Как сделать древесный газогенератор своими руками: самоделки на дровах и опилках

Установка газового генератора

Обычно генераторы бывают оснащены защитным кожухом. Для установки такого оборудования необходимы следующие условия:

• Температура воздуха в помещении должна быть выше 0 градусов. В противном случае необходимо произвести утепление объекта.
• В системе должна действовать приточно-отточная вентиляция.
• Обязателен отвод для продуктов сгорания.

Существуют генераторы со специальным кожухом, позволяющим устанавливать оборудование на улице. Их преимущество состоит в том, что оно не будет занимать места в помещении, работает бесшумно, ему не страшны атмосферные осадки в виде дождя и снега, может легко запускаться в морозы до минус 30 градусов. Цена такого генератора 200 тыс. рублей. Это, конечно, гораздо выше, чем у аналогичного по техническим характеристикам дизель-генератора, но, если в доме есть котел для отопления, работающий на газу, все достаточно быстро окупится.

Дровяной газогенератор своими руками

Если вам требуется газогенератор, то необязательно приобретать его в магазине. Изготовить это оборудование можно своими руками.

Материалы

Чтобы изготовить газогенератор своими руками, необходимо заранее подготовить необходимые материалы:

• бочка;
• трубы;
• фильтры тонкой и грубой очистки;
• вентилятор.

Вы можете построить своими руками как обычный газогенератор на дровах, так и пиролизный. Последний отличается тем, что в составе своей конструкции имеет две камеры сгорания. В первой происходит сгорание топлива и образуется газ. В другой сгорает газ и располагается теплообменник. Если вы хотите сделать своими руками пиролизный котел, то при работах в его конструкцию нужно установить дополнительную камеру, расположив её в верхней части корпуса. Теплообменник тоже должен находиться в верхней части установки. В некоторых случаях монтаж теплообменника производится сбоку. Также необходимо помнить о том, что вторая камера газогенератора пиролизного типа может располагаться не только сверху.

Выполняя работы по сборке дымохода, необходимо выполнять все операции в последовательности, обратной движению дыма. В этом случае на его стенках будет образовываться гораздо меньше отложений. Сам же он должен быть разборным, чтобы в случае необходимости его можно было почистить. Вокруг установки должно быть достаточно свободного пространства, поскольку в процессе работы он серьезно нагревается. После того как монтаж котла будет завершён, необходимо выбрать оптимальный режим работы, при котором будут сгорать все смолы.

ГАЗОГЕНЕРАТОР НА ДРОВАХ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ – УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

В состав автомобильной газогенераторной установки входят следующие элементы:

• грубые очистители;
• сам газогенератор;
• тонкие очистители;
• смеситель и вентилятор розжига.

Простая схема выглядит так.

Во время движения воздух засасывается в газогенератор с помощью тяги работающего мотора.

Эта же тяга способствует «выкачиванию» горючего газа из газогенератора, а также его подачу к грубым очистителям, а после к фильтру тонкой очистки.

После перемешивания с воздухом в смесителе готовая газовоздушная смесь засасывается в цилиндры мотора.

После выхода из газогенератора раскаленный и загрязненный газ требует дополнительной обработки (охлаждения и очистки).

Для этого он пропускается через специальный трубопровод, объединяющий газогенератор с фильтром тонкой очистки.

В некоторых конструкциях газ проходил через специальный охладитель, смонтированный перед водяным радиатором.

Чаще всего для охлаждения и очистки применялась комбинированная система.

Ее принцип действия заключался в изменении скорости и направлении движения потока газа. Одновременно с этим производилось охлаждение и очистка последнего.

Следующий этап — тонкая очистка, для которой использовались специальные «кольцевые» очистители, выполненные в форме цилиндров.

Принцип работы большинства фильтров тонкой очистки строился на водяном принципе, когда очистка газа осуществлялась посредством воды.

В процессе розжига газогенератора применялся специальный центробежный вентилятор, оборудованный электрическим приводом.

Из-за того, что вентилятору необходимо прокачивать воздух через всю очистную систему, монтаж устройства производился в максимальном приближении к смесителю.

Формирование горючей смеси производится в смесителе автомобиля.

Наиболее простой тип устройства представляет собой специальный тройник, в котором пересекаются потоки воздуха и газа.

Объем поступающего в мотор состава контролируется с помощью заслонки дросселя.

Качество газо-воздушной смеси регулируется посредством воздушной заслонки.

Принцип работы.

Основным топливом для газогенераторной установки являются угольные брикеты, торф или дрова.

Принцип действия системы построен на частичном сгорании углерода. Последний во время сгорания может подсоединять один или пару атомов кислорода с последующим образованием двух элементов — углекислого газа (диоксида) и угарного газа (монооксида).

Если же углерод сгорает не полностью, то можно получить почти 30% от общей энергии при полном сгорании материала.

Как следствие, образованный газ имеет более низкую теплоотдачу чем первоначальное твердое топливо.

Стоит отметить, что в газогенераторе в период преобразовании дерева или угля в газ происходит экзотермическая реакция, возникающая место между водой и монооксидом углерода.

Благодаря такой реакции, температура полученного газа падает, КПД возрастает до 80 процентов.

Если газ не требует охлаждения перед применением, то КПД может достигать 100%. Как следствие, происходит 2-х стадийное сжигание топлива.

Полученный газ имеет минимальную калорийность, благодаря его смешиванию с азотом.

Из-за того, что для сжигания топлива необходимы меньшие объемы воздуха, то подобное снижение калорийности несущественно.

Что касается снижения мощности мотора при работе на газу, то причиной является снижение заряда топливного состава, вызванного сложностью охлаждения.

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.

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.

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:

1. 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.
2. В верхней части цилиндра делаете камеру минимальным объемом 0,7 куб.м, куда в дальнейшем будет загружаться твердое топливо.

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

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

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

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

1. 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.

1. 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.

1. 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.

1. 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.

Способ №3

Для реализации следующего способа необходимо подготовить трубку из нержавейки на 4.25 дюйма (14 сантиметров в длину) и бак на пять галлонов. Вместо трубы можно использовать старый огнетушитель.

Далее алгоритм действий выглядит следующим образом:

• в барабане вырезается специальное отверстие для установки подготовленной трубы;
• вырезается фланец. Для этого используется небольшой кусок стали на 1/8 дюйма. Он необходим, чтобы закрепить трубку пламени в барабане;
• с помощью алюминиевых уголков и болтов производится крепление трубки пламени к фланцу.

В качестве прокладки можно использовать силиконовую прокладку, с помощью которой можно эффективно заделать все имеющиеся трещины и швы;

в баке вырезается дверца такого размера, чтобы в нее могли попасть руки для уборки старого пепла. После делается небольшая дверца (из другого бака). Фиксацию дверцы можно организовать с помощью специальных крепежей;

• в качестве решетки для нижней части трубки можно использовать решетчатую часть из пароварки. Главное требование, чтобы она была выполнена из нержавейки;
• жаровня решетки подвешивается немного ниже нижней части трубы пламени с помощью цепей;
• все элементы устанавливаются на основу, а именно решетка, фланец, жаровая труба. Для уплотнения стыков, как упоминалось выше, должна использоваться высокотемпературная смазка;
• для прогонки газа используется вентилятор.

Другие схемы, которые смогут вам помочь в изготовлении газогенератора.

Очередной образец.

Советы от мастеров

Мастера, имеющие большой опыт работы с газогенераторами, могут дать несколько важных советов:

1. Перед установкой необходимо создать чертеж будущей конструкции, оценить примерные затраты. Если они будут больше стоимости промышленного агрегата, то лучше сразу купить готовое устройство.
2. Топить можно не только древесиной, но и опилками, старой древесной мебелью, торфом и каменным углем.
3. При установке подобного генератора на автомобиль нужно проконсультироваться со специалистом по поводу размеров и автоматизации процессов, происходящих внутри котла.

Смотрите видео, в котором пользователь подробно разъясняет конструкцию газогенератора, сделанного своими руками:

Монтаж

Газ, вырабатываемый установкой, ядовит и не имеет запаха. Поэтому автомобиль нельзя заводить в гараже, как вариант, он запускается на бензине и лишь позже переключается на газогенерацию.

• Все монтажные работы нужно проводить вне жилых строений.
• Специальная мастерская для работ должна иметь хорошую вентиляцию.
• Соединение трубопровода должен выполнять профессионал – утечка может дорого стоить!
• Если газогенераторной установкой планируется отапливать дом, монтируется система отвода дыма.
• Под установкой делается несгораемое основание. Не допускается расположение топочной камеры вблизи стен из горючих материалов.

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.

Плюсы газгена

• КПД подобных котлов меняется в переделах 78-96%;
• Одна закладка на дровах горит до 12 часов. С верхним горением время становится больше до 1 суток. Угол горит более 1 недели;
• Топливный материал горит полностью. Благодаря этому газоход прочищают не больше 1 раза в течении месяца;
• Можно настроить автоматизированную работу;
• В воздух проникает самое меньшее количество вредных элементов;
• В денежном плане эти приспособления самые экономные;
• В качестве настоящего источника топлива лучше всего использовать подсушенную до 50% древесину;
• Не запрещаеться использование не колотых головешек, достигающих по длине 1 м;
• В котлах разрешена утилизация полимерных материалов;
• Устройство обладает прекрасной безопасностью.

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.

Способ №3

Для реализации следующего способа необходимо подготовить трубку из нержавейки на 4.25 дюйма (14 сантиметров в длину) и бак на пять галлонов. Вместо трубы можно использовать старый огнетушитель.

Далее алгоритм действий выглядит следующим образом:

В качестве прокладки можно использовать силиконовую прокладку, с помощью которой можно эффективно заделать все имеющиеся трещины и швы;

в баке вырезается дверца такого размера, чтобы в нее могли попасть руки для уборки старого пепла. После делается небольшая дверца (из другого бака). Фиксацию дверцы можно организовать с помощью специальных крепежей;

Другие схемы, которые смогут вам помочь в изготовлении газогенератора.

Очередной образец.

Устройство газогенератора, работающего на дровах

изготавливаются из листовой стали

Важными составными частями конструкции газогенератора является бункер. Его используют для загрузки топлива внутрь установки. Он имеет цилиндрическую форму и изготавливается с использованием малоуглеродистой стали. Бункер устанавливается внутри корпуса газогенератора и надежно закреплен болтами. На кромках крышки люка, который ведет в бункер, имеется асбестовый уплотнитель или обычная прокладка.

Еще одна важная составная часть газогенератора – камера сгорания. Она располагается в нижней части бункера. При ее изготовлении чаще всего применяется жаропрочная сталь. Иногда для отделки внутренней поверхности этой камеры используется керамика. Именно в этой камере происходит сгорание твердого топлива.

Процесс крекинга смолы происходит в нижней части. Для этого там установлена горловина, выполненная из хромистой стали, которая обладает высокими жаропрочными свойствами. Прокладка располагается между корпусом газогенератора и его горловиной. В качестве прокладки обычно используется асбестовый шнур.

Фурмы, посредством которых обеспечивается подача воздуха в этих установках, располагаются в камере сгорания в её средней части. По своему виду это отверстия определенного калибра. Они имеют соединение с воздухораспределительной коробкой, которая связана с атмосферой. Жаропрочная сталь выступает материалом для изготовления фурм и распределительной коробки.

Обратный клапан присутствует на выходе воздухораспределительной коробки. Благодаря ему предотвращается выход горючего газа из газогенератора. Для повышения мощности агрегата перед этой коробкой устанавливается вентилятор. Благодаря ему также обеспечивается возможность для использования топлива высокой влажности. Работающий вентилятор обеспечивает нагнетание воздуха внутрь корпуса.

Колосниковая решетка используется для поддержания раскаленных углей. Если говорить о месте ее расположения, то в установке она находится в нижней части генератора. Прогоревшие угли, превратившиеся в золу, легко проникают через отверстия решетки в зольник. Чтобы имелась возможность для очищения колосниковой решетки от шлака, средняя часть сделана подвижной. Для поворота чугунных колосников предусмотрен специальный рычаг.

В составе корпуса газогенератора присутствуют и загрузочные люки, которые оснащены крышками, закрывающимися достаточно герметично. Верхний люк имеет уплотнение асбестовым шнуром. На креплении крышки присутствует специальный амортизатор. Он представляет собой рессору, которая приподнимает крышку при избыточном давлении внутри камеры. Два загрузочных люка располагаются и с боковой части корпуса.

• Первый находится вверху. Основное его предназначение заключается в добавлении при использовании агрегата топлива в зону восстановления;
• Местом расположения второго является нижняя часть корпуса, а используется он главным образом для удаления золы.

В зоне восстановления производится отбор газа. Он осуществляется через патрубок. К нему методом сварки присоединены трубы газопровода. Совсем необязательно только что произведенный газ, находящийся в горячем состоянии, выводить за пределы корпуса. Он может использоваться для подогрева или просушивания топлива в том случае, если используется твердое топливо высокой влажности. Для этого его подают в камеру загрузки. Чтобы он поступал туда, необходимо провести отводящий газопровод по кольцевой вокруг камеры, между корпусом установки и бункером.

Фильтр тонкой очистки находится за корпусом газогенератора. Своим видом он представляет несколько труб, которые заполнены фильтрующими элементами. Прежде чем попасть в этот фильтр, газ проходит через охладитель. Когда же он очищен, газ поступает в смеситель, где производится его смешивание с воздухом. И только потом смесь поступает в ДВС.

Когда в камере сгорания происходит процесс сгорания топлива, то оно окисляется воздухом, который поступает через фурмы камер из воздуха в распределительной коробке. Образовавшийся горючий газ движется в фильтр грубой очистки, где производится его очистка и последующее охлаждение. А потом он поступает в фильтр тонкой очистки, после чего попадает в смеситель. Из смесителя образовавшаяся смесь поступает в ДВС.

Плюсы и минусы технологии

Если нет нужды в отделении газовой смеси, электрогенератор на природном газе эффективно работает в качестве теплогенератора, обеспечивает отопление дома. Выгода в том, что за счет использования пиролизного газа экономятся дрова.

Некоторые предприятия закупают агрегаты и производят генераторный газ, получая деньги за утилизацию отходов других заводов. Стоимость вывоза мусора высокая, при этом возможны штрафы, поэтому древесный мусор деревообрабатывающим фирмам легче сдать на переработку, и заплатить меньшую сумму. Собственник станции получает выгоду от оплаты работы, также имеет бесплатное тепло для своих нужд.

Плюсы и минусы газогенератора

Высокий коэффициент полезного действия (80 – 95%)
Длительное горение дров без подкладки новой порции (до 25 часов)
Полное перегорание топлива, редкая очистка зольника
Координируемый процесс работы, возможность автоматизации
Минимальный выхлоп вредных компонентов
Снижение затрат на отопление
Большой объем камеры

Энергозависимость и требование к влажности дров (не для всех типов котлов)
Неустойчивость горения при неполной загрузке
Невозможность организовать автоматическую загрузку топлива

Устройство

Основной корпус газогенератора (рис.1) представляет собой вертикальную металлическую колонну, имеющую цилиндрическую или прямоугольную форму. В нижней части, в районе топки, колонна сужается. В этой области генератора расположены патрубки забора наружного воздуха, ниже располагается зольное отделение, оборудованное лючком для удаления золы, либо специальным механизмом золоудаления. Также имеется лючок для осуществления розжига генератора.

Верхняя часть колонны оборудована крышкой, через которую осуществляется загрузка дров или деревянных отходов. Чуть ниже находится патрубок для отвода продукта пиролиза — горючего газа. Проходя через фильтр грубой очистки, где происходит осаждение крупных частиц сажи и дегтя, газ попадает в охладитель, который обычно выполняется в форме змеевика или радиатора.

Фильтр грубой очистки представляет собой стальную емкость, имеющую овальное сечение (показано на рисунке). Внутри емкость оборудована специальными перегородками для более надежного улавливания крупных частиц сажи. Содержащийся в газе водяной пар конденсируется, образовавшаяся при этом влага скапливается на дне фильтра. После охлаждения в радиаторе, газ поступает в фильтр тонкой очистки, где осуществляется отделение мелких механических примесей.

На этапе розжига и выхода генератора на рабочий режим, желательно использовать принудительную подачу воздуха. После запуска двигателя внутреннего сгорания, дутье следует отключить, так как разрежение в цилиндрах двигателя обеспечит необходимое движение воздуха.