Сжигание твердого топлива, это первый вид отопления появившийся в человеческих руках для обогрева помещений. Современные твердотопливные котлы ничем не напоминают даже то оборудование что было распространено 10-15 лет назад.
32PE0017
Пеллеты 15 кг для твердотопливных котлов с автоматической подачей топлива
На текущий момент твердотопливный котел это достаточно высокотехнологичное устройство для сжигания топлива и преобразование его в тепло в доме. Существует большое разнообразие твердотопливных котлов, благодаря простоте конструкции, подобное оборудование может быть применено в любой сфере деятельности человека. И исходя из этого, простейшие модели таких котлов изготавливаются практически повсеместно.
Виды топлива и особенности их сжигания
Для начала рассмотрим само топливо. Итак что же такое твердое топливо? Если коротко, то это дрова, уголь, брикеты, пеллеты. Рассмотрим эти виды топлив по порядку.
Дрова — куски древесины, которые предназначены для сжигания в котлах или просто на костре.
Сами по себе дрова отличаются довольно значительно от вида дерева из которого они изготовлены. Так же и отличается то как они горят, какие запахи выделяют при сгорании и т.п. Перед тем как рассмотреть сами дрова, стоит уточнить в чем же их измеряют. Для измерения объема дров пользуются понятиям: насыпь, складометр(скл./м) и кубометр(куб./м). Складометр можно представить как куб(1 метр высота, 1 метр глубина и 1 метр ширина) плотно уложенных дров.1 складометр это около 0,75 кубометра цельной древесины.
1 складометр сухой древесины лиственных пород заменяет от 200 до 210 литров жидкого топлива или 200-210 м3 природного газа.
Уголь - это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящий в основном из углерода и ряда других химических элементов. Уголь представляет собой топливо которое добывается и используется для сжигания достаточно давно и до сегодняшнего дня. Состав угля зависит от возраста и условий углефикации: самый молодой - бурый уголь, затем идет каменный уголь, старше всех антрацит. Со старением происходит концентрирование углерода и уменьшение содержания летучих составляющих, в частности, воды. Так, бурый уголь имеет влажность 30-40%, более 50% летучих компонентов, в антрацита оба показателя составляют 5-7%.
Пеллеты (топливные гранулы) - это универсальное топливо, которое представляет собой прессованные под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера. Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома и др.).
При производстве топливных гранул не используется химические связующие добавки.
Пеллеты (топливные гранулы) представляют собой современный универсальный вид биотоплива, по эффективности использования равноценный каменному углю.
Чаще всего материалами для производства пеллет служат отходы, полученные в процессе обработки древесины (кора, ветки, опилки, опилки), торф, сельскохозяйственные отходы (солома, некондиционный лен), органические упаковочные материалы, картонная тара и т.д.
Процесс изготовления пеллет состоит из нескольких последовательных этапов: дробление, сушки и грануляции.
В зависимости от типов сырья используемого при производстве пеллет, они делятся на следующие виды:
древесные топливные гранулы, полученные путем переработки твердых и мягких пород деревьев;
пеллеты, полученные путем переработки соломы;
пеллеты, полученные путем переработки подсолнечной лузги;
пеллеты, полученные путем переработки початков и стеблей кукурузы;
Еще одним вариантом древесного топлива с которым стоит ознакомится это брикеты.
Топливные брикеты - это спрессованные отходы деревообработки (опилки, лузга), отходы сельского хозяйства (солома, лузга семян подсолнечника, гречихи), а также торфа. Часто их еще называют евродрова.
К основным преимуществам топливных брикетов можно отнести следующее:
Топливные брикеты, полученные из растительного сырья, является экологически чистым продуктом.
Связующим веществом является натуральный «живой» лигнин - это вещество, содержащееся в клетках омертвевшего растительного сырья.
После термической обработки сырья в процессе производства евродрова не поддаются воздействию грибков.
По сравнению с природными дровами - евродрова по причине большей плотности - дольше горят.
Обладают высокой теплотворность. Евродрова дают в среднем в 2 раза больше тепла, по сравнению с обычными дровами.
При горении обеспечивают постоянную температуру на каждом этапе горения за счет равного пламени.
Содержание золы после сгорания брикетов в пределах 1-3%. Для сравнения: содержание золы после сгорания каменного угля: 30-40%, сгорания природных дров 8 -16%, древесной щепы: 11 - 18%.
При сжигании топливных брикетов ядовитый угарный газ не выделяется и другие вредные вещества не образуются.
Брикеты топливные при горении не искрят, не выделяют угарный газ, дают устойчивое и ровное пламя.
Классификация котлов и модели представленные в ассортименте
Твердотопливные котлы можно поделить на 4 основных вида:
Традиционный твердотопливный котел;
Пиролизный твердотопливный котел;
Пеллетный котел;
Котел длительного горения;
Большинство котлов можно отнести либо к одному из этих вида, либо они совмещают какие либо виды между собой. Например традиционный твердотопливных котел с возможностью включения пеллетной горелки.
32SL0023
Стальной твердотопливный котел с вентилятором Veren 23 кВт
Такие котлы могут быть в различных формах или исполнениях, но их всегда характеризует одно - а именно как организовано горение топлива. Горение топлива в таком котле практически не контролируемое, и чем-то напоминает горение дров в костре. В традиционных твердотопливных котлах за поддержание температуры отвечает датчик температуры, управляющий воздушной заслонкой. Если температура воды слишком высокая – датчик закрывает заслонку, а если температура низкая, то датчик открывает заслонку. Такие котлы выполняются в двух вариантах - с вентилятором или без него.
Пиролизные котлы
Следующим видом твердотопливных котлом, который можно назвать дальнейшим развитием подобного оборудования являются пиролизные котлы, иногда называемые газогенераторные котлы. Сам по себе процесс пиролиза давно и широко известен во многих отраслях техники и промышленности, в частности широко применяется в фармацевтике и нефтяной промышленности. В твердотопливных котлах пиролиз означает медленное тление сухих дров при малом количестве кислорода. При этом из дров выделяются горючие газы, которые через отверстие в камере загрузки дров попадает во вторую камеру, куда с помощью вентилятора подается избыточное количество воздуха, и выделившийся газ загорается и активно горит.
Благодаря такой специфической организации процесса горения дров, и грамотно выполненным поверхностям теплообмена, КПД такой техники заметно выше чем у обычных твердотопливных, и достигает 90-92%.
Такие котлы оснащаются одним, в некоторых случаях двумя, вентиляторами, которые регулируют подачу воздуха в первичную и вторичную камеры. У пиролизных котлов появляется достаточно умная автоматика, способная не только управлять вентиляторами и одним насосом, но также по датчику включать насос на ГВС, контролировать температуру буферной емкости, наблюдать за температурой выбросов по которой можно судить о качестве сгорания топлива и др.
Пеллетные котлы
Представители пеллетных котлов, исходя из названия, основным видом топлива используются пеллеты. В пеллетных котлах автоматическая подача гранулированного топлива и его сжигание осуществляется с помощью специальных устройств – горелок. Все пеллетные горелки делятся на два вида: факельные и ретортные. Конструктивные отличия устройств данных видов заключаются в способе подачи топлива в зону активного горения и воздуха для постоянного поддержания этого процесса.
Рис. Схема котла с роторной горелкой.
Топливо с помощью механизма подачи(шнека) подается в топку, где происходит автоматический поджог с помощью эл.тэна. Горение пеллет в таких котлах визуально похоже на горение костра.
32SL0030
Стальной твердотопливный котел с вентилятором Veren 30 кВт
Пеллетная горелка ретортного типа сконструирована в виде чаши с каналами, по которым подается воздух. В чашу топливные гранулы в зависимости от конструкции горелки могут насыпаться сверху, а могут выталкиваться шнеком снизу. Сжигание топлива происходит в камере котла, поэтому горение называют объемным. Главное достоинство ретортных горелок заключается в их низкой себестоимости. Важным преимуществом является способность сжигать не только пеллеты, но и мелкий уголь, щепки, опилки. Нет и ограничений по мощности выпускаемых моделей.
Котел длительного горения
Отопительные котлы на твердом топливе длительного горения отличаются от аналогов классического строения принципом сгорания топлива. В данном случае используется либо «верхнее горение», либо «верхне-нижнее горение».
Вышеуказанное оборудование представляет собой два металлических цилиндра, один помещен в другой. Между ними находится теплоноситель. Во внутренний цилиндр загружается топлива, а потому он выполняет еще и функцию камеры сгорания. Туда же опускается телескопическая труба, выполняющая функцию дымохода и устройства подачи воздуха для реакции горения. На ее конце находится распределитель воздуха.
Итак, в котле начинает гореть топливо, но так как там подача воздуха происходит не снизу, а сверху, то горит только верхний слой энергоносителя, благодаря чему энергоноситель сгорает полностью, максимально отдавая свое тепло теплоносителю.
Могут работать на нескольких видах твердого топлива – дровах, угле, коксе, торфобрикетах. На одной загрузке котел стабильно работает до 2 дней, если его загрузить углем – до 5 дней.
