Котлы твердотопливные пиролизного типа: Твердотопливные котлы пиролизные, купить котёл твердотопливный пиролизные в Москве

Содержание

Пиролизный котел на твердом топливе ПК «Эконом»-10

К твердотопливным отопительным пиролизным котлам типа ПК-10 относятся котлы с теплопроизводительностью 10 кВт. Такие котлы подходят для обогрева помещений площадью до 100 м2*, например, небольших загородных домов, складов, некрупных магазинов, библиотек и т.п. Применение пиролизного способа сжигания обеспечивает высокую производительность котлов ПК-10 при низком расходе топлива (закладка 1-2 раза в сутки). Простота и удобство эксплуатации данного типа котлов позволяет производить растопку даже при отсуствии специальных навыков. Кроме того, для установки и использования ПК-10 не требуется организации специального помещения.

Котлы серии ГЕЙЗЕР-ПК имеют возможность установки электрического ТЭНа для отопления электроэнергией.

Почему выбирают котлы Гейзер?

Современное экономическое положение вынуждает искать оптимальные варианты отопления промышленных помещений. В настоящее время широкое распространение получают твердотопливные котлы, а самым эффективным среди всех подобных агрегатов является пиролизный твердотопливный котел, который работает на твердом топливе (дрова, пеллеты и др.).

Как пользоваться пиролизным котлом?

Котлы Гейзер очень просты в эксплуатации. Благодаря своему устройству они способны работать от 1-й закладки дров в течении 12 часов! Все дело в газе, который образуется в топочной камере. У обычных котлов этот газ уходит сразу в трубу наружу и никак не используется. А в пиролизных котлах Гейзер газ и подогретый воздух из топочной камеры поступает во вторичную камеру сгорания. В ней то и образуется высокая температура и происходит нагрев воды системы отопления. Поэтому КПД котлов Гейзер составляет 87%!

1. Откройте заслонку зольника на максимум

2. Положите дрова в топочную камеру и разожгите

3. Заслонку зольника по мере нагрева камеры нужно прикрыть, а также прикрыть шибер (но не полностью) и дрова начнут тлеть. Отсутствие задымления из шибера укажет на то что котел полностью готов на переход в режим пиролиза.

Пиролизные котлы длительного горения: устройство и принцип работы

Содержание

Схема и устройство котла пиролизного горения
Принцип работы пиролизного устройства отопления
Достоинства и недостатки пиролизных котлов
Установка и монтаж котлов пиролизного типа

Введение

Каждый владелец частного дома, выбирая твердотопливный отопительный котел несомненно хочет сделать лучший выбор. Один из основных критериев на который обращают внимание все покупатели без исключения это экономичность. Среди всего многообразия устройств представленных на российском рынке, есть одна разновидность использующая особый способ его сжигания – пиролизные котлы длительного горения. Давайте попробуем разобраться как работает такой котел и как он устроен, а также рассмотрим его основные плюсы и минусы.

Схема и устройство котла пиролизного горения

Объяснить суть пиролиза можно на примере котла длительного горения на дровах. Под воздействием высоких температур в топке (около 450 градусов Цельсия), происходит разложение древесины на твердую и газообразную составляющую. Впоследствии, каждая из этих составляющих сжигается отдельно. Отопительные приборы такого типа называют еще газогенераторными, а сам метод – методом сухой перегонки. Благодаря этой технологии достигается лучший КПД и меньший расход дров, чем при использовании классического способа, но значительно возрастает цена устройства.

Основными видами топлива для котлов длительного горения использующих метод пиролиза являются: древесина, уголь, торф, опилки, пеллеты. Главные требования к топливу следующие:

ограниченные габариты

Габариты закладки должны быть не больше размеров топки. В случае использования древесных поленьев, их длинна обычно ограничивается 40см, а диаметр 20см.
низкая влажность

Для получения высокого КПД, а также для продления срока службы котла, необходимо, чтобы влажность используемого в нем топлива не превышала 20%.

Фото 1: Система автоматической подачи пеллет в пиролизный котел

По типу используемого топлива, все виды пиролизных котлов можно разделить на:

дровяные

Конструктивно, спроектированы для работы на дровах. Именно на этом топливе они дают наилучший КПД. Самая известная модель такого типа — пиролизный котел на дровах «Buderus Logano»
угольные

Основной вид топлива бурый уголь или кокс.
пеллетные

Такие котлы работают на пеллетах – прессованных топливных гранулах из одходов деревообработки.
комбинированные (или универсальные)

Могут работать на любом из выше перечисленных видах топлива. КПД универсальных котлов длительного горения обычно хуже чем у спроектированных под определенный вид топлива.

Фото 2: Устройство пиролизного котла на дровах

В зависимости от того сколько контуров содержит конструкция выделяют:

одноконтурные

Водогрейный котел содержит один контур, который используется для отопления дома.
двухконтурные

В конструкции предусмотрен дополнительный контур, для обеспечение горячего водоснабжения.

Ниже показана схема пиролизного котла, глядя на которую мы разберем его устройство. Бытовой котел отопления длительного горения, обычно состоит из следующих основных элементов:

Фото 3: Схема конструкции пиролизного котла

Устройство управления

Блок автоматического управления котлом предназначен для установки различных режимов работы котла. Данное устройство позволяет контролировать различные параметры работы отопительного прибора.
Корпус

Наружный каркас выполнен из стали и покрыт специальной жаропрочной и износостойкой краской. Изпользование особых красок в отопительных котлах продиктовано условиями их эксплуатации и температурным режимом.
Теплоизоляция

Для уменьшения теплопотерь пиролизного котла его теплоизолируют. В качестве материалов для теплоизоляции используются муллитокремнеземистные плиты, асбест, диатомит, а также известь.
Устройство от закипания котла

Данное приспособление позволяет держать температуру котла в необходимых рамках. Закипание котла очень опасно и может превести к выходу котла из строя, а в некоторых случаях и к взрыву.
Теплообменник

Теплообменник представляет собой чугунную или стальную емкость, которая наполнена теплоносителем. В верхней и нижней его части оборудованы вентили для подключения подающей и обратной линии системы отопления. В процессе горения теплоноситель внутри теплообменника нагревается и циркулирует по отопительной системе.
Камера загрузки

Камера загрузки (газифицирующая или топочная) представляет собой отсек, в который загружается твердое топливо. После загрузки и розжига топлива, уменьшается подача первичного воздуха. Процесс горения замедляется и топливо начинает медленно тлеть, выделяя при этом пиролизный газ. Температура при которой происходит эта процедура равна приблизительно 450С. Образовавшаяся газообразная смесь нагнетается в следующий отсек, называемый камерой сгорания.
Камера сгорания

В камере сгорания происходит сжигание смеси из древесного газа и вторичного воздуха. Подача этой смеси осуществляется принудительно из отсека газификации. Процесс горения проходит при температуре 1100С.
Подключение подающей линии

Подающий патрубок используется для подачи горяей воды из котла в систему отопления.
Колосник

Колосник представляет собой чугунную или стальную решетку, расположенную между камерами загрузки и сжигания. На ней происходит газификация твердого топлива, также через отверстия в ней пиролизный газ нагнетается в расположенную ниже камеру сжигания.
Патрубок дымохода

Дымоход представляет собой канал для отвода газообразных продуктов сгорания. Длина и сечение дымовой трубы должны зависят мощности котла.
Вентилятор дымовой трубы

Так как в большинстве пиролизных котлов отечественного производства применяется верхнее дутье, необходимо использовать принудительную тягу с помощью вентилятора или дымососа.
Клапан подачи первичного воздуха

Первичный воздух предназначен для предварительного разогрева топлива и начала процесса пиролиза.
Клапан вторичного воздуха

Вторичный воздух необходим для дожига пиролизных газов в камере сгорания.
Подключение обратной линии

Через обратный патрубок, теплоноситель, из системы отопления возвращается обратно в отопительный прибор.

Вернуться к оглавлению

Принцип работы пиролизного устройства отопления

Итак, как же работает пиролизный котел? Давайте разберем поэтапно схему его работы на примере пиролизного котла на угле:

Этап 1:

В топку загружается твердое топливо, в нашем случае уголь. Котел разжигается и дверца в топочную камеру плотно закрывается. Так как поступление первичного воздуха ограничено, начинается процесс тления и выделения пиролизного газа. Длительностью горения можно управлять, регулируя подачу первичного воздуха.

Фото 4: Как работает угольный котел пиролизного горения

Этап 2:

Смесь пиролизного газа и первичного воздуха принудительно нагнетается внутрь камеры сжигания сквозь отверстия в колосниковой решетке. Туда же подается и вторичный воздух для обеспечения интенсивности горения. Происходит процесс сжигания смеси пиролизного газа и вторичного воздуха при большой температуре. Образовавшаяся тепловая энергия нагревает теплоноситель внутри теплообменника.

Фото 5: Как работает система дожига пиролизных газов

Этап 3:

Через газоход, посредством принудительной тяги с помощью дымососа, осуществляется вывод газообразных продуктов сгорания в атмосферу. Особо следует отметить, что выхлопные газы, образовавшиеся в результате пиролизного горения, содержат минимальное количество вредных примесей. Большую часть дымовых газов составляют водяные пары и углекислый газ.

Как видно, принцип действия пиролизного котла несколько сложнее традиционного. Именно поэтому стоимость их обычно в 2 раза выше. Прежде чем принять решение какой котел купить пиролизный или классический, давайте разберем плюсы и минусы котлов пиролизного горения.

Вернуться к оглавлению

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Использование технологии пиролиза имеет как преимущества, так и недостатки. Основными плюсами котлов длительного горения пиролизного типа являются:

Длительность горения

Интервал между загрузками увеличен в 3-4 раза по сравнению с классическими. Например отопительный пиролизный котел «Прометей Эко» способен непрерывно работать на одной закладке топлива до 12 часов.
Повышенная экономичность

При использовании пиролизного горения твердое топливо прогорает значительно лучше. Для получения одного и того же количества тепла при использовании пиролиза, потребуется меньше топлива, чем при традиционном сжигании.
Высокий КПД

КПД при использовании пиролиза значительно выше. Диапазон значений КПД для пиролизных котлов 85-92%.
Экологичность

В составе газов на выходе котла пиролизного типа почти полностью отсутствуют вредные примеси. Основную часть выхлопных газов составляют водяные пары и углекислый газ.
Возможность регулировки

Процесс газогенерации легко поддается регулировке. Поэтому чаще всего пиролизные котлы автоматические. Регулировка интенсивности горения позволяет подстраиваться под потребности отопительной системы.

Фото 6: Автоматический бытовой газогенераторный котел

Помимо рассмотренных нами плюсов, они обладают и рядом недостатков. Давайте остановимся на них поподробнее:

Энергозависимость

Особенность конструкции пиролизного котла в том, что подача первичного и вторичного воздуха, а также тяга осуществляется принудительно с использованием вентиляторов, требующих наличия электричества. Однако, существуют и энергонезависимые модели на естественной тяге, но они достаточно редки.
Требуется низкая влажность толпива

Метод газогенерации очень прихотлив к содержанию влаги в твердом топливе. Чем более сухое топливо используется, тем лучше. Рекомендуемая влажность не более 20%
Требуется полная загрузка

При малом количестве топлива, пиролизные котлы начинают гореть нестабильно. Поэтому рекомендуется не делать загрузки менее 30-50%, от рекомендуемой производителем нормы.
Сложность автоматической подачи топлива

Для дровяных пиролизных котлов сложно организовать автоматическую подачу топлива из-за больших размеров поленьев. Сделать автоматический угольный котел длительного горения возможно лишь в случае однородности размеров фракций угля.
Высокая цена

Высокая стоимость газогенераторных котлов длительного горения один из самых существенных их недостатков. Купить такой котел можно в 1.5-2 раза дороже, чем устройства аналогичной мощности, но использующие традиционный способ сжигания.

Подробнее об отопительных приборах пиролизного типа, их преимуществах и недостатках смотрите в видео:

Вернуться к оглавлению

Установка и монтаж котлов пиролизного типа

Процесс установки, монтажа и обвязки пиролизного котла имеет свои особенности. Соблюдение всех нюансов, позволит обеспечить долгий срок службы отопительного прибора, а также обезопасить его владельцев. Технология пиролизного горения вносит ряд особенностей в монтаж котлов:

Фото 7: Дровяной пиролизный котел с теплоаккумулятором

Выполняя монтаж котла, следует учесть, что надув воздуха и тяга в них осуществляется с помощью вентиляторов и дымососов. Поэтому установку следует проводить в непосредственной близости от источника электропитания.
Также следует принять во внимание требования к влажности топлива. Во избежании сбоев в работе, производить установку котла длительного горения следует в сухом помещении.
Поскольку температура газов на выходе ниже, чем у обычного, допускается применения дымоходов с более тонкими стенками (до 0.5мм).
Рекомендуется подключение теплоаккумулятора. Поскольку наилучший КПД и режим работы котла длительного горения достигается полной загрузке, излишнее тепло рекомендуется накапливать в теплоаккумуляторе и использовать его для отопления по мере необходимости.

Вернуться к оглавлению Заключение

В заключении хочется сказать, что пиролизные котлы, хоть и имеют высокую стоимость, но обладают рядом существенных преимуществ. Если ваш бюджет позволяет вам приобрести отопительный прибор данного типа, то вы уж точно не разочаруетесь. Эти устройства стоят своих денег, благо сейчас, на российском рынке, появились сравнительно недорогие пиролизные котлы отечественного производства.

Как работают твердотопливные котлы СИВ от ООО НП «Котел 52»

Содержание:

Завышенные цены на ДТ, дорогое электричество и газ заставляют промышленный бизнес и владельцев частных домовладений искать и находить более экономичные решения. К примеру, устанавливать котлы на твердом топливе. Чтобы выбрать наиболее подходящую модель, нужно знать, как работает твердотопливный котел, и представлять его принципиальную конструкцию.

Главные достоинства ТТК – дешевизна энергоносителей (это дрова, пеллеты, уголь, брикеты, сыпучие древесные материалы), автономность работы, длительный срок эксплуатации и простое управление. Конечный результат приобретения агрегата длительного горения – значительная экономия на затратах при обслуживании и эксплуатации, урезание расходов на запасы топлива – уголь или дрова всегда стоили дешевле, чем газ или электроэнергия. Из этой статьи Вы узнаете, из чего состоит и как работает котел отопления в классическом, пиролизном и пеллетном вариантах.

Топочная камера

В ней сгорает загружаемое топливо. Она же выполняет функции теплообменника при отдаче тепла в систему отопления. Камера горения – это портал для загрузки (дверца), дымоход (узел вывода продуктов горения), система колосников, камера для сбора сажи и золы, а также отверстие для подачи воздуха. При горении тепло нагревает рубашку-теплообменник вокруг камеры. В теплообменнике находится вода, которая подается в систему отопления естественным или принудительным путем.

Рубашка-теплообменник

Принцип работы твердотопливного теплогенератора основан на нагреве теплоносителя, протекающего между двойных стенок агрегата. Это и есть рубашка, или теплообменник. Сгорая, топливо нагревает стенки камеры горения, и через них нагревается рабочая жидкость в рубашке. Носитель поднимается вверх, и попадает в общую систему отопления. После прохождения воды по всей системе, опоясывающей отапливаемый объект, она остывает, и в охлажденном состоянии возвращается в котел, точнее, рубашку по обратной подаче (обратке).

Для разгона теплоносителя в систему встраивается циркуляционный насос. Этот узел позволяет не обращать внимание на перепады уровней монтажа труб, что упрощает сборку системы. Некоторые модели котлов СИВ от нижегородской фирмы «Котел 52» имеют вмонтированные помпы, но чаще насосы устанавливают на выносе, врезая агрегат из в трубу обратной подачи теплоносителя. В открытых инерционных системах отопления с естественной циркуляцией рабочей среды насосы не нужны – теплоноситель перемещается по трубам отопительной системы за счет гравитации, уклона труб и разницы температур в разных точках кольца отопления. Инерционные схемы полностью автономны, и этим привлекают покупателей твердотопливных пиролизных котлов. О том, как работает пиролизный котел, читайте дальше:

Такие агрегаты имеют не одну, а две камеры горения. В первичном отсеке сгорает топливо в режиме обедненной подачи воздуха. Фактически, топливо тлеет, выделяя пиролизные газы, которые также сжигаются, но уже во вторичном отсеке. Двойное сгорание обеспечивает эколочичность выхлопов и КПД до 95%.

Организация дымоудаления

В классическом твердотопливном теплогенераторе образуется много дыма, который необходимо выводить на улицу. И как работают отопительные котлы любых моделей и конструкций в этом случае? Удаление дыма и отработанных газов продуктов происходит через изолированный трубопровод, который монтируют от ТТК на улицу.

Как контролируется и регулируется температура теплоносителя

Без доступа кислорода в камеру горения ни один котел работать не будет. Поэтому Вам нужно знать, какие механизмы для этого имеют твердотопливные котлы длительного горения и как работает система регулировки воздуха. Чем интенсивнее поступает воздух в камеру, тем быстрее сгорает топливо. Объем воздуха регулируется заслонками и шиберами, которые открываются/закрываются вручную или сервоприводами.

Другие конструкции ТТК

А как работает печь длительного горения на дровах? Практически так же, как и пиролизная печь, как работает весь ряд твердотопливных котлов — прежде всего, топливо должно гореть. Второе требование – топливо должно гореть долго. При организации процесса длительного горения сжигание начинается сверху, и послойно уничтожает горючие материалы в топке. Этим обеспечивается медленное тление и вторичное сгорание пиролизных газов.

Рассмотрим, как работает печь длительного горения на дровах:

После начала реакции пиролиза в первичной камере доступ кислорода почти закрывается, чтобы дрова не горели, и тлели;
Во вторичной камере дожига пиролизный газ выгорает полностью, тем самым значительно сокращая объем сажи и золы;
Остатки газов выходят наружу по системе дымоудаления.

При такой организации горения топливо сгорает на 95%, утилизируясь почти полностью. Отвечая на вопрос покупателей, как работает печь длительного горения на дровах, можно уверенно утверждать, что принцип их работы прост, а результат впечатляет. Одна-две загрузки в неделю – это цикл обслуживания, который понравится любому потребителю. Узнать во всех подробностях, как работают печи длительного горения, Вы можете в отделе консультаций на сайте выксунского предприятия «Котел 52», обратившись по телефону или по форме обратной связи.

твердотопливные котлы отопления, отопительные на твердом топливе, пиролизного типа

Содержание:

Жители регионов, где природный газ недоступен, вынуждены использовать для отопления домов традиционные виды топлива – уголь, торф и дрова. Хорошей альтернативой обычным печам и котлам выступают инновационные пиролизные модели, характеризующиеся большей эффективностью и имеющие встроенную автоматику.

Особенности конструкции

Пиролизный котел — твердотопливный котел модифицированного типа, позволяющий из дров извлекать газ, впоследствии использующийся для обогрева жилища. Пиролиз является физико-химической реакцией, широко применяемой в различных промышленных областях. В основе этого процесса лежит распад сложной органики под воздействием значительной температуры и в условиях кислородного голодания. В итоге на выходе получаются более простые компоненты в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Конструкция твердотопливного пиролизного котла состоит из двух камер:

Верхняя камера. Предназначена для осуществления реакции пиролиза топливного материала при температурном режиме +200 — +800 градусов. В результате этого происходит образование древесного угля и природного газа, состоящего из СО с примесями СО2.
Нижняя камера. В нее из верхнего отделения поступает пиролизный газ, смешанный с воздухом: итогом его сгорания при температуре +1100 – 1200 градусов является образование большого количества тепла. Полученная энергия используется для нагревания воды и теплоносителя.

Принцип работы

Из-за того, что внутри пиролизных котлов длительного горения сжигаются не дрова, а природный газ, достигается достаточно высокий КПД – 85-90%. Процесс горения в таком случае проще поддается контролю, что дает возможность введения автоматического управления оборудованием. Для разделения верхней и нижней камеры используется колосник. Получения газа в верхнем отделении достигается за счет медленного тления и пиролизации топлива. И это все – в условиях дефицита кислорода. Препятствием для потери тепла из этой камеры служит топливо на колоснике: сквозь него происходит слабое поступление первичного воздуха.

Подача получаемого в результате тления топлива газа в нижнюю камеру происходит вместе со вторичным воздухом. В роли форсунки выступает дно нижнего отделения, для изготовления которого используется термостойкая керамика. Отличительной особенностью таких топок являются усиленные показатели аэродинамического сопротивления, что позволяет использовать в них принудительную тягу, создаваемую дымососом.

Время работы газогенераторного котла, обеспечиваемого одной загрузкой, находится в прямой зависимости от уличной и внутренней температуры воздуха, качеств утепления помещения, типа топлива и его характеристик, а также правильности монтажа системы отопления. По сравнению с обычным оборудованием твердотопливные пиролизные котлы на порядок эффективнее.

Выбор твердого топлива

Для работы пиролизного котла отопления подойдет любой тип твердого топлива, включая древесину, торф, бурый и черный уголь.

Эти материалы имеют различный период полного сгорания:

Мягкая древесина – до 5 часов.
Твердая древесина – около 6 часов.
Бурый уголь – 8 часов.
Черный уголь – 10 часов.

Как показывает практика, наибольшей эффективность твердотопливного пиролизного котла длительного горения достигается при использовании сухой древесины. При помощи сухих поленьев длиной до 65 см и влажностью 20% можно не только вывести оборудование на максимальную мощность, но и существенно продлить срок его службы. Если такие дрова отсутствуют, газ можно генерировать с помощью всякого органического топлива, для которого характерен образование летучих фракций.

Производители пиролизных котлов на твердом топливе допускают использование следующих видов материала:

Древесных отходов.
Топливных пеллет и брикетов.
Некоторых видов торфа.
Отходов пищевой промышленности, имеющих в своем составе целлюлозу.
Каменного угля.

При сгорании пиролизного газа пламя имеет белый цвет, минимально выделяя побочные продукты горения. Если правильно отрегулировать первичный и вторичный воздух, а также подобрать качественное топлива, то процентная доля дыма не превышает 20%. При увеличении влажности топлива при его сгорании будет образовываться большое количество водяного пара. В результате этого появится копоть и деготь, что приводит к снижению теплотворных характеристик твердотопливных котлов пиролизного горения, вплоть до затухания.

Как запускается и работает пиролизный котел длительного горения

Прежде, чем включить газогенератор, важно учесть его отличия от обычного твердотопливного обогревателя. И это не только касается наличия двух камер, имеющих специальные шиберные задвижки-регуляторы. Важный момент – перед использованием загрузочного бункера отопительного пиролизного котла его необходимо хорошо прогреть.

По достижению оптимального температурного режима +500-800 градусов проводится загрузка твердого топлива. Только после этого шибер можно привести в режим пиролиза и включить дымосос. В результате такого порядка операций создаются условия для медленного бескислородного сжигания топлива. Пиролизный газ сгорает чистым желтовато-белым пламенем, что обеспечивает эффективное отопление помещений.

Сильные и слабые стороны

Неоспоримыми достоинствами пиролизных котлов на твердом топливе являются следующие характеристики:

Простота в обслуживании. Благодаря наличию автоматизации работа оборудования не требует надзора человека. Загрузка топлива также очень удобна – ее проводят раз в 10-15 часов (это в 2 раза реже, чем в случае с традиционными твердотопливными моделями). Что касается чистки топки и дымохода, то благодаря минимальному образованию сажи реализовать ее достаточно легко.
Практичность. В регионах, где отсутствуют газовые магистрали твердотопливный котел пиролизного типа является наиболее практичным решением для организации автономного отопления.
Экологическая безопасность. После сгорания топлива практически не остается золы в топке и в дымоходной трубы. Выделяющиеся в процессе горения газы не содержат токсичные компоненты, а в процессе работы газогенератора концентрация СО2 в 3 раза ниже, чем в случае со стандартным твердотопливным котлом. Как результат, загрязнение окружающего пространства сведено к минимуму.
Высокая скорость нагревания. Пиролизный котел быстро прогревает помещение.

Слабые стороны:

Дороговизна. Пиролизные котлы дороже обычного оборудования в полтора раза.
Оснащены только одним контуром. Вне зависимости от модели, все газогенераторные агрегаты являются одноконтурными. Это означает, что воды для бытовых нужд во время их работы не нагревается.
Требовательность к топливу. Превышения влажности используемого топлива может провоцировать серьезные сбои в работе отопления.
Отсутствие полного автоматического режима. В отличии от газового, твердотопливный пиролизный котел на дровах лишь частично автоматизирован, так как загрузка топлива производится вручную.

Твердотопливный пиролизный котел

Сочетание эффективной работы, основанной на экономном использовании топлива, и удобство эксплуатации – ключевые требования при выборе котла отопления. Основная цель инженерных разработок – максимально использовать теплоту от сжигаемого топлива при сокращении объема источника энергии. Пиролизный котел полностью соответствует поставленным условиям и представляет практичный вариант отопления жилья.

Виды и устройство пиролизного оборудования

Какие котлы можно отнести к пиролизным и существуют ли конструктивные отличия между моделями? В чем преимущества и отрицательные стороны агрегатов длительного горения? Для начала стоит отметить, что пиролизные котлы работают исключительно на твердом топливе. «Сердце» котла – это камера сгорания, состоящая из двух отсеков:

Загрузочная часть для твердого топлива, генерирующая газ.
Сектор дожига, функция которого – организация процесса сжигания пиролизных газов.

Этот сектор соединен с дымовым трактом, по которому тепловая энергия двигается к теплоносителю. Здесь же оседают и остатки сгорания твердого топлива в виде сажи. Поэтому второе название пиролизного аппарата – газогенераторный котел. Все подобные агрегаты оснащены переключателями тяги. Отсутствие данного элемента превращает газогенераторный котел в стандартное оборудование прямого горения. Именно закрытие задвижки обеспечивает начало пиролизного процесса при сгорании твердого топлива.

Существуют различные модели пиролизных котлов, разница между которыми заключается в расположении камера дожига. Она может быть оборудована вверху или внизу. Особенности популярной конструкции агрегата на твердом топливе с нижней камерой дожига следующие:

Среди преимуществ отмечается удобная закладка топлива, отработанные газы при этом выходят в дымовую трубу, установленную снизу.
Существенным недостатком такого пиролизного котла является необходимость регулярной чистки нижней камеры ввиду попадания золы из первичного отсека.

Конструкция пиролизного твердотопливного котла с верхней камерой дожига получила меньшее распространение, но обладает значительными преимуществами. В нем пиролизный газ поступает в отсек дожига через форсунки, а после полного сгорания передвигается в дымоход. После охлаждения продукты сгорания выводятся наружу. Отрицательным моментом такой модели является увеличенный расход материала на обустройство дымового тракта.

Конструктивные различия между твердотопливными котлами пиролизного типа имеются и в обустройстве тяги, которая бывает принудительной и естественной.

Для принудительной вентиляции устанавливаются вентиляторы и дымососы, управление которых происходит автоматически. Их работа характеризуется большим временем эффективного горения, но при условии наличия электроэнергии.

Принцип работы

За счет чего пиролизный твердотопливный агрегат обладает высоким КПД, рассмотрим подробно. Благодаря оборудованной камере сгорания и турбине, одной закладки твердого топлива хватает на период от 10 до 12 часов. Как это действует:

Газогенераторные котлы оснащены программным устройством, функция которого – установить удобный режим отопления.
После получения заданных параметров осуществляется автоматическое управление работой турбины.
В отсек для загрузки твердого топлива подается определенный объем воздуха, обеспечивающий требуемый режим горения. Это позволяет поддерживать в системе нужную температуру.

Ключевым принципом эффективного функционирования пиролизных котлов является использование технологии генерирования газа за счет разложения древесины. Осуществляется это при воздействии на твердое топливо высокими температурами в диапазоне 200-800^оС при условии ограниченной подачи воздуха. То есть получение основного потока тепловой энергии базируется не в загрузочной камере, где непосредственно происходит сжигание твердого топлива. Выделяемый в условиях нехватки кислорода пиролизный газ проходит через форсунки в камеру дожига, и, смешиваясь там с вторичным воздухом, сгорает при температуре 1100-1200^оС. Его воспламенению способствует дымосос, создающий необходимую тягу. Этот процесс характеризуется выделением колоссального объема тепла. Участки котла, где скапливается небольшое количество отходов в виде золы и сажи, нуждаются в регулярной очистке.

Продвижение пиролизного газа через теплообменник сопровождается передачей тепловой энергии теплоносителю, после чего он удаляется через дымоход. Это обеспечивает максимальное использование выделяемого тепла и продление процесса сгорания твердого топлива.

Важно! Для эффективной работы пиролизного котла применяется топливо, влажность которого не превышает 20%, в противном случае процесс газообразования невозможен.

Особенности стальных и чугунных моделей

Корпус твердотопливного пиролизного котла преимущественно изготавливается из стали толщиной более 5 мм. Недостатком данного материала является подверженность процессам коррозии, что оказывает негативное влияние на срок эксплуатации оборудования. Избежать подобных проблем позволит приобретение котла на твердом топливе, корпус которого выполнен из чугуна, обладающего высоким качеством и надежностью. По сравнению со стальными изделиями, характеристики чугунных пиролизных котлов выше по следующим позициям:

период эксплуатации;
теплоотдача;
устойчивость к процессам коррозии;
чугунные котлы менее подвержены воздействию кислот и смол.

Нюансы выбора топлива

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа применяемого топлива. В целом, для него подойдут такое сырье органического происхождения:

дрова;
уголь;
пеллеты;
торф;
отходы древесной переработки.

Загрузка опилок и стружки неприемлема ввиду противоречия самому названию котла «на твердом топливе». Использование данных материалов не обеспечит процесс выделения пиролизного газа по причине моментально сгорания. Оптимальным вариантом является древесина, горение которой сопровождается образованием больших объемов газа, превышающим все остальные источники. Как говорилось выше, высокий КПД котла пиролизного типа возможен при условии загрузки сухого топлива.

Анализ стоимости источников тепловой энергии определил лидеров: среди них находятся пеллеты и древесные гранулы. Оба вида представляют результат деревообработки и обладают низкой стоимостью. Однако мелкофракционный материал рекомендуется применять в сочетании с дровами.

Минимальный размер топлива для газогенераторного котла составляет 7-10 см при поперечном измерении. Применение щепы или опилок допускается в объемах, не превышающих ¼ массы всего твердого топлива.

Преимущества и недостатки

Усовершенствование котлов на твердом топливе обеспечило пиролизным агрегатам ряд преимуществ, среди которых следует отметить:

При соблюдении условий эксплуатации КПД котла составляет 85-90%. Это достигается благодаря сжиганию твердого топлива без остатка.
Потребность в загрузке дров возникает дважды в сутки. При эксплуатации пиролизного котла на неполную мощность процесс можно сократить до одноразового пополнения в течение 24 часов.
Регулировка температурного режима в помещении обеспечивает сокращение расхода топлива.
Взаимодействие пиролизного газа с углеродом сопровождается минимальным выделением вредных веществ. В совокупности с практически полным сгоранием твердого топлива в котле, это гарантирует низкий уровень загрязнения атмосферы. По отношению к традиционным агрегатам он уменьшен в три раза.
Сокращение количества чисток пиролизного котла благодаря полному сгоранию всех компонентов древесины.

По отзывам потребителей твердотопливным пиролизным котлам свойственны отдельные недостатки:

Зависимость от подачи электроэнергии.
В своем большинстве пиролизные котлы одноконтурные агрегаты, поэтому выполняют единственную функцию отопления помещения. Для организации процесса нагрева воды следует позаботиться об установке дополнительного оборудования, что сопровождается новыми материальными затратами.
Стоимость аппарата на твердом топливе пиролизного типа выше цены традиционного твердотопливного котла. Однако за счет экономного расхода сырья в дальнейшем эта статья расходов с успехом перекрывается.
Невзирая на автоматическую регулировку отопительного процесса, загрузка твердого топлива в пиролизный котел осуществляется вручную. Эта процедура доставляет потребителям определенные неудобства ввиду систематического контроля над расходом сырья.

Выбирая среди множества моделей пиролизных котлов учтите, что агрегаты, работающие исключительно на пеллетах сложны в обслуживании, поэтому нуждаются в привлечении сервисных специалистов. Стоимость всех пиролизных котлов напрямую зависит от наличия и количества технических усовершенствований.

Отличие пиролизных котлов от твердотопливных традиционных

В отличие от традиционных твердотопливных котлов, в пиролизных котлах горит древесный газ, выделяющийся из дров под воздействием высокой температуры. Во время такого сжигания не образуется сажа и появляется минимальное количество золы. В газогенераторных котлах (котлах с пиролизным сжиганием) древесный газ, возникающий благодаря высокой температуре в бункере топлива, проходит через специальную форсунку и горит очень чистым пламенем желтого или даже почти белого цвета.

С пиролизным сжиганием древесины твердотопливного котла (газогенераторные) имеют больший КПД до 90% что позволяет автоматические регулировать мощность.

Котел твердотопливный длительного горения может быть изготовлен из чугуна или стали. Первые считаются более долговечными. За счет тяжелых и толстых стенок они медленно нагреваются, но и медленно остывают. Из минусов обычно называется излишняя хрупкость материала. Стальные котлы более легкие и устойчивые к перепадам температуры, зато быстрее поддаются коррозии под воздействием конденсата.

Пиролизные котлы используют газифицированный тип сжигания древесины, что существенно увеличивает КПД (до 90%) и увеличивает продолжительность горения на одной загрузке до 12 часов.

Твердотопливные котлы длительного горения «тлеющего» типа отзывы заслужили высокие, благодаря значительной продолжительности горения на дровах (может достигать 30 часов).

Основные достоинства пиролизных котлов перед обычными твердотопливными:

Возможность использования тепла, получаемого не только при сжигании дров, но и от выделяющегося при этом газа.
Образование минимального количества пепла и полное отсутствие сажи.
Более высокий КПД (до 90%), чем у традиционных моделей (60-70%), вследствие чего они поддерживают необходимую температуру дольше.
Время работы на одной закладке у многих составляет более 8 часов.
Минимальное содержание вредных примесей в отработанных газах.
Регулировка мощности в пределах от 30 до 100%.
Возможность утилизации резины и полимеров без ущерба для окружающей среды.

И если сравнивать обычные твердотопливные котлы и пиролизные долгого горения, то не вызывает никакого сомнения наибольшая эффективность последнего. Ведь в процессе сжигания дров в нем можно получить такие высокие температуры, которые невозможны при работе обычного твердотопливного оборудования. Данная особенность связана с принципом работы аппарата, а именно сжиганием в нем не только дров, но и газов, выделяемых в процессе их горения. При этом для сжигания пиролизного газа не требуется таких больших объемов вторичного воздуха, как при работе обычного твердотопливного котла.

Недостатки пиролизных котлов:

высокая цена котла,
используемое топливо должно быть с очень низким коэффициентом влажности,
обычно небольшая загрузочная камера

Всеядные бездымные пиролизные котлы DM-STELLA

Больше видео на youtube.com/dmstella

Твердотопливные пиролизные котлы от DM-STELLA также именуемые как газогенераторные котлы работают по принципу пиролизного сжигания (или сухой перегонк) твердого топлива, суть которого заключается в высокотемпературном разложении топлива на летучие (пиролизные) газы и твердый остаток под действием высокой температуры и в условиях недостатка кислорода.

Процесс пиролиза протекает при температуре свыше 1100°С. Преимуществом такого пиролизного разложения можно назвать экзотермические процессы, которые существенно улучшают прогрев воздуха, используемого в дальнейшем для высушивания топлива в бункере и подачи через форсунку в зону горения.

Образование высокотемпературного факела — отличительная черта пиролизных котлов — происходит в процессе смешивания выделяемых газов и подаваемого кислорода. Примечательно, что в этом факеле сгорает и активный углерод, благодаря чему концентрация вредных веществ в отходящих дымовых газах котлов минимальна, засорение труб теплообменника — незначительное, а объем СО2, выбрасываемый в атмосферу, в несколько раз меньше допустимой нормы.

За счет уникальной полноты сгорания и разложения топлива зольность любого примененного топлива максимально снижается. Именно поэтому твердотопливные пиролизные котлы DM-STELLA чистятся намного реже, чем обычное твердотопливные котлы длительного горения.

Основные преимущества пиролизных котлов

Пиролизные котлы DM-STELLA	Обычный твердотопливный котел длительного горения
Температура сжигания топлива 1100-1500 °C	Температура сжигания топлива 600-800 °C
Температура исходящих газов 100-150 °C	Температура исходящих газов 200-300 °C и выше
Возможность сжигать кроме дров, топливные брикеты, пеллеты и альтернативные виды топлива (шины, отходы мебельной промышленности, пластик, бытовой мусор)	Только дрова
Дополнительный источник тепла — пиролизный газ	Дым улетает в дымоход
КПД до 95%	КПД до 80%
ГИБРИД — 3 в ОДНОМ — возможность использовать котел в 3 режимах: пиролизный/пеллетный/длительного горения (от схемы монтажа и комплектации)	Только котел длительного горения

Дополнительные преимущества пиролизных котлов DM-STELLA:

5 лет гарантии
доступная цена
автоматическая подача топлива
беспрерывная работа
комфорт в эксплуатации
простота в обслуживании
автоматическое поддержание заданной температуры
дозагрузка топлива в любой момент
выгрузка золы и чистка котла в любой момент
бесплатная доставка по Украине
сталь от 6 мм 09Г2С (долговечность)
водяная рубашка по всей площади котла

Особенности конструкции пиролизных котлов

Твердотопливный пиролизный котел DM-STELLA разделен форсункой на две камеры — нижнюю (камеру дожига) и верхнюю (топливный бункер).

Верхняя камера предназначена для закладки топлива и его подготовки к пиролизу. Именно здесь топливо предварительно подсушивается и нагревается до температуры, необходимой для разложения дров на составляющие. Выполняемая в топливном бункере газификация способствует повышению КПД и улучшению процесса горения.

Горение начинается на разделительной поверхности — днище бункера, при недостатке кислорода, а дожигание выделенных газов происходит после смешивания с кислородом, поступающим через форсунку, уже в нижней камере — камере дожига. В пиролизных котлах DM-STELLA она выполняет и роль зольника, накапливающего отработанный пепел.

Котлы с пиролизным сжиганием топлива легко поддерживают установленную мощность, а ее регулирование осуществляется посредством изменения объемов вторичного воздуха, подаваемого к форсунке.

Отличительной особенностью твердотопливных котлов DM-STELLA можно назвать точность и плавность регулировки, которая недостижима при стандартной конструкции твердотопливных котлов.

Правильный процесс работы котла предусматривает сжигание топлива максимально качественно, благодаря чему на теплообменных стенках котла не накапливаются отложения, снижающие теплоотдачу и КПД. Ввиду этого они не нуждаются в частой чистке.

Пиролизные котлы длительного горения DM-STELLA могут работать практически на любом топливе. Расход топлива зависит от мощности котла, тепловых потерь помещения, качества топлива и многих других факторов, в связи с чем время работы котла DM-STELLA на одной загрузке может варьироваться от 8 до 48 часов.

Отличительные особенности пиролизных котлов

Основное отличие пиролизных котлов DM-STELLA от традиционных твердотопливных котлов длительного горения — процесс пиролиза, при котором древесина не горит, а тлеет из-за недостатка кислорода.

Верхняя и нижняя камера разделены металлической форсункой (горелкой). Именно через нее выделяемые газы поступают в нижнюю камеру сжигания и смешиваются с вторичным воздухом. Несомненным преимуществом наших котлов является эжекторная горелка, которая так же представляет собой дно загрузочной камеры, на котором лежит топливо и благодаря горелке сгорает с максимальной эффективностью. Данная деталь является нашей разработкой. Это ключевая часть котла и к тому же сменная, выполнена из прочной стали, рассчитана на длительные высокотемпературные нагрузки, устойчива к механическим и физическим воздействиям. Ее ресурс составляет 1-5 отопительных сезонов, в зависимости от мощности котла и используемого вида топлива. Хотим подчеркнуть, что горелка меняется без особого труда пользователем не являющимся специалистом и ее стоимость значительно ниже по сравнению с горелками из огнеупорных материалов, которые еще и хрупкие.

Котлы пиролизного типа характеризуются перевернутым процессом горения, когда пламя устремляется сверху вниз. В камере дожига пиролизный факел рассеивается, передавая тепло теплообменным поверхностям. Образующиеся в процессе горения дымовые газы поднимаются по трубам теплообменника и вылетают в трубу. Благодаря этому движению теплоноситель, находящийся в водяной рубашке, равномерно нагревается. В дальнейшем нагретая в котле вода используется для передачи тепла системе отопления.

При высокой температуре пламени — 1100°С и выше — температура дымовых газов в пиролизных котлах не превышает 100–150°С, что является показателем полноты горения, эффективности работы и высокого КПД.

Внешне процесс пиролизного сжигания представляет собой тление топлива и активное горение факела в нижней камере. Только при соблюдении этих условий пиролиз можно считать правильным.

Растопка пиролизных котлов

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения DM-STELLA растапливаются так же, как и любой другой твердотопливный котел, работающий на дровах. Загрузочная камера заполняется небольшим количеством топлива, после чего оно поджигается. После стабилизации горения в бункер загружается остальное топливо. Примечательно, что дрова для пиролизных котлов могут быть достаточно крупные — до 20 см в диаметре. Пиролизные котлы на дровах могут работать от 8 до 48 часов.

При достижении температуры 60°C шиберная заслонка дымохода перекрывается, благодаря чему создаются условия для начала пиролиза. О правильности растопки пиролизного котла можно судить и по факелу, видимому в камере дожига (нижней камере).

Дозагрузку котла можно производить в любое время, не нужно дожидаться полного прогорания.

Настройка и работа пиролизных котлов

Перед началом использования пиролизного котла важно настроить и отрегулировать его с учетом эксплуатационных условий.

Пиролизные котлы легко регулируются автоматикой, которая позволяет устанавливать:

· требуемую мощность нагнетающего вентилятора;

· цикличность продувок;

· время продувок.

Время и цикличность продувок задается для поддержания горения котла в режиме ожидания. Вентилятор — это главный инструмент регулировки мощности.

Украинские пиролизные котлы DM-STELLA, как и любые твердотопливные, работают по определенной схеме.

Сначала поджигается первая топливная закладка (мелкие дрова, щепки…), а после начала равномерного горения добавляются крупные поленья и осуществляется дозагрузка бункера. После этого котел выходит на рабочий режим.

Выход котла на требуемую мощность, заданную оператором через блок автоматики, осуществляется за счет увеличения уровня подачи воздуха в камеру горения и к форсунке. После выхода на номинальную теплопроизводительность автоматика отключает принудительный наддув. По инерционному принципу температура в котле некоторое время продолжает расти, после чего плавно снижается. Принцип пиролизного котла подразумевает работу в заданном диапазоне температур. Таким образом, при достижении верхнего заданного предела вентилятор выключается, а при снижении до нижнего — включается.

Подобный рабочий алгоритм весьма эффективен и практичен, но установить время, за которое котел нагреется или остынет на 5°С, не представляется возможным, поскольку на это влияет множество факторов. Чтобы за это время котел не погас из-за недостатка кислорода, в котлах DM-STELLA предусмотрена цикличная продувка, которая происходит при нахождении в режиме ожидания.

Чистка и обслуживание пиролизных котлов

Весь процесс обслуживания в пиролизном котле сводится к чистке зольника, бункера, теплообменника и дымохода.

1. Чистка зольника. В процессе пиролиза зольность любого топлива минимальна — золы остается немного. Но для того, чтобы частицы золы не уносило в дымоход, а камера дожига не засорялась, следует удалять золу с помощью котельного инструмента по мере ее накопления.

2. Чистка бункера. При разложении топлива на газы и твердый остаток, а также при тлении дров в верхней камеры остаются частицы золы, которые нередко попадают в форсунку. Бункер можно чистить сметая остатки золы через щель в нижнюю камеру. Вместе с этим следует чистить и воздушные каналы самой форсунки.

3. Чистка теплообменника. Чистота теплообменных поверхностей котла определяет качество теплосъема. Для минимизации потерь 1 раз в неделю следует чистить боковые внутренние стенки камеры дожига, трубы теплообменника, при необходимости — стенки верхней камеры. Следует отметить, что при сжигании смолянистых дров остается больше осадка и сажи на стенках, поэтому в таких случаях пиролизный котел необходимо чистить чаще.

4. Чистка дымохода. Обязательное правило для всех твердотопливных котлов. Подобную чистку необходимо проводить перед началом отопительного сезона и после его завершения.

Выполнять чистку следует лишь в том случае, если котел остановлен и охлажден.

Экономическая целесообразность пиролизных котлов

Купить пиролизные котлы DM-STELLA — это отличное решение, чтобы начать экономить на отоплении личного жилья или производственного помещения. Особенно актуальны они в условиях постоянного удорожания энергоносителей, таких как электричество, газ, солярка.

Состоянием на 2018-й год газовое отопление дома площадью 200 м² обходится примерно в 3 500 гривен за месяц. При этом отопление аналогичной площади котлом DM-STELLA стоимость дров примерно в 6 000–7 000 гривен за весь отопительный период. То есть ежемесячные расходы в нашем случае в 3 раза меньше, чем при газовом отоплении.

Эти данные — прямое подтверждение того, что пиролизные котлы длительного горения намного экономичнее, нежели альтернативы, а их установка — целесообразнее.

Речь идет не об условных цифрах, а о реальных данных. При этом цена на пиролизные котлы относительно невысока, а все затраты на приобретение и монтаж полностью окупаются за 2–3 отопительных сезона. Более того, при отоплении больших помещений, таких как склады, производства, гостиницы и тепличные хозяйства, пиролизный котел окупается всего за один сезон. В свою очередь, срок службы пиролизного котла DM-STELLA составляет не менее 15–20 лет.

Как уже упоминалось ранее, купить пиролизные котлы в Украине можно на нашем сайте, DM-STELLA по праву считаются наиболее экономичными и эффективными среди котлов, работающих на дровах, поскольку схема работы гарантирует максимально качественное сжигание топлива.

Пиролизные котлы длительного горения в Украине еще не столь популярны, как в странах Европы, однако спрос неизменно возрастает, что объясняется их доступностью, практичностью и экономичностью.

Лучшие пиролизные котлы

Компания DM-STELLA специализируется на производстве твердотопливных пиролизных котлов длительного горения, не имеющих аналогов на территории Украины.

На протяжении длительного времени мы неустанно модернизируем и улучшаем характеристики предлагаемого к приобретению оборудования. Уже сейчас мы производим пиролизные котлы, соответствующие всем пользовательским потребностям и требованиям безопасности.

Уникальная адаптивность пиролизных котлов DM-STELLA

Благодаря особой конструкции и возможностям адаптации под требования заказчика, газогенераторные котлы DM-STELLA могут эксплуатироваться как:

1. Пиролизный — обеспечивает сжигание любого топлива в т.ч. любых отходов (особенно эффективно в комбинации с дровами или топливными брикетами). Ручная загрузка топлива и выгрузка золы. В большинстве случаев необходима буферная емкость.

2. Пеллетный — подразумевается, как дополнительная опция. В качестве основного топлива используются пеллеты. Подача пеллет и удаление золы (доп. опция) автоматизированы. Для хранения пеллеты требуется пеллетный бункер. Необходимость буферной емкости устанавливается заказчиком.

3. Длительного горения — используется для сжигания дров с высокой теплотворной способностью и низкой влажностью (до 20–25%) или топливных брикетов. (допускается сжигание разного рода отходов только в комбинации с дровами или брикетами). Монтаж, как правило, без буферной емкости.

Возможность адаптации котла DM-STELLA определяется схемой подключения и наличием соответствующих комплектующих.

Бесплатная доставка пиролизных котлов по Украине

Еще на этапе выбора и покупки отопительного оборудования важным вопросом является доставка, поскольку пиролизный котел — достаточно тяжеловесное и габаритное оборудование. В связи с этим наша компания предлагает всем клиентам бесплатную доставку по всей территории Украины.

На сайте компании DM-STELLA вы можете купить пиролизные котлы с бесплатной доставкой в: Киев, Харьков, Одессу, Днепр, Запорожье, Львов, Кривой Рог, Николаев, Мариуполь, Винницу, Херсон, Полтаву, Чернигов, Черкассы, Хмельницкий, Житомир, Черновцы, Сумы, Тернополь, Ровно, Ужгород, Ивано-Франковск, Луцк, Кропивницкий и другие города Украины где есть отделение транспортной компании САТ. Список отделений можно посмотреть на сайте компании по ссылке: https://www.sat.ua/

Почему купить пиролизные котлы от DM-STELLA — верное решение?

Отопительное оборудование DM-STELLA характеризуется долговечной надежностью, эксплуатационной безотказностью, удобством в использовании и уникальной экономичностью. Приобретая такой котел, можно сэкономить на отоплении 6-кратно!

Работая по принципу пиролизного сжигания топлива, наши котлы, купить которые можно с помощью официального сайта компании dm-stella.com, в качестве основного топлива могут использовать не только отходы деревообработки, дрова и пеллеты, но и практически любые альтернативные виды топлива.

Одинаково эффективно пиролизные котлы ДМ-СТЕЛЛА могут применяться для отопления промышленных и жилых помещений.

Конструктивное исполнение наших котлов соответствует мировым стандартам и вполне сопоставимо с оборудованием компаний HERZ, HARGASSNER и других мировых лидеров.

Сочетание высокого КПД и отменного качества материалов, безопасность конструкции и соответствие общепринятым стандартам качества позволяют со всей ответственностью заявлять: компания DM-STELLA предлагает своим клиентам купить лучший пиролизный котел в Украине.

Пиролизные котлы от DM-STELLA — залог эффективного и комфортного отопления Вашего помещения.

Пиролизный котел на твердом топливе | Серверная служба

Принцип работы, лежащий в основе работы пиролизного котла, принципиально отличается от принципа работы классического твердотопливного котла. На схеме ниже показаны основные конструктивные элементы пиролизного котла, а также принцип пиролизного сжигания и нагрева теплоносителя:

Внешний вид пиролизного котла мощностью 25-80 кВт

Как видно из вышеприведенной диаграммы, в пиролизном котле существует разделение фаз горения:

На первом этапе не дрова, а газ, который выделяется из древесины под воздействием высокой температуры и недостатка кислорода.
На втором этапе горит твердый остаток.

Достоинством пиролизных котлов является высокий КПД котлов данного типа, достигающий 85%, практически полное отсутствие золы и сажи, возможность регулировки мощности в диапазоне 100% -30% от номинальной мощности. Однако стоимость пиролизных котлов намного выше стоимости простых классических твердотопливных аналогов.

Установка твердотопливного пиролизного котла потребует тщательного соблюдения всех требований, включая высоту и внутреннее сечение дымохода. Параметры дымохода будут зависеть от типа и мощности котла.Наконец, они определяются в соответствии с ручным обслуживанием конкретного котла.

Важным обстоятельством является возможность дальнейшего подключения газа. Котел может быть как с одним контуром, так и с несколькими, также возможно использование одноконтурного котла с подключением котла. Твердотопливные котлы по конструкции топки могут быть стальными и чугунными, что тоже необходимо учитывать перед установкой — материал различается по весу. Котлы можно устанавливать как на стяжку — жесткое основание, так и непосредственно на фундамент.

Монтаж пиролизного твердотопливного котла должен производиться с соблюдением требований безопасности. Обязательное требование — вентиляционное и дымоходное оборудование в помещении, где установлен котел. В течение одного часа воздухообмен должен пройти трижды, без учета воздуха, который потребуется для горения. В этом помещении запрещено хранение легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ. Монтаж твердотопливного пиролизного котла следует осуществлять методом размещения котла на огнеупорной основе — металлическом листе толщиной до 0.6 мм или асбестовая плита толщиной не менее полсантиметра. Перед самим котлом к полу крепится металлический лист размером не менее 0,5 х 0,7 м.

Котел необходимо устанавливать на расстоянии не менее полуметра от горючих конструкций. Проход между лицевой стороной котла и противоположной стеной должен быть не менее одного метра для нормального обслуживания агрегата. Зазоры в дымоходе и соединениях дымохода после подключения необходимо заполнить глиняным раствором или любым другим термостойким герметиком, чтобы избежать возникновения пожароопасной ситуации или неудовлетворительной работы котельного оборудования.При установке в качестве уплотнительного материала для резьбовых соединений желательно использовать льняную нить с пропиткой из белого цинка на льняном масле или свинцовом гудроне, а также ленту ФУМ. Допускаются и другие способы герметизации резьбовых соединений, которые могут гарантировать герметичность соединения.

Монтаж пиролизного котла на твердом топливе должен выполняться только специалистом!

Запрещается использовать воду из системы отопления для бытовых нужд во избежание выхода из строя котла, системы отопления и автоматических систем безопасности (может произойти коррозия защитной гильзы регулятора температуры воды).
Кипячение воды в отопительном котле и системе отопления запрещено, температура воды на выходе из котла не должна превышать 90 градусов. Если в системе произошел стук — из-за образования пара начались гидроудары, — тепло от топки необходимо отвести.
Очистить камеру котла можно только после того, как она полностью остынет.

Если Вам необходим качественный монтаж твердотопливного пиролизного котла — звоните нам по телефонам Ташкента:

+998 (71) 207-33-32

Отличия пиролизных котлов от пеллетных.Пиролиз или гранулы

Прошу прощения у разработчиков и производителей пеллетных горелок за сливочное масло в названии темы!

Вчера состоялся интересный разговор с клиентом.

Довольно толковый установщик, его увидел вчера начитанный форумчанин, поговорив с нашим специалистом по продажам!

Представьте, он довольно много времени потратил на то, чтобы найти пиролизный котел с пеллетной горелкой. Более того, ему требовалась установка пиролиза, которая сжигала бы отходящие газы горелки.

Задача заключалась в том, чтобы найти котел, который бы сжигал пеллеты с высоким КПД. А мой собеседник не знал, что каждая пеллетная система спроектирована и изготовлена с целью полного механического и химического дожига пеллет.

Тема создана для людей, желающих разобраться в принципах сжигания пеллет в любых системах и ликвидировать техническую неграмотность среди населения.

Взял первую попавшуюся горелку и приложил к сообщению.

Обратите внимание: все факельные горелки имеют систему подачи вторичного воздуха (это то, что в народе называют пиролизом).

Кстати, заметил, что обыватели, когда говорят «пиролиз», имеют в виду именно дожигание отработанных газов. По их мнению, пиролиз заключается в том, что топливный газ выделяется, после чего он определенным образом выгорает, в результате чего не происходит механического или химического недожога.

Уважаемый, пиролиз — это газификация твердых или жидких тел под воздействием высоких температур в бескислородной среде!

Очень условно пиролизные котлы можно назвать пиролизными, да и то не все (не во всех пиролизных котлах пиролиз встречается в чистом виде).Пиролизные установки можно назвать шахтерскими (но их уже называли шахтерами) и некоторые пиролизные.

Одним словом, откажитесь от пиролиза!

Не ищите пиролизные пеллетные горелки (все они пиролизные, в том смысле, что все имеют систему дожига выхлопных газов и КПД по сухим пеллетам в оптимальных режимах составляет порядка 93-98%)!

Не ищите пиролизные пеллетные котлы с целью более полного дожига пеллет. Пеллетные котлы пиролизные предназначены для работы на дровах и пеллетах!

Что ж, чтобы быть полностью честным, я хотел бы сообщить вам: действительно, при определенных условиях почти все системы пеллет могут работать очень неэффективно.Например, эффективность ретортных горелок может упасть до 50%, и, действительно, некоторые производители устанавливают в свои изделия лямбда-зонды и придумывают способы уменьшить химические ожоги.

Но, дорогие, забудьте об этом! На ваших 150-200 м² все эти системы никогда не окупятся! ИМХО! (Готовы отбиться от тухлых помидоров!)

Будь проще!

И будет вам счастье!

Чтобы тема не умерла сразу, обращайтесь к разработчикам и производителям пеллетных систем: закиньте несколько сообщений и картинок.Глядишь, благодаря нам в этом мире станет больше людей, понимающих нас!

И поменьше тухлых помидоров! Иначе вы сами запутаетесь и запутаете всех! Читайте внимательно и между строк!

Сегодня на российском рынке представлено большое количество торговых марок, предлагающих пеллетные котлы самых разных модификаций и функциональности.

По дизайну все богатство выбора можно объединить в несколько групп. Чтобы вам было проще сделать свой выбор, рекомендуем обратить внимание всего на несколько параметров, которые дадут полное представление о том, стоит ли свечка в конкретном рассматриваемом образце.

1) КПД теплообменника пеллетного котла:

Показатель эффективности — напрямую влияет на ваши годовые затраты на покупку пеллетного топлива — чем выше этот показатель, тем меньше ваши затраты.

Обычно он колеблется от 80 до 90%, но есть модели, у которых КПД достигает 92% за счет продуманного теплообменника.

Некоторые производители предлагают приобрести турбулизаторы для своих котлов за дополнительные 10-12 тысяч рублей для повышения КПД с 85 до 90-92%, что не самый лучший вариант из-за того, что эти стальные элементы не долговечны и придется периодически покупать новые за те же 10 тысяч.

Лучше сразу выбирать котел, в котором развитый теплообменник гарантирует максимальный КПД без дополнительных изнашиваемых деталей.

Помните, что после покупки пеллетного котла ваши расходы на отопление только начинаются — выбирайте самые высокоэффективные модели с максимальной эффективностью. Их можно найти за те же деньги, что и самые популярные модели с меньшей эффективностью.

2) Тип горелки пеллетного котла:

Горелки бывают двух типов — факельные и ретортные.У каждого вида есть несколько разновидностей.

Коротко о факельных горелках: либо дорогие, либо некачественные и недолговечные. Оба варианта не увеличивают рациональности выбора. Поэтому рекомендуем сузить выбор котлов до конструкций с ретортными горелками.

Реторты бывают вертикального и горизонтального типа. В обоих типах нет причудливых решений, но этот фактор следует учитывать. Не прихотливая означает возможность без сбоев работать горелкой на пеллетах любого качества.Существует множество решений от разных производителей — практически все, представленные в нашем каталоге, решают эту проблему.

На наш взгляд, горизонтальные лотковые реторты более практичны — в них минимизированы риски засорения продуктами сгорания и аварийного отключения котла.

3) Пожарная безопасность пеллетного котла:

Эту проблему можно решить разными способами, советуем выбирать котлы, в которых подача пеллет организована с помощью двух шнеков с воздушным зазором в транспортном канале — по статистике котлы с такой архитектурой устройства подачи пеллет к горелке являются наиболее пожаробезопасными.

Если вам предложат котел на 10-20 тысяч рублей дешевле, но с одновинтовым питателем, подумайте о будущем …

Описанные признаки качественного котла не являются исчерпывающими, однако они не помогут снизить риски правильного выбора практически до нуля, поэтому рекомендуем взять эту информацию в сервис перед походом в магазин.

28.03.2017 Евгений Фоменко

Пиролиз — что это?

В контексте отопительного оборудования пиролиз означает выделение летучих газов при сгорании топлива.Наибольшая интенсивность возникает при температуре выше 450 градусов и недостатке кислорода. Это учтено в конструкции пиролизных котлов, которые имеют две камеры сгорания и регулируемую подачу кислорода.

В одной камере непосредственно горит топливо, а во второй выделяются газы. Это позволяет значительно повысить КПД оборудования по сравнению с классическими твердотопливными котлами. Заливать топливо в устройства пиролизного типа необходимо всего 2–3 раза в сутки.Чтобы выбрать лучший пиролизный котел длительного горения, рассмотрите возможные конфигурации.

Конструктивные особенности и типы котлов

Количество контуров

По количеству контуров пиролизные котлы бывают одноконтурными, двухконтурными и многоконтурными. Одноконтурные предназначены только для обогрева помещения. Чтобы обеспечить с их помощью ГВС, необходимо дополнительно приобрести бойлер косвенного нагрева.

Двухконтурные модели одновременно обогревают помещение и нагревают воду для бытовых нужд.Они отличаются более сложной конструкцией, установкой и высокой ценой. Такое оборудование подходит для дома, в котором они постоянно проживают. Иногда встречаются многоконтурные котлы, в которых больше двух контуров. Дополнительный контур можно использовать, например, для создания теплого пола.

Материал корпуса

Корпус пиролизного котла может быть стальным или чугунным. Стальные котлы легче и дешевле. Их легче транспортировать и устанавливать. Более дорогие чугунные модели надежнее.Чугун устойчив к коррозии и не имеет сварных швов. Обратной стороной является хрупкость материала, при резком перепаде температур он может треснуть.

Стальной пиролизный котел

Топка

Отдельный вид — пиролизные котлы верхнего горения с циклической заправкой топлива. Такие модели могут работать на одной порции до суток. Это достигается за счет того, что дров укладывается большее количество, и всегда горит или тлеет только верхний слой. Здесь следует использовать только качественное, хорошо просушенное твердое топливо.Особенность использования в том, что пока не сгорит последняя закладка, мы не можем добавить дрова.

Принцип действия

По принципу действия различают конвекционные и воздухонагревательные модели. Конвекционные котлы нагревают теплоноситель, который впоследствии насосами разносится к радиаторам, которые могут находиться в разных помещениях.

Воздухонагреватели предназначены для прямого нагрева воздуха в помещении. Чаще всего применяется в промышленных производственных помещениях и в небольших домах на 1-2 комнаты.

Зависимость от электроэнергии

Энергонезависимые модели оснащены механической панелью управления. Проста в обслуживании и надежна. Котлам с электронным управлением требуется электричество для работы. Их преимущество — более точная настройка. Некоторые модели продаются без панели управления. Приобретается отдельно в зависимости от потребностей.

Панель управления пеллетного котла Atmos

Виды топлива

Дрова

Одним из наиболее эффективных видов топлива для пиролизных котлов является древесина.У них очень высокий выход летучих веществ, который необходим для процесса пиролиза. Важно выбрать высушенную древесину, этот параметр очень сильно влияет на эффективность.

Котел на дровах производит наименьшее количество вредных выбросов в атмосферу. Также на дереве срок службы оборудования большой из-за отсутствия в них серы, которая разрушительно действует на корпус устройства. При покупке важно выбрать подходящий размер планок.Для этого рулеткой измеряется глубина топки.

Уголь

Уголь может сильно различаться по чистоте и, следовательно, по теплопередаче. Самый дорогой и эффективный бурый уголь. При тлении выделяет наибольшее количество газа. На втором месте уголь, на третьем — антрацит. При топке на угле котел изнашивается быстрее из-за содержания в нем серы, что приводит к коррозии.

Пеллеты

Пеллеты — это гранулы, которые производятся из измельченных отходов.Сырьем для них могут быть опилки, торф, бумага, солома и так далее. Они экологически чистые; в их производстве не используются химические вещества. Современные пеллетные котлы по мере необходимости оснащаются системой автоматической загрузки топлива.

Выбор модели

Termico пиролиз 12 кВт

Одна из самых популярных моделей. Имеет одну схему, мощность 12 кВт и может обогреть до 120 квадратных метров площади помещения. Камеры сгорания открытого типа. Стальной теплообменник, электронная панель управления.Толщина металла, из которого изготовлен котел, составляет 5 мм.

Может работать практически с любым твердым топливом и древесиной влажностью до 40%. Глубина топки позволяет размещать бруски длиной до 37 см. Время выхода в режим пиролиза — около 10 минут. Тип установки напольный, габариты 478 * 1126 * 981 мм, вес 170 кг.

Пиролизный котел Termico

Буржуй-К МОДЕРН-12

Бытовые приборы Буржуа-К производятся в Харькове и хорошо зарекомендовали себя в работе.Мощность 12 кВт, имеет один контур, способна отапливать до 120 кв.м дома. Энергонезависимая с механической панелью управления. Большая топка объемом 30 литров и глубиной 40 см, позволяющая загружать длинные бревна.

Решетка чугунная. Расход топлива 1,2 кг в час. Имеет возможность дополнительно подключить нагревательный элемент для поддержания температуры теплоносителя в случае выхода твердого топлива. Напольный, габариты 718 * 459 * 560 мм, вес 87 кг.

Котел Буржуй-К МОДЕРН-12

ВАТТЕК ПИРОТЕК 30

Пиролизный котел WATTEK PYROTEK 30 тепловой мощностью 30 кВт и один контур.Имеет закрытую камеру сгорания. Электронное управление с дисплеем на русском языке. Имеет несколько режимов работы: стандартный, летний, с приоритетом ГВС. Стальной первичный теплообменник. Работает только на древесном топливе. Габариты 530 * 1145 * 915 мм.

Котел WATTEK PYROTEK 30

Более подробную информацию о популярных моделях пиролизных котлов можно найти в статье по ссылке:

На рынке твердотопливных котлов представлены различные новинки; не так давно появились разновидности — пеллетный и пиролизный.Они отличаются друг от друга технически, но схожи в одном — повышенной ценой. Для чего нужны эти деньги, какие дополнительные преимущества можно получить, заплатив за эти котлы повышенную цену?

Что такое пеллетный котел

Пеллетный котел — это автоматизированный твердотопливный котел. Он может работать без обслуживания неделю и даже больше в автоматическом режиме. Частота технического обслуживания в основном зависит от емкости топливного бункера, которую можно выбрать. Обычно его выбирают так, чтобы пеллетный котел нужно было загружать не чаще одного раза в неделю.Это удобно по сравнению с обычным твердым топливом.

Пеллетные котлы хоть и сложны в техническом плане, но сейчас считаются надежными, массовых поломок не наблюдается. Но сложность и автоматизация влечет за собой недостатки — самостоятельно обслуживать нельзя, за периодический осмотр и ремонт придется платить еще и в сервисную службу, иногда ломаются, да и ремонт обходится в копеечку, случаются зимние простои …

Пеллеты продают те же организации, которые продают эти котлы.Свою продукцию они сопровождают горючим.

Выгодно ли использовать

Стоимость килограмма пеллет 8 руб. Энергия, получаемая от килограмма пеллет, составляет 5 кВт. Но с учетом КПД котла 80% — 5х0,8 = 4 кВт. Следовательно, 1 киловатт энергии будет стоить 2 рубля. И это как минимум в 1,5 раза дороже дров, в 1,7 раза дороже угля (для большинства регионов, но не для всех) и, кроме того, дороже ночного тарифа на электроэнергию — 1,7 руб. / КВтч.

То есть отопление пеллетами просто невыгодно. Но комфортно. Это удобнее, чем отопление обычным твердотопливным котлом, который нужно обслуживать не реже одного раза в сутки, а часто, если котел не мощный и не укомплектован сопутствующим электрокотлом и (или) тепловым аккумулятором, то несколько раз. день.

За что платим высокую цену — сначала закупаем дорогой автоматизированный пеллетный котел, потом постоянно дорогое топливо. Естественно, мы платим за комфорт.

Пеллетный котел стоит применять, если жители, в первую очередь, готовы переплачивать за комфорт, но магистрального газа, конечно, нет. А во-вторых, когда дом большой (300 квадратных метров и более) и топить его дровами и углем просто утомительно, а при дневном тарифе на электроэнергию большая разница в пользу пеллет.

В общем, когда нужно больше мощности для больших домов, то пеллеты приобретают хоть и не экономический, а практический смысл.

В чем особенности пиролизных котлов

Пиролизные котлы

также можно назвать газогенераторными, так как в них с помощью высокой температуры вырабатывается газ из дров, которые затем сжигаются.

Производители хвалят установки пиролиза и всячески их рекламируют, заявляя при этом следующее:

Можно топить (а иногда говорят, нужно!) Влажным деревом с влажностью 50%.
Топливо сгорает полностью, золы не остается.
КПД достигает 89 процентов, что на 10 процентов больше, чем у обычного котла.
Продолжительность работы на одной загрузке — сутки и более — увеличение времени горения.

Древесина должна быть сухой

Пиролиз начинается с сухой древесины, влажность которой не превышает 20 процентов. Те. кладите в этот котел влажные дрова, такие же, как и в обычном, и на костре — до 50% энергии сгорания уходит на сушку влаги.

Вода не горит, не разлагается на водород и кислород, она испаряется и забирает на себя львиную долю энергии.

Дрова нужно класть в топку как можно более сухими. И они должны долго сохнуть под навесом, потом, возможно, в котельной возле котла, над радиаторами, если есть возможность, еще неделю. Тогда мощность будет потрачена не на испарение воды, а на нагрев теплоносителя.

Ясень

Дрова нельзя сжечь полностью, зольность является их физическим свойством, их можно будет сжигать любым способом. А золы в котле не остается, потому что вентилятор работает, а светлая древесная зола уносится потоком в небо, а затем оседает на головах пользователей.Территорию рядом с таким котлом просто присыпают золой.

КПД

Высокая эффективность? Возможно, теплообменник этого котла позволяет получить максимум от того, что могут дать дрова, но работает он под воздействием вентилятора. Постоянно продуваются камеры, в которых топятся дрова и где сжигается выделяющийся газ. А на вентиляцию уходит 50 — 100 Вт на час электроэнергии.

Оплата по дневной ставке. А это напрямую влияет на экономичность этого котла.Кроме того, указанная в характеристиках теплота выхлопных газов в 150-200 градусов прямо указывает на то, что котел не развивает КПД в 90 процентов.

Продолжительность

Продолжительность работы любого котла определяется просто количеством загружаемых одновременно дров.
Таким же образом можно сделать непрерывную работу и обычный твердотопливный котел, но мощный, с большой камерой сгорания. Там можно устроить такой же пиролиз, только естественной тягой на высоком дымоходе, набив дров в топку и перекрыв подачу воздуха, чтобы дрова тлели.

Но при этом обычный котел можно запустить на полную мощность в любой момент, когда это необходимо, и моментально нагреть воду для купания или повысить температуру в доме.

Прочие проблемы пиролизных котлов

Но производители умалчивают об основной проблеме, связанной с пиролизными котлами, настолько, что покупатель узнает о ней после покупки.

Не рекомендуется топить пиролизные котлы на древесине хвойных пород — на камере с дровами образуются липкие отложения.Береза тоже не лучший вид дров, так как в ней много смолы, и она начинает течь там, где не нужна. Те. также нужно забрать дрова, а это непросто, это может сделать их покупку дороже.

Так же в пиролизных котлах теплообменники чувствительны к холодному обратному потоку и перепадам температуры в системе, некоторые производители прямо в инструкциях требуют установку бака-аккумулятора тепла в тандеме с котлом.

А это существенно увеличивает стоимость самого приобретения.И это сводит на нет всю идею данного агрегата — длительного горения. С тепловым аккумулятором любой обычный котел станет «долговечным».

В результате сложно найти преимущества пиролизного котла по сравнению с традиционным, а пиролизный котел по качеству будет в 3 раза дороже, чем в среднем обычной конструкции аналогичной мощности.

А если добавить сложность устройства и возможность поломок, шумность и избирательность дров, то рекомендовать пиролизный котел ни для каких условий не получится.

По типу используемого топлива твердотопливные котлы можно разделить на дровяные (в основном предназначены для работы с древесиной, древесными отходами, древесными брикетами), на пеллетах (с использованием пеллет из прессованных древесных отходов) и универсальные для которых Основное топливо — уголь, но также можно загружать дрова, древесные брикеты и торфяные брикеты.

Кроме того, существуют отдельные модели твердотопливных устройств верхнего сгорания , которые могут сжигать любой из перечисленных видов твердого топлива.Такие котлы оснащены тремя типами воздухораспределительных форсунок для телескопической трубы для подачи воздуха в зону горения для трех групп топлива (уголь, дрова / брикеты, пеллеты), а также искрогасителем для поддержания более эффективного горения. Современные модели оснащены программатором для облегчения управления процессом горения. Естественно, эти модели дороже традиционных устройств.

Читайте также: Принципы выбора и установки газового котла

При использовании твердотопливного котла важно строго придерживаться требований к топливу для конкретной модели.Например, если устройство предназначено для сжигания дров, то необходимо использовать бревна твердых лиственных пород влажностью до 20%. Применение древесины с повышенной влажностью приводит к недогреву теплоносителя в процессе эксплуатации, к сокращению срока службы котла в целом, а также к увеличению количества сажи и конденсата в дыме, что вызывает более быстрое засорение дымохода. Если мы говорим о пеллетах, то влажность в них не должна превышать 10%.

Средний расход топлива при использовании твердотопливного котла в коттедже площадью 100-200 м² он составит примерно 3-5 кг / час. При условии использования вместимость хранения около 12-15 кг в сутки (в самое холодное время — до 20 кг).

Тип камеры сгорания

В стандартном твердотопливном котле IN происходит процесс сжигания топлива, по принципу схожий с работой обычной печи, где горение обеспечивается за счет естественного потока воздуха .В этом случае полученная энергия расходуется на нагрев теплоносителя, который распределяется по трубам, ведущим к радиаторам. В некоторых случаях котел может быть оборудован вентилятором для создания дополнительной тяги, увеличивающей полноту сгорания. Максимальное время работы на одной закладке топлива в стандартных твердотопливных котлах составляет 6-8 часов, поэтому вам придется несколько раз в день закидывать топливо в камеру сгорания.

В отличие от традиционных, в твердотопливных пиролизных установках камера разделена на две части.В одной из них, которая называется газификационной или загрузочной камерой, топливо медленно сгорает при высоких температурах и недостатке кислорода. В результате выделяется древесный газ, который выгорает во второй камере (камере сгорания), расположенной ниже. При таком горении почти не образуется сажи и появляется минимальное количество золы. Горит древесный газ очень чистым пламенем желтого или почти белого цвета … Эти устройства имеют более высокий КПД (до 85%) и позволяют автоматическое регулирование мощности. Максимальное время горения одной загрузки здесь составляет 8-12 часов, что вместе с тепловым аккумулятором позволяет снизить периодичность загрузки топлива до 1-2 раз в сутки.К недостаткам можно отнести не только более высокую цену по сравнению с традиционными твердотопливными котлами, но и необходимость использовать только сухие дрова.

Читайте также: Котел от розетки. Электрическое отопление — эффективная альтернатива газу

Котлы, минимизирующие количество нагрузок, предполагают верхнее горение … Это связано с тем, что воздух подается в высокую вертикальную камеру сгорания по телескопической трубе вверху камеры. На конце трубы устанавливается распределитель, который может иметь разную форму для разных видов топлива.Под действием силы тяжести при сгорании топлива распределитель движется вниз, обеспечивая постоянный поток воздуха. В этом случае пламя постепенно перемещается сверху вниз, тем самым снижая коэффициент усталости металла и продлевая срок службы устройства. При использовании котлов верхнего горения загрузка топлива осуществляется каждые 12-70 часов. Продолжительность горения здесь увеличивается как за счет большой емкости загрузочной топки, так и за счет того, что горит не весь объем топлива, а только верхние 15-20 см — остальное просушивается и ждет своей очереди.

Пеллетные твердотопливные котлы обычно представляют собой систему из трех компонентов: непосредственно котел с горелкой, шнековый питатель и отдельно стоящий бункер для пеллет. На корпусе котла установлена пеллетная горелка, которая размещается в камере сгорания и к которой топливо подается с помощью внешнего шнека. Работа шнека контролируется встроенным в горелку фотодатчиком, который следит за заполнением бункера гранулами. После заполнения внешний шнек выключается, а внутренний подает топливо к решетке сгорания, где оно воспламеняется электрической спиралью.Под горелкой установлен вентилятор для подачи воздуха в зону горения. Работа агрегата автоматизирована и контролируется пультом управления, на котором выставляются необходимые настройки, в том числе требуемая температура, суточный цикл котла, его включение и выключение. Для безопасной работы предусмотрен автоматический клапан. электрическая цепь при перегреве оборудования. Пеллетные котлы просты в эксплуатации, частота загрузки зависит от размера бункера и в большинстве случаев производится каждые несколько дней.

Сжигание твердого топлива — обзор

Химический состав

Сжигание твердого топлива включает сушку, выделение и сжигание летучих, а также твердофазное сжигание. При сжигании биоугля будут образовываться относительно крупные частицы (от микрометров до миллиметров), которые образуют зольную пыль и летучую золу (приблизительно от 1 до 200 мкм). Их образование сильно коррелирует с исходной зольностью биомассы и, более конкретно, с количеством огнеупорного материала, т.е.е. материалы, которые не плавятся при температуре печи, например оксиды кремния, кальция или магния.

В то же время сжигание нелетучих веществ приведет к постепенному испарению таких элементов, как натрий, калий, сера и хлор; эти элементы будут образовывать путем зародышеобразования и конденсации мелкие частицы сульфатов (от 1 нм до 1 мкм) и хлорид калия (или натрия), такие как KCl, K ₂ SO ₄ или NaCl. Эти элементы также могут конденсироваться или адсорбироваться на поверхности других частиц.Другие второстепенные элементы, присутствующие в биомассе в более низких концентрациях, также могут испаряться и следовать аналогичному поведению, таким образом участвуя в составе мельчайших частиц. Так обстоит дело с кадмием, свинцом и цинком, причем последний обычно является наиболее распространенным (Sippula et al., 2009).

Мелкие и ультратонкие частицы обычно более богаты следующими элементами: калием, натрием, серой, хлором, цинком и свинцом (Obernberger et al., 2006), которые могут быть использованы для образования следующих элементов: K ₂ SO ₄, KCl, (KCl) ₂, K ₂ CO ₃, Na ₂ SO ₄, NaCl, (NaCl) ₂, ZnO, ZnCl ₂, PbO и PbCl ₂ (Jöller et al., 2007). Зола и мелкие частицы обычно классифицируются по соотношению основных элементов (алюминий, кальций, железо, калий, магний, натрий, фосфор, кремний и титан), второстепенных элементов (мышьяк, барий, кадмий, кобальт, хром, медь, ртуть, марганец, молибден, никель, свинец, сурьма, таллий, ванадий и цинк), а также содержание серы, хлора и кислорода (Baxter et al. , 1998).

Химический состав топлива (в основном углерод, водород, кислород, азот, сера и хлор) влияет на механизм образования частиц.Сера и хлор будут производить сульфатные и хлорированные соли в виде твердых частиц по такому же механизму, что и для калия. Твердые частицы также могут образовываться при взаимодействии кислых газов (SO _x и HCl) с основными газами, такими как аммиак (NH ₃). Более сложные механизмы, такие как зародышеобразование хлорида (KCl) на сульфатах (K ₂ SO ₄), могут иметь место в зависимости от температуры (Christensen et al., 1998; Jimenez and Ballester, 2005, 2007).Механизмы образования частиц более широко изучены для угля; для сравнения, биомасса богаче калием, кремнием и кальцием и содержит меньше алюминия, железа и титана, что в некоторых случаях приводит к образованию различных типов частиц (Demirbas, 2004).

Сгорание летучих веществ, выделяемых на ранней стадии пиролиза топлива, также приведет к образованию мелких частиц (PM _0,1 до PM _2,5) за счет выделения ароматических органических соединений (ЛОС) в полициклические ароматические углеводороды и сажа.Эти явления, происходящие в пламени, сильно зависят от параметров горения.

Твердое топливо — обзор

14.2 Характеристика первичного топлива

В целом топлива можно охарактеризовать по их агрегатному состоянию, как твердое, жидкое и газообразное. Примеры приведены ниже:

Твердое топливо

•: Уголь.
•: Бурый уголь / лигнит.
•: Древесина (биомасса).
•: Бытовые отходы / осадки сточных вод.

Газообразное топливо

•: Природный газ / сжиженный природный газ (СПГ).
•: Сжиженный углеводородный газ (СУГ).
•: Природные газы с низким LHV.
•: Синтез-газ.
•: Водород.
•: Доменный газ / газ Corex / коксовый газ.

Жидкое топливо

•: Дизель / мазут.
•: Судовое дизельное топливо / мазут.
•: Сырая нефть.
•: Нафта и конденсаты.

Твердое топливо содержит значительные количества золообразующих веществ, что, как следствие, приводит к неблагоприятным условиям окружающей среды для частей тракта горячего газа газовой турбины. До сих пор это запрещало прямое использование этих видов топлива в коммерческих газотурбинных двигателях, хотя низкая удельная стоимость, доступность во многих странах и сравнительно большие мировые ресурсы твердого топлива были бы привлекательной причиной для их применения.Однако для того, чтобы использовать такие виды топлива в газовых турбинах, их необходимо обработать газификацией или преобразованием в жидкое топливо и очистить неочищенный газ перед использованием. Преобразование этого топлива в чистое газообразное топливо даст возможность использовать это более дешевое и низкое качество топлива в высокоэффективной технологии комбинированного цикла. Однако процесс преобразования снижает эффективность и значительно увеличивает требуемые инвестиции. Наконец, общая конфигурация установки должна конкурировать с традиционной технологией котлов для применения на твердом топливе.

Стандартным топливом для стационарных газовых турбин является природный газ, основным компонентом которого является метан и который, следовательно, ведет себя очень похоже на метан. Поскольку высококачественный природный газ доступен не во всех регионах, а есть только газы более низкого качества со значительным количеством инертных компонентов, такие природные газы с низкой теплотворной способностью представляют собой интересную альтернативу. Для природного газа с более низкой теплотворной способностью необходимо учитывать потребность в большем массовом расходе топлива, а также пониженную химическую реактивность.

Кроме того, большое количество отдельных газов, связанных с промышленными процессами, является потенциальным топливом для стационарных газовых турбин (например, доменный газ (BFG), коксовый газ (COG), газ Corex и синтез-газ). Эти виды топлива характеризуются низким содержанием или отсутствием метана, в то время как основными источниками химической энергии, хранящейся в топливе, являются водород и окись углерода. Кроме того, они содержат определенную долю инертных газов (в основном азота и двуокиси углерода) и обычно характеризуются более низкой теплотворной способностью по сравнению со стандартным природным газом.Следовательно, эти газы ведут себя значительно иначе, чем природный газ. Для применения этих газов в стационарных газовых турбинах необходимо учитывать требуемые большие массовые расходы топлива, а также различную химическую реактивность по сравнению с природным газом. В конечном итоге это приводит к определенным настройкам газовых турбин в дополнение к приложениям со стандартным природным газом.

Жидкое топливо, по сравнению с газообразным топливом (за исключением сжиженного СПГ и СНГ), обеспечивает возможность относительно простого хранения на месте, что обеспечивает независимость от постоянных поставок.Хотя для применения в авиационных двигателях это является обязательным требованием, во многих случаях для стационарных газовых турбин жидкое топливо используется только в качестве резервного или вторичного топлива. Это позволяет работать независимо от подачи основного (газообразного) топлива, имея в виду, что типичные удельные затраты на высококачественное жидкое топливо (дизельное топливо) выше, чем на природный газ. Жидкое топливо можно применять непосредственно или после внешнего испарения. Прямое использование и распыление / испарение внутри камеры сгорания — это признанная технология.Тяжелая нефть требует нагревания для достижения соответствующей вязкости и способности к распылению, и следует соблюдать осторожность в отношении обычно содержащихся микроэлементов (особенно ванадия). Жидкие топлива с низкой температурой вспышки, такие как бензин, керосин, нафта или конденсаты, требуют особой осторожности вдоль топливопровода с точки зрения герметичности и защиты от взрыва и пожара.

Что такое пиролиз? : USDA ARS

Что такое пиролиз?

Введение Наши исследования Что такое пиролиз? Исследователи бионефти

Объекты Наши партнеры Публикации в новостях Ссылки

Что такое пиролиз?

Пиролиз — это нагревание органического материала, такого как биомасса , в отсутствие кислорода.Из-за отсутствия кислорода материал не воспламеняется, но химические соединения (например, целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин), составляющие этот материал, термически разлагаются на горючие газы и древесный уголь. Большинство этих горючих газов может конденсироваться в горючую жидкость, называемую пиролизным маслом (бионефть), хотя есть некоторые постоянные газы (CO ₂, CO, H ₂, легкие углеводороды). Таким образом, пиролиз биомассы дает три продукта: один жидкий, бионефть , один твердый продукт, биоуглерод и один газообразный (синтез-газ).Доля этих продуктов зависит от нескольких факторов, включая состав сырья и параметры процесса. Однако при прочих равных условиях выход биомасла оптимизируется, когда температура пиролиза составляет около 500 ° C и скорость нагрева высока (т.е. 1000 ° C / с), то есть в условиях быстрого пиролиза. В этих условиях выход бионефти 60-70 мас.% Может быть достигнут из типичного исходного сырья биомассы с выходом биоуглерода 15-25 мас.%. Остальные 10-15 мас.% Составляют синтез-газ.Процессы, в которых используется более низкая скорость нагрева, называются медленным пиролизом, и биоуглерод обычно является основным продуктом таких процессов. Процесс пиролиза может быть самоподдерживающимся, поскольку сгорание синтез-газа и части бионефти или биоуглерода может обеспечить всю необходимую энергию для запуска реакции.

Схема процесса быстрого пиролиза.

Bio-oil представляет собой плотную сложную смесь кислородсодержащих органических соединений.Его топливная ценность обычно составляет 50-70% от стоимости топлива на нефтяной основе, и его можно использовать в качестве котельного топлива или преобразовать в возобновляемые виды топлива для транспорта. Его плотность составляет> 1 кг. L ^-1, что намного больше, чем у исходного сырья биомассы, что делает его более экономичным для транспортировки, чем биомасса. Поэтому мы представляем себе модель распределенной обработки, в которой многие мелкомасштабные пиролизеры (например, в масштабе фермы) скрывают биомассу в бионефть, которая затем транспортируется в централизованное место для очистки. Наши исследования показывают, что при использовании в распределенных системах «в масштабе фермы», питающих центральную газификационную установку (для производства жидкостей Fisher Tropsh), одной экономии транспортных расходов достаточно, чтобы компенсировать более высокие эксплуатационные расходы и затраты на биомассу.

Распределенная переработка биомассы методом быстрого пиролиза.

Кроме того, произведенный биоуглерод можно использовать на ферме в качестве отличного средства для улучшения почвы, которое может связывать углерод.Биоуголь обладает высокой абсорбирующей способностью и, следовательно, увеличивает способность почвы удерживать воду, питательные вещества и сельскохозяйственные химикаты, предотвращая загрязнение воды и эрозию почвы. Внесение биоуголь в почву может улучшить как качество почвы, так и стать эффективным средством связывания большого количества углерода, тем самым помогая смягчить последствия глобального изменения климата за счет связывания углерода. Использование биогольца в качестве улучшения почвы устранит многие проблемы, связанные с удалением растительных остатков с земли.

Изоляция углерода путем внесения в почву биоуглерода.

плюсы и минусы, принцип действия

На долгие годы твердое топливо (газ, дрова и др.) Уступило место жидкому топливу и газу. Это связано с тем, что сжигание твердого топлива менее эффективно — слишком много энергии уходит на разрыв связей между молекулами, которые всегда сильнее в твердом теле, чем в жидкости или газе.Казалось бы, немного больше, и место твердому топливу останется только в воспоминаниях о старинных очагах и архаичных паровозах. Однако списывать со счетов твердое топливо еще рано; пиролизный котел позволяет повысить эффективность его сжигания. долгое горение.

Что такое пиролиз?

Еще в средние века люди понимали, что сжигание дров — не лучший способ высвободить солнечную энергию, хранящуюся в древесине. Сжигание древесного угля оказалось намного эффективнее, и угольные пожары были захламлены по всей Европе.Колльеры, популярные герои европейских сказок, знакомые каждому читателю братьев Гримм, не знали, что технология, с помощью которой они сжигали древесный уголь, в будущем будет называться пиролизом.

Пиролиз — процесс разложения органических веществ под действием высоких температур. Чтобы термическое разложение не превратилось в обычное горение, к материалу, подвергающемуся пиролизу, искусственно ограничивается доступ кислорода. В древности для этого использовали угольные карьеры.Серьезным недостатком этого метода является то, что энергия, выделяющаяся при сжигании угля из древесины (так называемое первичное сжигание), тратится впустую. Полностью утилизировать энергию пиролиза помогают специальные устройства, получившие множество положительных отзывов — газогенераторы или пиролизные твердотопливные котлы.

Устройство и принцип работы котла

Первичная камера сгорания или камера пиролиза по устройству напоминает топку обычной печи. Твердое топливо (дрова, опилки, древесные или торфяные брикеты, пеллеты) размещается через загрузочное окно на массивной огнеупорной решетке — решетке, которая подает воздух к топливу, называемому первичным.

Топливо поджигают и ждут, пока весь объем топлива не будет охвачен пламенем. Это называется выходом из режима котла газогенератора. Именно с этого момента и начинаются отличия от обычных печей и котлов, или, как их еще называют, печей и котлов прямого горения. После выхода котла в режим доступ первичного воздуха существенно ограничивается, в результате чего горение практически прекращается. Только часть топлива продолжает гореть.Вырабатываемого ими тепла достаточно, чтобы разложить остальное топливо с выделением пиролизного газа — смеси летучих органических веществ.

Пиролизный газ принудительный, реже под действием силы тяжести поступает во вторичную камеру — камеру сгорания или камеру дожигания, в которую подается достаточное количество воздуха, которая называется вторичной. От контакта с кислородом, нагретым до высоких температур (более 300 градусов Цельсия), газ мгновенно вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла.Выполняется основная функция котла — нагрев теплоносителя.

Принцип работы пиролизного котла подробно показан на видео.

Преимущества газогенераторных котлов

Газогенераторные твердотопливные котлы имеют ряд преимуществ перед котлами прямого горения.

В пиролизных котлах топливо сгорает практически полностью, поэтому регулярная очистка котла от сажи не требуется.

Но главное преимущество полного сгорания не в этом.Всем известно, насколько неприятным и едким может быть дым от сжигания продуктов жизнедеятельности. На самом деле продуктом сгорания любого органического вещества является углекислый газ и обычная вода. Безвредные вещества без цвета и запаха. Опасность представляет собой органическое «несгоревшее» — множество токсичных и неприятно пахнущих веществ, образующихся при разложении органических отходов, попадающих в атмосферу с дымом. За счет полного сгорания топлива выброс органических отходов пиролизными котлами сведен к минимуму.

Во-первых, это делает газогенераторы намного более экологичными, чем котлы прямого сжигания, во-вторых, позволяет использовать для пиролиза не только специализированное топливо, но и швейные, кожевенные, меховые и другие отходы.производство. Таким образом достигается двойной эффект: выгода от отходов за счет участия в нагреве теплоносителя в котле, и при этом решается вопрос безвредной утилизации отходов на месте, без вывоза на полигон, что потребует дополнительных затрат.

Более эффективное использование топлива позволяет котлу работать на одной топливной закладке длительное время — 12 часов и более (против 4-5 часов для котлов прямого горения). Конечно, это способствует значительной экономии.

Из-за специфики твердого топлива, в частности, неравномерного горения, работа твердотопливных приборов всегда была менее чувствительна к регулированию и контролю, чем работа печей и котлов на жидком или газообразном топливе. Принцип пиролиза решает эту проблему, поскольку основной процесс сгорания происходит в камере дожигания, где сгорает пиролизный газ. Это дает возможность сделать работу пиролизных котлов полностью управляемой и поддающейся автоматизации.

Недостатки газогенераторных котлов

Если вы решили купить газовый котел, конечно, нужно знать о его недостатках.

Использование котлов в быту

Идеальные условия для пиролизного котла — столярное производство, отходы которого просто идеальное топливо для газогенератора. Но что делать, если вы собираетесь установить пиролизный котел для отопления частного дома и при этом не хотите обустраивать дровяной сарай или возиться с сушкой дров из открытой груды дров? В этом случае ваш выбор — пеллетный котел.

Пеллетный газогенераторный котел представляет собой водогрейный агрегат, использующий в качестве топлива горючие пеллеты. Гранулы пеллеты производятся из измельченных и прессованных отходов столярного производства (стружка, опилки, кора, веточки), масличной продукции (лузга подсолнечника), торфа, навоза (сушеный навоз). В чем преимущество гранулированного твердого топлива?

пеллеты хранить и хранить намного проще, чем дрова
готово к немедленному использованию, не требует дробления и сушки.
для пиролиза топливных гранул — это достаточно малая первичная камера.
позволяет полностью автоматизировать процесс подачи топлива.

Комбинация газогенератора с бойлером косвенного нагрева позволит использовать бытовой пиролизный котел не только для отопления, но и для горячего водоснабжения.

Компактные бытовые пеллетные котлы занимают мало места в доме и не требуют сложных процедур запуска и эксплуатации, так как обладают высокой степенью автоматизации.Удобство бытовых пиролизных котлов подтверждено многочисленными положительными отзывами.

Качественный газогенератор в условиях эксплуатации прослужит вам долгие годы и позволит сэкономить значительные средства.

Котлы длительного горения — это совершенно уникальная и совершенно новая конструкция котельного оборудования, принцип работы которой основан на использовании твердого топлива для отопления. При этом для полноценного функционирования необходимо использовать только то твердое топливо, влажность которого не будет превышать 20 процентов.Уровень производительности такого устройства составляет 50, 70, а иногда и целых 100 процентов!

Принцип действия

Твердым топливом для котлов длительного горения являются дрова, торфяные брикеты или уголь. Подача кислорода в камеру для топки с водяным контуром крайне ограничена, поэтому процесс тления топлива идет очень медленно. Также замедляется процесс сжигания инертного газа, образующегося из топливного ресурса.

Таким образом, традиционное горение трансформируется в довольно медленное тление.При этом объема исходных ресурсов достаточно, чтобы получить на выходе генераторный газ, который обладает очень высокой теплопроводностью , а затем проложить путь к огнеупорной керамической форсунке для выхода в камеру сгорания, где происходит активное горение. процесс продолжается, поддерживается дополнительным воздухом. Момент воспламенения начинается, когда воздух смешивается с газом, и усиливается за счет использования катализатора. Сам генераторный газ в это время выгорает с сажей и тяжелыми соединениями.

Когда топливо сгорает в котельной, сгорание становится очень поверхностным, и тяжелые соединения, окись углерода и другие вредные вещества, загрязняющие окружающую среду, неизбежны. Однако с точки зрения химии эти продукты обеспечивают отличное горение и экономичность. для хозяина котла.

Процесс тления, сопровождающийся недостатком кислорода, задерживает внутри котла длительного горения наиболее ценные продукты, способствующие максимальной энергоэффективности, а негорючие и практически нетоксичные элементы, образующие абсолютно безвредный дым, попадают в дымоход. .

Хотя дрова являются наиболее распространенным и даже традиционным видом твердого топлива, гораздо более выгодной и практичной альтернативой являются торфяные брикеты, влажность которых даже при неправильном хранении составляет всего 18 процентов, а время горения — 12 часов. За счет этого достаточно пополнять камеры сгорания не чаще одного раза в два, а то и три дня, при этом дрова горят не дольше 6 часов В результате интервалы между закладками новых порций топлива заметно сокращаются .

Дизайн

Такой отопительный прибор длительного горения по своей конструкции является стандартным однокотловым котлом , применяемым исключительно в качестве системы отопления с принудительной циркуляцией. При этом производство и подача горячей воды следует полностью исключить из бытового потребления.

Льготы

Технические характеристики и меры предосторожности

Выбор котла по индивидуальным потребностям

Безусловно, квалифицированные продавцы помогут подобрать котел длительного горения на несколько дней с учетом индивидуальных потребностей покупателя, однако большинство профессионалов заинтересованы в продаже определенных типов и моделей котлов.Именно поэтому целесообразно подготовить к покупке заранее и как минимум при выборе твердотопливного отопительного котла учитывать следующие ключевые факторы.

Важным моментом при выборе котла является его назначение и предполагаемое использование, так как твердотопливные котлы могут использоваться как в качестве основного, так и дополнительного источника отопления.

При использовании котла длительного горения в качестве основного функционального агрегата лучше найти качественную модель с оптимальным соотношением цены и качества.Цена определяется в основном надежностью установки и ее качественными характеристиками. Выбор недорогих устройств чаще всего приводит к снижению КПД и нарушению стабильности работы оборудования.

Если котельная установка планируется как дополнительный источник отопления, то выбор можно остановить на вполне бюджетных моделях устройства.

Следующий критерий — это виды топлива, подходящие для заправки различных моделей котлов длительного горения.Допустим, в деревне, городском поселке или просто в небольшом поселке продается большое количество дешевых дров. Целесообразно отдать предпочтение этому материалу и, соответственно, установке, которая будет поддерживать режим работы на этом виде топлива. Не следует забывать, что именно уголь обладает наибольшей энергоемкостью и калорийностью. Исходя из этого, также можно выбрать универсальный тип котлоагрегата , обеспечивающий одновременное сжигание дров и угля.

Несмотря на то, что на западном рынке, в том числе европейском, твердотопливные котлы, оборудованные системой автоматической подачи и контроля топлива, являются лидерами продаж, на внутреннем рынке к ним относятся настороженно и потребительским спросом практически не пользуются. . Высокая стоимость оборудования пугает массового покупателя, но такие высокотехнологичные установки имеют массу преимуществ и очень выгодны в эксплуатации , потому что вложения окупаются невероятно быстро, а котел прослужит долгие годы.

Вероятность поломок и других неудобств очень мала. Причем автоматические котлы длительного горения следует загружать не чаще одного раза в 6-7 дней, так как дозаправки хватает почти на недельный режим работы без перебоев.

Заключение

Современные отопительные котлы длительного горения обладают высокой степенью эффективности, удобства и производительности. Последние модели котельного оборудования и все приспособлены для работы на двух видах твердого топлива одновременно (например, на древесных продуктах, угле или обычной древесине).Благодаря компактности твердотопливных котлов становится особенно удобно использовать их в небольших помещениях как жилого, так и коммерческого типа. Заметную популярность такие котлы приобрели еще и благодаря простоте эксплуатации и отсутствию сложных условий обслуживания.

Работа электрического котла может вызвать короткое замыкание , которое часто приводит к пожарам или другим чрезвычайным ситуациям, связанным с материальными отходами или даже с человеческими жертвами. В отличие от обычных газовых и дизельных агрегатов твердотопливные котлы длительного горения абсолютно безопасны в эксплуатации, так как риск взрыва сведен к нулю.Таким образом, устройство, работающее на твердом топливе, не только экономично и производительно, но и является гарантией безопасности.

Несмотря на появление новых методов отопления, жители как Западной Европы, так и США и СНГ, особенно те, кто по тем или иным причинам не имеет доступа к природному газу, продолжают отапливать свои дома самым доступным топливом — углем. торф или дрова. Это правда, что традиционные котлы и пиролизные котлы заменили современные печи — современные и эффективные, оснащенные системами автоматического управления.Они работают на доступном по цене твердом топливе, которое горит практически без остатка, обеспечивает высокую мощность и эффективность и может работать с одной или двумя нагрузками до 24 часов и обеспечивает минимальные тепловые потери.

Газогенераторные пиролизные котлы длительного горения — это домашние лаборатории, извлекающие из древесины газ, который в дальнейшем используется для отопления. Пиролиз как физико-химический экзотермический процесс давно используется в различных отраслях промышленности. Его суть заключается в разложении сложных органических соединений (нефть, уголь, древесина) в условиях высоких температур и ограниченного доступа кислорода к простым веществам — твердым, жидким и газообразным.

Таким образом, пиролизный котел представляет собой двухкамерный нагревательный прибор, в верхней камере которого при температуре от 200 до 800 ° С происходит экзотермическая реакция пиролиза древесины, в результате которой она распадается на фракции: древесный уголь и пиролизный газ, в основном CO 2, количество CO 2. Смесь пиролизного газа и воздуха подается в нижнюю камеру сгорания и при горении при температуре 1100-1200 ° C выделяет очень большое количество тепла, которое используется. для отопления.

Ступени пиролизного котла

В результате пиролизные твердотопливные котлы для получения тепловой энергии фактически сжигают не дрова, а газ, обеспечивая высокий КПД 85-90%.Сжигание газа, как известно, легче контролировать, а это, в свою очередь, позволяет автоматизировать процесс управления системой отопления.

Конструктивно топка пиролизного котла состоит из двух отдельных камер, разделенных решеткой. В верхней загрузочной камере газификации при высокой температуре и недостатке кислорода топливо медленно тлеет и пиролизуется. Отвод тепла из верхней камеры препятствует топливо, лежащее на решетке, через слой которой сверху вниз проходит слабый поток первичного воздуха.

Устройство и схема пиролизного котла

Генерирующий газ, выделяющийся в процессе, одновременно с потоком вторичного воздуха поступает в нижнюю камеру сгорания, нижняя часть которой представляет собой сопло из жаропрочной керамики — шамота. Топки отопительных котлов этого типа отличаются повышенным аэродинамическим сопротивлением, поэтому в них используется принудительная тяга, которая реализуется не вентилятором, а дымососом.

Продолжительность работы газогенераторных котлов на одной нагрузке зависит от температуры снаружи и в помещении, качества утепления дома, вида топлива и его влажности, грамотного проектирования системы отопления, но всего прочего. равных, их работа намного эффективнее по сравнению с традиционными твердотопливными аналогами.

На практике пиролизные котлы на твердом топливе могут эффективно работать на любом виде твердого топлива, будь то древесина, торф, бурый уголь или каменный уголь. Конечно, продолжительность полного сгорания каждого вида топлива разная и выглядит так:

древесина мягких пород — время горения не более 5 часов;
массив дерева — время горения около 6 часов;
бурый уголь горит примерно за 8 часов;
каменный уголь горит до 10 часов.

Интересно в этом плане мнение пользователей, красноречиво отражающее их отзывы: пиролизные котлы наиболее эффективны при работе на сухой древесине.Это сухие дрова длиной 45-65 см, влажность которых не превышает 20%, не только обеспечивают максимальную мощность котла, но и продлевают срок его службы.

Сухие дрова длиной 45-65 см обеспечивают максимальную мощность котла и продлевают срок его службы.

Конечно, при отсутствии качественной древесины для генерации газа в котле подойдет любое ископаемое топливо с высоким выходом летучих фракций, при условии, что это разрешено производителем котла:

древесина трата;
пеллеты и брикеты топливные;
некоторые виды торфа;
целлюлозные отходы пищевой промышленности;
уголь.

Важно: Пиролизный газогенератор горит почти белым цветом, практически не выделяя побочных продуктов сгорания, при условии правильной стоимости первичного и вторичного воздуха и влажности топлива не более 20-30%.

Если влажность топлива выше допустимой, процесс горения будет сопровождаться выделением большого количества водяного пара, а это чревато образованием сажи, смолы, снижением теплотворной способности пиролизный газ и даже затухание котла.

Особенности запуска и работы

При запуске твердотопливного пиролизного котла следует учитывать особенности, отличающие его от традиционных твердотопливных котлов. Все понимают, что работа агрегата в режиме газогенератора происходит за счет двух камер, оборудованных специальными заслонками-регуляторами — затворами, но не все помнят, что, в отличие от традиционных котлов, загрузочный бункер пиролизного котла должен иметь предварительный подогрев.

Как только температура в нем, в зависимости от вида топлива, достигнет оптимальных 500-800 ° С, можно начинать загрузку твердого топлива и только после этого переводить заслонку в режим работы пиролиза и запускать вытяжной вентилятор.

Чистое желтовато-белое пламя свидетельствует о правильной настройке газогенератора и отсутствии токсичных продуктов сгорания в дымовой смеси.

При такой последовательности действий при пуске обеспечивается медленное бескислородное горение топлива, эффективный выброс и горение пиролизного газа с чистым желто-белым цветом и постоянная комфортная температура в отапливаемом помещении в течение дня.

Приобрести пиролизные отопительные котлы, не сомневаясь в эффективности их работы, смело могут те, у кого есть возможность купить сухие дрова или хотя бы сушить их при повышенной влажности.

Если нет уверенности в такой возможности, можно выбрать современный высокотехнологичный отопительный котел, в топке которого совмещено 80% высокоэффективного сжигания пиролизного топлива и 20% традиционного. Современные комбинированные котлы обеспечивают качественное сжигание не только дров, но и древесных отходов, торфа, угля или любой их смеси влажностью до 50%.

Комбинированный котел оборудован очень большой загрузочной камерой и может сжигать 80% топлива в режиме пиролиза и 20% в режиме обычного твердотопливного котла

При прочих равных рекомендуется: выбрать котел, объем загрузочной камеры которого способен вместить дрова длиной до 65 см.Причем обе камеры должны быть покрыты качественным керамобетоном: он обеспечивает оптимальную температуру внутри аппарата, качественное сгорание топлива и предохраняет его стенки от выгорания. Хороший котел должен обеспечивать продолжительность горения топлива до 10 часов и прослужить не менее 20 лет.

Список достоинств и недостатков

В заключение приведем неоспоримые «достоинства» газогенераторных отопительных приборов и «минусы», из которых пока нет пиролизного котла — отзывы пользователей.

Итак, плюсы:

Простота в обслуживании и при отсутствии газоснабжения остается лучшим вариантом отопления.
Легкость загрузки: раз в 10-15 часов, то есть по сравнению с традиционными твердотопливными котлами в 2 раза меньше.
Высокая экологичность: топливо сгорает практически полностью, дымовые газы практически не содержат токсичных продуктов сгорания, а при работе газогенератора концентрация CO 2 в 3 раза ниже соответствующего показателя обычного твердотопливного котла. .
Небольшое количество золы в топке и внутри дымохода после завершения работ облегчает очистку и последующую дозаправку газогенератора.
Очень высокая скорость нагрева охлаждающей жидкости, воды или воздуха, до комфортной температуры 60 ° C.

Недостатки:

Высокая стоимость газогенераторных котлов: в 1,5- «раза дороже традиционных твердотопливных аналогов.
Все модели пиролизных подогревателей представляют собой одноконтурные агрегаты, не нагревающие воду для бытовых нужд.
Слишком требовательны к топливу: не работайте на топливе с высокой влажностью.
Не работает в полностью автоматическом режиме: необходимо вручную загружать топливо.

Видео о правилах эксплуатации пиролизных систем

Тем не менее высокая экологичность, экономичность и экономичность, достигаемая за счет полного сгорания топлива и мизерных тепловых потерь, полностью компенсируют недостатки пиролизных газогенераторных котлов и круг их поклонников неуклонно растет.

Все имеет высокий уровень эффективности, благодаря конструкции и принципу работы устройства. На этой странице мы рассмотрим и попробуем разобраться, как работают твердотопливные котлы. Основное отличие обычных твердотопливных котлов заключается в том, что во втором случае сгорание длится гораздо дольше из-за принципа сгорания. Итак, рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают твердотопливные котлы, чтобы понять.

Принцип работы котла длительного горения твердотопливного.

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу «верхнего горения». Как работает котел длительного горения? Прежде чем кислород попадет непосредственно в топку, где происходит горение, он нагревается. Его нагревают, чтобы со временем уменьшить количество сжигаемых отходов: сажи, золы. Кислород подается не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом, горит только верхний слой, уложенный в топку. Из-за того, что воздух поступает сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен.Горит только верхний слой топлива. Когда горит верхний слой, включается подача нижнего слоя. Так постепенно по мере того, как воздух для горения течет все ниже и ниже. Благодаря такому подходу верхний слой горючего всегда горит, а тот, который остается неповрежденным, остается на месте, пока не дойдет до своей очереди. Это позволяет очень экономно расходовать топливо и контролировать процесс сгорания. Именно по этой технологии твердое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны, но и экологичны.Конечно, при условии использования, которое не только обеспечит максимальную эффективность котла, изолируя тепло, но и обезопасит от возможных возгораний.

Понять, как работает пиролизный котел, наглядно можно из этого видео:

Как работает пиролизный котел? Устройство и принцип работы пиролизного котла.

Принцип действия основан на процессе разложения твердого топлива на пиролизный газ и кокс. Это достигается за счет недостаточной подачи воздуха.Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате чего образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которое нагревает теплоноситель. Благодаря этому процессу в дыме очень мало вредных веществ, а сажа и зола незначительны. Так что в случае с пиролизными котлами тоже можно говорить об экологичности.

Итак, давайте подробнее рассмотрим принцип работы пиролизного котла.

Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс горения в условиях недостатка кислорода. Результатом такого горения являются твердые продукты сгорания и газ: твердые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов с диоксидом углерода.
Принцип работы газогенератора (или пиролизного котла) заключается в том, что такой твердотопливный котел разделяет процесс нагрева на два процесса. Первый — обычный, при этом ограничивая подачу кислорода.При нехватке воздуха твердое топливо очень медленно тлеет, выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котел очень простой, механический вентиль, который в зависимости от количества воздуха в топке либо открывается, либо закрывается. В этом случае можно вручную «поддаться жару», открыв вентиль.
Вторая часть процесса горения топлива, это сжигание летучих отходов процесса горения в первой печи. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат сгорания твердого топлива в первой топке.
Регулировка одновременно, как и в случае подачи воздуха в первую топку, очень проста. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько это необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы не сильно отличается от.
КПД пиролизных котлов. На сегодняшний день наиболее эффективными являются котлы, в которых горение происходит сверху вниз.Конечно, это создает определенные трудности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, потому что вторая камера дожигания пиролизного газа находится под колосниковой решеткой. Если проще: топливо рассыпается в отходы процесса сгорания — в золу. При этом образуется газ, который также перегорает. Результат: максимальное тепловыделение при практически безотходном процессе сжигания. Кроме того, золу можно использовать в качестве удобрения.

Принцип работы пиролизного котла спроектирован таким образом, что помимо наиболее эффективного сжигания топлива, мы имеем минимальные отходы процесса горения .Главный минус — цена пиролизных котлов, но положительных моментов на самом деле много:

Минимум отходов и минимальная очистка топки по сравнению с другими твердотопливными котлами.
Продолжительное время автономной работы без дополнительной зарядки благодаря экономичной подаче воздуха.
Автоматика горения. Котел сам регулирует, когда увеличивать горение, а когда уменьшать.
Крупное твердое топливо подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива происходит практически полностью.

Автоматика и механика твердотопливных котлов.

Несмотря на все уровни контроля процессов горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств. Из-за того, что чаще всего температура регулируется механиками, ломаться в котлах практически нечего. К тому же конструкция котла проста и надежна. Поэтому выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам.Даже возможно, но зачем лишние проблемы, если все можно доверить профессионалам?

границ | Разработка и производительность многотопливного жилого котла, сжигающего сельскохозяйственные отходы

Введение

Рост населения, истощение и рост цен на ископаемое топливо и климатический кризис во всем мире требуют быстрого развития технологий использования возобновляемых источников энергии с минимальным воздействием на окружающую среду. Топливо из биомассы обладает значительным потенциалом для удовлетворения этих потребностей благодаря своему обилию, низкой стоимости и сокращению выбросов парниковых газов.К 2050 году до 33–50% мирового потребления может быть обеспечено за счет биомассы (McKendry, 2002).

ЕС поставил цель увеличить долю возобновляемых источников энергии в общем потреблении энергии до 27% к 2030 году (ЕС, 2014). Древесное топливо преимущественно использовалось как в крупных, так и в малых системах для производства тепла или электроэнергии. Однако растущая конкуренция за такие виды топлива в секторе отопления, лесопилении и бумажной промышленности, а также рост производства древесных гранул привели к росту цен на древесину и нехватке сырья (Uslo et al., 2010). Таким образом, для достижения цели роста использования биомассы потребуется более широкий ассортимент сырья (Carvalho et al., 2013; Cardozo et al., 2014; Zeng et al., 2018), что создаст дополнительную потребность в топливе. технологии переработки и контроля выбросов.

Для стран Южной Европы, где популярно отопление жилых домов с использованием топлива из биомассы в качестве более дешевой альтернативы, предпочтительным сырьем являются отходы сельского хозяйства и агропромышленности. Они легко доступны в больших количествах и обладают высоким энергетическим потенциалом, уменьшая путем сжигания объем отходов и увеличивая экономическую отдачу для сельских общин.В Греции доступно около 4 миллионов тонн в год, что эквивалентно примерно 50% валового потребления энергии (Vamvuka and Tsoutsos, 2002; Vamvuka, 2009).

Наиболее распространенными типами бытовых топочных устройств являются дровяные печи, дровяные котлы, печи на древесных гранулах и устройства для сжигания древесной щепы. Помимо дровяных печей и обычных котлов с бесконечными винтами, используются котлы смешанного горения с надстройками автоматизации, решениями для хранения и разнообразными механизмами подачи (Vamvuka, 2009; Sutar et al., 2015; Ан и Джанг, 2018). В прошлых исследованиях изучались выбросы дымовых газов, эффективность и проблемы, связанные с золой, при сжигании сельскохозяйственных остатков. Крупномасштабные агрегаты или небольшие пеллетные устройства для домашнего или жилого центрального отопления, некоторые из которых используют верхнюю подачу, вращающиеся или подвижные решетки (Vamvuka, 2009; Carvalho et al., 2013; Rabacal et al., 2013; Garcia-Maraver et al., 2014). ; Pizzi et al., 2018; Zeng et al., 2018; Nizetic et al., 2019). Однако по-прежнему недостаточно информации о характеристиках необработанного сырья с точки зрения эффективности и выбросов загрязняющих веществ в соответствии с пороговыми значениями в зависимости от различных конструкций небольших систем и условий эксплуатации.В основном использовалась древесная щепа (Kortelainen et al., 2015; Caposciutti and Antonelli, 2018), тогда как разработка котлов в странах Средиземноморья идет медленно.

Было доказано, что маломасштабные системы биомассы вносят значительный вклад в качество местного воздуха за счет выбросов таких загрязнителей, как CO, SO ₂, NO _x, полиароматические углеводороды и твердые частицы, которые могут серьезно повлиять на здоровье человека и климат. Эти выбросы зависят от свойств топлива, применяемой технологии и условий процесса, и их мониторинг и контроль очень важны для соблюдения экологических ограничений и экономической эффективности требований рынка.Было обнаружено, что выбросы CO варьируются от 600 до 680 частей на миллион _v для персиковых косточек (Rabacal et al., 2013), 50-400 частей на миллион _v для скорлупы бразильских орехов и 100-400 частей на миллион _v для шелухи подсолнечника ( Cardozo et al., 2014). Было показано, что выбросы NO _x находятся в диапазоне 300-600 мг / м ³ для персиковых косточек (Rabacal et al., 2013), 180-270 мг / м ³ для скорлупы бразильских орехов и 50-720 мг / м ³ для лузги подсолнечника (Cardozo et al., 2014). Для последнего выбросы SO ₂ варьировались от 78 до 150 мг / м ³.Сообщается, что КПД котла (Rabacal et al., 2013; Fournel et al., 2015) составляет от 63 до 83%, в зависимости от типа топлива.

Поскольку сельскохозяйственные остатки доступны только в течение ограниченного периода времени в течение года, их смеси увеличивают возможности поставок для действующих предприятий. Однако, когда смеси используются в качестве исходного сырья, совместимость топлив в отношении характеристик сгорания должна быть должным образом оценена для эффективной конструкции и работы блоков сжигания.Переменный состав этих материалов предполагает тщательное знание их поведения в тепловых системах, чтобы избежать комбинаций топлива с нежелательными свойствами. Насколько известно авторам, смеси таких отходов, которые можно найти по низкой цене или бесплатно, не исследовались в бытовых приборах. Для определения выбросов твердых частиц и образования шлака использовались только гранулы древесного топлива или энергетических культур (Carroll and Finnan, 2015; Sippula et al., 2017; Zeng et al., 2018).

Основываясь на вышеизложенном, целью настоящего исследования было сравнить характеристики горения выбранных не гранулированных материалов сельскохозяйственных остатков, которые широко распространены в странах Южной Европы, и их смесей, чтобы изучить любые аддитивные или синергетические эффекты между компонентами топлива и получить выгоду. знания об использовании таких смесей в небольших котлах.Цель состояла в том, чтобы оценить производительность прототипа установки сгорания с низкими инвестициями, позволяющую предварительно сушить топливо и воздух для горения выхлопными газами для производства тепловой энергии в зданиях, фермах, малых предприятиях и теплицах с точки зрения важности параметры, такие как сгорание и КПД котла, температура дымовых газов и выбросы в окружающую среду.

Экспериментальная секция

Топливо и характеристики

Сельскохозяйственные остатки для данного исследования были отобраны на основе их обилия и доступности в Греции и странах Средиземноморья в целом.Это были ядра оливок (OK), предоставленные AVEA Chania Oil Cooperatives (Южная Греция), ядра персика (PK), предоставленные Союзом сельскохозяйственных кооперативов Giannitsa (Северная Греция), скорлупа миндаля (AS), предоставленные частной компанией ( Agrinio, C. Греция) и скорлупа грецкого ореха (WS), предоставленная компанией Hohlios (Северная Греция).

После сушки на воздухе, гомогенизации и рифления материалы измельчали до размера частиц <6 мм, используя щековую дробилку и вибрационное сухое просеивание. Типичные образцы были измельчены до размера частиц -425 мкм с помощью режущей мельницы и охарактеризованы с помощью экспресс-анализа, окончательного анализа и теплотворной способности в соответствии с европейскими стандартами CEN / TC335.Содержание летучих измеряли термогравиметрическим анализом с использованием системы TGA-6 / DTG в диапазоне 25–900 ° C, в потоке азота 45 мл / мин и при линейной скорости нагрева 10 ° C / мин. Химический анализ золы проводили на рентгенофлуоресцентном спектрофотометре (XRF) типа Bruker AXS S2 Ranger (анод Pd, 50 Вт, 50 кВ, 2 мА). Тенденция осаждения золы была предсказана с помощью эмпирических индексов. Эти показатели, несмотря на их недостатки из-за сложных условий, которые возникают в котлах и связанном с ними теплопередающем оборудовании, широко используются и, вероятно, остаются наиболее надежной основой для принятия решений, если они используются в сочетании с испытаниями пилотной установки.

Отношение оснований к кислотам (уравнение 1) является полезным показателем, поскольку обычно высокий процент основных оксидов снижает температуру плавления, в то время как кислотные оксиды повышают ее. Это принимает форму (Vamvuka et al., 2017):

Rb / a =% (Fe2O3 + CaO + MgO + K2O + Na2O)% (SiO2 + TiO2 + Al2O3) (1)

, где на этикетке каждого соединения указывается его массовая концентрация в золе. Когда R _{b / a} <0,5 склонность к осаждению низкая, когда 0,5 b / a <1 склонность к осаждению средняя и когда R _{b / a}> 1 склонность к осаждению высока.Для значений R _{b / a}> 2 этот индекс нельзя безопасно использовать без дополнительной информации.

Влияние щелочей на склонность золы биомассы к шлакованию / загрязнению является критическим из-за их тенденции к снижению температуры плавления золы. Один простой индекс, индекс щелочности (уравнение 2), выражает количество оксидов щелочных металлов в топливе на единицу энергии топлива в ГДж (Vamvuka et al., 2017):

AI = кг (K2O + Na2O) ГДж (2)

Когда значения AI находятся в диапазоне 0.17–0,34 кг / ГДж загрязнение или шлакообразование вероятно, тогда как при этих значениях> 0,34 практически наверняка произойдет обрастание или образование шлаков.

Для испытаний на сжигание были приготовлены смеси вышеуказанных материалов с соотношением компонентов до 50% по весу с наиболее распространенными в Греции сельскохозяйственными отходами — ядрами оливок.

Описание прототипа системы сгорания

Блок сжигания схематически показан на рисунке 1. Основными частями являются два бункера, эксикатор, система непрерывной подачи сырья и бойлер с поперечным потоком.Номинальная мощность 65 кВт _т.

Рисунок 1 . Принципиальная схема многотопливного котла (сплошные стрелки показывают направление потока воздуха, пунктирные стрелки показывают направление потока биомассы).

Топливо хранится в главном бункере (A), боковые поверхности которого перфорированы для физического осушения топлива. В зависимости от наличия биомассы и особых потребностей в энергии открывается регулирующий клапан, и в систему подается соответствующее топливо. Затем биомасса переносится из бункера в эксикатор через наклонную стойку с направляющими, скорость которой регулируется в соответствии с потребностями котла.Горячий воздух поступает из выхлопных газов через систему обратной связи (H, J). В сушилке установлены две внутренние конвейерные ленты (B), состоящие из перфорированных медленно вращающихся роликов со стальной сеткой, позволяющих горячему воздуху проходить через него в восходящем направлении потока. Осушитель (B) имеет несколько отсеков, чтобы позволить воздуху перемещаться и в конечном итоге потерять часть своей температуры, создавая тем самым разницу температур. Специальная стальная сетка обладает высокой износостойкостью и довольно эффективно выдерживает экстремальные перепады температур.Скорость роликов тесно связана с влажностью биомассы и может изменяться в зависимости от потребностей автоматического управления. Затем сухая биомасса переносится (C) во временный бункер (D) и смешивается с теплым воздухом, поступающим из системы обратной связи (E), прежде чем направить его в горелку и зону сгорания котла. Используя горизонтальный теплый шнек диаметром 1 и 1/2 дюйма, обработанная биомасса подается в горелку (G). Скорость подачи регулируется двумя электронными диммерами. Первый диммер соответствует времени работы системы питания, а второй диммер соответствует времени задержки (винт выключен).Таким образом, подача сырья осуществляется полупериодическим способом. Первичный воздух для горения вводится через трубу в передней части топки и регулируется с помощью воздуходувки. Соотношение первичного и вторичного воздуха регулируется с помощью регулятора, установленного в дымоходе (K), с механическим регулятором, который позволяет изменять тягу в дымоходе. Котел (G) является гидравлическим и в основном производит горячую воду в замкнутой циркуляционной системе (F). Эта система имеет меры безопасности, чтобы поддерживать постоянное давление воды и транспортировать горячую воду к высокоэффективным фанкойлам для обогрева помещений.Датчики температуры Pt используются для измерения температуры воды в прямом и обратном потоке, а также в потоке внутри котла. Измеритель теплотворной способности измеряет расход воды и полезную энергию, получаемую водой. Выхлопные газы котла перед тем, как попасть в дымоход, проходят через теплообменник. Теплообменник (I) использует выхлопные газы для нагрева воздуха, который затем используется для сушки влажной биомассы.

Новинкой этого прототипа является конструкция эксикатора, питаемого выхлопными газами, выдерживающего экстремальные перепады температуры и работающего в соответствии с потребностями котла, теплообменника также питаемого выхлопными газами, а также прилагаемых датчиков температуры и измерителя теплотворной способности.Поскольку все основные части устройства являются стандартными, стоимость изготовления такой установки остается низкой. Аналоговые датчики и уже установленные детали будут заменены цифровыми датчиками и механическими деталями с цифровыми входами и выходами, в соответствии с результатами экспериментов по отклику агрегата. Ограничением системы является невозможность отрегулировать оптимальный коэффициент избытка воздуха, поэтому существует потребность в надежном управлении подаваемым воздухом для горения. Следует принять определение оптимальных параметров пользовательской системы автоматического управления, чтобы установка могла работать автономно.

Методика эксперимента и измерения данных

Эксперименты были структурированы таким образом, чтобы можно было построить аналитический профиль каждого материала, а также исследовать поведение типа топлива на различных стадиях процесса. Были проведены две серии экспериментов, чтобы изучить поведение и реакцию каждого остатка на технологическую цепочку устройства. Во время первой серии испытаний для каждого биотоплива проводилась калибровка скорости подачи в зависимости от диммерных переключателей.Скорость подачи определялась последовательностями интервалов задержки включения-выключения первого и второго диммера соответственно. Расход дымовых газов для каждой подачи сырья определялся путем измерения скорости вентилятора на выходе газа, установленного в положении (K), с помощью анемометра. Следовательно, каждое биотопливо было протестировано в установке для сжигания, чтобы оптимизировать тепловой КПД путем настройки его специальных параметров с учетом качества выбросов. Важными независимыми переменными были скорость подачи сырья, скорость вентилятора, регулирующего поток воздуха в котле, и внутренняя температура котла.В настоящем исследовании представлены результаты для одного набора этих параметров с целью сравнения характеристик сгорания между испытанными сельскохозяйственными остатками, а также их смесями при постоянных рабочих условиях. Параметрическое исследование для оптимизации процесса будет представлено в следующем отчете.

Для запуска котла было подожжено топливо, были включены питатель твердого вещества и воздуховоды и выставлены желаемые значения (вкл. / Выкл. 10/30 с / с). Перед снятием первых показаний печи давали поработать 30 мин.Циркуляционная система горячей воды была настроена на работу после того, как температура достигла ≥55 ° C. Когда температура воды превышала 70 ° C, подача сырья временно прекращалась.

Состав дымовых газов непрерывно контролировался во время испытаний с помощью многокомпонентного газоанализатора, модель Madur GA-40 plus от Maihak, оборудованного двухрядным фильтром и осушителем. Отбор проб производился с помощью нагревательной линии с зондом в соответствии с греческими стандартами ELOT 896. В анализаторе используются электрохимические датчики для измерения концентрации газа.Содержание CO ₂, CO, O ₂, SO ₂, NO _x в потоке выхлопных газов, индекс сажи, тепловые потери дыма, температура дымовых газов и коэффициент избытка воздуха ( λ) непрерывно регистрировались анализатором. Аналоговый выходной сигнал анализатора передавался в компьютер, где сигналы обрабатывались и вычислялись средние значения за период дискретизации 0,5 мин.

После проведения измерений в установившемся рабочем режиме и давая печи поработать в течение примерно 3 часов, питатель топлива и воздуховод были отключены, смотровое окно было открыто, а вытяжной вентилятор был установлен на высокую мощность для охлаждения агрегата.Зольный остаток был осушен, взвешен и проанализирован на предмет потерь при сгорании из-за несгоревшего углерода. Эксперименты были повторены дважды, чтобы определить их воспроизводимость, которая оказалась хорошей.

Тепловой КПД системы был определен как пропорция полезной энергии, полученной водой котла, к энергии, потребляемой топливом:

ηt = QoutQin = qwcpwΔTwΔtmfQf (%) (3)

где, q _w: массовый расход воды (кг / ч), c _pw: теплоемкость воды (МДж / кг · K), ΔT _w: разница температур прямого и обратного потока воды (° K), Δt: общее время горения при температуре воды 70 ° C, m _f: масса сожженного топлива / смеси (кг), Q _f: теплотворная способность топлива / смеси (МДж / кг).

Эффективность сгорания определялась следующим образом:

ηc = 100-SL-IL-La (%) (4)

где,

SL = (Tf-Tamb) (A [CO2] + B) (5) IL = a [CO] [CO] + [CO2] (6) La = 100 мес. (7)

где: T _f: температура дымовых газов (° C), T _amb: температура окружающего воздуха (° C), [CO] и [CO ₂]: концентрации CO и CO ₂ в дымовых газах (%), A, B, a: параметры горения, характерные для каждого вида топлива (данные анализатором), m _o: общая масса сожженного органического вещества топлива (кг), m _a: масса органического вещества в золе (кг).

Для каждого экспериментального испытания проверялось, достаточно ли имеющегося тепла дымовых газов для предварительного нагрева входящего воздуха для сжигания топлива до 70 ° C, а также для сушки биомассы в эксикаторе системы:

или

mflcpflΔTf≥mambcpambΔTamb + Qd (9)

где: m _fl, m _amb: масса дымовых газов и воздуха на кг сожженной биомассы (кг), c _pfl, c _pamb: удельная теплоемкость дымового газа и воздуха (кДж / кг ° K), ΔT _f, ΔT _amb: разница температур дымовых газов на выходе и входе в дымоход, а также предварительно нагретого и окружающего воздуха, соответственно (° K), Q _d: теплота сушки биомассы ( Мойерс и Болдуин, 1997).Согласно последующим результатам, указанное выше неравенство сохранялось всегда.

Результаты и обсуждение

Анализ сырого топлива

В Таблице 1 представлены результаты ближайшего и окончательного анализов изученных сельскохозяйственных остатков. Как можно видеть, все образцы были богаты летучими веществами и имели низкую зольность. В скорлупе миндаля самый высокий процент летучих веществ, а в скорлупе грецких орехов — самый низкий процент золы. Концентрация кислорода была значительной для всех образцов, а теплотворная способность колебалась в пределах 17.5 и 20,4 МДж / кг, что сопоставимо с верхним пределом для низкосортных углей. Содержание серы во всех остатках было практически нулевым, что свидетельствует о том, что выбросы SO ₂ не вызывают беспокойства для этого биотоплива. С другой стороны, содержание азота в скорлупе миндаля было значительным, что могло быть проблемой во время термической обработки с точки зрения выбросов NO _x.

Таблица 1 . Предварительный и окончательный анализы и теплотворная способность образцов (% от сухого веса).

Химический анализ золы, выраженный обычным способом для топлива в виде оксидов, сравнивается в Таблице 2 вместе с индексами шлакообразования / засорения и тенденцией осаждения. Общей чертой этих золошлаковых материалов является то, что они были богаты Ca и K и в меньшей степени P и Mg. Отношение основания к кислоте было намного больше 2 из-за низкого содержания кремнезема и глинозема в этой золе, так что не может быть составлено каких-либо конкретных рекомендаций по поведению при шлаковании. Потенциал образования шлака / засорения, вызванного щелочью, можно более точно предсказать с помощью щелочного индекса.Таким образом, согласно значениям AI, для оливковых ядер и скорлупы миндаля неизбежна склонность к обрастанию из-за большого количества щелочи по отношению к единице топливной энергии, которую они содержат (для миндальной скорлупы склонность намного ниже), в то время как для ядер персиков и скорлупы грецких орехов не ожидается загрязнения котлов. Когда ядра оливок были смешаны с другими остатками при соотношении компонентов смеси до 50%, таблица 2 показывает, что значения AI были значительно снижены. Однако следует отметить, что для небольших систем, таких как та, которая использовалась в этой работе, работающих при температуре ниже 1000 ° C и в течение относительно короткого периода времени, явления шлакования или загрязнения из-за золы не наблюдались.

Таблица 2 . Химический анализ золы сырья и склонности к шлакованию / засорению.

Характеристики сжигания биотоплива из сельскохозяйственных остатков

Температура котловой воды

Изменение температуры воды на выходе из котла во время полной работы топочного агрегата показано на рисунке 2. Ясно, что ядра персика и скорлупа грецких орехов начали гореть раньше, чем два других остатка, передавая свою тепловую энергию воде примерно На 6 минут раньше оливковых ядер для повышения температуры с 25 до 70 ° C.Однако поведение скорлупы грецкого ореха было совершенно другим. Температура воды во время фазы запуска поднялась до 78 ° C (второй диммер выключен), так что для трех полных циклов (включение / выключение) время горения было увеличено примерно на 20 минут по сравнению с оливковыми ядрами. Для скорлупы грецкого ореха и миндаля три цикла в исследованных условиях длились около 1 часа.

Рисунок 2 . Изменение температуры котловой воды на выходе сырого топлива при полной работе агрегата.

Температура дымовых газов и выбросы

Температура дымовых газов (таблица 3) представляет собой зависимость от топлива.Таким образом, она была выше для миндальных скорлуп, 267 ° C, для полной работы котла (в установившемся режиме), и ниже для ядер персика, 245 ° C, что означает большие и меньшие тепловые потери из печи, соответственно. Все значения температуры дымовых газов были достаточно высокими для предварительной сушки сырья (уравнение 9).

Таблица 3 . Характеристики горения топлива (средние значения) в установившемся режиме.

Концентрация

CO в дымовых газах при установившемся режиме работы печи (диммер включен) для четырех исследуемых остатков сравнивается на Рисунке 3.Повышенные уровни CO в биотопливе из ядер оливок, скорее всего, были связаны с его большим количеством летучих веществ, которые увеличивают концентрацию углеводородов в реакторе, препятствуя дальнейшему окислению CO до CO ₂, а также, в меньшей степени, более высокой зольностью это топливо, которое ослабляло проникновение кислорода к частицам полукокса. Тем не менее, все значения CO были ниже законодательных пределов для малых систем (ELOT, 2011).

Рисунок 3 . Концентрация CO в дымовых газах для сырого топлива в установившемся режиме.

Средние концентрации загрязняющих веществ (± стандартная ошибка) в установившемся режиме и в течение всей работы установки представлены и сравнены на рисунках 4A, B, соответственно. Выбросы SO ₂ от всех видов биотоплива, являющиеся чрезвычайно низкими (0–13 частей на миллион _против), были исключены из графиков. На рис. 4A показано, что наибольшие выбросы CO были получены при сжигании ядер оливок, а наименьшие — при сжигании ядер персиков. Однако даже если во время полной работы котла (включая интервалы без подачи топлива, т.е.е., второй диммер выключен) Значения CO были выше (Рисунок 4B), они не превышали допустимых пределов (ELOT, 2011). Кроме того, выбросы NO _x от всех изученных материалов были низкими и в соответствии с руководящими принципами стран ЕС (EC, 2001; ELOT, 2011) для небольших установок (200–350 мг / Нм ³). Более низкие уровни NO _x в скорлупе миндаля, несмотря на их более высокий топливный N среди протестированных видов биотоплива, могут быть результатом временной восстанавливающей среды, создаваемой большим количеством летучих веществ в этом остатке (81.5%), что способствовало разложению NO _x.

Рисунок 4 . Средние концентрации загрязняющих веществ в газах от сырого топлива (A) в установившемся режиме и (B) в течение всей работы установки.

Нынешние значения выбросов газов сопоставимы с данными, указанными в литературе для аналогичных видов топлива, в то время как значения NO _x были значительно ниже. Для косточек персика выбросы CO варьировались от 600 до 680 частей на миллион _v (Rabacal et al., 2013), для скорлупы бразильских орехов от 50 до 400 частей на миллион _v (Cardozo et al., 2014), для ядер пальмы от 2 000 до 14 000 частей на миллион _v (Pawlak-Kruczek et al., 2020), для жмыха гранулы между 1900 и 6500 частями на миллион _v (Kraszkiewicz et al., 2015), а гранулы для обрезки оливок — 1800 частей на миллион _v (Garcia-Maraver et al., 2014). С другой стороны, выбросы NO _x были обнаружены для косточек персика 300–600 мг / м ³ (Rabacal et al., 2013), для скорлупы бразильских орехов 180–270 мг / м ³ (Cardozo et al. ., 2014), для пальмовых ядер от 90 до 200 частей на миллион _v (Pawlak-Kruczek et al., 2020), для гранул жмыха 230-870 мг / м ³ (Kraszkiewicz et al., 2015) и для оливкового гранулы для обрезки 680 мг / м ³ (Garcia-Maraver et al., 2014).

Горение и тепловой КПД

Характеристики сгорания четырех остатков представлены в таблице 3. Эффективность сгорания считается удовлетворительной для небольших систем (77% в соответствии с европейскими стандартами EN 303-5) и колеблется от 84 до 86%.Эти значения контролировались температурами дымовых газов, которые отражали чувствительные тепловые потери и концентрацию CO в дымовых газах, которые представляли основные потери тепла из-за неполного сгорания. Таким образом, ядра персика с наименьшими потерями SL и IL горели с наибольшей эффективностью. Интересно отметить, что большее количество воздуха в случае оливковых ядер (коэффициент избытка воздуха λ = 1,9), увеличивая поток дыма, казалось, каким-то образом снижает температуру камина и, следовательно, увеличивает уровень CO и газообразные тепловые потери (IL).Кроме того, на тепловой КПД системы, показанный в Таблице 3, влияла эффективность сгорания топлива, и она была выше для ядер персика из-за улучшенного сгорания в печи и улучшенной рекуперации тепла в трубках системы за счет повышения температуры. разница между прямым и обратным потоком воды в котел (ΔT _w = 26,2 ° C). Колебания, наблюдаемые в таблице, связаны с различным количеством сжигаемого биотоплива в зависимости от времени, когда котел работал с определенными интервалами включения / выключения диммеров, регулирующих подачу.Оптимизация расхода топлива и коэффициента избытка воздуха в сторону более низкого значения может привести к более высокой температуре камина (высокий поток подаваемого воздуха охлаждает печь), более низким выбросам CO из-за лучшего сгорания, более низкого содержания кислорода и более высоких концентраций CO ₂ в дымах и, следовательно, снижение потерь тепла или топлива и повышение эффективности сгорания. Это, в свою очередь, улучшит рекуперацию тепла в трубках и повысит тепловой КПД. Кроме того, некоторые модификации печи для увеличения времени пребывания дымовых газов снизят их температуру на выходе и, следовательно, чувствительны к потерям тепла.

Тем не менее, КПД котла соответствовал литературным данным. Значения 91%, 83–86% и 75–83% были зарегистрированы для древесных гранул (Kraiem et al., 2016), древесины сосны и персика (Rabacal et al., 2013), соответственно. Более того, для многотопливного котла, сжигающего древесные материалы, было обнаружено (Fournel et al., 2015), что термический КПД зависит от зольности каждого сырья, т. Е. При содержании золы 1% КПД составляет 74%, а для золы содержание 7% упало до 63%. В другом блоке, сжигающем лесные остатки и энергетические культуры, эффективность варьировалась от 69 до 75% (Forbes et al., 2014).

Характеристики сгорания смесей сельскохозяйственных остатков

Температура котловой воды

На рисунках 5A – C показано изменение температуры воды на выходе из котла в зависимости от времени во время полной работы печи для смесей остатков ядер оливок с ядрами персика, скорлупой миндаля и грецкого ореха. Из этих рисунков можно заметить, что как фаза запуска, так и фаза, когда система работала на полную мощность, были задержаны при подаче смесей топлива, смещая кривые в сторону более высоких значений времени примерно на 4–6 мин.Кажется, что подача смесей и, как следствие, выгорание не были такими однородными, как ожидалось теоретически.

Рисунок 5 . Изменение температуры котловой воды на выходе при полной работе агрегата для смесей (A) OK / PK, (B) OK / AS и (C) OK / WS.

Температура дымовых газов и выбросы

Таблица 4 показывает, что температуры дымовых газов, которые влияют на чувствительные тепловые потери дымовых газов, для всех смесей в установившемся режиме варьируются между значениями компонентов топлива.Это показывает, что характеристики горения смесей зависели от вклада каждого остатка в смеси.

Таблица 4 . Характеристики горения топливных смесей (средние значения) в установившемся режиме.

Средние выбросы CO и NO _x (± стандартная ошибка) в установившемся режиме для всех смесей сравниваются с выбросами сырого топлива на рисунках 6A – C. Выбросы SO ₂ не представлены на графиках, так как они были чрезвычайно низкими (4–20 ppm _v).Значения CO в диапазоне от 1,121 до 1212 частей на миллион _v находились в пределах значений, соответствующих компонентным видам топлива, и находились в допустимых пределах для малых установок (ELOT, 2011). Более того, уровни NO _x (87–129 ppm _v, или 174–258 мг / м ³) следовали той же тенденции и поддерживались ниже пороговых значений стран ЕС (EC, 2001; ELOT, 2011). . Наилучшие показатели по выбросам были достигнуты у смеси ОК / ПК 50:50.

Рисунок 6 .Средние выбросы CO и NO _x газов в установившемся режиме из смесей (A) OK / PK, (B) OK / AS и (C) OK / WS.

Горение и тепловой КПД

Эффективность горения смесей ядер оливок с ядрами персика, миндаля и скорлупы грецких орехов варьировалась от 84,2 до 85,6%, как показано на Рисунке 7. Эти значения находились между значениями, соответствующими материалам компонентов, но не пропорциональными процентному содержанию каждого остатка в смесь.Как показано в Таблице 4, эффективность сгорания зависела от типа сырья и массового расхода, а также от коэффициента избытка воздуха, который определял температуру камина и дымовых газов и, следовательно, потери тепла. Наибольшая эффективность была достигнута в случае смеси ОК / ПК 50:50, что, в свою очередь, отразилось на тепловом КПД котла за счет улучшенной рекуперации тепла из потока воды.

Рисунок 7 . Эффективность сгорания топливных смесей.

Выводы

Исследуемые сельскохозяйственные остатки характеризовались высоким содержанием летучих и низким содержанием золы.Их теплотворная способность составляла от 17,5 до 20,4 МДж / кг. Выбросы CO и NO _x от всех видов топлива в течение всего периода эксплуатации агрегата в изученных условиях были ниже установленных законом пределов, в то время как выбросы SO ₂ были незначительными. Эффективность горения была удовлетворительной, от 84 до 86%. Ядра персика, за которыми следует скорлупа грецких орехов, сожженные с максимальной эффективностью из-за более низких чувствительных тепловых потерь и потерь от неполного сгорания топлива, выделяют более низкие концентрации токсичных газов и повышают эффективность котла за счет улучшения рекуперации тепла в трубах системы.

Совместное сжигание сельскохозяйственных остатков можно в значительной степени предсказать по сжиганию компонентов топлива, что может принести не только экологические, но и экономические выгоды. Путем смешивания ядер оливок с ядрами персика, миндаля или скорлупы грецких орехов в процентном соотношении до 50% была улучшена общая эффективность системы с точки зрения выбросов и степени сгорания. Эффективность борьбы с вредителями была достигнута при смешивании ядер оливок и ядер персика в соотношении 50:50.

Эффективность сгорания зависит от типа сырья, массового расхода и коэффициента избытка воздуха.Необходим надежный контроль подачи воздуха для горения и определение оптимальных параметров.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / дополнительный материал.

Авторские взносы

DV: руководитель, оценка результатов и написание статей. DL: эксперименты. ES: эксперименты. АВ: эксперименты. СС: оценка результатов. ГБ: техническая поддержка и оценка результатов. Все авторы: внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

ГБ использовала компания Energy Mechanical of Crete S.A.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы любезно благодарят AVEA Chania Oil Cooperatives, Союз сельскохозяйственных кооперативов Янницы и частные компании Agrinio и Hohlios за предоставленное топливо, а также лаборатории химии и технологии углеводородов и неорганической и органической геохимии Технического университета Крита. , для анализов CHNS и XRF.

Список литературы

Ан, Дж., И Янг, Дж. Х. (2018). Характеристики сгорания 16-ти ступенчатого котла на древесных гранулах с колосниковой решеткой. Обновить. Энергия 129, 678–685. DOI: 10.1016 / j.renene.2017.06.015