Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

Цена на топливо растет постоянно

Высокая стоимость бензина и дизеля, а также дорожающий газ вынуждают переходить на более экономичные виды топлива.

Принцип действия здесь прост. Двигатель работает не на бензине, солярке или обычном газе (метане, пропане), а на газе, выделяемом при горении дерева.

Аппараты, которые позволяют выработать такой газ, носят название газогенераторов.

Кроме бытовой сферы, они пользуются большой популярностью и давно применяются в промышленности.

Что касается способов изготовления, то они различаются. В данной статье рассмотрим наиболее популярные из них.

Принципиальная схема работы газогенератора.

Нормы и правила обустройства котельной

При подготовке помещения к монтажу отопительной станции следует соблюдать требования:

• стены, пол облицованы стройматериалами с низкой горючестью;
• наличие вентиляции;
• расстояние между прибором и хранилищем превышает 1 м;
• отгораживание бункера стеной;
• обустройство элементов для обеспечения пожарной защиты;
• размещение огнетушителей в зоне доступа;
• заземление отопительного прибора;
• прямое подсоединение к электросети через щитовую с УЗО;
• подключение через стабилизатор напряжения;
• наличие автономного источника питания (генератор).

Критерии выбора оборудования

Изделия российского производства неприхотливы к качеству сырья. Отличаются невысокой ценой. Но могут иметь недоработки в механизме подачи, не самые чувствительные термодатчики, меньше систем безопасности. Европейские модели функционируют полностью автономно. Они экономно расходуют топливо. Обеспечивают высокую мощность.

Основным критерием выбора оборудования является его мощность.

При выборе учитывайте:

• способ горения;
• производительность;
• периодичность обслуживания;
• наличие узла самоочистки;
• группу безопасности;
• датчики, контроллеры, отвечающие за точность регулировки температуры нагрева;
• чувствительность к качеству древесины.

Достоинства и недостатки котлов на щепе

Отопительное оборудование имеет преимущества:

1. Полная автономность.
2. Управление нагревом осуществляет автоматика, которая ориентируется на показатели термодатчиков.
3. Процессор самостоятельно выбирает экономичный режим с учетом температуры теплоносителя и окружающей среды.
4. Контроллеры отключат оборудование при возникновении ошибки, обнаружении неисправности, опасности задымления.
5. Возможность использовать другое сырье.
6. Высокий КПД — от 90%.
7. Быстрый нагрев трубопровода — через 30-40 минут после розжига.
8. Безопасность для природы и человека ввиду отсутствия вредных выбросов.

Преимуществами является доступная стоимость, универсальность в использовании, надежная конструкция.

Основные минусы:

1. В сравнении с твердотопливным агрегатом станция стоит в 3-5 раз дороже.
2. Хранилище, механизмы занимают большую площадь.
3. Помещения требуется правильно обустроить для безопасной эксплуатации.
4. Сложность транспортировки щепы из-за высокой сыпучести.
5. Древесина быстро набирает влагу, из-за чего хуже горит.

Установка и место установки

Запрещена установка:

• В местах скопления людей;
• В плохо освещенных помещениях;
• В погребе и подвале;
• Рядом с устройствами, выделяющими вредные вещества;
• Вблизи легковоспламеняющихся агрегатов;
• Рядом с самовзрывающимися смесями;
• Вблизи материала, выделяющего ацетилен;
• В работающих на угле и дровах котельных;
• Рядом с компрессорами, кондиционерами и вентиляторами, забирающими кислород;
• На расстоянии менее 1 м от газовых калориферов;
• Рядом с тепловыми и электрическими устройствами;

Устанавливать устройство необходимо в стороне от проездов и проходов. Оно должно быть ограждено. Установка должна производиться в местах, недоступных для детей и домашних животных. Устройство требует постоянного надзора.

Быстрый пиролиз отходов древесины

Быстрый пиролиз представляет собой процесс, при котором сухие (<10% влажности), измельченные в порошок древесные отходы, включая опилки, кору и т.д., быстро нагреваются в кипящем слое инертного материала внутри реактора до температуры 450 — 500°С при отсутствии воздуха. Продуктами пиролиза являются частицы древесного угля, неконденсирующийся газ, конденсирующиеся пары и аэрозоли. Частицы древесного угля отделяются в циклоне, а летучие вещества подвергаются быстрому охлаждению, в результате которого образуется жидкость — синтетическое жидкое топливо (пиротопливо), поступающее в накопительный резервуар.

Пиролизный газ сжигается в горелке реактора, однако, этого тепла недостаточно для поддержания процесса. Поэтому требуется дополнительный источник тепла, например, природный газ. Основной продукт пиролиза — синтетическое жидкое топливо (пиротопливо) — имеет калорийность, составляющую примерно 55% от калорийности дизельного топлива. Используется путем сжигания в газотурбинных установках (ГТУ) или дизельных двигателях. Несмотря на высокую эффективность и удобство использования жидкого синтетического топлива, отсутствие отходов, пиролиз только недавно вышел из стадии исследований и опытных разработок (максимальная производительность действующей пилотной установки составляет 10 тонн в сутки), что обусловливает высокую стоимость используемого оборудования.

Смеситель

Образование горючей смеси из генераторного газа и воздуха происходило в смесителе. Простейший двухструйный смеситель а представлял собой тройник с пересекающимися потоками газа и воздуха. Количество засасываемой в двигатель смеси регулировалось дроссельной заслонкой 1, а качество смеси – воздушной заслонкой 2, которая изменяла количество поступающего в смеситель воздуха. Эжекционные смесители б и в различались по принципу подвода воздуха и газа. В первом случае газ в корпус смесителя 3 подводился через сопло 4, а воздух засасывался через кольцевой зазор вокруг сопла. Во втором случае в центр смесителя подавался воздух, а по периферии – газ. Воздушная заслонка обычно была связана с рычагом, установленном на рулевой колонке автомобиля и регулировалась водителем вручную. Дроссельной заслонкой водитель управлял с помощью педали.

Газогенераторы и отопление: основные мифы

О газогенераторных установках тиражируется немало мифов. В-основном, речь идет об их эффективности в составе автономной системы отопления. Рассмотрим популярные высказывания, которые можно встретить в Интернете.

Миф 1 . «КПД газогенератора значительно выше, чем КПД твердотопливного котла, и достигает 95%».

Начнем с того, что данные виды оборудования используются для различных целей:

• газогенераторная установка вырабатывает горючий газ, и ее КПД – это соотношение реально получаемого продукта из определенного объема топлива и теоретически возможного, умноженное на 100%;
• отопительный котел вырабатывает тепловую энергию, и его КПД – это соотношение реально получаемого тепла при сгорании определенного объема топлива и теоретически возможного, умноженное на 100%.

Таким образом, сопоставлять КПД газогенератора и отопительного котла в корне неверно. Кроме того, КПД самодельной газогенераторной установки редко превышает 80%, поэтому цифры в 90-95% можно считать мифом.

Сравнивать можно КПД пиролизного и обычного твердотопливного котла – в этом случае преимущество на стороне пиролизного, поскольку сжигание горючих газов во вторичной камере сгорания заметно повышает эффективность использования топлива.

Миф 2 . «Газогенераторная установка успешно работает на сырых дровах».

Функционировать агрегат способен даже при использовании сырых дров, но его производительность при этом резко падает, поскольку значительная часть тепловой энергии тратится на испарение влаги, содержащейся в дровах. Снижение температуры в камере сгорания приводит к замедлению пиролиза, и негативно сказывается на реальной мощности установки.

Миф 3 . «Газогенератор выгоднее использовать для отопления дома, нежели твердотопливный котел».

Конструкция газогенераторной установки сложнее, чем твердотопливного котла, в том числе пиролизного, кроме того, она занимает больше места, поскольку в ее состав входит контур охлаждения. Монтировать более сложный и дорогостоящий агрегат для того, чтобы сжигать полученный горючий газ, нет никакого смысла.

Пример самодельного газогенератора, установленного в багажнике автомобиля

Таким образом, газогенератор своими руками изготавливают в двух случаях – для установки на автомобиль и при необходимости иметь под рукой источник энергоносителя (горючего газа), тепловую энергию которого можно преобразовать в электрический ток.

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.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Компания Dana – основной производитель мостов и трансмиссий для спецтехники

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.

Заготовка древесины

Рассмотрим подробно кучное углежжение во второй половине XIX в. Несмотря на то что в это время, в результате внедрения изобретений Бессемера, Томаса и Мартена, стремительно увеличивались объёмы металлургического производства, а каменноугольный кокс так же стремительно вытеснял древесный уголь из доменного производства, именно этот период принято считать наивысшим расцветом технологии выжига древесного угля.

Процесс производства древесного угля начинался с выбора древесины. Древесные породы подразделялись углежогами на так называемые твёрдые (тёмные, или тяжёлые), мягкие (белые, или лёгкие) и смолистые. Твёрдые породы давали самый прочный и плотный уголь, выделяющий при горении наибольшее количество тепла.

Значительное влияние на качество угля оказывало состояние дерева – оно не должно было быть слишком молодым или старым, червоточным или подгнившим. В этом случае уголь получался хрупким, и выход его был низким. Существенное значение имела система рубки. Оборот древесины, т.е. время, через которое можно возобновлять рубку леса, составляет 60–100 лет для смолистых, 20–60 лет для твёрдых (бук и граб – 120 лет) и 18–20 для мягких пород. Рубка должна была производиться таким образом, чтобы ежегодный прирост компенсировал количество вырубленного леса. В частности, рубка леса в России производилась на «заводских дачах» (приписанных к заводу участках леса) «площадками», расположенными вокруг завода в шахматном порядке так, чтобы среднее расстояние перевозки угля было бы примерно одинаковым.

Поскольку вопрос сбережения и воспроизводства лесных ресурсов стоял очень остро – от этого зависело само существование заводов – ему всегда уделялось самое пристальное внимание. В частности, российский министр финансов Е.Ф

Канкри́н (1774–1845 гг.), руководивший горнозаводской отраслью в течение 20 лет, считал «науку лесного хозяйства» на заводах не менее важной, чем собственно горные науки. Его перу принадлежит «Инструкция об управлении лесной частью на горных заводах хребта Уральского, по правилам лесной науки и доброго хозяйства», призванная служить. В качестве основы своей системы Канкрин использовал практику управления лесным хозяйством, принятую в Германии

В европейской практике считалось, что лучше всего заготавливать дрова зимой, когда деревья бедны соком, либо осенью, в этом случае они лучше сохнут. Порядок заготовки дров в России существенно отличался. Ещё со времён Виллима де Геннина (1676–1750 гг.) на Урале было заведено, что на рубку леса крестьян созывали к 20 марта. Реально работа начиналась с апреля, потому что глубокий снег не позволял подбираться к стволам так, чтобы не оставлять высоких пней. Рубка продолжалась весь апрель, чтобы

В качестве основы своей системы Канкрин использовал практику управления лесным хозяйством, принятую в Германии. В европейской практике считалось, что лучше всего заготавливать дрова зимой, когда деревья бедны соком, либо осенью, в этом случае они лучше сохнут. Порядок заготовки дров в России существенно отличался. Ещё со времён Виллима де Геннина (1676–1750 гг.) на Урале было заведено, что на рубку леса крестьян созывали к 20 марта. Реально работа начиналась с апреля, потому что глубокий снег не позволял подбираться к стволам так, чтобы не оставлять высоких пней. Рубка продолжалась весь апрель, чтобы

Позже окончание заготовки приурочили к началу страды (Петров день, 12 июля (29 июня по старому стилю)).

Заготовка дров заключалась в валке деревьев, очистке их от веток и сучьев с последующим распилом на поленья определённой длины. В российской практике с поленьев, называемых «ёлтылями», также снимали кору – «облысивали». Корни иногда корчевали и также использовали для углежжения, однако отдельно от поленьев. После этого поленья складывали для просушки в вентилируемые поленницы, специальные отапливаемые помещения или (на Урале) в виде пирамид — скоростен. Для просушки в естественных условиях выбирали сухое, возвышенное место. Сушка продолжалась в течение полугода. Оптимальной считалась средняя степень просушки – слишком сухое дерево быстро обугливалось, в результате чего сильно угорало и давало лёгкий уголь, а из влажных дров уголь получался трещиноватый. Приступали к выжигу угля в России осенью, а в Европе – в середине лета.

Монтаж своими руками по чертежу расчет мощности 2.5 мвт

Учитывая тот момент, что заводские газогенераторные котлы стоят дорого, а конструкция проста, собственники все чаще предпочитают мастерить агрегат своими руками. Это несложно, но работа требует соблюдения следующих этапов:

Создание схемы. Устройство и чертёж – неотделимые друг от друга понятия

Рассчитать емкость генератора, тепловую мощность, наличие второго контура или подводки к трубам отопления – архиважно.
Правильный выбор металла для конструкции. Учитывая, что температура горения высока, тонкие жестяные бочки от ГСМ не подойдут. Идеальна жаропрочная сталь и чугун, но последний хрупок при резком остывании или механическом повреждении.
Навыки сварного дела

Агрегат на дровах своими руками должен быть герметичным, поэтому требуются сварные швы, без изъянов. Болтовые и резьбовые соединения недопустимы.

Идеальна жаропрочная сталь и чугун, но последний хрупок при резком остывании или механическом повреждении.
Навыки сварного дела. Агрегат на дровах своими руками должен быть герметичным, поэтому требуются сварные швы, без изъянов. Болтовые и резьбовые соединения недопустимы.

Если условия выполняются и комплектующие – колосники, асбестовые прокладки, патрубки – приобретены, приступают к сборке. Инструкция:

Сборка корпуса. Для него приспосабливают готовую емкость или варят из металла. Объем рассчитывается индивидуально.
Внутри будущего генератора на дровах обустраивается камера сгорания, занимающая треть объема корпуса. Сразу устанавливают колосники, вырезают отверстие для притока воздуха и устанавливают поддувальную и топочную дверцу.
Камеру сгорания соединяют с емкостью для горения газов – вторая треть корпуса – посредством патрубка

Газы охлаждаются естественным путем, поэтому такое соединение важно сделать за пределами генератора.
В верхней части корпуса устраивается воздухораспределительная система. Она также имеет вход в камеру сгорания газов, но при этом оснащается обратным клапаном.. Остается вварить ко второй трети корпуса водяную рубашку – теплообменник для водяного контура, приварить крышку с дымоходной трубой и оборудовать готовый газогенератор для дома приточными отверстиями в системе воздухораспределителя и камерой сгорания топлива

Последняя оснащается вентилятором малой мощности

Остается вварить ко второй трети корпуса водяную рубашку – теплообменник для водяного контура, приварить крышку с дымоходной трубой и оборудовать готовый газогенератор для дома приточными отверстиями в системе воздухораспределителя и камерой сгорания топлива. Последняя оснащается вентилятором малой мощности.

Итак, своими руками в домашних условиях, мастер создаст весьма полезную и экономичную конструкцию – топливный котел, работающий на любом мусоре.

Альтернативное применение: самодельный вариант для автомобиля

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Сейчас авто на дровах явление редкое. Когда-то на рубеже 30–40 годов, использование энергии дров было популярным, правда, личные автомобили выглядели громоздкими колымагами – приходилось возить за собой целую генераторную станцию, если хотелось ездить быстро и много. Тем не менее владельцам подсобных хозяйств, для обработки собственных угодий, конструкция бы очень пригодилась – об этом стоит подумать и использовать газогенератор на дровах своими руками не только для отопления. Газогенератор на дровах — это отличный вариант отопления помещения!

Топливо для газогенераторных котлов

Несомненным преимуществом газогенераторных котлов является тот факт, что они могут работать практически на любом типе твердого топлива. То есть в них можно загружать обычные нарубленные дрова, и также любые виды древесных отходов (опилки, стружки) и изготовленные из древесных отходов брикеты, пеллеты и тому подобное. Кроме того, газогенераторные установки являются практически безотходным производством: топливо в них сгорает практически без остатков.

Преимущества отопительных газогенераторных установок

Установка отопительных систем, работающих от котлов газогенераторных, работающих на древесном топливе имеет следующие несомненные преимущества:

1. Чрезвычайно высокая эффективность сгорания топлива. В любой установке, предназначенной для сжигания древесного топлива, но не применяющий эффект пиролиза – КПД не может подниматься выше 90 процентов.
2. Газогенераторные установки являются энергонезависимыми и могут быть установлены даже в сооружениях, у которые отсутствует подключение к стационарной электросети. Заметим, что во время войны газогенераторные установки размещались даже на автомобилях. Энергонезависимость газогенераторной установки также снижает стоимость ее эксплуатации.
3. В газогенераторной установке можно использовать практически любой тип древесного топлива, начиная от классических дров и заканчивая отходами древесного производства. Использование древесных отходов, опилок, щепы и так далее существенно удешевляет работу газогенераторных систем. Однако помните, что из всего объема единовременно закладываемого топлива процент древесных отходов не должен превышать значение в 30 процентов.
4. Большие объемы топочной камеры позволяют газогенераторным котлам долгое время работать от одной закладке топлива, что облегчает эксплуатацию такой установки.

Недостатки газогенераторных установок

Несмотря на всю привлекательность отопительных и нагревательных систем на основе газогенераторных установок – такие устройства имеют и определенные недостатки. Недостатки газогенераторных систем в целом совпадают с недостатками обычных котлов, работающих на твердом топливе.

Котел на твердом топливе, в отличие от автоматизированных жидкостных или газовых систем имеет ограниченную автономность работы. Для такого котла всегда нужен человек-оператор, который будет добавлять топливо по мере его сжигания. Также газогенераторный котел необходимо регулярно обслуживать, чистить от копоти и сажи. Несмотря на практически полное сгорание органического древесного топлива в газогенераторных котлах – продукты распада в таких системах все-таки присутствуют.

Приобретение системы с газогенераторным котлом является довольно затратным в финансовом плане. По приблизительным прикидкам газогенераторный котел обойдется вам в полтора раза дороже, чем обычный котел на твердом топливе. Но разница в стоимости должна окупиться через несколько отопительных сезонов, исходя из более высокой эффективности газогенераторного котла.

Также при эксплуатации газогенераторных установок необходимо пользоваться только сухим топливом. На влажных дровах или опилок процесс пиролиза может просто не запуститься. Поэтому газогенераторные котлы часто оборудуют сушильной камерой, в которой топливо доходит до нужной кондиции.

Схема газогенератора и принцип работы

Углерод – это основа всей биомассы нашей планеты, в том числе древесины и различных углей, в который превратились спрессованные растения за миллионы лет. В отопительных котлах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС) мы сжигаем углеводороды, добываемые из недр земли: метан, пропан и бензин. Они дорожают с каждым годом, заставляя домашних умельцев искать новые пути с помощью старых изобретений. Одно из них – автомобили с газогенераторами на дровах, появившиеся в начале прошлого столетия.

В первой половине 20-го века дровяными агрегатами оснащались легковые и грузовые авто

Суть идеи в том, чтобы путем пиролиза получать из дерева газообразную горючую смесь, состоящую из нескольких соединений на основе углерода:

• угарный газ (СО);
• водород в свободном виде (Н2);
• всем известный метан (СН4);
• другие углеводородные соединения (общая формула — CnHm).

Для выделения газообразного топлива служит пиролизный газогенератор на дровах (иначе – газген), чье устройство показано на схеме. Это закрытая емкость с колосниками, заполняемая твердым топливом через верхний бункер, вместо дымохода – патрубок выхода газовой смеси. Принцип работы газгена следующий:

1. Розжиг и горение массива дров происходит снизу, над колосниками. В камеру через фурмы вдувается воздух в ограниченном количестве (35% от нужного для полного сжигания объема).
2. В зоне горения выделяется большое количество тепла и в результате реакции кислорода с углеродом образуется углекислота СО2. Содержание угарного газа и других воспламеняющихся веществ здесь невелико.
3. В зоне восстановления (газификации) под воздействием высокой температуры углекислый газ насыщается углеродом из древесины и превращается в горючее соединение – СО. Здесь же происходит разложение водяного пара и образование свободного водорода.
4. Раскаленные газы, проходя через верхние слои топлива, подсушивают дерево и заставляют его превращаться в полукокс (сухая перегонка), благодаря чему выделяется больше углерода.
5. Газовая смесь покидает корпус газгена и отправляется на последующую очистку для подачи в двигатель внутреннего сгорания или котел.

Функциональная схема газогенератора прямого процесса

Принцип горизонтальной газификации – смесь горючих газов выходит через боковой патрубок генератора

Для ясности мы описали генерацию горючего путем прямого процесса газификации, когда массив топлива движется навстречу воздушному потоку. Существуют и другие способы – обращенный процесс (воздух продувается сверху вниз) и горизонтальный метод, показанный выше на схеме газогенератора. Если вы хотите подробно разобраться в теоретических моментах, предлагаем посмотреть следующее видео:

Совещание газогенераторщиков

В сентябре 1940 года в Транспортном отделе Главного управления Дальстроя состоялось совещание по вопросам внедрения газогенераторных автомобилей на автотранспорте Дальстроя.

В работе совещания участвовали представители всех организаций, занимающихся исследованиями и эксплуатацией газогенераторных машин.

Начальник технического отдела Управления автотранспорта инженер Возженников рассказал участникам совещания о работах мякитской экспериментальной мастерской по использованию торфяного топлива в газогенераторах. Начальник газогенераторного бюро Авторемонтного завода инженер Ермольчик познакомил совещание с возможностями и ходом производства газогенераторов на заводе. Смирнов и Янгушевский сделали сообщение о работах завода в области брикетирования торфа.

Совещание газогенераторщиков наметило ряд мер, направленных на усиление темпов внедрении газогенераторов. Оно предложило Управлению автотранспорта организовать базу газогенераторных автомашин для опытной эксплуатации на кусковом торфе, использовав для этой цели достраивающийся ремонтный пункт в Мяките. Управление должно также обследовать притрассовую полосу для определения мощности торфяного массива.

В связи с тем, что угольная химико-технологическая лаборатория не может обеспечить быстрого и удовлетворительного решения проблемы применения угольного топлива, эту работу следует передать автолаборатории Транспортного отдела.

Ни одна из существующих конструкций установок на угле и торфе не может и не должна быть внедрена без предварительного, самого тщательной и всестороннего испытания специальной комиссией Главного управления, составленной из наиболее квалифицированных специалистов.

Наряду с работами по внедрению торфа и угля совещание указало на необходимость в районах, обеспеченных лесными массивами, продолжать внедрение газогенераторов, работающих на древесном топливе.

Основные усилия в этой области следует направить не на строительство стационарных сушильных печей для чурки, а на максимальное расширение естественной сушки и применение передвижных сушилок.

В этом отношении неправильную линию заняла пятая автобаза, не взявшаяся за организацию естественной сушки. Хороший опыт автобазы Лесного отдела, обеспечившей себя на продолжительное время чуркой, высушенной под открытым небом, следует всячески поощрять и популяризировать.

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.

Как работает газогенератор?

Чтобы понять, какая может быть польза от газогенератора в домашнем хозяйстве, надо разобраться в его принципе работы, а потом и устройстве. Тогда можно будет оценить затраты на его изготовление, а главное, какой удастся получить результат.

Итак, пиролизный газогенератор – это комплекс узлов и агрегатов, предназначенный для выделения смеси горючих газов из твердого топлива с целью его использования в двигателях внутреннего сгорания.

Если древесину сжигать в закрытом пространстве, ограничивая подачу кислорода, то на выходе можно получить смесь горючих газов. Вот их перечень:

• угарный газ (оксид углерода СО);
• водород (Н2);
• метан (СН4);
• прочие непредельные углеводороды (CnHm).

Эффективный дровяной газогенератор должен не просто вырабатывать горючую смесь, но и сделать ее пригодной к использованию. Поэтому весь цикл получения топлива для ДВС можно смело назвать технологическим процессом, состоящим из таких этапов:

• газификация: древесина даже не горит, а тлеет при подаваемом количестве кислорода в размере 33—35% от необходимого для полноценного сжигания;
• первичная грубая очистка: летучие частицы продуктов горения, что вырабатывают древесные газогенераторы после первого этапа, отделяются с помощью сухого вихревого фильтра – циклона;
• вторичная грубая очистка: производится в скруббере – очистителе, где поток горючего пропускается через воду;
• охлаждение: продукты сгорания с температурой до 700 ºС проходят его в воздушном либо водяном теплообменнике;
• тонкая очистка;
• отправка потребителю: это может быть закачка горючего компрессором в бак-распределитель либо подача в смеситель, а затем — сразу в ДВС.

Рассмотреть устройство и принцип работы газогенератора в промышленном исполнении можно на технологической схеме, представленной ниже:

Полный цикл получения газа достаточно сложен, поскольку включает в себя несколько различных установок. Самая основная – это газогенератор, представляющий собой металлическую колонну цилиндрической либо прямоугольной формы, имеющую сужение книзу. В колонне имеются патрубки для воздуха и выхода газа, а также лючок доступа в зольник. Сверху агрегат оборудован крышкой для загрузки топлива, дымоход к корпусу не присоединяется, он просто отсутствует. Процесс горения и пиролиза, проходящий внутри колонны, хорошо отражает схема газогенератора:

Не вдаваясь в тонкости химических реакций, проходящих внутри колонны, отметим, что на выходе из нее получается смесь газов, описанная выше. Только она загрязнена частицами и побочными продуктами горения и обладает высокой температурой. Изучив чертежи газогенераторов любой конструкции, можно заметить, что все остальное оборудование предназначено для приведения газа в норму. Воздух в зону горения подается принудительно тяговой или дутьевой машиной (простыми словами — вентилятором).

Надо сказать, что самодельный газогенератор на дровах делается домашними мастерами-умельцами не такой сложной конструкции и технология выделения газа в нем несколько упрощена.

Программа исследований в Швеции

Рост цен на топливо и глобальное потепление привело к возобновлению интереса к дровам, как к непосредственному топливу. Многие независимые инженеры по всему миру занялись переоборудованием стандартных автомобилей на использование древесного газа в качастве автомобильного топлива. Характерно, что большая часть этих современных газогенераторов разрабатывается в Скандинавии.

Автомобиль, принимавший участие в 1957 году в Швеции в исследовательской программе, по возможности быстрого перехода автомобилей на использование древесного газа.

В 1957 году правительство Швеции создало исследовательскую программу для подготовки к возможности быстрого перехода автомобилей на использование древесного газа, в случае внезапной нехватки нефти. Швеция не имеет запасов нефти, но у нее есть огромные лесные массивы, которые могут использоваться в качестве топлива. Целью этого исследования была разработка улучшенной, стандартизированной установки, которая может быть адаптирована для использования на всех видах транспортных средств. Это исследование поддерживалось производителем автомобилей Volvo. В результате изучения работы автомобилей и тракторов на протяженности 100.000 км пробега, были получены большие теоретические знания и практический опыт.

Chevrolet El Camino 87 года, владелец Юха Сапиля (Juha Sipilä) установил газогенератор в 2007 году

Некоторые финские любители инженеры использовали эти данные для дальнейшего развития технологии, например Юха Сипиля (на изображении слева).

Газогенераторная установка вырабатывающая древесный газ, выглядит как большой подогреватель воды. Эту установку можно разместить на прицепе (хотя это затрудняет парковку автомобиля), в багажнике автомобиля (занимает почти все багажное отделение) или на платформе в передней или задней части автомобиля (наиболее популярный вариант в Европе).

Газогенераторный автомобиль Юха Сипиля

На американских пикапах, генератор помещается в кузове. Во время Второй мировой войны, некоторые автомобили были оснащены встроенным генератором, полностью скрытым от глаз.