Cazan de piroliză de bricolaj: dispozitiv, diagrame, principiu de funcționare

Termenul „piroliză” se referă la un proces în care are loc arderea lentă a combustibilului solid pentru a produce un mediu gazos.În ciuda numelui „profesional” al structurii, realizarea unui cazan de piroliză cu propriile mâini este relativ ușoară, iar produsele de casă sunt destul de comune în practică.

Explicația pentru aceasta este simplă - un cazan cu generator de gaz pe lemne este mai ușor de întreținut, adesea mai eficient și mai economic decât alte echipamente similare. Să ne dăm seama împreună cum funcționează un astfel de echipament și ce este necesar pentru a-l realiza.

Principiul de funcționare al cazanelor cu piroliză

Cazanele pentru sistemele de încălzire, în care materiale combustibile solide sunt folosite drept combustibil, pe lângă cele clasice, aparțin și structurilor de piroliză. De obicei sunt numite cazane cu generator de gaz.

Pentru a înțelege mai bine principiul de funcționare al unui cazan de piroliză acasă, este logic să luați în considerare cu atenție proiectarea unui astfel de echipament. Să începem cu caracteristicile focarului ca parte principală a structurii de încălzire. În esență, zona de lucru a camerei de combustibil a cazanelor de piroliză este împărțită în două camere separate.

Proiectarea secțională a unui cazan de piroliză: 1 – cameră de încărcare (pasivă), unde are loc procesul de piroliză (combustie incompletă); 2 – camera de ardere a gazelor (activă) formată în timpul pirolizei

Una dintre aceste camere este încărcată cu combustibil solid - lemn de foc, peleți, brichete etc. Acolo, procesul primar de ardere a combustibilului solid începe cu o alimentare limitată de aer. În această stare, combustibilul nu arde, ci mocnește.Gazele eliberate în timpul arderii lente intră într-o altă zonă a camerei - cea activă, unde, cu o alimentare crescută cu aer, se ard intens.

Din punct de vedere tehnic, un astfel de proces de ardere este implementat într-un mod simplu. Subregiunile camerei comune sunt pur și simplu separate printr-un grătar și o duză. Partea superioară a camerei este o cutie de foc pasivă, partea inferioară a camerei este o cutie de foc activă. În acest caz, ar trebui să țineți cont de caracteristica de proiectare - alimentarea superioară cu aer a camerei de combustibil (explozie superioară).

De fapt, acesta este ceea ce distinge designul unui cazan cu generator de gaz de designul clasic cu o singură cameră, în care se utilizează alimentarea inferioară.

Designul clasic al unei pompe de aer (numit adesea ventilator, dar din punct de vedere tehnic acesta este o denumire greșită), care este utilizat în circuitul cazanului de piroliză. Aceasta este o parte importantă care asigură eficiența echipamentului.

Din punct de vedere tehnologic, organizarea tirajului forțat este, de asemenea, o trăsătură caracteristică a proiectării cazanelor de piroliză. Designul focarului în două trepte a crescut rezistența aerodinamică. Prin urmare, nu există nicio modalitate de a face fără instalarea unei pompe de aer.

Cum funcționează un cazan în practică?

Este convenabil să luați în considerare aplicarea practică a echipamentului într-un proces pas cu pas:

1. Încărcarea lemnului de foc - așezarea zonei superioare a camerei pe grătar.
2. Aprindeți combustibilul și porniți pompa de fum.
3. Formarea gazelor de lemn la o temperatură de 250-850 °C.
4. Tranziția gazului de lemn în zona inferioară a focarului.
5. Arderea gazelor de lemn cu alimentare suplimentară cu aer.

În continuare, căldura obținută în regiunea inferioară a camerei de combustibil este utilizată pentru a încălzi lichidul de răcire. Lichidul de răcire poate fi apă sau aer.

1 – camera activa; 2 – intrarea apei; 3 – aer secundar; 4 – coș de fum; 5 – conducta de evacuare; 6 – supapă de accelerație; 7 – evacuare apă; 8, 9 – senzori; 10 – termostat; 11 – usa camerei pasive; 12 – aer primar; 13 – camera pasiva; 14 – pompa de aer; 15 – circuit schimbător de căldură; 16 – duză; 17 – usa camera activa

Dacă acordați atenție tuturor modelelor existente de cazane de uz casnic care funcționează pe combustibil solid, principala alternativă la un cazan de piroliză este proiectarea unui design tradițional.

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

Un cazan cu piroliză este capabil să ofere o eficiență de 85-95% la sarcină de 100%. Cu toate acestea, eficiența scade brusc dacă sarcina este mai mică de 50%. De aceea, producătorii de echipamente de piroliză recomandă utilizatorilor să opereze echipamentul la sarcină maximă.

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

Pentru „piroliză”, cerințele de funcționare, trebuie remarcat, sunt destul de stricte:

• echipament obligatoriu cu pompa de aer;
• conținutul de umiditate admisibil al combustibilului nu este mai mare de 25-35%;
• sarcina pe echipament nu este mai mică de 50%;
• temperatura lichidului de răcire pe retur nu este mai mică de 60 °C;
• încărcarea numai cu matrice mari de combustibil.

De asemenea, trebuie menționat că este scump sisteme de piroliză productie industriala. Acesta este probabil motivul pentru care opțiunea do-it-yourself este atât de populară.

Cazan de piroliză de casă

De regulă, atunci când faceți astfel de echipamente de încălzire cu propriile mâini, este luată ca bază schema populară Belyaev. Acest lucru nu înseamnă că aceasta este o soluție simplă care vă permite să faceți un încălzitor fără probleme. Dar, poate, una dintre acele soluții care pot fi cu adevărat implementate.

Diagrama tridimensională a unui cazan de piroliză pentru producția de bricolaj. Aceasta este una dintre variațiile simple ale circuitului care se poate face independent acasă.

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

• teava metalica (d = 32; 57; 159 mm);
• teava profil (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• bandă de oțel (20x4; 30x4; 80x5 mm);
• cărămidă de argilă;
• o foaie de metal;
• Pompa de aer;
• senzor de temperatura.

De asemenea, trebuie să aveți un set complet de instrumente sanitare, plus o mașină de sudură (și aptitudini de sudare, respectiv). Munca de a face un cazan de piroliză cu propriile mâini în mod clar nu este ceva ce poți face singur. Este necesar cel puțin un asistent.

În primul rând, în conformitate cu schema aleasă, este necesar să se pregătească părțile de tablă ale structurii. Se recomandă pregătirea panourilor din tablă prin tăierea lor la dimensiune folosind echipamente profesionale de precizie.

Utilizarea uneltelor de mână precum „polizoarele” pentru tăiere necesită, de asemenea, anumite abilități de lucru și respectarea reglementărilor de siguranță în timpul funcționării, dar nu asigură precizia de tăiere, ceea ce afectează ulterior calitatea sudurii. Acest punct trebuie luat în considerare. O soluție rezonabilă pentru tăierea tablelor de metal este să o comandați de la un atelier mecanic.

Asamblarea pieselor interne ale echipamentelor

Este necesar să se facă o cameră de combustibil dintr-o parte a foilor metalice.Pentru a face acest lucru, se conectează și se sudează un material proporțional cu parametrii circuitului. Rezultatul ar trebui să fie o structură cu două camere, care ar trebui completată cu canale de aer.

Aceste elemente ale camerei de combustibil sunt realizate dintr-un canal metalic sau o conductă profilată este utilizată pentru fabricație. Găurile sunt forate pe întreaga zonă a părții frontale a conductei de aer.

Canale de aer în interiorul camerei de ardere. Aerul este furnizat prin aceste canale folosind o pompă de aer. Pentru a distribui uniform fluxul de aer pe toată lungimea canalului, sunt găurite

Sub nivel, în zona camerei de ardere active, pe peretele situat peste canalele de aer, este încorporată o țeavă metalică (alimentare cu aer secundar). În continuare, se începe lucrul cu țevile, deoarece a venit rândul asamblarii schimbătorului de căldură tubular.

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

1. Luați două foi de metal în funcție de dimensiunea desenului și faceți marcaje.
2. Pe baza marcajelor pentru amplasarea țevilor, pe foaie sunt tăiate găuri d = 60 mm.
3. Conductele d=57 mm sunt tăiate la lungime.
4. Capetele țevilor sunt introduse în găurile unei foi și opărite.
5. Repetați operația cu o altă foaie.

Ieșirea ar trebui să fie un schimbător de căldură finit, care este atașat la corpul cazanului unde indică diagrama.

Un exemplu de realizare a unui schimbător de căldură din două foi de oțel și țevi tăiate la dimensiune. Acest lucru necesită sudare de înaltă calitate, astfel încât să nu existe probleme în viitor la funcționarea cazanului.

O supapă de accelerație este instalată lângă schimbătorul de căldură (la nivelul superior). Această piesă este echipată cu mâner și este, de asemenea, sudată pe structură.Partea de capăt a corpului clapetei este acoperită cu o bucată de foaie cu o țeavă pentru coș.

În continuare, nu mai rămâne decât să sudăm panoul frontal al camerei de combustibil cu ferestre pentru uși sub fiecare dintre cele două secțiuni și un modul pentru pompa de aer.

Schimbător de căldură instalat și o parte din designul supapei de accelerație. Varianta a mecanismului de reglare sub forma unei pârghii manuale cu capacitatea de a fixa amortizorul în orice poziție

Înainte de instalarea panoului frontal, interiorul camerelor de ardere trebuie întărit cu cărămizi de argilă refractă. Acest material este tăiat la dimensiune, o parte din el în unghi. Cărămida este măcinată și ajustată la locul unde este așezată.

Ambele secțiuni de lucru ale camerei de combustibil a cazanului sunt tratate cu cărămizi de argilă refractă. În același timp, zonele clapetelor țevilor de evacuare (alimentare) a aerului sunt căptușite cu grijă. După așezarea cărămizii, panoul frontal este instalat.

Un exemplu de așezare a cărămizilor de argilă refractă în interiorul unei camere de combustibil. Căptușeala din cărămidă protejează pereții camerei cazanului de piroliză de o posibilă ardere în timpul funcționării pe termen lung

De fapt, ansamblul principal al cazanului de piroliză în această etapă poate fi considerat complet. Structura asamblată trebuie prelucrată - îndepărtați depunerile de la sudare, curățați sudurile, îndreptați dacă există mici nereguli undeva.

Următoarea etapă este includerea structurii asamblate într-o carcasă etanșă. Această parte a structurii este, de asemenea, realizată din foi de metal. Cu toate acestea, sertizarea este necesară mai întâi.

Testarea si montarea finala a structurii

Structura asamblată trebuie testată. Acțiuni obligatorii - verificați etanșeitatea zonei cazanului în care ar trebui să circule lichidul de răcire.Pentru a efectua testarea presiunii schimbătorului de căldură, dopurile sunt instalate temporar pe conductele de alimentare și retur cu lichid de răcire.

Apoi schimbătorul de căldură este umplut cu apă. Este indicat sa se foloseasca apa calda din reteaua de incalzire sau alimentarea cu apa calda pentru a putea verifica sudurile in conditii de dilatare termica a metalului.

Partea frontală a structurii aproape finisată cu țevi de evacuare pentru alimentarea cu aer în interiorul camerelor de lucru. Ferestrele secțiunilor camerei de combustibil nu au încă uși. Această structură va fi acoperită cu foi de cocă

Cu condiția să nu existe scurgeri la cusăturile schimbătorului de căldură, apa este drenată și acestea încep să încadreze structura cazanului de piroliză cu panouri metalice exterioare. Tot în această etapă se fabrică și se atârnă ușile ferestrelor secțiunilor camerei de ardere.

Ușile unei unități de piroliză necesită proiectare ținând cont de condițiile de funcționare la temperatură ridicată. Prin urmare, aceste elemente structurale sunt de obicei realizate (sau utilizate gata făcute) din fontă cu armare suplimentară de temperatură cu cărămizi de argilă refractă.

Un exemplu de proiectare a ușii uneia dintre secțiunile camerei de combustibil a unui cazan de piroliză. Pentru a spori protecția împotriva efectelor temperaturilor ridicate în timpul procesului de ardere, cărămizile din argilă refractă sunt utilizate în plus față de metal.

Etapa finală este instalarea unui cazan de piroliză la locul funcționării sale viitoare. Structura este instalată pe o fundație sau pe o placă de beton. Se recomandă menținerea înălțimii fundației (placii) față de nivelul solului la o dimensiune de cel puțin 100 mm.

După instalare și echilibrarea nivelului, partea inferioară a cazanului este fixată de fundație. Tot ce rămâne este să conectați conducta de coș, să instalați pompa de aer și să conectați conductele de alimentare/ieșire a lichidului de răcire.

Cazanul de piroliză este complet închis într-o carcasă metalică și gata de instalare la locul de muncă. Cârligele de colț sunt sudate pe corp ca elemente de fixare de susținere

Realizarea singur a unei structuri de cazan de piroliză este o muncă care necesită o investiție semnificativă de efort. Desigur, nu te poți lipsi de costuri generale în ceea ce privește resursele financiare.

Este posibil ca costul achiziționării de material și al utilizării serviciilor de la terți să fie mai mic decât costul echipamentelor fabricate industrial. Cu toate acestea, diferența cel mai probabil nu va fi atât de semnificativă. Dar principala problemă nu sunt banii.

Concluzii și video util pe această temă

Despre producția independentă a unui cazan de piroliză:

Din punct de vedere tehnic, producția independentă de cazane de piroliză fără baza adecvată este un proces extrem de complex. De asemenea, sunt necesare abilități profesionale în lucrul cu metal, o înțelegere clară a schemelor de inginerie și a subtilităților tehnologice ale producției de echipamente pentru cazane. Fără toate acestea, nici nu ar trebui să te apuci de treabă.

Dacă aveți cunoștințele și abilitățile necesare și puteți oferi sfaturi valoroase cu privire la asamblarea unui cazan de piroliză altor vizitatori ai site-ului, vă rugăm să lăsați comentariile dvs., să vă împărtășiți secretele de calificare și să puneți întrebări în blocul de mai jos articol.