Λέβητας πυρόλυσης για μακρά καύση

Το περιεχόμενο του άρθρου



Οι λέβητες θεωρούνται τεχνικά οι πιο προηγμένοι, στον οποίο πραγματοποιείται πλήρης καύση καυσίμου με τη μέγιστη δυνατή απορρόφηση της απελευθερούμενης θερμότητας. Δεδομένου ότι τέτοιου είδους σχέδια είναι διαθέσιμα σε ένα ευρύ φάσμα ανθρώπων, θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε την ανεξάρτητη κατασκευή ενός λέβητα πυρόλυσης για μεγάλες μερίδες καυσίμου.

Λέβητας πυρόλυσης για μακρά καύση

Πόσο μακροχρόνια είναι δυνατή η εργασία

Στο ύπαιθρο, ακόμη και μερικώς υγρό καυσόξυλο καίγεται πολύ γρήγορα – κυριολεκτικά σε 1,5 ώρες. Ο λόγος για τα πάντα είναι η ελεύθερη πρόσβαση οξυγόνου – απουσιάζει στον κλειστό κλίβανο του λέβητα, ένα μέρος του εισερχόμενου οξυγόνου δοσολογείται με τη βοήθεια του πτερυγίου και η καύση είναι λιγότερο έντονη.

Ένα από τα κύρια προβλήματα αυτής της μεθόδου καύσης οργανικού καυσίμου ήταν η ικανότητά του να «καίει» ακόμη και χωρίς οξυγόνο. Σε υψηλές θερμοκρασίες, συμβαίνει πυρόλυση – η θερμική αποσύνθεση του στερεού καυσίμου σε πτητικές αέριες ενώσεις. Δεν απαιτείται οξυγόνο για αυτήν τη διαδικασία · αρκεί να θερμάνετε το σελιδοδείκτη στους 400–500 ° С. Ταυτόχρονα, εμφανίζονται κολοσσιαίες απώλειες θερμιδικής αξίας – το πιο ενεργητικά πολύτιμο συστατικό του άνθρακα ή του καυσόξυλου πραγματοποιείται απλά από το εναπομένον βύθισμα στην καμινάδα, χωρίς να χρειάζεται χρόνος να καεί πλήρως.

Λέβητας πυρόλυσης με ξύλα Λέβητας πυρόλυσης με ξύλα: 1 – φυσητήρας. 2 – θάλαμος φόρτωσης καυσίμου και αεριοποίησης · 3 – εναλλάκτης θερμότητας 4 – θάλαμος καύσης. 5 – θάλαμος μετά την καύση 6 – καμινάδα

Στο σχεδιασμό κάθε σύγχρονου λέβητα στερεών καυσίμων, πρέπει να παρέχεται πρόσθετη παροχή αέρα για την καύση των εξελιγμένων αερίων. Σε αυτήν την περίπτωση, η ένταση και ο ρυθμός καύσης του σελιδοδείκτη ρυθμίζονται όχι από τον όγκο του παρεχόμενου οξυγόνου, αλλά από τη θερμοκρασία της θέρμανσης καυσίμου. Πράγματι, εάν θερμάνετε ταυτόχρονα ολόκληρο τον σελιδοδείκτη, τότε τα καύσιμα αέρια θα απελευθερωθούν πολύ γρήγορα και θα πρέπει να ξεχάσετε τη μακροπρόθεσμη λειτουργία του λέβητα. Ωστόσο, εάν το στερεό καύσιμο θερμαίνεται σε ξεχωριστά τμήματα, είναι δυνατή η σταδιακή αποσύνθεσή του στο θάλαμο της γεννήτριας και η αποτελεσματική πλήρης καύση στο δεύτερο τμήμα του κλιβάνου. Σε αυτήν την περίπτωση, η ροή των αερίων αντιστρέφεται, κινούνται από πάνω προς τα κάτω υπό τη δράση της ώσης που δημιουργείται από την εκτόξευση.

Σχεδιασμός λέβητα πυρόλυσης μακράς καύσης Ο σχεδιασμός του λέβητα πυρόλυσης για μακροχρόνια καύση: 1 – πυρόλυση στερεών καυσίμων. 2 – θάλαμος καύσης. 3 – κάτω πόρτα 4 – δευτερεύουσα παροχή αέρα · 5 – πρωτογενής παροχή αέρα · 6 – επάνω πόρτα φόρτωσης. 7 – θάλαμος αεριοποίησης · 8 – απαγωγός καπνού

Κατασκευαστικό υλικό

Οι λέβητες πυρόλυσης χαρακτηρίζονται από αυξημένη θερμοκρασία περιοχής εργασίας. Η καύση δεν συμβαίνει στον θάλαμο αεριοποίησης, ωστόσο, η ροή θερμότητας επιστροφής είναι ικανή να θερμαίνει τους τοίχους στους 500-600 ° 00. Το κάτω μέρος του διαμερίσματος γεννήτριας αερίου εκτίθεται στο μέγιστο αποτέλεσμα θερμοκρασίας – είναι αυτό το μέρος που έρχεται σε επαφή με εύφλεκτα αέρια και αντιμετωπίζει σοβαρό θερμικό φορτίο. Συνιστάται ο πυθμένας του θαλάμου σελιδοδείκτη να έχει τη μορφή σχάρας από χυτοσίδηρο ή ειδικό πυρίμαχο προϊόν με λεπτή σχισμή ή πολλές μικρές τρύπες.

Η κύρια δυσκολία στην ανεξάρτητη κατασκευή εξοπλισμού λέβητα έγκειται στην επιλογή κατάλληλης ποιότητας χάλυβα που μπορεί να επεξεργαστεί στο σπίτι χωρίς ειδικό εξοπλισμό. Οι πιο κατάλληλοι από αυτή την άποψη θεωρούνται χάλυβες της ωστενιτικής και ωστενίτης-φερριτικής κατηγορίας με μέτρια περιεκτικότητα σε χρώμιο και νικέλιο. Παραδείγματα βαθμών τέτοιων χάλυβα είναι 12X18H9T, 08X22H6T ή AISI 304.

Λέβητας πυρόλυσης για μακρά καύση

Η τεχνολογία συγκόλλησης τέτοιων μετάλλων αναγνωρίζεται ως μέτρια πολύπλοκη, αλλά μπορεί να αναπαραχθεί σε τεχνικές συνθήκες χρησιμοποιώντας συγκόλληση τόξου με καλυμμένα ηλεκτρόδια χωρίς προστατευτικό μέσο. Ο κύριος παράγοντας που επιδεινώνει την ποιότητα της συγκολλημένης δομής είναι ο σχηματισμός θερμών και ψυχρών ρωγμών λόγω της διαφοράς υψηλής θερμοκρασίας σε ένα σχετικά μικρό γραμμικό τμήμα ενός μεταλλικού προϊόντος..

Για την εξάλειψη των αρνητικών παραγόντων των θερμικών επιδράσεων, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες τεχνολογικές μέθοδοι:

  1. Κοπή εξαρτημάτων με ομαλή τροφοδοσία του εργαλείου κοπής, το οποίο εξαλείφει την υπερθέρμανση των άκρων.
  2. Περιορισμός της πυκνότητας του ρεύματος συγκόλλησης κατά 20-25% σε σύγκριση με το δομικό χάλυβα, συγκόλληση σε μαλακές λειτουργίες.
  3. Περιορισμός θερμοκρασίας λακκούβας, ραφή πολλαπλής διέλευσης υψηλής ταχύτητας χωρίς πλευρικές δονήσεις.
  4. Σωστή κοπή των ενωμένων άκρων σύμφωνα με το GOST 5264 και τον καθαρισμό τους με μεταλλική βούρτσα.
  5. Επένδυση κάτω από τη ραφή της μεταλλικής ψύκτρας, σφυρηλατώντας τη ραφή κατά την ψύξη.

Λέβητας πυρόλυσης για μακρά καύση

Και, φυσικά, πρέπει να γίνει η σωστή επιλογή του περιεχομένου των προσθηκών κράματος στη ράβδο ηλεκτροδίου για να εξασφαλιστεί η περιεκτικότητα σε φερρίτη στη δομή συγκόλλησης της τάξης του 5-8%. Συνιστάται για χρήση ηλεκτροδίων των εμπορικών σημάτων TsT-15 και TsT-16, καθώς και ειδικά ηλεκτρόδια 6816 MoLC ή ROST 1913.

Αφού συγκολληθούν οι κατασκευές, συνιστάται να ανοπτηθούν αρχικά σε θερμοκρασία τουλάχιστον 700 ° C για 2,5-3 ώρες. Αρκεί να φορτωθεί το εσωτερικό του συγκολλημένου σώματος με άνθρακα και να αναφλεγεί το καύσιμο, παρέχοντας ένα αδύναμο αναγκαστικό χτύπημα. Πριν από την ανόπτηση, συνιστάται να μαζέψετε τις ραφές συγκόλλησης με μια ειδική πάστα που αντιστοιχεί στον χάλυβα που χρησιμοποιείται..

Μέγεθος και δύναμη

Πριν προχωρήσετε στην κατασκευή λέβητα πυρόλυσης, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε τις διαστάσεις των θαλάμων του κλιβάνου και των πρόσθετων διαμερισμάτων. Ως τα αρχικά δεδομένα, λαμβάνεται η απαιτούμενη ισχύς θέρμανσης, η οποία καθορίζεται λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση ενός σπιτικού λέβητα της τάξης του 75-80%. Στο σπίτι, μπορείτε να φτιάξετε λέβητες στερεών καυσίμων με χωρητικότητα έως και 20-25 kW, ενώ πιο αποδοτικές μονάδες απαιτούν τη χρήση ανθεκτικών στη θερμότητα χαλύβων μεγάλου πάχους, οι οποίοι είναι δύσκολο να συγκολληθούν στο σπίτι.

Λέβητας πυρόλυσης για μακρά καύση

Η ισχύς του λέβητα και η διάρκεια λειτουργίας του καθορίζονται από τον όγκο του θαλάμου αεριοποίησης. Χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αποδοτικότητα, η θερμογόνος δύναμη των πιο κοινών ειδών ξύλου είναι περίπου 4–5 χιλιάδες kcal / kg, η οποία αντιστοιχεί περίπου σε 4–4,5 kWh θερμικής ισχύος. Αυτές οι τιμές ισχύουν μόνο για ξύλο με περιεκτικότητα σε υγρασία που δεν υπερβαίνει το 25%. Η ουσία του υπολογισμού είναι απλή – προσδιορίστε την απαιτούμενη στιγμιαία ισχύ και πολλαπλασιάστε την με τον αριθμό ωρών λειτουργίας. Αξίζει να θυμόμαστε ότι οι λέβητες πυρόλυσης, ακόμη και με τέλεια σχέδια, έχουν μέγιστο χρόνο λειτουργίας όχι περισσότερο από μια ημέρα, και οι αυτοπαραγόμενες μονάδες θα πρέπει να υπολογίζονται για 12-15 ώρες συνεχούς καύσης.

Λέβητας πυρόλυσης για μακρά καύση

Ο όγκος του θαλάμου σελιδοδείκτη καθορίζεται με ρυθμό 2 λίτρων για κάθε κιλό καυσόξυλου. Στην προκύπτουσα τιμή, πρέπει να προσθέσετε περίπου 30%, επειδή στο λέβητα πυρόλυσης χρησιμοποιούν μη ψιλοκομμένα τσοκ που δεν μπορούν να στοιβάζονται κοντά. Το μέγεθος του θαλάμου καύσης αερίων πρέπει να είναι τουλάχιστον 30-40% του όγκου του θαλάμου αεριοποίησης. Το πιο πλεονεκτικό είναι η δομή του λέβητα, στην οποία δύο θάλαμοι βρίσκονται το ένα πάνω στο άλλο, έχουν το ίδιο σχήμα, αλλά διαφέρουν σε ύψος..

Συναρμολόγηση πυρκαγιάς δύο θαλάμων

Είναι προτιμότερο να επιλέξετε ένα φύλλο θερμής έλασης με πάχος τουλάχιστον 8 mm, ιδανικά 10-12 mm, ως υλικό για την κατασκευή των τοιχωμάτων του θαλάμου. Όσο πιο παχύ είναι το μέταλλο, τόσο πιο δύσκολη είναι η διαδικασία συγκόλλησης, ωστόσο, μια κατασκευή από πολύ λεπτό χάλυβα είναι εγγυημένη ότι οδηγεί και στρίβεται σε απρόβλεπτες κατευθύνσεις. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μεταξύ των τμημάτων από τα οποία συναρμολογείται ο λέβητας, δεν πρέπει να υπάρχουν μικρά στοιχεία με λόγο διαστάσεων μεγαλύτερη από 2: 1.

Η βάση μιας εστίας δύο θαλάμων είναι τα εξωτερικά πλευρικά τοιχώματα. Είναι κοινά και στους δύο θαλάμους και συνδέονται μέσω ενός μπροστινού τοιχώματος στο οποίο κατασκευάζονται δύο ορθογώνια ανοίγματα για πόρτες. Η κάτω οπή προορίζεται για τη συντήρηση του θαλάμου καύσης, το ύψος της πρέπει να είναι περίπου 120-150 mm, πλάτος – τουλάχιστον 300 mm, η οπή βρίσκεται με εσοχή 150 mm από το κάτω άκρο. Η άνω οπή προορίζεται για φόρτωση του θαλάμου αεριοποίησης, όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο καλύτερη, η οπή δεν πρέπει να είναι πλησιέστερα από 100 mm στο πάνω μέρος του θαλάμου. Το τζάκι είναι κλειστό από κάτω και πίσω με συμπαγή φύλλα, τα οποία κόβονται σύμφωνα με τις εξωτερικές διαστάσεις του θαλάμου καύσης, αλλά δεν συγκολλούνται μέχρι να ολοκληρωθεί η συναρμολόγηση των εσωτερικών μερών. Ο λέβητας καλύπτεται από πάνω με ένα φύλλο ονομαστικής τομής.

Διαστάσεις λέβητα πυρόλυσης

Ένα παράδειγμα των διαστάσεων ενός λέβητα πυρόλυσης

Οι θάλαμοι αεριοποίησης και καύσης διαχωρίζονται από μια συμπαγή πλάκα, το πλάτος της οποίας αντιστοιχεί στην εσωτερική απόσταση μεταξύ των τοιχωμάτων και το μήκος είναι 400 mm μικρότερο. Στο πίσω μέρος της πλάκας, ένα μονοκόμματο διαμέρισμα συγκολλάται κάθετα, το οποίο χωρίζει το θάλαμο φόρτωσης σε όλο το ύψος του · μια τρύπα πλάτους 50 mm και μήκους 400-600 mm κόβεται στο κέντρο κατά μήκος του οριζόντιου τμήματος. Το συναρμολογημένο διαμέρισμα σχήματος L δεν συγκολλάται έως ότου ολοκληρωθεί η συναρμολόγηση του εναλλάκτη θερμότητας.

Θάλαμος αεριοποίησης λέβητα πυρόλυσης

Εναλλάκτης θερμότητας για λέβητα πυρόλυσης

Η καλύτερη διαμόρφωση για έναν σπιτικό εναλλάκτη θερμότητας λέβητα πυρόλυσης θα ήταν ένα μπουφάν νερού για τον κάτω θάλαμο και την καμινάδα. Αυτός δεν είναι ο πιο αποτελεσματικός τύπος, ωστόσο, η παραγωγή του δικού σας κυψελοειδούς εναλλάκτη θερμότητας θα προκαλέσει αναπόφευκτες δυσκολίες είτε με την εύρεση σωλήνων της αντίστοιχης ποιότητας χάλυβα είτε με συγκόλληση ανόμοιων εξαρτημάτων..

Η συναρμολόγηση των μερών του εναλλάκτη θερμότητας πραγματοποιείται στο στάδιο όταν συγκολλούνται το κάτω μέρος, το μπροστινό πλαίσιο και τα δύο πλευρικά τοιχώματα του λέβητα. Η πρόσβαση συγκόλλησης παρέχεται από το πίσω μέρος του λέβητα. Το πρώτο βήμα είναι να εγκαταστήσετε το επάνω διάφραγμα του πουκάμισου. Πρόκειται για ορθογώνια πλάκα κατά μήκος του εσωτερικού πλάτους της εστίας και 200 ​​mm μικρότερο από το βάθος του θαλάμου καύσης. Στις πλευρές της πλάκας, αφαιρέστε δύο ορθογώνια θραύσματα πλάτους 100 mm έτσι ώστε δύο προεξοχές μήκους 200 mm να παραμείνουν στο μπροστινό μέρος της πλάκας. Το προκύπτον μέρος συγκολλάται στους τοίχους και το μπροστινό πλαίσιο ξεπλένεται με το κάτω άκρο του ανοίγματος της πόρτας του θαλάμου καύσης. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ανοίγματα στο διαμέρισμα σχηματίζουν κανάλια για κυκλοφορία μεταξύ της κάτω ζώνης και των πλευρικών τοιχωμάτων του εναλλάκτη θερμότητας.

Εναλλάκτης θερμότητας λέβητα πυρόλυσης

Τα εσωτερικά τοιχώματα του περιβλήματος είναι κατασκευασμένα κατά μήκος της άκρης των καναλιών ροής, έχουν το ύψος του θαλάμου καύσης και είναι δίπλα στο μπροστινό πλαίσιο. Από ψηλά καλύπτονται με δύο λωρίδες πλάτους 100 mm.

Εναλλάκτης θερμότητας λέβητα πυρόλυσης

Το μήκος του εναλλάκτη θερμότητας δεν φτάνει στο πίσω τοίχωμα του λέβητα κατά περίπου 200 mm και περίπου στην ίδια απόσταση, τα πλευρικά κανάλια προεξέχουν πέρα ​​από το διαμέρισμα σχήματος L μεταξύ των θαλάμων. Όταν είναι εγκατεστημένο, μένει μόνο να σχηματιστούν τα διπλά τοιχώματα του αγωγού της καμινάδας, να κόψετε την έξοδο του, να στερεώσετε το πίσω τοίχωμα του λέβητα και να κόψετε τα σπειροειδή εξαρτήματα για σύνδεση στον αγωγό θέρμανσης. Η ροή επιστροφής κόβεται σε μία από τις μπροστινές κάτω γωνίες του σακακιού, η τροφοδοσία κόβεται σε οποιοδήποτε υψηλότερο σημείο του σακακιού της καμινάδας.

Σπιτικός σχεδιασμός λέβητα πυρόλυσης

Λάβετε υπόψη ότι ο θάλαμος καύσης οριοθετείται σε όλες τις πλευρές από ένα μπουφάν νερού, εκτός από το διάφραγμα με τον θάλαμο αεριοποίησης. Αυτό είναι απαραίτητο για τη μεταφορά θερμότητας, η οποία εξασφαλίζει θερμική αποσύνθεση του καυσίμου. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν θα θερμανθεί ταυτόχρονα ολόκληρος ο σελιδοδείκτης, αλλά μόνο τα στρώματά του που γειτνιάζουν με τους θερμαινόμενους τοίχους.

Σπιτικός σχεδιασμός λέβητα πυρόλυσης

Προαιρετικός εξοπλισμός

Δυστυχώς, οι λέβητες πυρόλυσης δεν είναι πτητικοί. Λόγω της αντίστροφης ροής των αερίων, απαιτείται αναγκαστική ροή αέρα. Για μοντέλα έως 15 kW, πραγματοποιείται με ανεμιστήρα ανεμιστήρα, ο οποίος είναι τοποθετημένος στην κάτω πόρτα. Σε αυτήν την περίπτωση, η αναπλήρωση του φορτίου κατά την καύση είναι αδύνατη.

Αναγκαστική ανατίναξη του λέβητα πυρόλυσης

Οι ισχυρότεροι λέβητες είναι εξοπλισμένοι με έναν ανεμιστήρα εξαερισμού, ο οποίος είναι εγκατεστημένος στον άνω τοίχο του αμαξώματος στην έξοδο του καναλιού της καμινάδας. Ταυτόχρονα, αποκλείεται η εμφάνιση ενός αντίστροφου βυθίσματος και η πόρτα του θαλάμου αεριοποίησης μπορεί να ανοίξει χωρίς συνέπειες ακόμη και κατά την καύση..

Ανεμιστήρας καυσαερίων για λέβητα πυρόλυσης

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στη θερμοκρασία του ψυκτικού μέσα στο μπουφάν. Αφού ο λέβητας φτάσει στη λειτουργία, δεν πρέπει να είναι μικρότερος από 60 ° С για να αποφευχθεί η δημιουργία συμπυκνωμάτων. Αυτό το πρόβλημα επιλύεται με την εγκατάσταση μιας αυτόματης μονάδας ανακυκλοφορίας που αναμιγνύει νερό από την παροχή έως την επιστροφή. Απαιτεί επίσης την εγκατάσταση ομάδας ασφαλείας για κλειστά συστήματα θέρμανσης και την κύρια αντλία κυκλοφορίας.

Βαθμολογήστε το άρθρο
( No ratings yet )
Κοινοποίηση σε φίλους
Συμβουλές για οποιοδήποτε θέμα από ειδικούς
Πρόσθεσε ένα σχόλιο

Κάνοντας κλικ στο κουμπί "Υποβολή σχολίου", αποδέχομαι την επεξεργασία προσωπικών δεδομένων και αποδέχομαι την πολιτική απορρήτου