Tiết kiệm và đáng tin cậy, nhưng liệu có an toàn không? Làm thế nào để tự làm nồi hơi nhiệt phân

Đằng sau ngọn lửa đẹp đẽ của gỗ cháy là một quá trình hóa học phức tạp.

Trong thực tế, Không phải gỗ đặc cháy mà là khí, được giải phóng từ chúng ở nhiệt độ cao. Quá trình này được gọi là nhiệt phân.

Lò nhiệt phân bao gồm những gì?

Nguyên lý phân hủy nhiên liệu và đốt cháy các khí tạo thành được sử dụng trong lò hơi nhiệt phân. Quá trình đốt cháy xảy ra ở nhiệt độ cao và hoàn toàn.

Thiết kế những nồi hơi như vậy phức tạp hơn so với vỉ nướng thông thường, chúng đắt hơn nhưng hiệu quả hơn nhiều.

Lò nhiệt phân bao gồm:

1. Từ buồng chính. Nó giống như một hộp lửa nồi hơi thông thường, nơi nhiên liệu được nạp vào. Tùy thuộc vào thiết kế, quá trình đốt cháy có thể xảy ra ở đáy buồng nhiên liệu hoặc từ trên xuống dưới.
2. Buồng thứ cấp. Trong đó, khí nhiệt phân được trộn với không khí nóng thứ cấp và hỗn hợp thu được được đốt nóng. Do nhiệt độ cao, quá trình oxy hóa hoàn toàn cacbon thành cacbon dioxit xảy ra.
3. Hệ thống cung cấp, tách và sưởi ấm không khí. Có những nồi hơi có nguồn cung cấp không khí tự nhiên hoặc cưỡng bức.
4. Hệ thống trao đổi nhiệt và loại bỏ khói.
5. Kiểm soát tự động.

Thiết bị khí hóa nạp từ trên hoạt động như thế nào?

Củi trong lò nhiệt phân nạp trên cháy như thế này:

• Hộp lửa đã được nạp đầy đã được đốt cháyngọn lửa trên luồng khí tự nhiên làm nóng hộp lửa đến nhiệt độ trong buồng chính 60 °C.
• Cửa đóng lại và nguồn cung cấp không khí chính được bật lên. Trong vài phút, nhiệt độ trong buồng đốt đạt tới 600 °C — chế độ tối ưu để phân hủy khí. Củi cháy âm ỉ khi thiếu oxy.

Ảnh 1. Buồng lửa của lò hơi nhiệt phân được nạp đầy củi; ngọn lửa làm nóng củi lên tới 60 °C dưới luồng gió tự nhiên.

• Không khí trước đó đã đi qua ngọn lửa của buồng sơ cấp được đưa vào buồng thứ cấp. Các khí nóng hòa trộn với nhau tạo ra hỗn hợp có tỷ lệ thành phần hóa học – tỷ lệ tối ưu của không khí và khí dễ cháy.
• Đi qua vòi phun, hỗn hợp sẽ bắt lửa và cháy, giải phóng một lượng nhiệt lớn. Một phần nhiệt lượng được sử dụng để duy trì quá trình đốt cháy trong buồng đốt chính.
• Nhiệt được thu lại bởi hệ thống trao đổi nhiệt và khí carbon dioxide thoát ra được thải ra ngoài qua ống khói.

Tự tay làm một thiết bị: hướng dẫn từng bước

Chi phí cao của một lò nhiệt phân sản xuất tại nhà máy khuyến khích những người thợ thủ công dân gian tự tay chế tạo các bản sao của lò nhiệt phân sản xuất tại nhà máy hoặc tìm kiếm độc lập các giải pháp kỹ thuật sáng tạo. Quá trình chế tạo những thiết bị như vậy rất phức tạp nhưng cũng rất thú vị.

Chọn sơ đồ và bản vẽ

Trước khi bắt đầu công việc, giai đoạn quan trọng nhất là lựa chọn dự ánNếu có thể, bạn nên mua một dự án có sẵn đã được thử nghiệm để không phải rút kinh nghiệm từ chính mình.

Ảnh 2. Sơ đồ tự lắp ráp nồi hơi nhiệt phân có kênh khói và cửa nạp phía trên.

Những điều cần lưu ý khi thiết kế và tạo bản vẽ:

• Công suất của đầu đốt. Nó phụ thuộc vào diện tích buồng đốt chính và kích thước của hộp lửa, cũng như cường độ phun oxy.
• Kích thước hộp lửa. Nó quyết định lượng nhiên liệu sẽ được thêm vào và do đó quyết định thời gian nồi hơi hoạt động mà không cần nạp lại.
• Loại siêu nạp. Có những nồi hơi có luồng gió tự nhiên, nhưng chúng không cung cấp quá trình đốt cháy khí ổn định. Có thể lắp cả quạt thổi và máy hút khói trên nồi hơi.
• Loại bộ trao đổi nhiệt. Nhiệt thải phải được thu lại hiệu quả. Một áo nước hoặc bộ trao đổi nhiệt dạng tấm trên ống xả sẽ thực hiện tốt nhiệm vụ này.
• Lớp lót của buồng chính và buồng phụcũng như phương pháp điều chỉnh không khí chính và không khí phụ.

Ảnh 3. Ví dụ về bản vẽ nồi hơi nhiệt phân đốt lâu với các kích thước được chỉ định. Nhìn từ bên hông và mặt trước.

Bạn cũng có thể quan tâm đến:

Toàn bộ nhiệt sẽ ở lại trong nhà! Lò đốt gỗ có mạch nước: đặc điểm, sản xuất

Đơn giản và dễ sử dụng! Lò đốt củi cho nhà nghỉ mùa hè là giải pháp tuyệt vời cho vấn đề sưởi ấm

Đánh giá 6 mẫu lò nướng gas tốt nhất. Làm thế nào để chọn được thiết bị lý tưởng?

Vật liệu và công cụ

Để tự tay chế tạo nồi hơi nhiệt phân, chúng ta sẽ cần:

• Tấm thép hợp kim dày 4 mm. Chúng dễ hàn hơn và không bị cháy ở nhiệt độ cao.
• Quạt thổi cưỡng bức và tự động hóa.

• Vật liệu lót. Buồng đốt thứ cấp phải được lót bằng một lớp vật liệu chịu lửa, vì nhiệt độ cháy của khí nhiệt phân là 1200 °CCó thể là len cao lanh hoặc gạch đất sét chịu lửa.

• Cảm biến áp suất và nhiệt độ.
• Ống, phụ kiện, thanh, rèm, van bi, sơn chịu nhiệt.

Để chế tạo nồi hơi, bạn cần một xưởng gia công kim loại được trang bị đầy đủ. Người thợ thủ công sẽ cần có kỹ năng đánh dấu và lắp ráp các bộ phận, khả năng đọc bản vẽ và cắt kim loại.

Chúng ta sẽ cần:

• Dụng cụ gia công và ghép nối kim loại. Máy mài góc, máy hàn, điện cực. Lý tưởng nhất là các bộ phận sẽ được cắt theo đơn đặt hàng trên máy laser CNC - điều này sẽ làm tăng thêm vẻ đẹp và giúp công việc dễ dàng hơn.

• Dụng cụ đo lường: compa, thước kẻ, ê ke, thước dây.
• Dụng cụ chế tạo gạch đất sét nung: Đĩa máy mài góc có đầu bằng cacbua.

Tiến độ công việc

Hướng dẫn xây dựng từng bước:

1. Đánh dấu các bộ phận buồng sơ cấp và thứ cấp. Kích thước của buồng phụ được lựa chọn sao cho gạch chịu lửa được đặt mà không cần cắt tỉa. Đáy của buồng chính được thu hẹp và kết thúc bằng một vòi phun khe để đốt khí.
2. Đánh dấu và bố trí lối vào không khí. Một bên là quạt gió đặt trên ống dẫn khí hình vuông, bên kia là luồng không khí được chia thành luồng chính và luồng phụ.

Lượng không khí cung cấp được điều chỉnh bằng van - một viên bi có đường kính lớn được hàn vào bu lông hoặc van bi. Van này đóng nguồn cung cấp không khí.

3. Lắp đặt ống gió chính và phụ. Cần lưu ý rằng vòi phun khí nhiệt phân nóng lên mạnh, năng lượng này phải được loại bỏ hiệu quả bằng ống dẫn khí. Không khí thứ cấp phải nóng, nếu không quá trình đốt cháy sẽ không đều. Vòi phun khí phải song song với chuyển động của khí nhiệt phân.
4. Lò nhiệt phân có hai cửa thoát khói - từ buồng sơ cấp và buồng thứ cấp. Sau khi đánh lửa và cung cấp không khí, ống khói của buồng đốt chính được đóng lại - cần phải thiết kế van điều tiết kín có cơ cấu kẹp.
5. Lót buồng thứ cấp.
6. Chúng tôi phủ lên kết cấu một lớp áo nước dày 3 cm. Để tăng cường độ bền, có thể cung cấp các kết nối; tất cả các đường nối phải được bịt kín.
7. Một bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hoặc ống bổ sung được lắp đặt ở chân ống khói. Bạn có thể sử dụng bộ tản nhiệt làm sẵn, nhưng do có thể bị bám muội than nên việc vệ sinh chúng sẽ khó khăn hơn.
8. Vỏ máy có các ổ cắm công nghệ cho cảm biến nhiệt độ. - Trong lớp vỏ nước, có thể lắp cặp nhiệt điện ở vùng âm ỉ và buồng thứ cấp.
9. Cửa buồng nạp đạn và buồng phụ được treo. Đối diện với bộ trao đổi nhiệt, một cửa vệ sinh được gắn bằng bu lông.
10. Để có vẻ ngoài thẩm mỹ, nồi hơi cần được sơn, Tốt hơn nên sử dụng sơn chịu nhiệt có tác dụng như búa.

Ảnh 4. Lò nhiệt phân đặt sàn trong nhà, sơn màu xanh chịu nhiệt.

Kết nối đúng

Lò nhiệt phân có một số tính năng khi kết nối. Quá trình phân hủy nhiên liệu bị cản trở bởi nhiệt độ thấp của chất làm mát, do đó, van ba chiều được lắp trên đường ống.

Thiết bị phòng nồi hơi

Để vận hành lò nhiệt phân tự chế, bạn sẽ cần một phòng được trang bị riêng - phòng nồi hơi.

Phòng lò hơi phải có cửa thoát khói và thông gió tự nhiên.

Vị trí lắp đặt nồi hơi được chọn sao cho có thể tiếp cận được mọi bề mặt và dễ vệ sinh.

Phía trước hộp lửa được trang bị một bệ làm bằng vật liệu không cháy; để lắp đặt nồi hơi, bạn sẽ cần sự thành lập. Đường ống khói phải càng ngắn càng tốt.

Khó khăn trong việc lắp ráp nồi hơi

Khó khăn chính trong việc xây dựng lò nhiệt phân là lựa chọn thiết kế và vật liệu phù hợp. Nếu không hiểu được các quá trình xảy ra trong lò nung, chúng ta không thể chế tạo nồi hơi một cách chính xác.

Những sai lầm chính thường mắc phải khi tự thiết kế:

• Lớp lót vùng đốt cháy không đủ. Gạch đất sét chịu lửa rất quan trọng vì chúng duy trì nhiệt độ không đổi trong vùng cháy và bảo vệ lò sưởi và thành lò không bị cháy.
• Thoát nhiệt quá mức. Bộ trao đổi nhiệt phải thu nhiệt không cần thiết để duy trì các quá trình bên trong nồi hơi. Vị trí của áo nước gần vùng đốt cháy là không thể chấp nhận được.
• Kích thước giữa buồng nạp và buồng khí hóa không khớp nhau. Buồng khí hóa quá nhỏ có thể khiến những khúc gỗ lớn bị kẹt.
• Kích thước hoặc hướng của vòi phun khí không đúng. Sự trộn lẫn giữa không khí và khí nhiệt phân phải càng đồng đều càng tốt.
• Điều chỉnh luồng khí chính và luồng khí phụ không tốt, không cung cấp oxy cưỡng bức. Cần phải lắp đặt máy hút khói hoặc quạt thổi có điều khiển công suất.

Làm thế nào để kiểm tra hoạt động của thiết bị tự chế?

Kết quả của quá trình làm việc lâu dài trong việc lựa chọn dự án nồi hơi và thực hiện dự án này sẽ là nguồn nhiệt kinh tế và đáng tin cậy. Một nồi hơi hoạt động tốt có những đặc điểm sau:

• Chọn đúng công suất. Nhiệt phân có phạm vi điều chỉnh nhỏ. Lò hơi không thể bị "bóp nghẹt" hoặc "tăng tốc" mạnh. Trong trường hợp này, quá trình đốt cháy hoặc dừng hoàn toàn hoặc bắt đầu trong buồng khí hóa. Do đó, công suất lò hơi phải tương ứng với lượng nhiệt mất đi của ngôi nhà.
• Khả năng hoạt động lâu dài ở chế độ cưỡng bức. Một dấu trang có thể đủ dùng trong thời gian dài.
• Dễ dàng tiếp cận khí hóa, ngọn đuốc nhiệt phân trong buồng đốt phụ phải được quan sát 15–20 phút sau khi đánh lửa.
• Nhiệt độ của khí trong ống khói không được cao hơn 40–60 °C. Nếu nhiệt độ cao hơn, chúng ta tăng diện tích bộ trao đổi nhiệt.
• Khi thử nghiệm nồi hơi Sau khi thoát khỏi quá trình nhiệt phân, chỉ có carbon dioxide và hơi nước thoát ra khỏi ống khói. Sự xuất hiện của khói đen và mùi cho thấy nhiên liệu chưa cháy hết.

Video hữu ích

Video này hướng dẫn cách tự chế tạo nồi hơi nhiệt phân từ những vật liệu đã chuẩn bị sẵn.

Phần kết luận

Khi lựa chọn hệ thống sưởi ấm, bạn nên chú ý đến các loại nồi hơi khác nhau và các thành phần bổ sung. Nồi hơi nhiệt phân là hoàn hảo để có được nhiệt độ chất làm mát không đổi trong mùa sưởi ấm, không cần phải thường xuyên thêm củi. Tuy nhiên, cần biết rằng nó sẽ cần điện để hoạt động, nồi hơi đòi hỏi chất lượng củi cao.