A faelgázosító kazán égési folyamatai

A faelgázosító kazán működésének megértéséhez érdemes szemügyre venni a tűzterében végbemenő folyamatokat. Tudjuk, hogy az égés önmagában egy összetett kémiai folyamat, amely során valamilyen anyag (esetünkben szilárd halmazállapotú fa tüzelőanyag) kémiai energiáit alakítjuk át hőenergiává, természetesen némi veszteséggel. E folyamat eredményének melléktermékeként füstgáz szabadul fel és több-kevesebb hamu keletkezik. Egy faelgázosító kazán esetén is mindez megvan, de ennek a sornak néhány elemét igen jól csinálja.

A faelgázosító kazán tüzelőanyagának égetése

A faelgázosító kazán begyújtásakor a tűzifa erősen füstölve ég, és teszi ezt mindaddig, amíg a víztartalma el nem párolog. Természetesen számunkra a kiszárított faanyag az ideális tüzelő, de még száraz állapotában is tartalmaz némi nedvességet a tűzifa, bármilyen jól is lett kiszárítva. Ennek oka igen egyszerű: a környezeti levegő nedvességtartalma sem zérus, ezáltal a teljesen kiszárított fa is tartalmaz legalább a levegőével megegyező mennyiségű nedvességet. Az égés során hallható tűzropogás és kisebb lángcsóvák jelzik, hogy megkezdődött a fa gázosodása, ami egy hagyományos kályhában, ha zavartalanul végbemegy, a végén nagy mennyiségű hamu keletkezik, melynek állaga darabkás, nem egyenletes. Faelgázosító kazán esetében az elégtelen, oxigénhiányos égés során felszabaduló, főként nagymennyiségű szénmonoxid tartalmazó füstgázelegyhez úgynevezett másodlagos levegőt adagolnak be és 1600-1800 fok körüli hőmérsékleten azt tulajdonképpen el is égetik, majdnem tökéletes égést produkálva, így lényegesen több energiát nyerhetünk ki az égésből (90% körüli!) és finom eloszlású apró szemcsés hamut kapunk eredményül, mely mennyiség csak a töredéke egy az elgázosítás elvét nem alkalmazó, sima fatüzelésű kazán mennyiségének.

Faelgázosító kazán

Faelgázosító kazán működése

A faelgázosító kazán szerkezeti megoldásai

A faelgázosító kazán működésének eredménye tehát a sima fatüzelésű konstrukciókéhoz képest nagyobb leadott teljesítmény és hatásfok, párosítva a gyorsan emelkedő kazánhőmérséklettel a már majdnem tökéletesen lezajló égés miatt, valamint kevés visszamaradó hamu, ami homogén eloszlású és könnyen kezelhető. A másodlagos levegő betáplálásával létrehozott tartósan magas hőmérséklet megköveteli a berendezés gyártójától, hogy azt hőnek jól ellenálló szerkezeti anyagokból készítse, ezért ilyen helyeken gyakran alkalmaznak műszaki kerámiákat. A faelgázosító kazán tűzterében az intenzív és gyorsan végbemenő felmelegedés és a folyamatosan magas hőterhelés miatt szükséges a kazántest hűtése, melyet a gyakorlatban úgynevezett hűtőhurkok segítségével valósítanak meg. Lényege, hogy egy mechanikus elven működő szelep (a hődilatáció elvén) egy adott hőmérsékleten kinyit és egyszerűen hideg vizet enged a hőcserélőben kialakított vezetékekre (járatokra), melynek hatására a kazántest visszahűl. Ez a megoldás rendkívül hasznos, hiszen elektromosság nélküli szabályozást tesz lehetővé tisztán termomechanikai módszerrel. Vagyis egy esetleges áramszünet sem befolyásolja a rendszer biztonsági beavatkozását, hiszen az kizárólag hőmérséklet függvénye. Az égéshez szükséges levegő mennyiségét és a füstgáz másodlagos égéstérbe terelését szintén ventilátor működése szabályozza.