Инженерные системы загородного дома

Газогенераторы

Относительно новая разновидность котлов на твердом топливе — газогенераторные котлы. Если в обычных твердотопливных котлах управлять процессом горения практически невозможно, то в газогенераторах производительность регулируется от 30 до 100%. В качестве топлива используются сухие дрова (влажность не более 20%).

Идея газогенератора известна давно: во время Второй мировой войны в нашей стране широко использовались газогенераторные автомобили, двигатели которых работали на генераторном газе, получаемом при сжигании древесных чурок. По принципу газогенератора на жидком топливе работали популярные у нас в середине XX века бытовые приборы типа «керогаз».

В отличие от традиционного твердотопливного котла газогенератор нуждается в электроэнергии. Зато он свободен от многих недостатков традиционных твердотопливных котлов: у него высокий КПД, он экологичен (угарный газ не поступает в дымоход, как при обычном сгорании дров, а служит сырьем для образования горючего газа). Дрова в газогенераторе медленно тлеют, а этот процесс, как и процесс горения инертного газа, легко регулируется за счет количества подаваемого воздуха.

Рассмотрим подробнее процесс горения дерева с образованием горючего газа, то есть то, что происходит в газогенераторе.

Бункер для топлива устроен так, что к находящимся в нем дровам подается недостаточное количество кислорода. Поэтому вместо обычного горения здесь происходит тление в большом объеме.

Из-за недостатка кислорода в результате горения древесина разлагается на углерод, водяной пар, смолы и масла. Далее углерод соединяется с кислородом, но образуется не СО2, а СО — главный компонент горючего газа; смолы и масла, содержащиеся в древесине, разлагаются, выделяя водород и метан. Все это образует генераторный газ с высокой теплотворной способностью.

Этот газ проходит через огнеупорную керамическую форсунку в камеру сгорания, где обеспечивается возможность его горения благодаря наддуву дополнительного воздуха. Смесь воздуха с газом воспламеняется в присутствии катализатора, причем кроме горения самого газа происходит дожигание тяжелых соединений и сажи. Таким образом:

при обычном сжигании дров имеет место поверхностное горение, при котором в дымоход улетает много тяжелых соединений и угарного газа — то есть веществ, с одной стороны, токсичных, с другой — способных гореть и уносящих в трубу неиспользованные калории;
при объемном тлении в условиях нехватки кислорода практически все способное гореть в виде генераторного газа и увлекаемых им частиц поступает в верхнюю камеру, где отдает практически все калории, так что в трубу уходит нетоксичный и негорючий дым.

Горение твердого топлива в газогенераторе, как сообщается в Большой советской энциклопедии, в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива (например, 33—35% воздуха от теоретически необходимого).

Процесс, происходящий в газогенераторе, называют газификацией топлива.

Изобретателями первого промышленного газогенератора (1861 г.) были братья Ф. и В. Сименс. Их конструкция просуществовала в течение 40—50 лет. Только в начале XX века появились более совершенные конструкции.

В отличие от упоминавшихся специализированных дровяных котлов, для которых влажность дров не играет роли, газогенераторы требуют сухого топлива. Зато кроме дров годятся опилки, щепа, стружка, обрезки, а также сухие брикеты, смесь дров и древесных отходов, торф (не все виды), смесь торфа и древесных отходов (опилок и т. д.), а также целлюлозосодержащие отходы пищевой и легкой промышленности.

Рис. 102. Современный газогенератор Pyromat (Германия).

Генераторный газ горит бесцветным (белым) пламенем, если расход первичного и вторичного воздуха правильно отрегулирован и если топливо сухое. При повышении влажности дров увеличивается количество копоти, дегтя и конденсата, снижается теплотворная способность газа.

Газогенераторные котлы являются одноконтурными, они предназначены для систем отопления с принудительной циркуляцией и не производят горячей бытовой воды.

Степень автоматизации этих котлов весьма высока — они управляются комнатным программатором, который позволяет регулировать температуру теплоносителя и сигнализирует об аварийных ситуациях.

генератор Сименса

Сто лет назад энциклопедия сообщала: «На рисунке изображен генератор Сименса. Тут горючее выделяет из себя углеводороды, а остальная часть углерода переводится по возможности только в окись углерода; полученный газ сжигается в собственно топке, подойдя в нее через ряд отверстий и перемешанный с достаточным количеством воздуха. Смысл генераторной топки — это достижение высоких тепловых эффектов с помощью газа, получаемого из посредственного по качеству горючего».

Рис. 103. Газогенераторный котел Atmos (Чехия).

Рис. 104. Котел BAXI работает более суток на одной закладке дров.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Проект F-167-1P