Спалювання твердого палива, це перший вид опалення який з'явився в людських руках для обігріву приміщень. Сучасні твердопаливні котли нічим не нагадують навіть те обладнання що було поширене 10-15 років тому.
32PE0017
Пелети 15 кг для твердопаливних котлів з автоматичною подачею палива
На поточний момент твердопаливний котел це досить високотехнологічний пристрій для спалювання палива та перетворення його в тепло в будинку. Існує велика різноманітність твердопаливних котлів, завдяки простоті конструкції, подібне обладнання може бути застосоване в будь-якій сфері діяльності людини. І виходячи з цього, найпростіші моделі таких котлів виготовляються практично скрізь.
Види палива та особливості їх спалювання
Для початку розглянемо саме паливо. Отже що ж таке тверде паливо? Якщо коротко, то це дрова, вугілля, брикети, пелети. Розглянемо ці види палив по порядку.
Дрова – шматки деревини, які призначені для спалювання в котлах або просто на багатті.
Між собою дрова вірізняються досить значно від виду дерева з якого вони виготовлені.
Так же і відрізняється те як вони горять, які запахи виділяють при згорянні і т.п.
Перед тим як розглянути самі дрова, варто уточнити в чому ж їх вимірюють. Для вимірювання обсягу дров користуються поняттям: насип, складометр (скл./м) і кубометр (куб./м). Складометр можна уявити як куб (1 метр висота, 1 метр глибина і 1 метр ширина) щільно укладених дров.1 складометр це близько 0,75 кубометра цільної деревини.
1 складометр сухої деревини листяних порід замінює від 200 до 210 літрів рідкого палива або 200-210 м3 природного газу.
Вугілля – це горюча осадова порода рослинного походження, що складається в основному з вуглецю і ряду інших хімічних елементів.
Вугілля це паливо яке видобувається і використовується для спалювання досить давно і до сьогоднішнього дня.
Склад вугілля залежить від віку і умов вуглефікації: наймолодше – буре вугілля, потім йде кам'яне вугілля, найстаріше – антрацит. Зі старінням відбувається концентрування вуглецю і зменшення вмісту летких складових, зокрема, води. Так, буре вугілля має вологість 30-40%, понад 50% летючих компонентів, в антрациту обидва показники становлять 5-7%.
Пелети (паливні гранули) - це універсальне паливо, яке представляє собою пресоване під високим тиском натуральну сировину рослинного походження у формі циліндричних гранул стандартного розміру. Сировиною для їх виробництва є кора, тирса, тріска і інші відходи лісозаготівлі, а також відходи сільського господарства (лузга соняшника, солома та ін.).
При виробництві паливних гранул не використовуються хімічні сполучні добавки.
Пелети (паливні гранули) це сучасний універсальний вид біопалива, по ефективності використання рівноцінний кам'яного вугілля.
Найчастіше матеріалами для виробництва пелет служать відходи, отримані в процесі обробки деревини (кора, гілки, тирса, тирса), торф, сільськогосподарські відходи (солома, некондиційний льон), органічні пакувальні матеріали, картонна тара і т.д.
Процес виготовлення пеллет складається з декількох послідовних етапів: дроблення, сушіння і грануляції.
Залежно від типів сировини використовуваної при виробництві пелет, вони поділяються на такі види:
деревні паливні гранули, отримані шляхом переробки твердих і м'яких порід дерев;
пелети, отримані шляхом переробки соломи;
пелети, отримані шляхом переробки соняшникового лушпиння;
пелети, отримані шляхом переробки качанів і стебел кукурудзи;
Ще одним варіантом деревного палива з яким варто ознайомитися це брикети.
Паливні брикети – це спресовані відходи деревообробки (тирса, лузга), відходи сільського господарства (солома, лузга насіння соняшнику, гречки), а також торфу. Часто їх ще називають євродрова.
До основних переваг паливних брикетів можна віднести наступне:
Паливні брикети, отримані з рослинної сировини, є екологічно чистим продуктом.
Після термічної обробки сировини в процесі виробництва евродрова не піддаються впливу грибків.
У порівнянні з природними дровами - євродрова через більшу щільності - довше горять.
Євродрова через їх зручну форму дуже зручно і зберігати і використовувати.
Мають високу теплотворність. Євродрова дають в середньому в 2 рази більше тепла, в порівнянні зі звичайними дровами.
При горінні забезпечують постійну температуру на кожному етапі горіння за рахунок рівного полум'я.
Зміст золи після згоряння брикетів в межах 1-3%. Для порівняння: вміст золи після згоряння кам'яного вугілля: 30-40%, згоряння природних дров 8 -16%, деревної тріски: 11 - 18%.
При спалюванні паливних брикетів отруйний чадний газ не виділяється і інші шкідливі речовини не утворюються.
Брикети паливні при горінні не іскрять, не виділяють чадний газ, дають стійке і рівне полум'я.
Класифікація котлів і моделі представлені в асортименті
Твердопаливні котли можна поділити на 4 основні види:
Традиційний твердопаливний котел;
Піролізний твердопаливний котел;
Пелетний котел;
Котел тривалого горіння.
Більшість котлів можна віднести або до одного з цих видів, або вони поєднують деякі види між собою. Наприклад традиційний твердопаливних котел з можливістю включення пелетного пальника.
Розглянемо кожен з типів більш детальніше.
32SL0023
Сталевий твердопаливний котел з вентилятором Veren 23 кВт
Такі котли можуть бути в різних формах або виконаннях, але їх завжди характеризує одне – а саме як організоване горіння палива.
Горіння палива в такому котлі практично не контрольоване, і чимось нагадує горіння дров в багатті. У традиційних твердопаливних котлах за підтримку температури відповідає датчик температури, керуючий повітряною заслінкою. Якщо температура води занадто висока - датчик закриває заслінку, а якщо температура низька, то датчик відкриває заслінку.
Такі котли виконуються в двох варіантах - з вентилятором або без нього.
Піролізні котли
Наступним видом твердопаливних котлом, який можна назвати подальшим розвитком подібного обладнання є піролізні котли, іноді їх ще називають газогенераторні котли.
Сам по собі процес піролізу давно і широко відомий в багатьох галузях техніки і промисловості, зокрема широко застосовується в фармацевтиці та нафтовій промисловості. У твердопаливних котлах піроліз означає повільне тління сухих дров при малій кількості кисню. При цьому з дров виділяються горючі гази, які через отвір в камері завантаження дров потрапляє в другу камеру, куди за допомогою вентилятора подається надмірна кількість повітря, і газ, що виділився загоряється і активно горить.
Завдяки такій специфічній організації процесу горіння дров, і грамотно виконаним поверхонь теплообміна, ККД такої техніки помітно вище ніж у звичайних твердопаливних, і досягає 90-92%.
Такі котли оснащуються одним, в деяких випадках двома, вентиляторами, які регулюють подачу повітря в первинну і вторинну камери. У піролізних котлів з'являється досить розумна автоматика, здатна не тільки керувати вентиляторами і одним насосом, але також по датчику включати насос на ГВС, контролювати температуру буферної ємності, спостерігати за температурою викидів по якій можна судити про якість згоряння палива і ін.
Пелетні котли
Представники пелетних котлів, виходячи з назви, основним видом палива використовуються пелети. В пелетних котлах автоматична подача гранульованого палива і його спалювання здійснюється за допомогою спеціальних пристроїв - пальників. Всі пелетні пальники діляться на два види: факельні і ретортні. Конструктивні відмінності пристроїв даних видів полягають в способі подачі палива в зону активного горіння і повітря для постійної підтримки цього процесу.
Рис. Схема котла з роторним пальником.
Паливо за допомогою механізму подачі (шнека) подається в топку, де відбувається автоматичний підпал за допомогою ел.тена. Горіння пелет в таких котлах візуально схоже на горіння багаття.
32SL0030
Сталевий твердопаливний котел з вентилятором Veren 30 кВт
Пелетний пальник ретортного типу сконструйована в вигляді чаші з каналами, по яких подається повітря. У чашу паливні гранули в залежності від конструкції пальника можуть насипати зверху, а можуть виштовхувати шнеком знизу. Спалювання палива відбувається в камері котла, тому горіння називають об'ємним. Головна перевага ретортних пальників полягає в їх низькій собівартості. Важливою перевагою є здатність спалювати не тільки пелети, але і дрібне вугілля, тріски, тирсу. Немає і обмежень по потужності моделей, що випускаються.
Котел тривалого горіння
Опалювальні котли на твердому паливі тривалого горіння відрізняються від аналогів класичної будови принципом згоряння палива. В даному випадку використовується або «верхнє горіння», або «верхньо-нижнє горіння».
Вищевказане обладнання являє собою два металевих циліндра, один поміщений в інший. Між ними знаходиться теплоносій. У внутрішній циліндр завантажується паливо, а тому він виконує ще й функцію камери згоряння. Туди ж опускається телескопічна труба, що виконує функцію димоходу і пристрої подачі повітря для реакції горіння. На її кінці знаходиться розподільник повітря.
Отже, в казані починає горіти паливо, але так як там подача повітря відбувається не знизу, а зверху, то горить тільки верхній шар енергоносія, завдяки чому енергоносій згорає повністю, максимально віддаючи своє тепло теплоносія.
Такі котли можуть працювати на декількох видах твердого палива - дровах, вугіллі, коксі, торфобрикетах. На одному завантаженні котел стабільно працює до 2 днів, якщо його завантажити вугіллям - до 5 днів.
