова

Золотая эра «газгена» в СССР и за границей

Дровяные машины сегодня

Газогенератор — двигатель на дровах

Недостатки газогенератора

Преимущество газогенератора

Переделка стокового мотора под дрова

Теория газогенератора

Мотоцикл на дровах

Видеоинструкция как перевести автомобиль на дрова

чертежи, устройство, схема, сборка, видео инструкция

Как это работает

Устройство модели на дровах и схема

Как сделать своими руками

Советы и отзывы специалистов

Авто на дровах работает при помощи газогенератора, производящего газ из дров.

Принцип работы агрегата

Из чего состоит пиролизный газ?

Технологический процесс

Мифы о газогенераторных установках

Как сделать газогенератор самому?

Дровяные машины сегодня

Итог

4.1 Описание электростанции на древесном газе

1. ЧТО ТАКОЕ ДЕРЕВЯННЫЙ ГАЗОВЫЙ ГЕНЕРАТОР И КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

1.1 ВВЕДЕНИЕ

1.2 ПРИНЦИПЫ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

1.3 ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

1.3.1 Вторая мировая война, Imbert Gasifier

1.3.2 Стратифицированный газификатор с нисходящим потоком

Управляйте грузовиком на дровах!

древесина_газ

Рекомендуемые дополнительные знания