Nồi hơi nhiệt phân tự làm: thiết bị, sơ đồ, nguyên lý hoạt động

Thuật ngữ “nhiệt phân” dùng để chỉ một quá trình trong đó quá trình đốt cháy chậm nhiên liệu rắn diễn ra để tạo ra môi trường khí.Mặc dù tên của cấu trúc là chuyên nghiệp, nhưng việc chế tạo nồi hơi nhiệt phân bằng tay của bạn tương đối dễ dàng và các sản phẩm tự chế khá phổ biến trong thực tế.

Lời giải thích cho điều này rất đơn giản - nồi hơi tạo khí đốt củi dễ bảo trì hơn, thường hiệu quả và tiết kiệm hơn các thiết bị tương tự khác. Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu cách thức hoạt động của thiết bị đó và những gì cần thiết để tạo ra nó.

Nguyên lý hoạt động của nồi hơi nhiệt phân

Nồi hơi cho hệ thống sưởi ấm, trong đó vật liệu rắn dễ cháy được sử dụng làm nhiên liệu, ngoài loại cổ điển, còn thuộc cấu trúc nhiệt phân. Chúng thường được gọi là nồi hơi tạo khí.

Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của nồi hơi nhiệt phân tại nhà, việc xem xét cẩn thận thiết kế của thiết bị đó là điều hợp lý. Hãy bắt đầu với các tính năng của hộp cứu hỏa là phần chính của cấu trúc sưởi ấm. Về cơ bản, khu vực làm việc của buồng nhiên liệu của nồi hơi nhiệt phân được chia thành hai buồng riêng biệt.

Thiết kế mặt cắt của nồi hơi nhiệt phân: 1 – buồng nạp (thụ động), nơi diễn ra quá trình nhiệt phân (đốt cháy không hoàn toàn); 2 – buồng đốt khí (hoạt động) hình thành trong quá trình nhiệt phân

Một trong những buồng này chứa nhiên liệu rắn - củi, viên, than bánh, v.v. Ở đó, quá trình đốt cháy nhiên liệu rắn chính bắt đầu với nguồn cung cấp không khí hạn chế. Ở trạng thái này, nhiên liệu không cháy mà âm ỉ.Các khí thoát ra trong quá trình đốt cháy chậm đi vào một khu vực khác của buồng - khu vực hoạt động, tại đó, với nguồn cung cấp không khí tăng lên, chúng sẽ đốt cháy mạnh mẽ.

Về mặt kỹ thuật, quá trình đốt cháy như vậy được thực hiện một cách đơn giản. Các tiểu vùng của buồng chung được ngăn cách đơn giản bằng lưới và vòi phun. Phần trên của buồng là hộp cứu hỏa thụ động, phần dưới của buồng là hộp cứu hỏa chủ động. Trong trường hợp này, người ta phải tính đến đặc điểm thiết kế - nguồn cung cấp không khí phía trên cho buồng nhiên liệu (vụ nổ trên cùng).

Trên thực tế, đây là điểm khác biệt giữa thiết kế của nồi hơi tạo khí với thiết kế một buồng cổ điển, nơi sử dụng nguồn cấp dữ liệu từ đáy.

Thiết kế cổ điển của máy bơm không khí (thường được gọi là quạt, nhưng về mặt kỹ thuật đây là cách gọi sai), được sử dụng trong mạch nồi hơi nhiệt phân. Đây là bộ phận quan trọng đảm bảo hiệu quả hoạt động của thiết bị.

Về mặt công nghệ, việc tổ chức lực hút cưỡng bức cũng là một đặc điểm trong thiết kế nồi hơi nhiệt phân. Thiết kế của hộp cứu hỏa hai tầng đã tăng sức cản khí động học. Vì vậy, không thể làm được nếu không lắp đặt máy bơm không khí.

Nồi hơi hoạt động như thế nào trong thực tế?

Thật thuận tiện khi xem xét ứng dụng thực tế của thiết bị theo quy trình từng bước:

1. Chất củi - đặt phần trên của buồng lên vỉ.
2. Đốt cháy nhiên liệu và khởi động máy bơm khói.
3. Sự hình thành khí gỗ ở nhiệt độ 250-850 ° C.
4. Chuyển khí đốt gỗ xuống khu vực phía dưới của hộp cứu hỏa.
5. Đốt cháy khí gỗ với nguồn cung cấp không khí bổ sung.

Tiếp theo, nhiệt thu được ở vùng dưới của buồng nhiên liệu được sử dụng để làm nóng chất làm mát. Chất làm mát có thể là nước hoặc không khí.

1 – camera hoạt động; 2 – nước vào; 3 – không khí thứ cấp; 4 – ống khói; 5 – ống thoát; 6 – van tiết lưu; 7 – cửa xả nước; 8, 9 – cảm biến; 10 – bộ điều nhiệt; 11 – cửa buồng thụ động; 12 – không khí sơ cấp; 13 – buồng thụ động; 14 – máy bơm không khí; 15 – mạch trao đổi nhiệt; 16 – vòi phun; 17 – cửa buồng chủ động

Nếu bạn chú ý đến tất cả các thiết kế hiện có của nồi hơi gia dụng chạy bằng nhiên liệu rắn, thì giải pháp thay thế chính cho nồi hơi nhiệt phân là thiết kế theo thiết kế truyền thống.

Đây là một phiên bản tương tự của nồi hơi đốt củi, trong đó có một hộp cứu hỏa không phân chia và nguyên tắc cung cấp không khí thấp hơn vào buồng đốt hoạt động. Nhưng hệ thống như vậy được coi là kém hiệu quả và không kinh tế do nhiên liệu đốt cháy nhanh.

Lò hơi nhiệt phân có khả năng mang lại hiệu suất 85-95% ở mức tải 100%. Tuy nhiên, hiệu suất giảm mạnh nếu tải nhỏ hơn 50%. Đó là lý do tại sao các nhà sản xuất thiết bị nhiệt phân khuyến cáo người dùng nên vận hành thiết bị ở mức tải tối đa.

Cách tiếp cận tương tự cũng có giá trị đối với các cấu trúc tự chế, miễn là chúng tuân thủ đầy đủ sơ đồ nhiệt phân cổ điển và các yêu cầu vận hành.

Cần lưu ý rằng đối với quá trình nhiệt phân, các yêu cầu vận hành khá nghiêm ngặt:

• thiết bị bắt buộc có máy bơm không khí;
• độ ẩm nhiên liệu cho phép không cao hơn 25-35%;
• tải trên thiết bị không thấp hơn 50%;
• nhiệt độ nước làm mát trở lại không thấp hơn 60 ° C;
• chỉ tải với mảng nhiên liệu lớn.

Cũng cần lưu ý rằng nó đắt tiền hệ thống nhiệt phân sản xuất công nghiệp. Đây có lẽ là lý do tại sao lựa chọn tự làm lại rất phổ biến.

Nồi hơi nhiệt phân tự chế

Theo quy định, khi chế tạo các thiết bị sưởi ấm như vậy bằng tay của chính bạn, sơ đồ Belyaev phổ biến được lấy làm cơ sở. Điều này không có nghĩa là đây là một giải pháp đơn giản cho phép bạn chế tạo máy sưởi mà không gặp vấn đề gì. Nhưng có lẽ một trong những giải pháp đó thực sự có thể thực hiện được.

Sơ đồ ba chiều của nồi hơi nhiệt phân để sản xuất DIY. Đây là một trong những biến thể mạch đơn giản có thể tự thực hiện tại nhà.

Để sản xuất thiết bị theo sơ đồ này, chủ sẽ cần:

• ống kim loại (d = 32; 57; 159 mm);
• ống định hình (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• dải thép (20x4; 30x4; 80x5 mm);
• gạch đất sét nung;
• một tấm kim loại;
• máy bơm không khí;
• cảm biến nhiệt độ.

Bạn cũng cần phải có đầy đủ các dụng cụ sửa ống nước, cộng thêm một máy hàn (và kỹ năng hàn, tương ứng). Công việc chế tạo nồi hơi nhiệt phân bằng chính đôi tay của bạn rõ ràng không phải là việc bạn có thể làm một mình. Cần ít nhất một trợ lý.

Trước hết, theo sơ đồ đã chọn, cần chuẩn bị các bộ phận tấm của kết cấu. Nên chuẩn bị các tấm tấm bằng cách cắt chúng theo kích thước bằng thiết bị chính xác chuyên nghiệp.

Việc sử dụng các dụng cụ cầm tay như “máy mài” để cắt cũng đòi hỏi một số kỹ năng làm việc và tuân thủ các quy định an toàn trong quá trình vận hành nhưng không đảm bảo độ chính xác khi cắt, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn. Điểm này cần được tính đến. Giải pháp cắt tấm kim loại hợp lý là đặt hàng từ xưởng cơ khí.

Lắp ráp các bộ phận bên trong của thiết bị

Cần phải chế tạo buồng chứa nhiên liệu từ một phần của tấm kim loại.Để làm điều này, một vật liệu tương ứng với các thông số mạch được kết nối và hàn. Kết quả phải là một cấu trúc hai buồng, cần được bổ sung các ống dẫn khí.

Các bộ phận này của buồng nhiên liệu được làm từ kênh kim loại hoặc ống định hình được sử dụng để sản xuất. Các lỗ được khoan trên toàn bộ khu vực mặt trước của ống dẫn khí.

Các kênh dẫn khí bên trong buồng đốt. Không khí được cung cấp qua các kênh này bằng máy bơm không khí. Để phân phối luồng không khí đều dọc theo toàn bộ chiều dài của kênh, các lỗ được khoan

Bên dưới mức, trong khu vực buồng đốt hoạt động, trên bức tường nằm ngang qua các ống dẫn khí có gắn một ống kim loại (nguồn cung cấp không khí thứ cấp). Tiếp theo, công việc bắt đầu với các đường ống, vì đã đến lượt lắp ráp bộ trao đổi nhiệt dạng ống.

Bộ phận này của hệ thống nhiệt phân được làm từ các ống kim loại d=57 mm:

1. Lấy hai tấm kim loại theo kích thước của bản vẽ và đánh dấu.
2. Dựa trên các điểm đánh dấu vị trí của ống, các lỗ d = 60 mm được khoét trên tấm.
3. Ống d=57 mm được cắt theo chiều dài.
4. Các đầu của ống được luồn vào các lỗ của một tấm và đốt cháy.
5. Lặp lại thao tác với một tờ khác.

Đầu ra phải là một bộ trao đổi nhiệt đã hoàn thiện, được gắn vào thân nồi hơi theo sơ đồ chỉ ra.

Một ví dụ về chế tạo bộ trao đổi nhiệt từ hai tấm thép và ống được cắt theo kích cỡ. Điều này đòi hỏi chất lượng hàn cao để không gặp vấn đề gì trong tương lai khi vận hành lò hơi.

Một van tiết lưu được lắp đặt bên cạnh bộ trao đổi nhiệt (ở tầng trên). Bộ phận này được trang bị tay cầm và cũng được hàn vào kết cấu.Phần cuối của thân ga được che bằng một miếng tấm có ống dẫn ống khói.

Tiếp theo, tất cả những gì còn lại là hàn mặt trước của buồng nhiên liệu với các cửa sổ cho cửa dưới mỗi phần trong số hai phần và một mô-đun cho máy bơm không khí.

Đã lắp đặt bộ trao đổi nhiệt và một phần thiết kế van tiết lưu. Biến thể của cơ cấu điều chỉnh dạng đòn bẩy thủ công với khả năng cố định van điều tiết ở bất kỳ vị trí nào

Trước khi lắp đặt mặt trước, bên trong buồng đốt phải được gia cố bằng gạch đất nung. Vật liệu này được cắt theo kích thước, một số ở một góc. Gạch được mài và điều chỉnh theo vị trí đặt.

Cả hai phần làm việc của buồng nhiên liệu lò hơi đều được xử lý bằng gạch đất nung. Đồng thời, các khu vực giảm chấn của ống thoát khí (cung cấp) được lót cẩn thận. Sau khi đặt gạch, bảng mặt trước được lắp đặt.

Một ví dụ về việc đặt gạch đất nung vào bên trong buồng nhiên liệu. Lớp lót gạch bảo vệ các bức tường của buồng nồi hơi nhiệt phân khỏi bị cháy trong quá trình vận hành lâu dài

Trên thực tế, việc lắp ráp chính của nồi hơi nhiệt phân ở giai đoạn này có thể được coi là hoàn chỉnh. Cấu trúc lắp ráp phải được xử lý - loại bỏ cặn hàn, làm sạch các mối hàn, làm thẳng nếu có những bất thường nhỏ ở đâu đó.

Giai đoạn tiếp theo là bao bọc cấu trúc đã lắp ráp trong một hộp kín. Phần kết cấu này cũng được làm bằng các tấm kim loại. Tuy nhiên, việc uốn tóc là cần thiết trước tiên.

Kiểm tra và lắp ráp cuối cùng của kết cấu

Cấu trúc lắp ráp phải được kiểm tra. Các hành động bắt buộc - kiểm tra độ kín của khu vực lò hơi nơi chất làm mát sẽ lưu thông.Để thực hiện kiểm tra áp suất của bộ trao đổi nhiệt, các phích cắm được lắp đặt tạm thời trên đường ống cấp và hồi chất làm mát.

Sau đó bộ trao đổi nhiệt được đổ đầy nước. Nên sử dụng nước nóng từ mạng lưới sưởi ấm hoặc nguồn cung cấp nước nóng để có thể kiểm tra các mối hàn trong điều kiện giãn nở nhiệt của kim loại.

Phần phía trước của kết cấu gần như đã hoàn thiện với các ống xả để cung cấp không khí bên trong các buồng làm việc. Cửa sổ các phần buồng xăng chưa có cửa ra vào. Cấu trúc này sẽ được bọc bằng các tấm thân tàu

Với điều kiện không có rò rỉ ở các đường nối của bộ trao đổi nhiệt, nước sẽ được xả ra và chúng bắt đầu đóng khung cấu trúc của nồi hơi nhiệt phân bằng các tấm kim loại bên ngoài. Cũng ở công đoạn này, cửa sổ các phần buồng đốt được chế tạo và treo.

Cửa của thiết bị nhiệt phân yêu cầu thiết kế có tính đến các điều kiện vận hành ở nhiệt độ cao. Do đó, các phần tử kết cấu này thường được chế tạo (hoặc sử dụng làm sẵn) từ gang có gia cố nhiệt bổ sung bằng gạch đất sét nung.

Một ví dụ về thiết kế cửa của một trong các phần của buồng nhiên liệu của nồi hơi nhiệt phân. Để tăng cường khả năng bảo vệ khỏi tác động của nhiệt độ cao trong quá trình đốt cháy, gạch đất sét nung được sử dụng ngoài kim loại.

Giai đoạn cuối cùng là lắp đặt nồi hơi nhiệt phân tại nơi vận hành trong tương lai. Cấu trúc được lắp đặt trên nền móng hoặc trên tấm bê tông. Nên duy trì chiều cao của móng (tấm) so với mặt đất ở kích thước không nhỏ hơn 100 mm.

Sau khi lắp đặt và cân bằng mức độ, phần dưới của lò hơi được cố định vào nền móng. Tất cả những gì còn lại là kết nối ống khói, lắp đặt máy bơm không khí và kết nối đường cấp/đầu ra chất làm mát.

Lò hơi nhiệt phân được bao bọc hoàn toàn trong vỏ kim loại và sẵn sàng lắp đặt tại nơi làm việc. Các móc góc được hàn vào thân máy để hỗ trợ các bộ phận buộc chặt

Tự mình chế tạo cấu trúc nồi hơi nhiệt phân là một công việc đòi hỏi sự đầu tư công sức đáng kể. Tất nhiên, bạn không thể làm gì nếu không có chi phí chung về nguồn tài chính.

Có thể chi phí mua nguyên vật liệu và sử dụng dịch vụ của bên thứ ba sẽ thấp hơn chi phí thiết bị sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, sự khác biệt rất có thể sẽ không quá đáng kể. Nhưng vấn đề chính không phải là tiền.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Về sản xuất độc lập nồi hơi nhiệt phân:

Về mặt kỹ thuật, việc sản xuất nồi hơi nhiệt phân độc lập mà không có nền tảng thích hợp là một quá trình cực kỳ phức tạp. Cũng cần có kỹ năng chuyên nghiệp khi làm việc với kim loại, hiểu biết rõ ràng về các sơ đồ kỹ thuật và sự tinh tế trong công nghệ sản xuất thiết bị nồi hơi. Nếu không có tất cả những điều này, bạn thậm chí không nên đi làm.

Nếu bạn có kiến ​​​​thức và kỹ năng cần thiết và có thể đưa ra lời khuyên có giá trị về việc lắp ráp nồi hơi nhiệt phân cho những khách truy cập trang web khác, vui lòng để lại nhận xét, chia sẻ bí quyết kỹ năng của bạn và đặt câu hỏi trong khối bên dưới bài viết.