Принцип работы газового генератора


Как работает газовый генератор?

О том, что газ является одним из самых дешевых источников тепла, знают все. Эта характеристика лежит в основе все возрастающей популярности газовых генераторов в быту, на строительстве и в промышленности.

Газовая мини-электростанция – принцип работы

Последовательность процессов получения электроэнергии, преобразуя для этого тепловую – аналогична протекающим в дизельных и бензиновых электрогенераторах. Превращение тепла, выделяемого при сгорании газа, в механическую энергию происходит в рабочей камере двигателя внутреннего сгорания. Выработка электричества совершается в генераторе.

Востребованным типом генераторной установки на газовом топливе является ее модификация с автозапуском. Автоматическое включение мини-электростанции происходит без вмешательства оператора при разрыве цепи в центральной системе энергоснабжения.

Оборудование может использоваться:

  • в качестве резервного источника электроснабжения;
  • как основной поставщик энергии;
  • для сезонного включения на даче, летнем загородном доме.

Основное достоинство данного типа генератора – в возможности работать как когенерационная установка, т. е. одновременно производить как электричество, так и тепло.

Два способа как запитать электрогенератор на газу

Многофункциональную генераторную установку можно подключить к газовой магистрали, а также заправлять из баллона со сжиженным газом.

Первый способ – более сложный и займет много времени. Проведение процедуры включает разработку проекта, сбор всей необходимой документации и согласование проекта подключения. Но в результате потребитель будет иметь полную энергонезависимость, при этом вырабатываемая электроэнергия будет гораздо дешевле, чем при использовании бензо- или дизель-генераторов.

При отсутствии возможности магистрального подключения запитать электрогенератор можно баллонным газом. Соединение генератора с баллоном производится посредством использования гибкого газопроводного шланга без перегибов. Напрямую, без газового редуктора соединение не допускается.

Газ является взрывоопасным веществом. При эксплуатации газового электрогенератора необходимо соблюдать все меры безопасности, следить за соблюдением герметичности в местах сопряжения шланга, не допуская утечки газа.

www.generatortut.ru

Выбираем газовый генератор для дома: устройство и принцип работы, преимущества, виды, критерии выбора, установка

Газовый генератор является ИБП (источником бесперебойного питания). Природный газ — это топливо, на котором он осуществляет свою деятельность. Изредка встречаются модели, функционирующие на других его видах, но, как правило, они не экономичны, также не обладают дополнительными преимуществами. Газовый генератор, работающий на газу, почти бесшумен и не источает выбросы вредных веществ в воздух. Такой прибор легок в установке и эксплуатации.

Преимущества газового генератора

  • Длительное время работы: устройство активно действует, пока в основной трубе имеется газ. Дополнительно установив баллоны с природным газом в параллельную систему, можно увеличить время его работы. Такое достоинство газового генератора является главным в отличие от инверторного устройства, работающего на бензине или дизельном топливе. Его функционирование закончится, когда в баке израсходуется весь запас горючего.
  • Стоимость кубометра газа меньше, чем какое-либо другое топливо. Он может храниться в баллонах или другой закрытой емкости длительное время, чего не скажешь про другие виды топлива.
  • Срок эксплуатации гораздо больший, чем у других видов горючего. Это объясняется тем, что цилиндры и поршневая система у такого устройства мало изнашиваются. Это происходит за счет того, что на выходе образуется совсем немного продуктов сгорания. Коррозия металла также минимальная.
  • Экологичногсть. Нет выделений вредных веществ, сажи и всевозможных выбросов.

Преобразование вращательной механической энергии в электрическую является основным принципом работы газового генератора. Внутреннее пространство этого устройства разделяется на 4 зоны:

  • Верхняя часть корпуса — подсушка.
  • Средняя часть корпуса — сухая перегонка.
  • Зона горения.
  • Зона восстановления, расположенная между колосниковой решеткой и зоной горения.

Виды газовых генераторов

Различают следующие виды газовых генераторов, используемых в жилых помещениях — это резервные и постоянные.

Первый тип может работать на газу от 6 до 20 часов. Охлаждение у таких установок воздушное. Если данный тип оборудования заставить принудительно работать сверх положенного времени, у него быстро закончится моторесурс. Газовый генератор можно запустить в работу вновь только через два часа после того, как он охладится. Поэтому такое аварийное устройство применяется лишь в случае отключения основного электроснабжения.

Планируя использовать газовый генератор длительное время, рекомендуется выбрать оборудование с жидкостным охлаждением. Такая установка будет автоматически включаться и отключаться, соответственно, будет успевать остывать. Данная система носит название газовой электростанции. В то время, когда происходит охлаждение, снабжение электроэнергией важных приборов осуществляется от инверторов, идущих в комплекте с аккумулятором. Он служит ИБП (источником бесперебойного питания).

Газовые электростанции постоянного типа могут работать при больших оборотах двигателя и иметь легкий доступ к нему в случае поломки.

Газовый генератор для жилого помещения

Два вида газов: сжиженный и магистральный используются в этом оборудовании. Первый потребляется из баллонов, другой — непосредственно из трубы. Встречаются приборы, которые могут работать на таком газообразном топливе, как метан, пропан и биогаз.

  • Сжиженный газ. Генератор, работающий на сжиженном газе, очень удобен в случае установки в доме газового котла отопления. Баллонный газ выгодно использовать для генераторов мощностью 4−6 кВт. 50-литровую емкость газа хватит на 18−20 часов работы оборудования.
  • Магистральный газ. Газовая магистраль, подведенная к дому, является очень удобным и выгодным источником электроэнергии. Но прежде, чем покупать генератор, необходимо узнать в местной газовой компании о давлении газа в магистральной трубе. Потому что, если оно будет небольшим, а генератор высокомощным, полноценной работы не получится.

Если в вашей местности происходят частые перебои с электричеством и есть возможность подключиться к магистральной газовой трубе, вам необходимо получить разрешение газовой службы на подключение к ней генератора. Чтобы получить такой документ, нужен будет паспорт генератора и обязательный сертификат соответствия РСТ.

Выбираем оборудование

При выборе газового генератора для пользования в домашних условиях должны учитываться следующие технические характеристики: мощность, напряжение, номинальный расход топлива, частота и т. д.

Давайте рассмотрим, какая мощность оборудования подойдет для того или иного помещения.

  • 5−6 кВт. Для небольшого дачного домика, где достаточным будет лишь сварить обед на электроплитке и подключить свет, генератор с такой мощностью вполне подойдет.
  • 15−20 кВт. 12 часов беспрерывной работы генератора с воздушным охлаждением позволит подключить все электрические приборы, необходимые для получения уюта и комфорта в небольшом доме.
  • 10−25 кВт. Генератор с жидкостным охлаждением может работать длительное время. Широко используется в загородных коттеджах и больших домах.
  • Более 25 кВт. Может применяться на небольших производственных предприятиях.

Выбирают устройство и по такому параметру, как фаза:

  • Однофазный генератор подходит для бытовых приборов с напряжением в 220 В.
  • Трехфазный генератор может применяться для загородных домов, имеющих смешанное электропитание на 220−380 В.

Вот что интересно. Имея трехфазный ввод, но, не имея трехфазных потребителей (насосы, электродвигатели), можно поставить на генератор с одной фазой трехфазную автоматику. Неужели такое возможно? Да, ведь нам необходимо задействовать все 3 фазы, поэтому ставится трехфазная автоматика. Таким образом, напряжение возникнет на всех фазах.

Выбирая газовый генератор, необходимо также обратить внимание на наличие таких функций, как электростарт и автоматическую систему, отвечающую за включение данного устройства. Датчик за контролем масла, который есть у некоторых моделей генераторов, поможет защитить оборудование от преждевременной его поломки.

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.

Газовый генератор SDMO

Особо популярный и надежный, имеющий массу достоинств и отличных отзывов у потребителей — это газовый генератор SDMO.

Устанавливать его можно только на улице, в помещениях размещать категорически запрещено, поэтому он выполнен в специальном шумозащитном и всепогодном кожухе. Самое лучшее место для установки — рядом с выходом газовой магистрали или вблизи вводного электрического щита. Минимальное расстояние до зданий и деревьев — два метра, высота до подвеса — полтора метра.

Завод-изготовитель такого генератора изначально задумал его, как дополнительный резервный источник электроэнергии. Он может работать восемь суток без перерыва, но, конечно, после этого необходимо будет проходить очередное техническое обслуживание (заменить масло, фильтрующие элементы, свечи зажигания).

Генератор SDMO — это достойное качество сборки, надежность комплектующих, невысокая цена и возможность работы на сжиженном газе.

Установку этого, да и других газовых генераторов лучше производить опытным специалистам, прошедшим обучение и имеющим именные сертификаты. В этом случае оборудование будет исправно и долго работать.

nashgazon.com

Газовый генератор: устройство, характеристики, подключение, выбор

Многие современные устройства требуют запитки электрической энергией. Но далеко не всегда существует возможность подключиться к сети. Причиной тому является относительное удаление линий или постоянное перемещение потребителя. В таких ситуациях на помощь приходит газовый генератор, как альтернативный вариант автономного электроснабжения на тех же стройках, загородных домах, промышленных предприятиях и даже военных объектах.

Устройство и принцип работы

Рисунок 1: конструкция газового генератора

Конструктивно газовые электростанции представляют собой устройство, которое состоит из блоков:

  • Для подачи, смешивания или генерации газа (их наличие и конструкция может отличаться в зависимости от модели и принципа работы устройства).
  • Двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в котором происходить горение  газа.
  • Генераторного – получает вращающее усилие от ДВС.
  • Электронный блок – комплекс приборов, позволяющий осуществлять контроль над режимами работы всех элементов газгена и их параметрами (давление газа, напряжение и т.д.).
  • Рамы или корпуса, которые осуществляют несущие функции для оборудования. В некоторых ситуациях могут защищать генератор от механических повреждений.
Рисунок 2: Принцип действия газового генератора

Посмотрите на рисунок, здесь показан принцип действия газового генератора. Изначально от источника газоснабжения, в данной ситуации рассматривается вариант подачи газа из баллона 1, подается горючее вещество в ДВС. При этом баллонный газ движется через редуктор и закрепленный хомутами шланг. При возгорании газа в ДВС возникает вращающий момент, передающийся на электрический генератор посредством вала. Генератор, от такого воздействия начинает вырабатывать напряжение для однофазных или трехфазных потребителей.

Основные характеристики газовых генераторов

При выборе конкретной модели газового генератора предприятие или бытовой потребитель отталкивается от определенных параметров. Которые устанавливают их функциональные данные и предопределяют возможность установки газового генератора для тех или иных целей.

Продолжительность работы

В зависимости от задач, которые ставятся перед источником электроэнергии газовые генераторы подразделяются на:

  • Устройства постоянного действия – представляют собой автономную электростанцию, которая работает для постоянного электроснабжения какого-либо потребителя без подключения внешних сетей.
  • Агрегаты для периодического включения – используются в промышленных установках с плавающим графиком работы или для дачных участков, небольших поселений и т.д.
  • Устройства аварийного электроснабжения – позволяют запитывать приборы при отключении электричества в основной сети.

Количество фаз

В зависимости от количества фаз такие источники электричества подразделяются на однофазные и трехфазные. Первые, в большинстве своем, используются для бытовых потребителей или небольших промышленных цехов со стандартной линейной нагрузкой. Второй тип применяется для трехфазных сетей, к которым подключаются многофазная нагрузка – двигатели, промышленные объекты, мощное станочное оборудование и т.д. В работе которых требуется использование нескольких фаз.

Тип используемого топлива

Наиболее часто встречаются газовые генераторы, работающие на природном газе. При наличии в непосредственной близи газовой магистрали подключение может производиться от нее, но при этом необходимо получить разрешение газовой службы. В противном случае в качестве источника природного газа можно установить баллоны для запитки газового генератора.

Помимо классического топлива, могут использоваться газы с низкими или высокими параметрами тепловыделения. Это позволяет задать определенные режимы работы, к примеру, может применяться газ с низкой детонирующей способностью или с малым содержанием определенного вещества (пропана, бутана или других примесей). Поэтому по типу топлива разделяют такие установки, которые работают на бутане, пропане, биогазе и других комбинациях газовой смеси.

Мощность

Наиболее важной характеристикой газовых электрогенераторов является мощность, которую тот способен выдать на выходе. Так как от этого параметра будет зависеть возможность подключения тех или иных электрических приборов. В настоящее время выпускаются приборы на мощность от 2 до 500кВт. Для обеспечения достаточного резерва мощности конкретная модель выбирается по принципу суммирования всех промышленных или бытовых приборов, подключенных к сети и прибавления к полученной величине 20 – 30% для запаса.

Тип охлаждения

Из-за постоянного сгорания топлива газовый генератор может перегреваться. Для предотвращения воздействия высокой температуры на элементы конструкции они подвергаются охлаждению. На практике применяют два типа охлаждения – воздушное и водяное.

Воздушное подразделяется на естественное (используется в открытых моделях с небольшой мощностью  и рабочей температурой) и принудительное. Последний вариант воздушного охлаждения подразумевает различные способы обдува и направления воздушного потока на двигатель и генератор.

Жидкостное охлаждение помимо функции отбора тепла от газового генератора также позволяет использовать разогретую воду для отопления или обогрева жилых или производственных помещений.

Тип пуска

Тип пуска в газовых генераторах подразделяются на ручной и автоматический запуск. Первый вариант является наиболее актуальным в случаях, когда установка включается редко и этот процесс имеет периодичность или его можно предусмотреть (приезд на дачу, работа на строительной площадке и т.д.) Автоматическое включение подходит в тех случаях, когда необходимо обеспечить резервное питание при исчезновении  основного.

Регулировка напряжения (AVR)

Большинство газовых генераторов оснащаются блоком АВР, который позволяет контролировать напряжение, выдаваемое потребителям. Данный блок обеспечивает качественное снабжение электрическим током и является стабилизатором, выравнивающим кривую в соответствии с заданными параметрами. Благодаря чему питание приборов ни чем не будет отличаться от запитки внешним источником электроснабжения.

Наиболее эффективными в плане стабилизации напряжения являются инверторные агрегаты. Такие газовые генераторы вырабатывают переменное напряжение, затем преобразуют его в постоянное, а после постоянный ток и напряжение инвертируют в переменное с идеальными параметрами.

Вариант исполнения

Рисунок 3: открытый и закрытый газовый генератор

В зависимости от особенностей исполнения выделяют открытые и закрытые газовые генераторы. Первый вариант устанавливается внутри помещений и подразумевает отсутствие защитного кожуха. Открытые газовые генераторы обладают лучшими параметрами естественного охлаждения и меньшим весом, но при этом издают больше шума. Закрытые можно использовать для наружной установки, так как внешний кожух предотвращает нарушение работы от  атмосферных осадков и других факторов.

Также конструктивно газовый генератор может оснащаться колесами для перемещения. Их наличие значительно упрощает манипуляции даже с небольшими моделями. Поэтому при покупке стоит задуматься о наличии колес, если вы будет передвигать газовый генератор.

Степень защиты IP

Уровень защиты любого газового котла отличается по шкале от 0 до 5. Где 0 обозначает, что модель вообще не имеет защиты от внешних факторов. А 5 – это самая высокая степень защиты, позволяющая эксплуатировать установку даже в самых неблагоприятных условиях. Данный параметр указывается на корпусе устройства. Следует отметить, что наиболее распространенной для бытовых нужд является степень IP от 2 до 3.

Уровень шума

Любой газовый, дизельный или бензиновый генератор создает определенный уровень шума. Но звук, в зависимости от расстояния, имеет свойство ослабевать. Поэтому в среднем бытовые модели могут создавать звуковое давление от 40 до 100дБ. Установки высокой мощности имеют куда более высокий показатель, но для его уменьшения применяются специальные меры.

В зависимости от места его расположения, этот параметр может значительно усугублять рабочий процесс устройства. К примеру, на открытом пространстве шумность не так ощущается, как и в каком-либо технологическом процессе на производстве. А вот в домашних условиях, небольшие размеры комнаты и высокий уровень звука  может вызвать дискомфорт у жильцов. Поэтому стоит обеспечить шумоизоляцию самого газового генератора или места его установки.

Габариты

Размеры газового генератора во многом зависят от мощности расположенного в нем оборудования. Поэтому, как правило, маломощные агрегаты имеют габариты 1 м×0,5 м×0,5 м или близкие к ним. А устройства большой мощности в районе 2 м×1 м×1 м и более. Самые мощные генераторы имеют размер 5 м×2 м×2 м.

Тип машины

По типу машины газовые резервные источники подразделяются на асинхронные и синхронные. Первые отличаются более простой конструкцией, но при этом сдают в параметрах качества вырабатываемой электроэнергии. Вторые более сложные и дорогие в эксплуатации, но на выходе потребитель получает стабильные параметры мощности, тока и напряжения. Поэтому для чувствительных потребителей необходимо устанавливать газовые генераторы с синхронным двигателем.

Преимущества и недостатки

К преимуществам газовых генераторов следует отнести:

  • Большой моторесурс и КПД, в сравнении с генераторами на других видах топлива.
  • Неприхотливы в работе – могут легко функционировать при температуре от – 50°С до +50°С в сравнении с теми же генераторами на дизельном топливе.
  • Более длительный срок эксплуатации за счет отсутствия осадков из продуктов сгорания газа в сравнении с твердым топливом и нефтепродуктами.
  • Продолжительная работа – один баллон дает расход газа в два раза дольше, чем одна заправка бензиновых моделей.
  • Автоматизация и полная автономия в работе при наличии источника магистрального природного газа и системы автозапуска. При этом выработка электроэнергии не ограничивается по времени за исключением перерывов на техническое обслуживание.
  • Высокая надежность, так как газ не теряет своих свойств. В сравнении с нефтепродуктами, которые могут разложиться уже за полгода, даже сжиженный газ длительно остается пригодным для использования.

К недостаткам газовых генераторов следует отнести:

  • Ограничения на ввод в работу – в связи с опасностью газовых смесей, для использования такой установки требуется получить соответствующие разрешения на подключение, эксплуатацию и ряд других документов.
  • Выдает сравнительно меньшую мощность, чем бензиновый агрегат.
  • Обладает относительно большими габаритами.
  • Дорогостоящий и трудоемкий ремонт.

Критерии выбора

При выборе конкретной модели следует руководствоваться вышеприведенными характеристиками устройств, а именно:

  • Какую мощность вам необходимо выдать в сеть?
  • Сколько фаз требуется для потребителя?
  • Будет использоваться в качестве резервного или основного источника?
  • Питается от магистрального газопровода или от баллона?
  • Где будет устанавливаться газген?
  • Какие габариты приемлемы для установки?

Остальные нюансы рассматриваются в соответствии с местными условиями, особенностями нагрузки и пожеланиями заказчика.

Что выбрать? Обзор лучших моделей газгенов

Из всего предложенного многообразия следует осторожно относиться к малоизвестным производителям. Так как они нередко грешат преувеличением параметров и замалчиванием недостатков. Поэтому чтобы лучше разобраться в том, какое устройство использовать в вашем случае, определитесь с  его назначением.

Для частного дома или дачи

Для снабжения электроэнергией небольшого дома или дачи подойдет однофазная модель от 5 до 25кВт. В редких случаях для потребителей с трехфазной нагрузкой (электрических машин, специального оборудования) необходимы трехфазные агрегаты. Среди наиболее простых однофазных можно выделить генераторы серии REG GG, Briggs & Stratton  или E3 POWER.

Для использования в качестве мобильной электростанции

Функции  мобильной электростанции для снабжения передвижной строительной площадки отлично подойдут трехфазные или однофазные модели мощностью от 25кВт и более. Однофазные источники бесперебойного питания подходят для тех ситуаций, когда нет необходимости запитывать трехфазную нагрузку. Одним из лучших примеров на отечественном рынке является газовый генератор SDMO. Который может вырабатывать электроэнергию в течении 8 суток без перерыва.

Для продолжительного электроснабжения

Для продолжительного бесперебойного питания электрической энергией применяются мощные агрегаты от 100 до 500кВт. В связи со стационарной установкой они могут иметь водяное охлаждение и применяться для отопления каких-либо объектов.

В качестве примера газового генератора для продолжительного электроснабжения на отечественном рынке широко используются генераторы Generac SG300  на 240 кВт. Такая электростанция имеет жидкостное охлаждение и выдает трехфазное питание. Одним из самых мощных является ТСС АГ-500С на 500кВт, который запросто запитает даже небольшой поселок или завод.

Рисунок 4: Газовый генератор ТСС АГ

Установка и подключение газового генератора

Процесс подключения может осуществляться либо к магистральной трубе или к баллону с газом. Первый вариант достаточно сложный, так как требует дополнительного согласования с газовой компанией, оформления соответствующих документов, составления техпроцесса и т.д. Запитать генератор от обычного баллона куда проще.

Помимо этого важно соблюдать следующие меры:

  • Достаточный уровень вентиляции – газовый генератор должен хорошо проветриваться, не зависимо от того, где его устанавливают (на улице или в помещении). При недостаточном движении воздуха КПД устройства может значительно пострадать, поэтому на практике устанавливается дополнительная система вентиляции.
  • Объем помещения – если газовый генератор располагается в помещении, то его объем должен быть не менее 15м3. При этом размещение в подвальных помещениях устройств, работающих на сжиженном газе, запрещено.
  • Необходимо обеспечить отвод выхлопных газов за счет удлинения соответствующей трубы. В помещениях ее выводят в отдельное отверстие, а на открытом пространстве способ определяется в зависимости от местных условий.
Рисунок 5: Подключение газового генератора

Посмотрите на рисунок, подключение производиться через газовый редуктор 1, к которому подводится запорный кран 2. От запорного крана к агрегату прокладывается гибкий шланг и подключается к соответствующему патрубку ДВС. Снабжение потребителя, при совместной работе генератора с внешним источником используется распределительный щиток 4. Для обеспечения безопасности в случае попадания электрического потенциала на корпус, газовый генератор соединяется с контуром заземления 3.

Как видите, принципиальная схема подключения имеет идентичный принцип, как для магистрального газоснабжения, так и для баллонного.

www.asutpp.ru

Статьи по теме

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.

strport.ru


Смотрите также