Газовый генератор своими руками из советского двигателя

Делаем газогенератор своими руками

Ни для кого не секрет, что с каждым годом тарифы на ЖКХ возрастают. Особенно это касается электричества. Помимо этого не каждый человек может похвастаться отсутствием отключения электричества, от питания которого зависят абсолютно все домашние приборы. Все это наталкивает на мысль о создании альтернативного индивидуального электроснабжения, которое бы могло восполнить дефицит электричества при отключении сети. Одним из таких вариантов является газовый генератор. Его преимущества, виды, конструктивные особенности и возможность собственноручного создания, рассмотрим далее.

Газогенератор: устройство и принцип работы

Газогенератором называется устройство, преобразующее жидкое либо твердое горючее в газообразное состояние для дальнейшего сжигания его с целью получения тепла.

Работающие на мазуте или отработке агрегаты имеют более сложную конструкцию, нежели использующие различные виды угля или дрова. Поэтому чаще всего встречаются именно твердотопливные генераторы газа. Благо топлива для них доступно и дешево.

В качестве твердого топлива в газовом генераторе может использоваться:

Древесный, бурый и каменный уголь.
Топливные пеллеты из древесных отходов.
Опилки, солома и дрова.
Торфяные брикеты, кокс.
Лузга семечек.

Получение газа возможно из всех этих видов горючего. Причем тепла от его сжигания получается больше, нежели от использования изначального твердого топлива. Если КПД обычного дровяного котла варьируется в пределах 60–70%, то у газогенераторного комплекса он достигает 95%.

Но здесь надо учесть один нюанс. Котел сжигает топливо для нагрева воды, а генератор газа только производит горючее. Без нагревателя, печки или ДВС толку от самодельного газогенератора будет ноль. Получаемый газ сразу должен использоваться, накапливать его в какой-либо емкости экономически невыгодно. Для этого придется монтировать дополнительное оборудование, зависящее от электропитания.

Что происходит внутри газогенерирующей установки

В основе работы генератора газа лежит пиролиз твердого топлива, происходящий при высоких температурах и низком содержании кислорода в топке. Внутри газогенерирующего устройства одновременно протекает несколько химических реакций.

Технологически процесс генерации горючего газа делится на три последовательно совершающихся этапа:

Вначале происходит термическое разложение топлива в условиях дефицита кислорода, которого в реактор подается всего треть от необходимого для обычного горения.
Затем производится очистка полученного газа от летучих частиц золы в циклоне (сухом вихревом фильтре).
Потом полученная газовая смесь охлаждается и еще раз, уже полностью, очищается от примесей.

Фактически в блоке как такового газогенератора происходит именно первый процесс – пиролиз. Все остальное это подготовка газовой смеси для дальнейшего сжигания.

На выходе из газогенерирующей установки получается горючая смесь из оксида углерода, водорода, метана и иных углеводородов. Также, в зависимости от используемого при пиролизе топлива, к ним прибавляются в различных количествах вода в виде пара, кислород, углекислый газ и азот.

Газогенераторы по устройству и технологии внутренних процессов бывают:

прямыми;
обращенными;
горизонтальными.

Различаются они точками подачи воздуха и выхода сгенерированного газа. Прямой процесс протекает при нагнетании воздушной массы снизу и выходом горючей смеси вверху конструкции.

Обращенный вариант подразумевает подачу кислорода напрямую в зону окисления. При этом она в газогенерирующем устройстве является самой горячей. Самостоятельно сделать в не впрыск достаточно сложно, поэтому такой принцип работы применяется только в промышленных установках.

При горизонтальном процессе выходной патрубок с газом расположен сразу над колосником в зоне совмещения реакций окисления и восстановления. Эта конструкция самая простая в самостоятельном исполнении.

Достоинства и недостатки газовых генераторов

Обойдется бытовой газогенератор заводского изготовления в 1,5–2 раза дороже обычного твердотопливного котла. Стоит ли тратиться на эту «чудо-технику»?

Среди плюсов использования газовых генераторов числится:

Полное прогорание загруженного в топку топлива и минимальный объем золы.
Сравнительно высокий КПД при совместной работе с ДВС либо газовым котлом.
Многообразие типов используемого твердого топлива.
Простота эксплуатации и отсутствие необходимости непрерывно следить за работой агрегата.
Продолжительный временной интервал между перезагрузками топки (до суток на дровах и до недели на угле).
Возможность использования в отдельных моделях влажной непросушенной древесины.
Экологичность устройства – выхлопной трубы у этого устройства нет, весь сгенерированный газ прямым потоком идет в камеру сгорания двигателя или котла.

При использовании влажных дров генератор работать будет, но выработка газа при этом сократится на 20–25%. Падение производительности происходит из-за испарения естественной влаги из древесины. Это приводит к падению в топке температуры, что замедляет процесс пиролиза. Лучше всего поленья перед загрузкой в пиролизную камеру тщательно просушивать.

Читать еще: Датчики температуры системы охлаждения двигателя змз 406

Промышленные устройства полностью автоматизированы, подача топлива в них производится шнеком из рядом расположенного контейнера. Сделанный своими руками газогенератор не радует подобной самостоятельностью, но и он достаточно прост в эксплуатации. Надо лишь раз время от времени загружать его топливом под завязку.

Недостатков у газогенератора меньше, но они есть:

Слабая регулируемость объемов генерируемого газа – при снижении температуры в топке пиролиз прекращается и вместо горючей газовой смеси на выходе образуется месиво из смол.
Громоздкость установки – даже самодельный газогенератор средней мощности в 10–15 кВт занимает достаточно большое пространство.
Много времени уходит на растопку – прежде чем реактор произведет первый газ пройдет 20–30 минут.

После “разогрева” генератор стабильно выдает определенный объем газовой смеси, которую необходимо сжигать либо выбрасывать в воздух. Чтобы сделать этот агрегат своими руками потребуются прочные газовые баллоны или толстая сталь, а это немалые деньги. Но все это окупается экономичностью генератора и дешевизной исходного топлива.

Часть моделей газогенераторов оснащается вентилятором надува воздуха, а другие нет. Первый вариант позволяет повысить мощность установки, но привязывает ее электросети. Если нужен небольшой генератор для готовки еды на природе, то можно обойтись компактным без воздушного нагнетателя агрегатом. Большинство самостоятельно сделанных газогенерирующих установок работает за счет естественной тяги.

Для обогрева частного дома нужна будет уже более мощное и энергозависимое устройство. Однако в этом случае стоит позаботиться о резервном электрогенераторе, чтобы в одночасье при аварии на сети не остаться как без электроснабжения, так и без отопления.

Преимущества и недостатки агрегата

Среди преимуществ использования газогенераторов следует отметить:

довольно высокий КПД, который может достигать 80-95% (для сравнения — 60%-ный КПД у твердотопливных котлов считается очень хорошим достижением);
длительный процесс горения топлива, который избавляет от необходимости часто его подкладывать (дрова могут гореть до 25 часов, процесс горения угля может длиться до 5-8 дней);
полное сгорание топлива, поэтому процедура очистки зольника и газохода проводится очень редко;
регулируемый процесс горения можно автоматизировать;
в процессе работы выделяется минимальное количество вредных веществ;
снижаются затраты на обогрев жилища;
можно загружать в топку поленья до одного метра длиной;
в отдельных моделях генераторов можно использовать свежесрубленное дерево или древесину с влажностью 50%.

Возможность автоматизировать работу устройства, а также материалы, которые используются при их создании, делают дровяной газогенератор более безопасным, чем традиционный твердотопливный котел.

В качестве топлива для газогенератора можно использовать не только дрова, но и торф, уголь, опилки, старый паркет, а также некоторые другие отходы

Однако есть у этого агрегата и ряд недостатков, которые следует принять во внимание:

В большинстве моделей для подачи воздуха используется электрический вентилятор, из-за которого устройство можно считать энергозависимым.
При снижении мощности генератора более чем на 50% горение теряет стабильность, в результате чего выделяется деготь, загрязняющий газоход.
Чтобы избежать выпадения конденсата, температуру обработки отопления необходимо поддерживать на уровне 60 и более градусов.

Кроме того, стоимость генераторов, которые предлагает промышленное производство, почти в 2 раза превышает расходы на покупку твердотопливного котла. Можно существенно сократить эти затраты, изготовив агрегат самостоятельно.

Виды газовых установок

Современный рынок силовых установок предлагает оборудование, работающее на газе трех основных типов:

Прямого способа генерации;
Обратного;
Горизонтального.

Первые подходят для сжигания угля и полукокса. В таких агрегатах кислород поступает снизу, а забор газа выполняется сверху агрегата. Но так как в этих моделях влага из топлива не поступает в зону горения, то ее приходится подводить специально. Это позволяет повысить мощность устройства.

Агрегаты обращенного процесса – это идеальный вариант для сжигания отходов из древесины. В них подача воздуха осуществляется непосредственно в зону горения, а газ отбирается снизу.

Устройства поперечного способа отличаются высокоскоростной подачей воздуха черед фурмы в нижней части корпуса. Причем здесь же, только с противоположной стороны производится и отбор газа. Эти агрегаты отличаются минимальным временем пуска и хорошей приспосабливаемостью к смене режимов.

Схема силовой установки – для народных умельцев

Собрать такой агрегат собственноручно не так уж и сложно. Однако, прежде чем приступить к изготовлению газогенератора своими руками нужно ознакомиться с принципом действия агрегата, а также подобрать наиболее подходящую под ваши условия схему.

Читать еще: Что ломается в двигателе из за плохого бензина

Для простейшего прибора вполне сгодятся предметы, которые несложно найти в каждом доме:

Бочка;
Трубы;
Радиатор;
Фильтры;
Вентилятор.

Этот набор может быть дополнен и другими элементами. Что и в какой последовательности собирать можно найти в интернете. Причем это не обязательно чертежи и фото, а чаще всего видео, на котором подробно показано и доступно объяснено, как собрать газогенератор своими силами на навозе, дровах и другом топливе. Если схема выбрана, то можно приступать непосредственно к сборке.

Инструкция по созданию

Любой агрегат состоит из корпуса, внутри которого располагаются основные узлы и механизмы. Не чуждо это и для газогенератора, собранного своими руками. Он также имеет корпус, в который помещены:

Бункер;
Отсек сгорания;
Воздухораспределительная часть;
Колосниковая решетка;
Патрубок;
Фильтры.

Корпус агрегата обычно выполняется из листового металла. Для удобства установки ко дну привариваются ножки. По форме конструкция может быть, как овальной, так и прямоугольной.

Делаем самостоятельно, этапы работ:

Бункер изготавливается из малоуглеродистой стали и крепится внутри агрегата. Он оснащается крышкой с уплотнителем из асбеста или другого материала. Низ устройства занимает камера сгорания. Для ее изготовления выбирают специальные марки стали, наиболее устойчивые к высоким температурам. К камере присоединяется горловина, которую от корпуса также отделяют изоляционным материалом.

Специалисты, которым не один раз приходилось собирать газогенераторы своими руками предлагают камеру сгорания выполнять из газового баллона.

Воздухораспределительная камера обычно располагается вне корпуса прибора. Причем на выходе из нее устанавливается обратный клапан, предназначенный для недопущения выхода газа через это отверстие. Перед коробкой располагают вентилятор.

Газовый генератор такой конструкции рассчитан на работу на дровах и отходах от отработки древесины, причем в качестве топлива могут использоваться даже свежесрубленные ветки.

Колосниковая решетка в газовом генераторе, собранном своими руками выполняется из чугуна, при этом средняя часть должна быть подвижной для упрощения процесса обслуживания. Но недостаточно только собрать генератор, нужно еще и правильно отрегулировать подачу воздуха в него, а также отвод газов.

Устанавливать такое оборудование можно как на улице, так и в цокольном помещении, обеспечив его хорошую вентиляцию.

Как сделать газогенератор на дровах своими руками?

Для изготовления агрегата обращенного принципа работы потребуются:

две ёмкости большего и меньшего объема;
листовой металл для шейкера (подвижные колосники);
водопроводные трубы;
вентилятор;
круглый длинный бак для циклона.

Изготовление по шагам:

Две бочки около 200 литров объемом, вставляются одна в другую. Во внутренней будет камера сгорания.
Чтобы подавать воздух для горения вваривается двухдюймовая труба.
Сверху для загрузки топлива устраивается люк и в верхней же части располагается труба для отвода готового газа.
Снизу центральной емкости подвешиваются колосники таким образом, чтобы их снаружи можно было пошевелить, тем самым очищая от шлака. И поддувальная дверца для чистки.
Отдельно сваривается из другой емкости или трубы диаметром 20-40 см центробежный фильтр очистки.
Радиатор охлаждения изготавливается из двух толстых труб (около двух дюймов), соединенных между собой более тонкими. Высота может достигать двух метров и более, подбирается индивидуально по размерам и КПД газогенератора.

Фильтр тонкой очистки – это емкость наполненная:

керамзитом;
опилками;
металлическими шайбами или чем-то подобным.

Газогенератор: устройство и принцип работы

Варианты топлива для генерирующей установки

Работающие на мазуте или отработке агрегаты имеют более сложную конструкцию, нежели модели, использующие различные виды угля или дрова.

Поэтому чаще всего встречаются именно твердотопливные генераторы газа – благо, топлива для них доступно и дешево.

В качестве твердого топлива в газовом генераторе используют:

древесный, бурый и каменный уголь;
топливные пеллеты из древесных отходов;
солому, опилки и дрова;
торфяные брикеты, кокс;
лузгу семечек.

Особо бережливые хозяева собственноручно заготавливают брикеты из опилок.

Генерация газа возможна из всех этих видов горючего. Выделение энергии зависит от теплотворности разных типов топлива.

Причем тепла от сжигания сырья в газогенераторе получается больше, нежели от использования твердого топлива в котлах. Если КПД обычного дровяного котла варьируется в пределах 60–70%, то у газогенераторного комплекса показатель достигает 95%.

Читать еще: В чем причина плохо заводится 406 двигатель

Получаемый газ сразу должен использоваться – накапливать его в какой-либо емкости экономически невыгодно. Для этого придется монтировать дополнительное оборудование, зависящее от электропитания.

Что происходит внутри газогенератора

Технологически процесс генерации горючего газа делится на три последовательно совершающихся этапа:

Термическое разложение топлива. Процесс протекает в условиях дефицита кислорода, которого в реактор подается всего треть от необходимого для обычного горения.
Очистка полученного газа. В циклоне (сухом вихревом фильтре) осуществляется фильтрация газового облака от летучих частиц золы.
Охлаждение. Полученная газовая смесь охлаждается и подвергается дополнительной очистки от примесей.

Фактически, в блоке как такового газогенератора происходит именно первый процесс – пиролиз. Все остальное – это подготовка газовой смеси для дальнейшего сжигания.

На выходе из газогенерирующей установки получается горючая смесь из оксида углерода, водорода, метана и иных углеводородов.

Также, в зависимости от используемого при пиролизе топлива, к ним прибавляются в различных количествах вода в виде пара, кислород, углекислый газ и азот. По описанному принципу функционируют и пиролизные котлы отопления, демонстрирующие высокий КПД.

Особенности работы различных преобразователей

Газогенераторы по устройству и технологии внутренних процессов бывают:

прямыми;
обращенными;
горизонтальными.

Различаются они точками подачи воздуха и выхода сгенерированного газа.

Прямой процесс протекает при нагнетании воздушной массы снизу и выходом горючей смеси вверху конструкции.

Обращенный вариант подразумевает подачу кислорода напрямую в зону окисления. При этом она в газогенерирующем устройстве является самой горячей.

Самостоятельно сделать в нее впрыск достаточно сложно, поэтому такой принцип работы применяется только в промышленных установках.

В горизонтальном газогенераторе выходной патрубок с газом расположен сразу над колосником в зоне совмещения реакций окисления и восстановления. Эта конструкция самая простая в самостоятельном исполнении.

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.

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.

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

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!