Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром являются прекрасным альтернативным источником энергии в частных домах в условиях частых перебоев газоснабжения. Дрова являются древнейшим видом топлива, которым человек обогревает свои жилища на протяжении тысячелетий. В 21 веке из технологии получения древесного угля зародился пиролизный способ получения тепла.
Пиролизные котлы длительного горения — современная альтернатива газовому отоплению в частном доме
Что такое пиролиз и какова его эффективность
Средневековые европейцы в результате долгих веков сжигания дров установили, что эту энергию можно использовать более рационально, если в печи класть не дрова, а древесный уголь. Производили его путем сжигания обычных дров без достаточного доступа кислорода. Для этого копали специальные ямы в земле, где и происходил весь этот процесс, в последствии названный пиролизом.
Некоторые виды пиролизных котлов длительного горения
Такие ямы прекрасно справлялись с задачей получения древесного угля, но та энергия, которая выделялась в ходе этих процессов, тратилась без какой-либо пользы. Стоит сказать, что количество, выделяемой энергии было очень приличное. Поэтому современные технологии не обошли стороной такой подарок природы. Были созданы пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром, которые смогли обуздать это тепло, используемое ранее впустую. Сегодня их с успехом используют, не только как вспомогательные источники отопления, но и как основные. Это и не удивительно, ведь кроме обычных дров, в них можно загружать и другое, более современное и эффективное топливо на древесной основе.
Пиролизный котёл длительного горения с водяным контуром — вид в разрезе
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Внешне эти котлы мало чем отличаются от обычных металлических печей.
Полезный совет! Лучше всего использовать в качестве топлива пеллетные гранулы. Это топливо имеет маленький размер и может автоматически подаваться в камеру сгорания котла.
Современный котёл длительного горения с бункером для пеллетных гранул
На дне камеры сгорания располагается колосник, имеющий вид очень тяжелой чугунной решетки. Он необходим для подачи воздуха под топливо. Загруженные дрова поджигают и ждут пока они полностью разгорятся под воздействием первичного потока воздуха. Как только котел выходит на режим, доступ воздуха в первичную камеру практически прекращают, в результате чего горение останавливается.
Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла
Затем самотеком или принудительно эта газообразная летучая смесь органики подается во вторичную камеру, которая собственно и является главной рабочей частью пиролизного котла длительного горения. С водяным контуром системы отопления она связана непосредственно. Поступающий в эту камеру газ имеет температуру около 300 градусов и поэтому вспыхивает при поступлении кислорода без промедления. Во вторичную камеру подается достаточное для горения количество воздуха. Пиролизный газ выделяет при сгорании намного больше энергии, чем простые дрова, поэтому нагревание теплоносителя в системе происходит очень быстро.
Пример размещения твердотопливного котла с автоматической подачей пеллет из бункера хранения в подвальном помещении частного дома
Важным моментом является то, что порция дров, помещенная в топку, расходуется очень медленно, что позволяет отапливать помещение очень небольшим их количеством длительное время.
Полезный совет! В качестве топлива для газогенераторов рекомендуется использовать очень хорошо просушенные вещества и дрова. Ведь 1 кг дров, которые содержат 20% влаги выделяет 4 кВт/час. энергии, а содержащие 25% влаги, уже только 3 кВт/час.
Принцип работы пиролизного котла с водяным контуром
Преимущества и недостатки котлов на пиролизном газе
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром ценят за их преимущества перед печами с прямым горением. Можно перечислить некоторые из них:
- полное сгорание топлива без накопления сажи. Кроме экономии дров это свойство несет гораздо большую пользу. Полное сгорание означает, что в качестве отходов выделяется лишь углекислота и обыкновенная вода. Ни то, ни другое не представляет большого вреда для людей и природы в целом. Этого нельзя сказать о частичном сгорании дров. Вредные токсичные вещества, образующиеся при неполном распаде органики, попадают в атмосферу, вызывая нежелательные последствия, не говоря уже о зловонном едком дыме;
Для увеличения эффективности пиролизного котла используйте только сухие дрова
- благодаря полному сгоранию, в газогенераторах можно использовать любое органическое твердое топливо.
По сути им может быть любая органика, способная к активной реакции окисления, то есть горению. Такие котлы можно устанавливать на швейных и кожевенных фабриках, на предприятиях деревопереработки, сельхозпредприятиях. Этим полностью решается проблема утилизации отходов;
- высокая экономия средств на топливо, так как пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром имеют такое названия по причине того, что от одной дровяной закладки рабочий процесс может продолжаться не менее 12 часов. Простая печь или котел, максимум способны гореть 4 часа;
Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления дома
- полностью решен вопрос регулировки процесса горения и нагревания теплоносителя. По причине того, что в рабочей камере сгорает газообразное топливо, его поток легко регулируется, так же, как и интенсивность горения. Это позволяет полностью автоматизировать работу котла, не хуже, чем электрического или газового.
Есть у пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром и недостатки, о которых следует осведомиться, при приобретении этой техники:
- стоимость газогенераторов намного выше, чем у других видов теплотехники.
Однако это со временем окупается, благодаря экономии топлива;
Автоматизированная котельная в современном частном доме
- топливо должна быть идеально сухим. Уже 20%-я влажность является серьезным препятствием для горения. Котел просто престанет работать после ограничения доступа воздуха;
- в связи с тем, что в конструкции практически всех моделей предусмотрено использование вентиляторов для нагнетания воздуха, то для их работы требуется наличие электроэнергии, что не позволяет использовать эту технику на дачах, не имеющих электроснабжения.
Полезный совет!
Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения говорят о том, что иногда они останавливаются из-за того, что вода из обратной трубы системы попадает в контур котла сильно остывшей. Чтобы этого избежать, надо впаять в систему обходной контур из трубы подачи. Здесь используется обычный трехходовой клапан. Тогда горячая вода смешается с охлажденной, котел не будет отключаться.![]()
Схематическое изображение пиролизного котла с водяным контуром
Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения
Если задаться вопросом, то можно найти на форумах и в блогах множество отзывов владельцев пиролизных котлов длительного горения. Вот некоторые из них:
В прошлом году поставил газогенератор у себя на даче. Рядом лесопилка, где всегда огромное количество опилок коры и сучков. Бери – не хочу. Теперь не нарадуюсь. На топливо совсем не трачусь. Привез телегу отходов, которые взял бесплатно. Не знаю, когда и израсходую.
Сергей Васильев, г.Омск.
Недавно приобрел твердотопливный котел, друг посоветовал. Поначалу не понимал, зачем я это сделал, где брать и хранить дрова. А потом узнал, что можно пользоваться пеллетными гранулами. Купил несколько мешков. Топлю – горя не знаю.
Николай Павлов, г.Тверь.
Пиролизные котлы длительного горения — экологичны и энергоэффективны благодаря полному сгоранию твёрдого топлива
Мой муж привез недавно чудо-печь, которая работает на обычных дровах. Я его долго ругала. Говорила, что у нас газопровод и газовый котел. Зачем нам еще эта печка. Он сказал, что я все пойму позже и подключил это устройство к системе, оставив и газ. Однажды в поселке произошел обрыв газопровода. Рабочие три дня исправляли аварию. Соседи скупили все электронагреватели, а мой муж только пожал плечами и растопил свою печь. Теперь я поняла, что была не права.
Ольга Мейзер, п.Голышманово, Тюменской обл.
Схема самодельного пиролизного котла для отопления дачи или гаража
Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения раскрывают все положительные качества устройства. Использовать этот прибор действительно можно с большой пользой для себя. Являясь альтернативным источником тепла, он может полностью решить проблему временного отсутствия газа. Для тех же, у кого имеется возможность пользоваться отходами различного производства, это просто находка.
ОЦЕНИТЕМАТЕРИАЛ Загрузка… ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕобзор характеристик, плюсы и минусы
В последнее время твердотопливные пиролизные котлы длительного горения стали одним из наиболее обсуждаемых способов отопления. Если коротко описать принцип работы таких котлов, то они используют, кроме энергии от сгорания топлива, еще и энергию сгорания газа, образующегося от горения древесины с ограниченным доступом кислорода.Пиролизные котлы интересны не только высоким КПД, но и минимальным выбросом продуктов сгорания в атмосферу.
Как работают пиролизные котлы
Процесс горения пиролизного котла, в отличие от обычных твердотопливников, происходит в двух камерах: нижней и верхней. Это обуславливает разделение процесса сгорания вещества на 2 стадии:
- Стадия нижней камеры.
В ней происходит сгорания твердого топлива с выделением пиролизных газов. Необходимым условием для этой стадии является ограниченный доступ кислорода;
- Стадия верхней камеры. Это стадия сгорания газов, которые выделились при горении топлива. Этот процесс, напротив, проходит при повышенном притоке кислорода.
Работа с котлом начинается с закладки топлива на колосник нижней камеры, розжига и герметизации путем закрытия дверцы. Горение вызывает принудительную тягу, при этом запускается процесс затяжного обугливания твердого топлива. Это происходит при температуре от 200 градусов с ограниченным доступом кислорода. Газы, выделяющиеся при этом, называются пиролизными, они не просто выпускаются в атмосферу, но попадают в специальную камеру.
В эту же камеру подается воздух, который нагревается по пути до нужной температуры, чтобы вступить в окислительную реакцию с пиролизными газами. До 90% частичек летучих веществ сгорают, выделяя тепло, часть которого возвращается в место горения топлива, поддерживая тем самым необходимую высокую температуру.
Выходящий в трубу дым содержит минимум вредных веществ, что дает повод говорить об экологичности пиролизных котлов. В отличие от котлов по типу тления вроде булерьяна, которые выделяют копоть, пиролизник безопасен для окружающей среды.
Водяной контур огибает практически все горячие поверхности, забирая на себя максимум тепла. Так, дымовые газы на выходе имеют температуру всего 150 °C, что свидетельствует об эффективной теплоотдаче при контакте с теплоносителем системы.
Материалы теплообменника и КПД
Показатели КПД, заявленные производителями пиролизных твердотопливников, лежат в районе 85%. Многое зависит от материала, который использован при изготовлении теплообменника:
- Чугунные теплообменники дают высокие показатели КПД, а также обладают износостойкостью. Правда, существует некоторая опасность повреждений при подаче в обратку холодной воды – теплообменник из чугуна может просто треснуть;
- Стальные теплообменники в плане чувствительности к резким скачкам температуры воды стойки.
Но сталь подвержена коррозии, неминуемо образующейся с течением времени от воздействия конденсата.
Обзор пиролизных твердотопливных котлов
Отечественный рынок предлагает широкий выбор пиролизных твердотопливных агрегатов длительного горения с водяным контуром. Рассмотрим наиболее популярные и актуальные модели.
Буржуй-К
Весьма популярные, судя по количеству обсуждений, твердотопливные пиролизные котлы – это «Буржуй-К». Конструкция этой высокотехнологичной«буржуйки» весьма интересна, неплохая альтернатива газу и электричеству. Среди множества моделей этой фирмы можно уделить внимание модификации ТА-20-2К. Это отличный середнячок с водяным контуром, подходящий для типичного дома.
Характеристики котла« Буржуй-К » модель ТА-20-2К:
- Мощность 20 кВТ;
- Отапливаемая площадь до 200 м2;
- Дрова, уголь, пеллеты и т.д.;
- Габариты 480/450/1100 мм, вес 270 кг;
- Объем воды в котле 28 л, в контуре ГВС 2,5 л;
- Время горения до 12 часов;
- Объем топки 0,101 м3;
- Автоматическая регуляция тяги;
- Комплектация: решетки колосника, регулятор тяги, переходник на дымоход диаметром в 150 мм и шибером, патрубки подающей и обратной линии, сливной патрубок, патрубки входа и выхода для нагрева воды, термоманометр и контур ГВС.
Цена и отапливаемая площадь напрямую зависят от мощности котла, «Буржуй-К» предлагает модификации от 10 до 100 кВТ по мощности, соответственно от 100 до 1000 м2 отапливаемой площади.
Отзывы о «Буржуй-К» можно найти как восторженные, так и негативные. Все дело в том, что он вполне оправдывает рекламную информацию, если его загружать хорошим топливом: заводскими брикетами, отборным углем и сухими дровами. На свежесрубленной древесине и на влажных дровах котел действительно будет «чихать» и засоряться сажей.
Также и отапливаемая площадь указана с учетом использования только наилучшего топлива, поэтому нужно брать модель с запасом по мощности. Описанная модель К-20 как раз подойдет не для 200 м2, а 150 м2.
Из практических достоинств «Буржуй-К» следует отметить то, что для его работы не нужно электричество. Кроме того, он двухконтурный, то есть подача тепла идет как в систему отопления, так и для подачи бытовой горячей воды.
Плюс: независимое от электричества отопление, нагрев воды, неплохая мощность.
Минус: требователен к топливу, завышена указанная отапливаемая площадь.
«Тепловъ»
Данные котлы практически братья-близнецы предыдущим «Буржуй-К» и также заслуживают внимания. Рассмотрим модификацию на 30 кВт, более мощную в сравнении в той, что рассмотрена ранее. Этот агрегат подойдет для помещений с площадью до 300 м2, таких как двухэтажные коттеджи.
Характеристики котла «Тепловъ» модель Т-30:
- Мощность 30 кВТ;
- Габариты 1050/530/1360 мм, вес 360 кг;
- Отапливаемая площадь до 300 м2;
- Любое твердое топливо: дрова, брикеты, уголь и т.д.;
- Время работы от 12 до 16 часов;
- Объем воды в котле 45л;
- Топка из спецстали для котлов 5 мм, возможность установить ТЭН 12 кВТ;
- Комплектация: автоматический терморегулятор, термоманометр, патрубки входа и обратка, штуцер для слива теплоносителя, переходник 150 мм на дымоход с шибером из нержавейки,
Терморегулятор держит указанную температуру путем автоматического поднятия и опускания заслонки, подающей воздух к топливу. Из характерных положительных особенностей «Тепловъ» сразу бросается в глаза огромная топка, которая позволяет закладывать дрова размеров в 60-65 см. Это достаточно удобно, поскольку не нужно раскалывать все на мелкие чурки.
Указанное время горения 16 часов можно «выжать» используя только высококачественный уголь, поэтому больше стоит рассчитывать на 8-10 часов. Это энергонезависимый твердотопливник, при желании можно выбрать одноконтурный и двухконтурный (для нагрева воды) вариант.
Кроме прочих преимуществ, радует приятный дизайн котлов «Тепловъ».
Плюсы: большая топка, энергонезависимость, длительное время работы;
Минусы: такие же, как у «Буржуй-К».
«Мотор Сич»
Кроме прочих пиролизников можно отметить и котлы «Мотор Сич», который больше ориентирован на промышленные масштабы, однако, выпускает и маломощные модели, например, МС-32.
Характеристики котла МС-32:
- Мощность до 38 кВт;
- Объем воды 130 л;
- КПД – влажные дрова (40%) – 82%, сухие (20%) – 90%;
- Дрова, топливные брикеты.
- Отапливаемая площадь до 380 м2;
- Габариты 1480/745/1255 мм, вес 610 м;
- Объем топки 0,13 м3, длина дров до 0,5 м;
- Диаметр дымохода 200 мм;
- Потребление электричества 40 Вт, сеть 220 В.
Сразу же можно обратить внимание, что МС-32 далеко не миниатюрный, а вес его весьма внушителен, что усложняет его установку.
Котел требует подключения к электросети и работает только на дровах и брикетах. Зато заявленная КПД выше, чем у других котлов, кроме того, производитель заявляет, что есть возможность топить даже не очень сухими дровами.
Плюсы: высокий КПД, возможность топить влажными (40%) дровами, большая отапливаемая площадь.
Минусы: не является энергонезависимым, работает только на дровах и брикетах.
«Траян»
Твердотопливные пиролизные котлы «Траян» выпускаются как бытового масштаба от 10 до 100 кВт, так и промышленные агрегаты до 300 кВт.
Котел «Траян» Т-30:
- Мощность 30 КВт;
- Отапливаемая площадь 300 м2;
- Дрова, уголь, брикеты, пеллеты.
- Горение до 8-10 часов.
- Объем воды в котле 52 л;
- Габариты 1250/870/530 мм, вес 380 кг;
- Стальной теплообменник;
- Максимальная длина полена 0, 65 м;
- Нормативный показатель КПД 85%;
- Диаметр дымовой трубы 180 мм.
- Комплектация сходна с Буржуй-К и Тепловъ.
Данный котел оборудован специальным контуром аварийного охлаждения, что исключает возможность перегрева.
По отапливаемой площади «Траян» Т-30 ничем не отличается от других вышеописанных моделей. И также как «Буржуй-К» и «Тепловъ» является энергонезависимым, а также двухконтурным – при желании можно греть воду для бытовых нужд.
Радует и всеядность котла, так что можно использовать уголь, дрова и торфяные брикеты, а также полностью сгораемый бытовой мусор.
Плюсы: большой размер дров, возможность топить любым твердым топливом.
Минусы: как и у других пиролизных котлов такого типа.
Советы по выбору пиролизного котла
Каждый производитель предлагает ряд моделей котлов в зависимости по мощности. Чтобы не ошибиться с выбором, нужно знать некоторые параметры. Вот несколько советов:
- Необходимую мощность можно рассчитать исходя из площади помещения и степени утепленности. Примерно нужно брать 1 вКт на 10 м2, при этом набросить несколько кВт, учитывая еще и функции котла как бойлера. Так, если у вас площадь 80 м2, то подойдет вариант мощностью на 10 кВт, но если площадь 100 м2 и стены не утеплены, то 10 кВт будет мало;
- Размеры топки важны, если вы будете топить дровами, чем она больше, тем большие размеры дров можно будет туда поместить;
- Время горения без дозагрузки обычно указано с учетом топлива отменного качества, так что берите 2/3 от этих данных. Например, при заявлены 10 часах можно рассчитывать на 6;
- Энергонезависимость очень важна для выбора котла на дачу или отдаленное от электричества место, кроме того, это еще и экономия электричества.
Пиролизный или обычный котел?
Главная отличительная особенность пиролизного твердотопливного котла от стандартного твердотопливника длительного горения – дожиг пиролизных газов. Это позволяет увеличить КПД на несколько пунктов. Так, если обычный котел на твердом топливе выдает 80%, то пиролизный — 85% и более. Хотя максимальные показатели можно получить лишь на топливо высокого качества, которое не всегда есть в наличии.
Особенно интересны пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром для системы отопления и нагрева воды на бытовые нужды. Некоторые из пиролизных котлов полностью автономны от государственных энергоносителей, то есть не зависят от подачи электричества. Многие модели разных производителей практически идентичны, поэтому выбор не так прост. Не редкость и самодельные пиролизные твердотопливные агрегаты, чертежи которых пестрят на просторах интернет.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Автор aquatic На чтение 6 мин. Просмотров 2.7k. Обновлено
Если вы находитесь в поисках качественного отопительного устройства для своего дома, то предлагаем вам рассмотреть такой вариант как пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром. Это функциональные и удобные приборы для нагревания помещений за короткий период времени. Для их изготовления используются современные технологии, а отличный показатель скорости прогрева и безопасность использования выделяют этот агрегат на фоне других альтернативных вариантов. Наш обзор познакомит вас с принципом работы подобных устройств, с их характеристиками и с разными моделями.
Пиролизный агрегат – это функциональное и мощное устройство
Что такое пиролизный котел: принцип работы пиролиза и его эффективностьВ основе принципа работы пиролизного котла длительного горения находится обработка газов, получаемых при сгорании сырья из древесины. Знаете ли вы, что полученный газ выделяет большее количество тепла, чем просто дрова. Достоинством этой техники можно назвать то, что она несложна в управлении и включает автоматизацию процесса обслуживания.
Название такие котлы получили, благодаря пиролизному сжиганию, которое представляет собой процесс сухой перегонки топлива. При нехватке кислорода и воздействии повышенных температур древесное топливо разлагается и выделяет компоненты, которые и называются пиролизным газом. Так образуется древесный уголь.
Разница в работе стандартного агрегата и пиролизного
Процесс сухой перегонки производится при температурных значениях 200-800 градусов. При сгорании пиролизный газ взаимодействует с активным углеродом, что приводит к отсутствию вредных веществ в дыме при выходе из котла. Такой агрегат меньше загрязняет атмосферу и выделяет минимальное количество сажи. Поэтому его нужно меньше чистить.
Особенности функционирования сложной конструкции
Устройство пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром предполагает наличие двух отсеков. Нижний сделан для пиролизного процесса, а верхний – для переработки появившихся при сгорании газов.
Работа оборудования происходит следующим образом:
- топливное сырье загружается в топку;
- при помощи регулятора происходит установка режима горения;
- после прогрева топочного отсека, запускается режим пиролиза. При этом перекрывается доступ кислорода, а древесное сырье медленного сгорает и емкость заполняется углекислым газом;
- газ переходит в следующую камеру, размещенную в верхней части прибора;
- газообразный компонент сжигается, что позволяет выделить еще какой – то объем тепла.
Вид агрегата в разрезе
Принцип работы твердотопливного пиролизного котла длительного горения (видео)Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром: основные элементыПолезная информация! Так как процесс происходит при повышенных температурах, то все детали должны быть сделаны из жаропрочных материалов. Для этих целей применяется чугун. Если конструкция из стали, то применяется покрытие из керамики.
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром очень схожи со стандартными металлическими печами. В качестве топлива применяются дрова, торфяные брикеты, а также гранулы пеллет.
Составные элементы на примере конкретного оборудования
На дне емкости сгорания находится колосник, который выглядит как решетка из чугуна. Данный элемент предназначен для подачи воздуха под топливо. В корпусе из стали присутствуют две камеры: сгорания и загрузочная. Внутри их поверхности облицовываются жаропрочным материалом. Дно емкости выкладывается кирпичом. В роли теплообменника выступают трубчатые конструкции.
На схеме изображена работа целой системы с подобным отопительным прибором
Обзор моделей и стоимости пиролизных котловПолезная информация! Топливо, используемое для котлов должно быть хорошо просушенным.
В таблице можно посмотреть, какие существуют модели, что из себя представляют и их цену.
Достоинства и недостатки котлов на пиролизном газеУ дровяного котла длительного горения с водяным контуром множество преимуществ по сравнению с другими отопительными конструкциями:
- для подобного оборудования характерно медленное сгорание дров. Закладка топлива производится не чаще, чем раз за 12 часов;
- так как топливо полностью перерабатывается, то не образуется много золы, что облегчает уход за конструкцией;
- высокий КПД, который выше чем у остального оборудования;
- возможность регулирования процесса сгорания дров;
- нет нужды измельчать сырье, так как в просторную топку помещаются дрова любого размера;
- присутствие водяного контура делает обогрев помещения более эффективным.
Внутреннее устройство пиролизного оборудования
Чтобы вы могли оценить устройство объективно, предлагаем, кроме достоинств больше узнать о недостатках:
- у подобных котлов цена в два раза больше стандартных агрегатов, работающих на дровах.
- зависит от электрической сети. Устройство дымососа не может работать без электричества;
- в процессе пиролиза может образовываться деготь, который засоряет элементы конструкции;
- в водяной контур необходимо подмешивать теплую воду.
Особенно актуальны котлы пиролизного типа, если поблизости есть деревообрабатывающее производство, где можно брать отходы.
В некоторых устройствах предусмотрены достаточно объемные топочные камеры, куда могут помещаться дрова большой длины
Обратите внимание! В некоторых случаях котел перестает работать, если вода из обратной системы попадает в контур охлажденной. Чтобы избежать подобной проблемы, установите обходной контур в конструкцию. При этом применяется трехходовой клапан. Когда горячая вода перемешается с охлажденной, прибор не будет выключаться.
Правильная загрузка дров
Полезные рекомендации по выборуВыбрать подходящий пиролизный котел длительного горения на угле или на дровах, обращайте внимание на следующие параметры:
- при выборе производителя не обязательно выбирать только европейские модели. Они дорогие, но по качеству сборки не уступают отечественным производителям;
- наличие автоматической защиты и дозатора. Они отключают оборудование в случае непредвиденных ситуаций;
- наличие бойлерной системы.
Подобное оборудование лучше устанавливать в нежилом помещении
Используя данные рекомендации, вы сможете выбрать экономичные котлы на твердом топливе длительного горения.
Схема подключения пиролизного устройства
После приобретения оптимального варианта, для качественной работы агрегата его нужно правильно установить. При установке оборудования не забывайте соблюдать определенные правила. Например, вокруг места монтажа должно быть свободное пространство. Если нет отдельного помещения, то отведите под устройство отдельную площадку с достаточным отступом от стен.
Вариант безотходного производства с пиролизной конструкцией
Не забудьте настелить на пол материал с негорючими свойствами. Это может быть кирпич, металл или асбестовые пластины. Кроме естественной вентиляции, продумайте приточную. Помните, что поблизости с котлом нельзя складывать топливное сырье.
Схема оборудования на отработке
До того как приобрести оборудование, рассчитайте тепловые потери вашего дома. Если этого не сделать, то можно выбрать прибор с маленькой мощностью, который не обеспечит постройку достаточным количеством тепла.
Подобное оборудование можно сделать своими руками
Использование наших советов поможет вам выбрать достойное оборудование. Какую модель предпочесть, решать вам. Надеемся, что в этом вам поможет наш обзор и информация.
Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром
Чтобы в доме было тепло, необходимо постоянно контролировать степень нагрева теплоносителя в системе отопления. Для тех, кто проживает в собственном доме и много работает за его пределами, постоянное подкладывание дров может доставить определенные неудобства. Чтобы добиться максимальной теплоотдачи от закладываемого топлива, стоит обратить внимание на твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром. Такое оборудование имеет некоторые особенности, которые следует учитывать в процессе выбора.
Твердотопливные котел длительного горения позволит поддержать температуру воздуха на оптимальном уровнеСодержание статьи
Преимущества и недостатки твердотопливных котлов длительного горения
Любой котел отопления на твердом топливе длительного горения имеет ряд преимуществ:
- высокий уровень теплоотдачи, достигающий 90%;
- простота обслуживания и монтажа. Закладка производится намного реже;
- возможность повсеместной установки, в том числе в домах, не подключенных к системе электроснабжению или газовому трубопроводу;
- использование одного агрегата для обогрева дома и подогрева воды при выборе подходящей модели котла длительного горения;
- допустимость использования различных видов твердого горючего;
- экологичность;
- наличие автоматизации позволяет отказаться от постоянного контроля за процессом.
К недостаткам отдельных моделей следует отнести:
- повышенные требования к характеристикам используемого твердого горючего и условиям его хранения;
- зависимости автоматизированных устройств от системы электроснабжения;
- высокая стоимость пиролизных устройств и котлов шахтного типа;
- необходимость выделения большой площади при монтаже оборудования оснащенного топливным бункером.
Принцип работы твердотопливного котла длительного горения
Отопительное оборудование длительного горения имеет особое конструктивное исполнение. Производители используют один из возможных вариантов:
- увеличивают объем камеры сгорания;
- используют пиролизную схему горения топлива;
- предусматривают автоматическую подачу горючего в камеру сгорания.
Увеличение объемности камеры сгорания позволяет добиться того, что время сгорания одной порции топлива составит 5÷6 часов. Пиролизные котлы с водяным контуром используют газогенераторную схему: при сгорании древесины выделяются горючие продукты, которые затем поступают в специальную камеру дожигания. Это способствует медленному сгоранию топлива и интенсивному сгоранию продуктов пиролиза с образованием большого количества тепла.
Автоматический котел на твердом топливе отличается сложным конструктивным исполнением. В процессе его работы происходите непрерывная подача пеллетного горючего, загружаемого в специальный вместительный бункер. Оказавшись в топке, топлива сгорает по пиролизной либо простой схеме, выделяя большое количество тепла. Производители предлагают модели, оснащенные бункером объемом несколько кубов. Такой котел с водяным контуром способен вырабатывать тепло на протяжении нескольких недель при одной загрузке.
Схема работы обычного и пиролизного котлаКак выбрать котел на твердом топливе длительного горения
Выбирая котел долгого горения, стоит обратить внимание на:
- Мощность заинтересовавшей модели. Если предпочтение отдается двухконтурному агрегату, стоит выбрать котел с водяным контуром, способный нагреть объем воды, достаточный для нужд семьи.
- Производительность контура горячей воды. Его характеристики должны соотноситься с потребностью в горячей воде.
- Периодичность и удобство обслуживания. Стоит убедиться, что при загрузке дров или очистке зольника не будут возникать трудности. При наличии выбора стоит отдать предпочтение модели, оснащенной объемным бункером. В этом случае очистка зольника будет производиться раз в три месяца, длительность горения может достигать пяти дней.
- Материал корпуса и змеевика. Для первого предпочтителен чугун. Для второго – медь или сталь.
При выборе котла с водяным контуром следует учитывать особенности будущей эксплуатацииСовет! Если в семье много человека, стоит обратить внимание на модель со встроенным бойлером. Не лишним будет установка теплового аккумулятора.
Классификация котлов длительного горения на твердом топливе
При выборе подходящего агрегата, стоит ознакомиться с существующими разновидностями отопительного оборудования данного типа. Котлы на твердом топливе длительного горения делятся на множество подвидов по различным критериям. Предлагаем ознакомиться с классификацией, которая позволит сделать правильный выбор.
Большой ассортимент создает трудности при выбореПо способу сжигания топлива
Современные котлы длительного горения реализуют два основных способа горения:
- за счет пиролиза;
- верхнего горения топлива.
В первом случае происходит генерация тепловой энергии, образующейся в результате горения. Во втором случае выгорание топлива происходит сверху вниз, благодаря чему удается добиться полного завершения процесса.
Способ сжигания топлива выбирается индивидуальноПо материалу изготовления
Для изготовления твердотопливных котлов производители используют стали и чугун. Стальные модели адаптированы для работы на древесном топливе, так как его удельная теплота сгорания меньше аналогичного параметра у угля и торфа. Чугунные котлы с водяным контуром допускают использование топлива всех видов, но имеют один существенный недостаток: хрупкость при механическом воздействии и температурных колебаниях. Это предъявляет высокие требования к выполнению монтажных работ. Кроме того изделия из чугуна намного больше весят.
Внимание! Чугунные изделия способны прослужить намного дольше, чем стальные.
Учитывая данный факт, агрегаты, изготовленные из чугуна, хороший вариант для домов, в которых проживают постоянно, а стальные – для дачных строений. Однако следует учитывать, что при долгом простое часто начинаются коррозионные процессы, способные сократить срок службы агрегата.
Чугунные агрегаты способны прослужить дольшеСовет! Если сложно выбрать между сталью и чугуном, стоит обратить внимание на комбинированный вариант. Такие модели демонстрируют лучшие характеристики, характерные для обоих сплавов.
По типу используемого топлива
При покупке любого отопительного прибора одним из важнейших факторов процессе выбора становится тип используемого топлива. Выбор может быть сделан в пользу котла длительного горения на:
- угле;
- древесине любого вида;
- торфяных брикетах.
Каждый материал имеет свою температуру сгорания. Использовать следует тот вид топлива, который рекомендован производителем. Какой вариант окажется предпочтительным, зависит от месторасположения частного дома.
Если недалеко располагается деревоперерабатывающее предприятие, предпочтительным является твердотопливный котел для отопления частного дома, работающий на древесине. Здесь по доступной цене можно приобрести отходы производства, к которым относятся обрезки дерева, опилки, кора. Нередко кору и опилки прессуют для получения брикетов, пеллет и гранул, подходящих для агрегатов длительного горения.
Тип используемого топлива в агрегатах длительного горения может отличатьсяВнимание! Некоторые модели допускают использование различных видов.
По количеству контуров
Могут быть одно- и двухконтурными. Одноконтурные котлы твердотопливные длительного горения – для отопления. Второй вариант предназначен для отопления и подогрева воды. Покупка модели с водяным контуром обойдется дороже, зато при наличии такого оборудования можно отказаться от установки бойлера.
Двухконтурные подогреют водуПо мощности котла
Важный критерий, определяющий количество вырабатываемого тепла. Производители предлагают агрегаты различной мощности. Для помещений, у которых высота стен меньше 3 м, выбирает котел из расчета 1 кВт/м². Если требуется нагрев воды, требования к мощности агрегата возрастают.
Мощность агрегата зависит от площади зданияДля удобства наших читателей наша команда разработала специальный онлайн-калькулятор.
Калькулятор расчета необходимой мощности твердотопливного котла
По объему загрузочной камеры
В качестве критерия классификации выбирается соотношение объема топлива в одной закладке к мощности котла. Чем выше данный показатель, тем реже пополняются запасы топлива. Для стальных устройств данное соотношение в среднем равно 1,6÷2,6 л/кВт, для чугунных – 1,1÷1,4 л/кВт.
Объем камеры определяет возможности котла с водяным контуромПо коэффициенту полезного действия
Один из основных параметров. Характеризует, какое количество выработанного тепла будет направлено на обогрев дома. У некоторых моделей может достигать 90%. При одинаковой мощности котлы с разными КПД могут использоваться для отопления помещений различной площади.
Чем выше КПД, тем ниже затраты на эксплуатациюВиды котлов
Реализация принципа длительного горения может осуществлять по-разному. Каждый вид котлов имеет свои отличительные особенности. Предлагаем познакомиться с существующими разновидностями твердотопливных котлов, чтобы было проще сделать выбор.
Принцип работы и внешний вид котла может отличатьсяПиролизный котел длительного горения
Пиролизные котлы с водяным контуром комплектуются двумя топливными камерами. В первой происходит сгорания твердого топлива. Вторая предназначена для сгорания газа, выделяющегося в первой (пиролиза древесины). Такое конструктивное исполнение позволяет повысить КПД устройства до 80%, учитывая, что топливо сгорает практически без остатка. К преимуществам таких котлов с водяным контуром стоит отнести высокую температуру сгорания, повышенную теплоотдачу, минимизацию отходов и экологичность процесса.
Внимание! Топливо, предназначенное для пиролизных котлов длительного горения должно иметь влажность не более 20%.
К преимуществам стоит отнести возможности загрузки топлива раз в сутки, длительный срок службы, достигающий 20 лет. Достаточная толщина стенки устройства делает его эксплуатацию безопасной при значительном разогреве топки.
Из недостатков стоит отметить высокую стоимость, которая полностью компенсируется за счет низкой стоимости используемого топлива. Повышенные требования к мощности монтируемого пиролизного котла с водяным контуром. Если агрегат будет работать вполовину мощности, дымоходная труба быстро забьется.
Производители предлагают котлы с водяным контуром, имеющие ряд дополнительных функциональных возможностей. Например, предусмотрена возможность использования различных видов топлива.
Схема работы пиролизного котлаВнимание! Специалисты рекомендует приобретать пиролизные котлы для домов, имеющих площадь более 100 квадратов.
Котлы с принципом верхнего горения
Занимают промежуточное положение между обычными и пиролизными котлами. Нагрев теплоносителя осуществляется за счет сгорания дров и угарных газов. Закладка топлива производится внутрь высокой узкой вертикальной емкости, по внешнему контуру которой проходит водный контур. Сгорание топлива осуществляется сверху вниз, с догоранием выделяемых газов в верхней жаровой камере. Закладка очередной партии топлива осуществляется после полного выгорания предыдущей.
Схема работы агрегата с принципом верхнего горенияПеллетные
Твердотопливный котел работает на специальных гранулах – пеллетах. Для их изготовления используются торф, древесные и сельскохозяйственные отходы, что способствует значительно снижению стоимость пеллет. Они бывают нескольких категорий: премиум (белые), стандарт (темные) и предназначенные для использования в промышленном производстве. Они гипоаллергены, имеют высокий КПД. Отличаются малой зональностью, что позволяет производить чистку котла раз в месяц. Для их хранения следует выделить сухое помещение, чтобы не допустить отсыревания пеллет.
Пеллетный котел может иметь компактные размерыРейтинг лучших производителей твердотопливных котлов
Отопительное оборудование данного вида пользуется определенной популярностью. На рынке представлены агрегаты, выпущенные под различными товарными знаками. Внимания заслуживает не только импортная продукция, но и твердотопливные котлы длительного горения российского производства. Предлагаем познакомиться с рейтингом лучших производителей, чтобы было проще ориентироваться в предлагаемом различными магазинами ассортименте.
Оборудование выпускается под различными товарными знакамиГейзер
Один из отечественных производителей, предлагающий отопительное оборудование различного типа. Твердотопливные пиролизные модели «Гейзер» изготавливаются по инновационным технологиям с использованием высококачественного сырья. Агрегаты отличаются простой исполнения и обслуживания. Широкий модельный ряд позволяет подобрать подходящий вариант для любого строения.
Серия ВП может работать на торфяных и опилочных брикетах, угле и дровах с КПД 85%. Производитель предоставляет двухлетнюю гарантию. Мощность котлов может составлять 10 – 100 кВт:
Модель «Гейзер» | Мощность, кВт | Масса, кг |
ВП-6 | 10 | 170 |
ВП-15 | 15 | 210 |
ВП-50 | 50 | 650 |
ВП-65 | 65 | 750 |
ВП-100 | 100 | 900 |
Котлы пиролизного типа представляют собой цельносварную стальную конструкцию, состоящую из нескольких камер сгорания. Производитель рекомендует использовать поленья диаметром 40÷100 мм, длина которых должна соотноситься с геометрическими параметрами топки. Размер угля не должен превышать 40 мм. Докладка дров или угля должна производиться каждые 8÷12 часов.
Гейзер – надежное оборудование от отечественного производителяБуржуй-К от завода «ТеплоГарант»
Российский производитель, предлагающий несколько модельных линеек твердотопливных котлов, в том числе мощностью более 140 кВт. Оборудование может использоваться для обогрева частных домов и промышленных предприятий. Производитель предлагает серии Буржуй-К:
- Эксклюзив с декоративной внешней отделкой, заказываемой в индивидуальном порядке. Такое отопительное оборудование способно гармонично вписаться в любой интерьер. Мощность котлов данной серии составляет 12÷32 кВт. Для подержания процесса горения возможно использование угля, дров, опилочно-стружечных и торфяных брикетов. КПД достигает 92%. Автоматическое управление. Производитель предоставляет гарантию 2,5 года. Минимальный срок службы 10 лет;
- Стандарт. Неприхотливое в обслуживание и надежное отопительное оборудование без эксклюзивной внешней облицовки. Ручной режим управления. Мощность 10÷30 кВт. КПД до 89%;
- ТА. Подобен стандарту, но регулировка воздушных потоков и тяги выполняется в автоматическом режиме. Теплоносителя по водяному контуру может двигаться принудительно и естественным образом;
- Модерн. Пиролизные модели с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. Доступно три модели, отличающиеся по мощности и габаритам.
Buderus
Немецкое оборудование высокого качества. В модельном ряду «Logano S171 W» представлено четыре агрегата, которые могут использоваться для отапливания частного жилья. Способны работать автономно и составе комплексов. Предъявляют повышенные требования к месту установки. Комплектуются бойлером косвенного нагрева. Современная автоматика упрощает процесс управления. Топочная камера находится в верхней части, а камера дожига в нижней части корпуса. Мощность оборудования 20÷50 кВт.
Buderus – отменное немецкое качествоViessmann
Немецкая компания предлагает серию «Vitoligno 100-S тип VL1A» – твердотопливные котлы пиролизного типа. Способны работать не только на дровах или угле, но и на газе либо жидкости после установки сменных горелок. Мощность агрегатов составляет 25÷80 кВт.
Для обшивки корпуса используется листовая сталь толщиной 5 мм. Электронный контроллер позволяет задать режим работы. КПД достигает 80%.
Vitoligno 100-S тип VL1A – длительный срок службы гарантированТвердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром своими руками — чертежи, видео
Высокая стоимость отопительного оборудования заставляет задуматься о том, чтобы изготовить твердотопливный котел длительного горения своими руками. Соблюдая рекомендации специалистов и используя проверенные чертежи, можно собрать агрегаты с высокими эксплуатационными характеристиками. Предлагаем познакомиться с одной из возможных моделей.
Чертеж котла, который можно изготовить своими рукамиКотел твердотопливный длительного горения своими руками: чертежи и подробное описание
Если решили изготовить котел твердотопливный длительного горения своими руками, чертежи позволят оценить геометрические параметры будущего агрегата и требования к материалу, используемому в процессе его изготовления. Предлагаем познакомиться с последовательностью изготовления устройства из старого газового баллона:
Где купить твердотопливный котел длительного горения, цены, каталоги
Прежде чем оформить заказ на конкретный котел, стоит ознакомиться с ориентировочной стоимостью на наиболее популярные модели. Особое внимание стоит уделить их функциональным возможностям. Средняя цена твердотопливных котлов по состоянию на январь 2018 года представлена в таблице:
Таким образом, производители предлагают отопительного оборудование в большом ассортименте. Если вы решили купить твердотопливный длительного горения котел, делитесь в комментариях, какой модели и почему было отдано предпочтение.
Предыдущая
ИнженерияЗаземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающих
СледующаяИнженерияНасосная станция для частного дома: критерии выбора и особенности эксплуатации
Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!
ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:
ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Для загородных домиков старой постройки характерно печное отопление. Очень многие при перепланировке или ремонте такого дома хотят избавиться от него, и установить более современную и удобную в эксплуатации отопительную систему. Данное желание обусловлено еще тем, что в свете постоянно растущих тарифов на топливные твердые материалы, очень хочется найти оптимальный, и самое главное экономичный способ отопить свое жилище.
Наилучшей альтернативой печному отоплению в доме могут стать пиролизные котлы длительного горения. Для многих остается непонятной такая замена. Рассмотрим более подробно, в чем заключается принцип работы пиролизных котлов длительного горения. В чем их преимущества, а возможно и недостатки.
Принцип работы, устройство пиролизного котла
Процесс пиролиза активно внедряется в различные отрасли промышленности. Этот химический процесс представляет собой распад очень сложных по структуре органических соединений (дерево, уголь, нефть) при условии очень высоких температур и минимального доступа кислорода. В результате образуются простые вещества в трех основных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Пиролизный котел – это своего рода лаборатория, в которой из твердых материалов горения образуется газ, заполняющий отопительную систему дома.
Принцип действия агрегата
Пиролизный устройства отопления – это специальный отопительный агрегат, состоящий их двух разноуровневых отсеков. В верхнем блоке проходит химическая реакция пиролиза дров, при температуре, достигающей 800°С. По итогу, древесина разлагается на более мелкие частицы: уголь и газ. Смешанный газ и воздух попадает в нижний отсек котла, где при температуре порядка 1200°С сгорает, выделяя при этом достаточное количество тепла, которое и идет на обогрев здания.
Пиролизные дровяные котлы длительного горения, для получения тепла по факту сжигают не древесину, а выработанный газ, обеспечивая тем самым высокий коэффициент полезного действия.
Данный принцип работы удобен еще тем, что газ удобнее контролировать, что делает процесс управления отопительной системой дома полностью автоматизированным.
Устройство пиролизного котла
Рассматривая конструкцию агрегата более подробно, можно выделить два самостоятельных отсека, которые разделены колосниками. В верхней камере в условиях очень высокой температуры и практически отсутствия кислорода происходит процесс пиролиза. Колосник позволяет сдерживать тепло верхнего отсека. Выделенный в процессе пиролиза газ, смешиваясь с потоками воздуха, переходит в нижний отсек котла.
От чего зависит длительность работы котла
Время работы пиролизной установки длительного горения с одной загрузкой напрямую зависит от температуры воздуха за окном и в доме. Также существенное влияние может оказывать качество утепления здания, вид используемого, твердого топлива и его качество, насколько грамотно была спроектирована и смонтирована система отопления в доме.
Если сравнивать работу пиролизного котла с печью, то при равных условиях эксплуатации эффективность первого будет намного выше.
Виды пиролизных котлов
Многие владельцы пиролизных котлов длительного горения отзываются о них только с положительной стороны. И это не удивляет, ведь пиролизные котлы по своим характеристикам намного превосходят обычные модели отопительных приборов.
Выделяют несколько основных, наиболее популярных моделей пиролизных котлов длительного горения:
- Прибор для водяного отопления. Его эксплуатация полностью повторяет принцип действия обычных агрегатов. Основной теплоноситель в данном случае – вода, приобретает тепловую энергию в теплообменнике, после чего, по трубам расходится по всему дому. Процесс постоянной циркуляции позволяет сохранять температуру воды на должном уровне и не остывать долгое время.
- Прибор для воздушного отопления дома. Как правило, в быту используется очень редко. Чаще его используют для обогрева производственных и хозяйственных построек. Принцип действия такого агрегата основывается на перемещении воздуха, который нагревается путем сжигания твердого топлива. Нагретый воздух расходиться по всей площади при помощи специальных нагнетателей, по трубам. Такую систему можно полностью автоматизировать, настроив основные параметры под личные потребности.
Топливо для пиролизного котла
Для того чтобы работа данного типа отопительного прибора проходила с максимальной эффективностью, в качестве топлива стоит использовать древесину высокого качества. Самое главное – дрова должны быть хорошо высушены. Для примера можно привести несколько показателей: 1 кг дров с влажностью 20%, выделяет порядка 4 кВт/час энергии. Для того же количества дров соответствующего качества, но с влажностью 35%, уровень энергии будет снижен до 3кВт/час. Если дрова будут высушены плохо (уровень влажности более 50%), то показатель тепловой энергии вряд ли превысит 2кВт/час.
Как видно, количество тепла, выделяемого в процессе эксплуатации котла, напрямую зависит от влажности используемого твердого топлива. Влажная древесина зачастую является причиной низкой эффективности работы агрегат, плохого горения, и большого количества выделяемого дыма.
Если в течение долгого времени использовать твердое топливо очень плохого качества, то это может крайне негативно сказаться на работе котла, и длительности его эксплуатации. Мощность агрегата снижается, а количество используемого твердого топлива увеличивается в несколько раз.
Стоимость агрегата
Пиролизный котел длительного горения на сегодняшний день является самым современным и эффективным способом решения проблемы обустройства отопительной системы в частном доме. Но, несмотря на большое количество положительных моментов, многих отпугивает цена агрегата. Она достаточно высокая.
Стоимость самого прочного пиролизного котла может превышать тысячу долларов, а если агрегат изготовлен иностранными производителями, цена увеличивается в несколько раз. Поэтому на сегодняшний день, основания задача отечественных разработчиков – внедрять в производство новые технологии и разработки, чтобы сделать пиролизный котел более доступным для потребителя.
Преимущества и недостатки
Подведем итоги и определим, в чем заключаются главные преимущества и недостатки при использовании пиролизных котлов длительного горения. К основным преимуществам относят:
- Способность управления агрегатом, высокий уровень коэффициента полезного действия.
- Образующиеся в процессе пиролиза газы, приводят к тому, что существенно снижается количество золы и практически отсутствует сажа. Процесс эксплуатации котла проходит в чистоте.
- Процесс пиролиза обеспечивает настолько высокую температуру горения, что в результате газ не просто выделяется, но и проходит дальше через форсунку. Пламя имеет белый или желтоватый оттенок.
- Способность эффективно работать на протяжении двадцати четырех часов с одной закладкой твердого топлива.
Также у пиролизных котлов длительного горения выделяют следующие недостатки:
- Высокую стоимость, которая зачастую недоступна для потребителя со средним уровнем достатка.
- Необходимость постоянного доступа к электричеству.
- Эффективную работу обеспечивает использование только хорошо высушенного твердого топлива.
Не смотря ни на что, пиролизные котлы отопления являются наиболее эффективным способом обогрева дома, нежели дровяная печь. Данное утверждение основано на следующих фактах:
- При использовании некачественной древесины, в обычных котлах невозможно добиться высокой температуры горения. Данный фактор хорошо исправляется путем сжигания древесного газа, который образуется в процессе пиролиза.
- Высокая температура и эффективность горения достигается меньшим количеством вторичного воздуха, которое необходимо для горения газа.
- Возможность автоматизировать полностью весь процесс отопления дома, позволяет существенно облегчить жизнь хозяевам, и освободит массу свободного времени.
Заключение
Важно понимать, что процесс сборки и монтажа пиролизных твердотопливных котлов длительного горения требует опыта и определенных знаний. Для этих целей лучше приглашать специалистов. Но затратив денежные средства на покупку котла и его установку, вы гарантировано получаете комфорт в доме, и полностью освобождаетесь от постоянной заботы о поддержании пламени в обычных отопительных приборах.
Как спроектировать и установить пиролизный котел длительного горения своими руками узнаем в следующем видео
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Сегодня пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром вытеснили обычные твердотопливные нагреватели. Все дело в том, что пиролиз позволяет сократить время между загрузками топлива, повышает КПД агрегата и тем самым экономит ваши деньги. На рынке отопительного оборудования можно найти как энергозависимые, так и автономные котлы разных габаритов (см. Котел Стропува или печь Бубафоня).
Коротко, что такое пиролиз
Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, нужно разобраться с тем, что такое пиролиз. Это такой процесс, в результате которого из древесины выделяется горючий газ. Таким образом, из энергоносителя (дров) можно извлечь максимум пользы в виде дополнительных килоджоулей тепловой энергии. Но для того чтобы процесс пиролиза стал возможен, нужно создать определенные условия, а именно:
- температура в топке от 400 до 800 градусов;
- отсутствие пламени.
Чтобы дрова в топке твердотопливного пиролизного котла не горели, а тлели, нужно уменьшить количество подаваемого кислорода до критического минимума. Иными словами, создать условия дефицита кислорода. В результате топливо будет тлеть дольше и выделится пиролизный газ.
Чтобы газ воспламенился, его нужно обогатить кислородом, так как огонь без воздуха не горит. Сделать это в основной топке невозможно, так как там должен быть дефицит кислорода. Чтобы решить эту задачу, в конструкцию котла были внесены радикальные изменения, по сравнению с обычными твердотопливными нагревателями.
Особенности конструкции пиролизного котла
Итак, особенность пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром заключается в том, что у них две камеры сгорания. В первой (основной) горят или тлеют дрова, а во второй сжигается пиролизный газ. В основную топку подается первичный воздух, количество которого можно регулировать. Вы можете использовать котел в режиме пиролиза, а можете в обычном режиме (когда есть пламя).
Необязательно покупать бустер для промывки теплообменников. Его можно изготовить самостоятельно — это несложно.
Освоив технологию производства угольных брикетов, реально не только сэкономить на топливе, но и подзаработать на их продаже.
В камеру дожига пиролизных газов подается вторичный воздух. Он поступает туда через специальные сопла. Количество вторичного воздуха пользователь регулировать не может. Когда горячий газ перемешивается с кислородом, то его собственной температуры хватает для того, чтобы воспламениться.
Виды твердотопливных котлов пиролизного действия
Сделаем вывод о том, что представляет собой пиролизный котел. Это твердотопливный нагреватель с двумя камерами горения, предназначенный для автономных систем отопления. В нем созданы все условия для отделения от дров пиролизного газа и дальнейшего его сжигания.
Какие бывают отличия среди пиролизных котлов:
- расположение камер первичного и вторичного горения;
- естественная или принудительная тяга.
Кроме этого, может отличаться диаметр патрубка для дымохода, объем топки, габариты, метод загрузки топлива (вертикальный или горизонтальный). Но это все не слишком важно, главных конструктивных отличия всего два (см. выше).
Есть котлы, у которых камера дожига пиролизных газов находится над топкой. В этом случае дым быстрее уходит на улицу, чем в агрегатах, где камера дожига находится под топкой. Меньшее время пребывания дыма в котле имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К плюсам можно отнести то, что канал для дымоудаления не так сильно загрязняется. Негативный фактор – в трубу вылетает более горячий дым, унося с собой несколько процентов КПД.
Напольный Боринский газовый котел не зависит от электросети, работой управляет термопара.
Установив термовентиль для радиатора отопления, можно поддерживать одинаковую температуру в помещении, независимо от погоды.
Разница между котлами с естественной и принудительной тягой заключается в том, что в последних есть электрический вентилятор и блок управления. Соответственно, агрегаты с принудительной тягой все энергозависимые.
Преимущества и недостатки пиролизных котлов
Пиролизные котлы длительного горения, по отзывам владельцев, имеют больше преимуществ, чем недостатков. Например, увеличивается время между загрузками топлива, уменьшаются расходы благодаря более высокому КПД. К минусам можно отнести:
- большой вес – возможно, потребуется усиления конструкции пола, если он деревянный и уложенный на лаги;
- стоит дороже обычных котлов – в любом случае придется покупать заводскую модель, так как сделать пиролизный котел своими руками, даже имея чертежи, задача практически невыполнимая;
- требователен к качеству топлива – этот пункт особенно важен.
Для того чтобы нагреватель работал в нормальном режиме, нужно топить его дровами с влажностью 20-30%. Это значит, что дрова придется сушить, так как в сырых поленьях содержится до 65% влаги, что недопустимо для процесса пиролиза.
Если вас заинтересовал вопрос насчет самодельных пиролизных котлов, то лучше посмотрите в сторону печей с таким же принципом работы. В одной из предыдущих статей мы рассказывали, как сделать пиролизную печь из бочки. Для жилого дома она не подойдет, а вот теплицу, гараж или дачу отопить ею можно.
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Повсеместная газификация городов, увы, не обеспечивает стопроцентную возможность пользоваться всем, без исключения, именно природным газом.
Это связано не только с тем, что процесс прокладки газопровода идет медленно, но и с личными предпочтениями энергопотребителей. Твердое топливо было популярным во все времена благодаря своей доступности, невысокой цене и большой эффективности.
Пиролизные котлы (еще одно название – газогенераторные) имеют принцип длительного сгорания на основе пиролиза. Это своеобразный процесс горения, при котором происходит тепловой распад продукта горения на газообразное вещество и твердые тела, которые в дальнейшем обособленно друг от друга выдают тепло по особенной схеме.
Принцип работы
Устройство пиролизного котла
Весь процесс работы такого котла проходит в 4 этапа. Закладывается топливо в первый отсек, поджигается и оно сгорает. Далее происходит медленное его тление благодаря созданию искусственной нехватки кислорода, в результате чего образуется газ.
Это газообразное вещество через форсунки или благодаря естественной тяге попадает в камеру дожига, где соединяется с вторичным воздухом. Этот синтез обеспечивает воспламенение газа, из-за чего происходит выделение большого количества тепла и теплоноситель нагревается.
В зависимости от вида и оснащения котла, он может быть оснащен отдельным парогенератором и дымососом, но основной принцип работы остается неизменным.
Пиролизный котел своими руками! Статья с чертежами и видео: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami.html
Разновидности
Энергонезависимые пиролизные котлы
Существует две основных группы котлов по принципу требовательности к топливу:
- Энергозависимые (в таких котлах используется только полноценное твердое топливо влажности не более 25%).
- Энергонезависимые (в качестве топлива можно использовать опилки, щепу и другие продукты, влажность которых составляет 50% и более).
Большее распространение получили именно энергонезависимые виды, так как есть возможность использования различных видов отходов, а также сам процесс пользования намного проще, чем у зависимых котлов. (Подробнее о различных видах топлива для пиролизных котлов читайте в этой статье).
Еще одна классификация по принципу функциональности выглядит следующим образом:
- Парогенератор пиролизный.
- Пиролизный котел одноконтурный (помещение отапливается за счет нагрева воды в системе одним водяным контуром).
- Пиролизный котел двухконтурный (не только обогревает помещение, но и дополнительно снабжает горячей водой).
От того, какие площади и виды помещений обогревает такой котел, зависит его размер, оборудование, оснащение и виды применяемого топлива. На больших производствах давно устанавливаются промышленные газогенераторные котлы с целой сложной системой обеспечения отопления.
Полезно знать владельцам небольших столярных мастерских, что существование пеллетных котлов упрощает задачу утилизации отходов производства, так как основным топливом служат брикеты или гранулы из древесной стружки. Плюс таких отопителей в компактном размере, а обеспечение процесса происходит при установке дополнительного оборудования.Обзор котлов длительного горения на пеллетах: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/kotly-na-pelletah-i-drovah.html
Именно таким образом минимизируется размер агрегата, в отличие, например, от больших генераторов без вентилятора или там, где используется пиролизная приставка.
Еще одним отличительным признаком этих котлов является особенность конструкции, которая обеспечивает теплом не нагревом воды в системе, а имеет воздухогрейный принцип. Это упрощает обогрев помещения тем, что нет необходимости в разведении водяной системы в маленьких помещениях.
Достоинства и недостатки
Перед тем, как решиться на приобретение того или иного вида пиролизного котла для отопления дома, конечно же, нужно знать все его плюсы и минусы, так как только взвесив все аспекты, можно прийти к правильному выбору.Преимуществ у таких агрегатов больше, чем недостатков, но выделить стоит и те и другие.
К плюсам котлов на основе пиролиза можно отнести:
- длительное время сгорания и тления (от 12 часов до 2 суток), при этом процесс является контролируемым и регулируемым;
- высокая степень безопасности, полученная автоматической регулировкой системы;
- благодаря четырем этапам происходит полное сгорание топлива, полное устранение отходов и высокий КПД;
- минимальный процент выхода вредных веществ, достигаемый высокой температурой в камере дожига;
- воздушный поток минимизируется процессом горения, что обусловливает экономию;
- разнообразие используемого топлива.
Особенности использования пиролизных котлов Гейзер: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/piroliznye-kotly-gejzer.html
Несмотря на высокую эффективность работы таких установок, все же выделяются и минусы, которые иногда становятся камнем преткновения при выборе между газовой горелкой, электротеном или пиролизным котлом:
- объем камеры позволяет загрузить топливом лишь половину своего объема, так как при большей загрузке снижается КПД;
- большинство видов котлов энергозависимые, а это значит, что спектр используемого топлива сужается;
- высокая стоимость пиролизных котлов.
Взвесив все «за» и «против», несомненно, выбор в пользу таких видов отопителей будет положительным. Ни высокая стоимость, ни особое внимание к качеству топлива не перевешивает экономичность и быструю окупаемость, поэтому популярность пиролизных котлов в последние годы лишь набирает обороты и это, пожалуй, лучший способ отопления твердым топливом.
Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет критерии выбора пиролизного котла длительного горения с водяным контуром:
Реактор пиролиза — обзор
Газификация и пиролиз
При нагревании топливо из биомассы разлагается на ряд газообразных и конденсируемых веществ, оставляя после себя твердый углеродистый остаток, известный как полукокс. Это ранняя стадия горения, и светящееся пламя, наблюдаемое при сжигании древесины и другой биомассы, является результатом окисления летучих соединений, выделяемых во время пиролиза и газификации сырья, и теплового излучения от частиц сажи от пламени, дающего характерный желтый цвет. .
Когда отношение эквивалента топлива к воздуху, ϕ , уравнения [6] существенно больше единицы (богатое топливо), топливо будет окисляться только частично из-за недостатка кислорода, и продукты реакции не будут состоять из только диоксид углерода и вода, но большие количества оксида углерода и водорода в дополнение к различным количествам газообразных углеводородов и конденсируемых соединений (смол и масел), а также полукокса и золы. Другие окислители, включая водяной пар, также можно использовать вместо воздуха, и в этом случае набор продуктов реакции будет отличаться.Условия реакции могут быть изменены, чтобы максимизировать производство топливных газов, жидких топлив или полукокса (как для древесного угля), в зависимости от предполагаемого энергетического рынка или рынков. Термин «газификация» применяется к процессам, которые оптимизированы для производства топливного газа (в основном, CO, H 2 и легкие углеводороды). При нагревании без добавления окислителя сырье подвергается пиролизу. Реакторы пиролиза обычно проектируются так, чтобы максимально увеличить производство жидкостей за счет быстрого, а не медленного нагрева, хотя растущий интерес к биоугля или сажи теперь меняет предпочтительную смесь продуктов.Катализаторы иногда используются для ускорения различных реакций, особенно крекинга высокомолекулярных углеводородов, образующихся во время газификации, а также в химическом каталитическом синтезе жидких углеводородов и других продуктов при производстве транспортного биотоплива.
Технология газификации была разработана более 200 лет назад (Kaupp and Goss, 1984), а в последнее время была усовершенствована в первую очередь с целью обеспечения доступа твердого топлива (биомасса, уголь и кокс) к некоторым из тех же коммерческих рынков, что и природные. газ и нефть.Газификаторы уже давно используются для преобразования твердого топлива в топливные газы для работы двигателей внутреннего сгорания, как с искровым зажиганием (бензин), так и с воспламенением от сжатия (дизели). Их также можно использовать для устройств внешнего сгорания, таких как котлы и двигатели Стирлинга. Наиболее распространенными типами являются газификаторы прямого действия, в которых частичное окисление сырья в топливном слое дает тепло для реакций пиролиза и газификации, которые в основном являются эндотермическими. В газификаторах непрямого действия и в реакторах пиролиза используется внешний теплообмен для обеспечения тепла, необходимого для пиролиза топлива.Тепло может быть произведено путем сжигания некоторого количества исходного топлива из биомассы или путем сжигания выходящих топливных газов, жидкостей или полукокса. Аллотермические реакторы были разработаны для подачи тепла за счет внутреннего, но раздельного сжигания фазы полукокса после газификации сырья, в основном в системах с двумя реакторами (Wilk and Hofbauer, 2013). Газификаторы могут иметь меньше проблем с шлакованием золы из-за более низких рабочих температур по сравнению с камерами сгорания, хотя шлакование, засорение и агломерация слоя остаются проблемами с некоторыми видами топлива (например.г., солома).
Когда в газификаторы прямого действия подается воздух для взаимодействия с сырьем, топливные газы будут содержать большое количество азота, а теплотворная способность или содержание энергии в газе будет низким (3–6 МДж м −3 ) по сравнению с природный газ (сравните метан при 36,1 МДж м −3 ) и другие более традиционные виды топлива. Двигатели без наддува, работающие на таком газе, будут иметь пониженную выходную мощность по сравнению с их работой на бензине или дизельном топливе (Jenkins and Goss, 1988).В случае дизельных двигателей газ нельзя использовать в одиночку, и для обеспечения надлежащего зажигания и выбора момента впрыскивается пилотное количество дизельного топлива. Для двигателей с искровым зажиганием выходная мощность двигателя примерно вдвое меньше, чем у того же двигателя на бензине, потому что объем воздуха в двигателе (количество воздуха, всасываемого в цилиндр двигателя во время такта впуска) уменьшается из-за большого занимаемого объема. топливным газом, и поэтому во время каждого цикла можно сжечь не так много топлива (Jenkins and Goss, 1988).Частично это можно преодолеть с помощью наддува двигателя. Для двухтопливных дизельных двигателей газ, как правило, может обеспечивать до 70% общей энергии топлива, не сталкиваясь с серьезным ударом, который является результатом длительной задержки зажигания, связанной с генераторным газом, тем же свойством, которое дает газу отличное октановое число ( Chancellor, 1980; Огунлово и др. ., 1981). Те же свойства генераторного газа, которые приводят к позднему воспламенению и детонации в дизельном двигателе, делают его достаточно устойчивым к детонации в двигателе с искровым зажиганием, поэтому можно использовать степени сжатия значительно выше 10.При правильной конструкции головки блока цилиндров и увеличенной степени сжатия эффективность двигателя может быть улучшена по сравнению с бензиновым двигателем, компенсируя некоторое снижение характеристик из-за уменьшения объема воздуха.
Если в реакторе газификации используется обогащенный или чистый кислород, полученный топливный газ или синтез-газ будет более высокого качества. Однако стоимость производства кислорода высока, и такие системы обычно предлагаются для более крупных масштабов или для производства более дорогих товаров, таких как химикаты и жидкое топливо.Метанол, жидкое спиртовое топливо, CH 3 OH, образуется в каталитической реакции
[7] CO + 2h3 = Ch4OH
Этой реакции способствует низкая температура (400 ° C), но высокое давление (30– 38 МПа). Оксид цинка и оксид хрома являются общими катализаторами. Используя медь в качестве катализатора, можно снизить температуру и давление реакции (260 ° C, 5 МПа), но медь чувствительна к отравлению серой и требует хорошей очистки газов (Probstein and Hicks, 1982). Реакции Фишера-Тропша можно использовать для получения ряда химических веществ, включая спирты и алифатические углеводороды.Снижены требования к температуре и давлению, а выбор катализатора может быть получен с большей селективностью.
Жидкости, такие как бензины, могут производиться косвенными путями, включающими газификацию или пиролиз твердой биомассы для получения реакционноспособных промежуточных продуктов, которые можно каталитически улучшить (Kuester et al. ., 1985; Prasad and Kuester, 1988; Kuester, 1991; Браун, 2011). Жидкости, произведенные непосредственно путем пиролиза, обычно являются коррозионными, страдают окислительной нестабильностью и не могут быть напрямую использованы в качестве моторного топлива.Многие продукты также канцерогены. Для получения товарных соединений обычно требуется какая-либо очистка. Несмотря на это, реакторы быстрого пиролиза, использующие биомассу и другие виды топлива, находятся в стадии коммерческого запуска для производства бионефти (Ensyn Corp, 2014). Жидкое топливо также можно производить прямыми термохимическими способами, такими как гидрирование в растворителе с присутствующим катализатором (Elliott и др. ., 1991; Bridgwater and Bridge, 1991).
Одним из основных технических препятствий, особенно в малых масштабах, при применении газификаторов для целей, отличных от прямого сжигания сырого газа, является очистка газа.Удаление твердых частиц и смол из газа имеет решающее значение для последующего производства электроэнергии и синтеза топлива. Смолы представляют собой класс тяжелых органических материалов, которые особенно трудно удалить или обработать. Существуют системы для производства газа приемлемого качества, но, как правило, они полагаются на некоторую комбинацию влажной и сухой очистки и фильтрации и увеличивают расходы на систему конверсии. Маломасштабные газификаторы, используемые для удаленного производства электроэнергии, часто применялись без надлежащих процедур обращения с гудроном, отделенным от газа.Очистка газа и обработка гудрона остаются критическими инженерными задачами для более широкого внедрения технологии во всех масштабах.
Расширенные возможности производства электроэнергии из биомассы включают использование газификатора биомассы для производства топливного газа для газовой турбины в интегрированной системе с комбинированным циклом газификации (Рисунок 17; Меерман и др. ., 2013). Эффективность этих систем может быть значительно выше, чем у традиционных систем выработки электроэнергии с циклом Ренкина. Основные технические задачи включают очистку горячего газа для получения газа надлежащего качества, чтобы избежать загрязнения турбины, а также разработку надежных реакторов или компрессоров высокого давления и систем подачи топлива.Считается, что использование газогенератора является преимуществом по сравнению с камерой сгорания с прямым сгоранием, поскольку потери тепла в системе газоочистки вызывают меньшее беспокойство, поскольку большая часть энергии топлива находится в форме химической энергии получаемого газа. Другие преимущества газификаторов перед камерами сгорания включают способность работать при более низких температурах и меньшие объемы газа на единицу преобразованного сырья, что способствует удалению соединений серы и азота для снижения выбросов загрязняющих веществ. Системы этого типа в настоящее время находятся в стадии разработки, и несколько крупномасштабных демонстрационных проектов были завершены, но эта технология еще не была внедрена в коммерческих целях для биомассы, хотя она применяется для угля в более крупных масштабах (Stahl and Neergaard, 1998).На рисунке 17 также показано возможное использование впрыска пара для снижения тепловых выбросов NO x и увеличения выходной мощности газовой турбины. Высокая теплоемкость пара по сравнению с продуктами сгорания приводит к увеличению мощности, а добавление пара снижает температуру пламени, что способствует снижению термического образования NO x (Weston, 1992). Многие другие варианты термохимической конверсии находятся в стадии разработки (Brown, 2011).
Рис. 17. Передовая концепция выработки электроэнергии с комбинированным циклом с интегрированной газификацией. Показана газификация сжатым воздухом. Также показан вариант газовой турбины с впрыском пара (IG / STIG).
Плавильное производство — 1. Печи
© Х. Фёлль (шрифт Iron, Steel and Swords)
Пожар | ||||||||
Давно единственный способ сделать
что-то горячее должно было сжечь органические вещества. До средневековья это было
в значительной степени остатки недавно заболевших организмов — древесина, солома, навоз.Сжигание останков организмов, которые умерли давних лет назад, таких как нефть, уголь или торф, редко
сделано в старые времена. Некоторая изощренность достигается только за счет использования древесного угля вместо дерева, т.е. переработано или концентрированное топливо. Я доберусь до что здесь мы работаем только с необработанным (если высушенным) биотопливом, по сути дерево . Сначала давайте посмотрим в общих чертах, что происходит, когда твердый кусок чего-то ожоги. | ||||||||
Молекулы кислорода (O 2 ) из воздуха реагируют с углеродом на поверхности горящий кусок материала, образующий CO 2 .Для начала реакции необходимо определенное количество энергии, и поэтому нужно зажечь огонь. Тем не мение, откуда начинается реакция, выделяется много энергии, так что баланс положительный — при образовании CO 2 выделяется больше энергии, чем необходимо для запуска процесс. Высвобождаемая чистая энергия передается различным молекулам. около. Молекулы газа тогда просто ускоряются по сравнению со своей средней скоростью. при комнатной температуре. | ||||||||
| ||||||||
Реакции могут происходить только на поверхности.В
генерируемая энергия течет во всех направлениях, что очень схематично обозначено
красные стрелки на молекулах CO 2 . Стрелки, указывающие
скорость «холодных» молекул кислорода и азота была бы слишком
короткое, чтобы быть видимым в этой шкале. Энергия химической реакции, которую мы называем «горением», «огонь» или «окисление» вытекает во всех направлениях, так как «горячие» молекулы перемещаются и удаляются. Он разбавляется, так как Молекулы «горячего» газа передают энергию «холодным» молекулам. столкнуться с чем-то еще, с чем они сталкиваются, например с атомами / молекулами в стена какого-то ограждения.Их энергия распадается от «горячей» до «окружающий», и мы знаем, как это происходит из пиво наука | ||||||||
Это чрезвычайно простой, но совершенно правильный способ визуализировать «огонь» в атомном масштабе — только шкала, которая имеет значение! Это позволяет рисовать довольно далеко идущие выводы: | ||||||||
1. Когда что-то горит, всегда есть максимум температура T макс это может быть достигнуто. Температура, как мы знаем, это просто другое слово для «средней энергии, содержащейся в случайное движение элементарных вещей, таких как атомы или молекулы ». Энергия, полученная при« горении » реакция, например К + О 2 Þ CO 2 + энергия , передается участвующим атомам и молекулам (включая невинных прохожих, таких как молекулы азота в воздухе или молекулы воды, содержащиеся в древесине) — и все.Молекулы и атомы вовлеченные теперь содержат больше энергии и, таким образом, «горячее» — но только на определенная сумма, которую можно вычислить. Сжигание чистого углерода в воздухе в лучшем случае дает T max »2000 o C (3600 или F) . Горящий ацетилен ( C 2 H 5 ) с чистым кислородом дает вам больше энергии и таким образом, более высокий T max — вы можете использовать это для сварка или резка сталь.Хорошо высушенная древесина твердых пород содержит около 50% углерода и дает T макс »1600 o C (2912 o F) . | ||||||||
2. Производство энергии в вашем огне, или
сколько энергии производится в секунду (так называемая «сила»),
определяется количеством реакций типа C + O 2 Þ CO 2 + энергия в секунду . Очевидно, это контролируется:
| ||||||||
3. Тепловая энергия не может быть полностью утилизирована
в заданном пространстве. Он всегда вытекает. Это особенное. Энергия, содержащаяся в
топливо перед тем, как его сжечь, остается на месте, как и энергия в напряженном
весна и так далее. Но тепловая энергия всегда вытекает из того места, где он был произведен, и это разбавляет энергию / скорость
содержится в молекулах, понижая температуру с увеличением расстояния
от источника энергии.Все, что вы можете сделать, это минимизировать тепловой поток,
«запруживая» его, помещая в него материалы с низкой теплопроводностью.
способ. Однако всегда есть утечка. Огонь в открытом очаге быстро распределяет энергию, производимую во всех направления; таким образом, температура быстро понижается с расстоянием. Вот почему вам нужно подавить эти потери, построив контейнер вокруг огня в твой очаг. И сейчас мы говорим печи или печи . | ||||||||
Первый Анализ работы и конструкции печи | ||||||||
Объединение этой идеи с крошечный кусочек математики, мы приходим к очень простым, но далеко идущим уравнения / выводы: | ||||||||
1. Температура T при любом данное место в вашей печи или печь определяется тем, сколько энергии или «тепла» в нее поступает (давайте обозначают, что H в ) относительно того, сколько энергии вытекает из него и теряется; H из .Температура, которую вы получит тогда это | ||||||||
| ||||||||
Давайте посмотрим на простой пример: если ваша энергия приток H в = 100 кДж / с , и вы теряете 10% , я.е. выход H выход = 10 кДж / с , ваша температура составляет T = T max (1 — 0,1) = 0,9 T макс . Вместо, например, 2 000 o C , у вас только 1800 o C . Обратите внимание, что потеря всего 10% очень мало; вы обычно должны рассчитывать на гораздо более высокие ценности. Потери энергии содержат не только энергию, протекающую через печь. стены, но и горячие газы, выходящие через дымоход и все тепло необходим для разогрева самой печи (хотя бы внутренняя футеровка горячая) и заряд. | ||||||||
2. Энергия , произведенная , происходит из
сжигание топлива , например уголь или дерево, что
занимает некий том . Энергия
тогда производство пропорционально этому объему; по крайней мере, в некотором приближении. Вы храните горящее топливо в «контейнере», как в обычном цилиндрическая труба шаровидной плавильной печи. Истекающая энергия должна уйти через внутреннюю поверхность этого емкость — стенки трубки, отверстие вверху, внизу.В соотношение производимой энергии к энергии утечки, таким образом, улучшается для больших печи — у них меньшее соотношение поверхности к объему. Вы также тратите впустую меньше энергии для нагрева вашего контейнера. Это старые вещи мы подробно рассматривал это раньше, просто для другой цели. Такие большие печи было бы лучше, чем поменьше? Да, есть существенная «экономия на размере», но есть и улов: | ||||||||
3. Воздух
Поставка . Как упоминалось выше, количество подаваемого вами воздуха / кислорода
определяет скорость производства тепловой энергии вместе с количеством
обеспечена поверхность реактивного топлива. Если вам нужны высокие температуры, вы должны
тепловую энергию гораздо быстрее, чем она может просочиться, и это означает, что вы должны
подавать достаточно воздуха. Решающее количество « воздушный поток » AF измеряется тем, сколько кубических метров воздуха проходит через хитрость на квадратный метр и секунду.Это дает в качестве единицы измерения [ AF ] = м 3 / м 2 · с = м / с , т.е. единица измерения скорости . Вот почему все в Деловые разговоры о воздухе космическая скорость внутри печи. Однако объемная скорость, например, 1 м / с делает , а не , означает, что воздух действительно течет с эту скорость через вашу печь даже так, чтобы скорость обеспечивала правильную количество воздуха.Это число дает только порядок величины, поскольку воздух сильно расширяется, когда становится жарко. Если ваша печь имеет площадь поперечного сечения, например, 0,1 м 2 , объемная скорость воздуха 1 м / с просто указывает, что через него проходит 0,1 м 3 воздуха на второй. У вас здесь две проблемы. Для начала вам может понадобиться «дуть», если вы хотите много воздуха, чтобы пройти через вашу печь. Дуть означает, что должен быть перепад давления между входным и выходным «портами» воздуха.Во-вторых, вы должны сделать это, преодолевая сопротивление потоку воздуха вашего воздушного потока. аппарат и печь. Чем выше сопротивление, тем выше давление. необходимость продувки печи необходимым количеством воздуха Приведу пример: если вы уменьшите , размер кусков угля для увеличения площади поверхности топлива, вы также увеличиваете сопротивление воздушному потоку через вашу угольную кровать. Это легко увидеть.Добавьте немного кукурузы («кукуруза ядра «) в трубу, и вы все еще можете дуть в нее, хотя больше усилий. Залейте в нее кукурузный крахмал, и она «набьется». Повышение давления не приведет к воздушному потоку, но в какой-то момент вы просто вытолкните препятствие из своей трубы. Сделайте свои угольки слишком маленький, и у вас проблемы. | ||||||||
4. Экономия от размера Значительная экономия на размерах.Большие печи требуют меньше места скорость для поддержания определенной температуры по ряду причин, включая отношение объема к поверхности, но также из-за «эффекта стены », наблюдение, что воздух, вдуваемый потоками с меньшим сопротивлением (и, таким образом, не доставляет все кислород к топливу) между загрузкой и стенками печи. В целом, большие печи лучше. Вы достигаете более высоких температур или можете поддерживать определенная температура с меньшим количеством топлива.Однако первые закон экономики получает. Печные операторы без мощных воздуходувок просто не могут производить достаточно воздуха, чтобы запустить большую печь. В то время как воздух скорость , необходимая для поддержания определенной температуры, идет на вниз на примерно линейно с увеличением печи диаметр, общее количество необходимого воздуха составляет воздушных потоков, умноженных на поперечного сечения, и поперечное сечение увеличивается с площадью квадратных диаметра топки. Так объем воздуха, который вы должны вдувать, по-прежнему идет от до , по крайней мере, линейно с диаметром. | ||||||||
Теперь мы видим основную проблему: предки сталкивались с печами на протяжении тысячелетий: После того, как вы нашли подходящие материалы для строительства печи (способные выдерживать тепло и с низкой теплопроводностью), и хорошей геометрией (круглая и с куполом купола в случае обжиговых печей для минимизации соотношения объема / поверхности), вы застрял с подача воздуха . На протяжении всей древности методы, которыми вы располагали, были не очень мощными и это ограничивает размер вашей печи.Вы должны были сделать свою печь небольшой — даже поэтому он менее эффективен. | ||||||||
Обратите внимание, что увеличение объемной скорости на
Более сильный обдув также имеет ограничения, особенно в небольших печах. Если ты тоже взорвешься
трудно, вы в какой-то момент просто выдуваете заряд через верхнюю часть вашего
печь. Наконец, следует отметить, что через ваш топку, если есть промежутки между топливными частями и чем-либо составляет заряд, предотвращая слишком большое сопротивление воздушного потока. большой.Вы получите это автоматически, если раздавите уголь и руду, получение кусков неправильной формы с некоторым средним размером. И этот средний размер имеет большое значение, как указывалось выше. Слишком большой — недостаточно площади для генерируя высокую тепловую мощность. Слишком мало — сопротивление воздушному потоку становится слишком большим и снижается выработка тепловой энергии. Средний размер вашего угля (и руды штук) не должны быть ни слишком большими, ни слишком маленькими, но в самый раз, и это «правильное» значение определенным образом масштабируется с размером ваша печь и давление, которое вы можете обеспечить для вдува воздуха. | ||||||||
Прямой Биотопливо: факты и использование | ||||||||
Прямое биотопливо — это горючие материалы, которые не подвергались огню или чрезмерному старению. Сушеная древесина, солома, скорлупа орехов или сушеный навоз — это прямое биотопливо, древесный уголь (переработанный) или уголь а масло (длительная выдержка) нет. | ||||||||
Энергетическое содержание биотоплива Свежесрубленная древесина не годится для разведения костра; на самом деле это в значительной степени невозможно для большинства пород дерева.В нем слишком много воды — до 60% — и сначала нужно высушить. После высыхания он все еще содержит немного воды, поэтому предположительно сушит такие вещи, как солома или солома. Трудно прийти к содержание воды менее 10% для большинства биотоплива, высушенного на воздухе. | ||||||||
Всем известно, что (сушеная) твердая древесина лучше
для вашей печи, чем из мягкой древесины, так как она дает больше «тепла», и далеко
лучше, чем «солома», которая приводит только к «солому-пожару»,
быстро выгорает.На самом деле это верно только в том случае, если вы посмотрите на
энергоемкость на объема . Если вы считаете
энергосодержание на масс , все (сухое)
биотоплива примерно равны и дают около 20 МДж / кг , когда
вы их сжигаете. Другими словами: исходя только из содержания энергии, не имеет большого значения, какой вид. биотоплива, который вы засовываете в топку, если оно того же количества по весу . Однако люди во всем тысячелетия имели тенденцию делать это по объему , так как намного проще.«Раб, положи еще одну корзину дров в огонь» — это просто проще, чем «раб, положи в огонь еще килограмм дров», поскольку последнее требует наличия весов и умений с ними работать. Однако энергосодержание — не единственный важный критерий выбора топливо. | ||||||||
Превышение
воздух Биотопливо, скопившееся для воспламенения, обычно имеет много свободного пространства между твердый материал. Это обеспечивает небольшое сопротивление воздушному потоку и, следовательно, упрощает воздушный канал — но также и для значительного количества воздуха, проходящего через него, , а не , участвуют в процессе окисления.Это имеет несколько эффектов:
| ||||||||
Содержание воды и избыток воздуха снижают достижимая температура. Как показывает практика, увеличение / уменьшение на 1% содержание воды / избыток воздуха, снижает максимальную температуру на 10 o C соответственно.Таким образом, даже в лучших условиях с 10% воды и 25% избытка воздуха, вы сразу теряете около 250 o ° C. | ||||||||
Развитие пламени На вашей горящей поленнице горит яркое яркое пламя, в то время как вы почти не вижу пламени поверх своего угольного огня. Пламя на самом деле только видимый, потому что он содержит микроскопические частицы горячей угольной пыли, которые выделяют свет, как ваш горячий провод в лампочке.Эти частицы пыли остывают в конце концов и являются не чем иным, как углерод черный (иногда называемый сажей) вы получаете всякий раз, когда видите пламя. Кроме того пламя также питается за счет сжигания летучих веществ, которые выбрасываются из горячего биотопливо. Все виды биотоплива содержат много горючих газов или летучих веществ; прочтите о том, что называется «пиролизом» здесь. | ||||||||
Высокое содержание летучих веществ плюс сильный воздух тяга (например, из-за неплотных свай) дает долгое пламя.Это серьезная трата энергии, если пламя выходит из дымохода, но возможно требование, если вы хотите нагреть реверберационный печь или просто печь, в которой необходимо отводить тепло от топка на место где-нибудь вниз или вверх хитрое изобретение. | ||||||||
Вот схематический вид
отражательная печь, как она использовалась, скажем, в 1600 г. (в Китае) и
позже (в Англии) для обработки металла и стекла.Это о лучшем, что вы можете
делать. В этом случае выгодно длинное пламя — нужно нагреть что-нибудь. расстояние от топки — не используйте древесный уголь в качестве топлива. Температура управление осуществлялось путем управления подачей воздуха (и, конечно, подачей топлива) . Это могло быть и было сделано путем регулировки проема со стороны топки. Однако это мешает заправке нового топлива. Более элегантным способом было контролировать воздушный поток на стороне дымохода, как показано.Откройте «воздух» короткое замыкание, и холодный воздух снова всасывается и выходит наружу, уменьшение потока воздуха из топки. Воздух засасывается дымоходом или эффект дымовой трубы и вам не нужно активное обдувание. | ||||||||
| ||||||||
В хорошо продуманном
отражательная печь
такая температура 1400 o C (2552 o F) может быть
полученный в 19 веке для зарядов в несколько сотен кг, используя только древесину
огонь и естественная тяга. Проблемы с используемыми материалами были значительными,
а такие постройки были бы невозможны в древности. Поскольку атмосфера является окислительной, некоторые нежелательные примеси, содержащиеся в вашем расплавленный металл может окисляться и удаляться или попадать в шлак вы предоставляете, добавляя поток. Это особенно удачно для чугуна. с 4% углерода. Углерод окисляется до CO 2 и исчезает. Если повезет, то останется сталь. Это известно как (один из многие) процесс « оклейки» для изготовления сталь; он использовался китайцами уже 2000 лет назад (но далеко более примитивные хитрости). | ||||||||
Топливо
Экономика Если вы сжигаете много топлива для отопления только небольшого объема печи или для плавки только небольшое количество руды, внутри вашей печи или печи она нагреется. по сравнению с использованием не так уж много топлива. Это очевидно без особой науки. В соотношение руды и древесного угля, таким образом, оказывает большое влияние на переработку температуры. | ||||||||
Большое соотношение топлива и руды делает вашу работу более дорогой.Топливо не бесплатно, особенно после того, как вы уже отрезали вниз большую часть ваших лесов в окружающей среде вашего завода. Соотношение уголь для руды, которую вы поставляете своему плавильному заводу, входит непосредственно в затраты из того, что вы делаете. Конечно, при слишком малом количестве топлива вы не получите ничего, кроме слишком много вы можете просто потратить впустую топливную энергию, так как вам не нужна высокая произведенных температур. Быть слишком горячим может быть даже вредно. Еще раз тебе нужно быть в самый раз. | ||||||||
Многие керамические изделия на протяжении веков обжигались около 900 г. o C (1652 o F), даже если обжиг при более высоких температурах делает
несколько лучших горшков, и гончарные мастерские определенно могли производить более высокие
температуры.Вполне вероятно, что те старые гончары просто оптимизировали стоимость /
коэффициент производительности. Я несколько раз заявлял, что старые кузнецы не могли достаточно, чтобы расплавить железо или сталь. В целом это верно, но теперь мы должны считают, что иногда они, возможно, не хотели выходить за пределы того, что они могли бы это сделать. Например, ранние западные металлурги в римской раз и позже не было бы проблем с производством чугуна, такого как Китайский язык.Они не сделали это потому, что они не хотели делать чугун. | ||||||||
Восстановительная атмосфера Дровяные печи с естественной тягой и печи аналогичные той показано здесь будет довольно у многих всегда есть окислительная атмосфера , так как указано выше. Это заставляет вас горшки красноватые, потому что любое железо, содержащееся в глине, окисляется до яркого красный / оранжевый гематит (Fe 2 O 3 ).Это также может сделать ваш более чистый расплавленный металл, как указано выше. Если вы можете жить с этим, все отлично. Однако, если вы любите плавить металлическую руду или хотите иметь свои горшки черный, нужна восстановительная атмосфера, т.е. немного окиси углерода там. Тогда вы сможете полностью защитить утюг от окисление с образованием черного вюстита (FeO) или магнетита (Fe 3 O 4 ) вместо красного гематита. И ты можешь почувствовать запах своего руда. | ||||||||
Использование древесного угля с оптимизированной подачей воздуха
создают восстановительную атмосферу прямо над топливным слоем.Это не может быть
решение для обжиговой печи или отражательной печи, где требуется сокращение
условия вдали от огня. В этом случае вы должны уменьшить
поток воздуха, частично закрыв вентиляционные отверстия. Добавление количества свежесрезанного
зеленое дерево также может работать. Вы просто отказываетесь от и без того горячего топлива в достаточном количестве кислорода
для полного сгорания, способствующего образованию CO. Но все эти меры тоже
уменьшите температуру и будьте осторожны, чтобы не подвергать опасности ваши продукты. Приложив хитрость, так можно сделать черные горшки. С особой хитростью вы сможете сделать черные или красные горшки с красными или черные фотки на нем. Но нет хорошего способа использовать печи, работающие на биотопливе, для плавки. металлы напрямую. Для этого нам нужно обратиться к технологии древесного угля. | ||||||||
Котлы длительного горения с водяным контуром.Выбирайте дровяной котел с водяным контуром
Из современных горючих материалов в быту твердое топливо считается самым дешевым. В эту категорию входят уголь, дрова, торф, брикеты или пеллеты. Традиционные печи обеспечивают дешевое и легкое отопление дома. Однако требуется постоянная загрузка топлива. Такой способ работы затрудняет обогрев всего дома. Отличное решение проблемы — котел длительного горения с водяным контуром.
Для установки и эксплуатации не требуется разрешения контролирующих органов.Поэтому отопительный агрегат несложно сделать и собрать своими руками. Для этого минимальные финансовые затраты, чертежи котла и подробная инструкция по изготовлению.
Принцип действия
Агрегатыпредставляют собой улучшенный вид твердотопливных печей. Мощные котлы способны эффективно отапливать не только жилые дома, но и производственные, подсобные и коммерческие помещения. Технология котла с водяным контуром основана на замедленном сжигании твердого топлива с высокой степенью теплоотдачи.Котел представляет собой объемную топку с ограниченной площадью возгорания. Дрова или пеллеты закладывают каждые 12-18 часов. Регулируя поток воздуха, идущий сверху, интенсивное горение превращается в медленное разложение.
Выхлопные газы отводятся через дымоход. Он проходит через теплообменник и нагревает воду для системы отопления. Таким образом, загрузка топлива осуществляется нечасто, а система работает почти непрерывно.
Разновидности котлов
Дровяные отопительные установки — отличная альтернатива газовым приборам.Они характеризуются несколькими достоинствами:
1. Высокий КПД — благодаря замедленному сгоранию топлива КПД достигает 90%.
2. Многолетняя деятельность — объемная топка с мощным нагнетательным вентилятором способна обеспечить непрерывную работу до 7 суток.
3. Экологичность — при сжигании ископаемого топлива в атмосферу выбрасывается небольшое количество углекислого газа.
4. Экономичность — встроенная электроника помогает настроить оптимальный режим загрузки котла.
Агрегаты медленного горения представлены на современном рынке в трех разновидностях.
Работают на угле, дровах или древесных брикетах. Благодаря небольшой топке сокращается время горения одной закладки. Для обеспечения непрерывной работы в течение дня топливо должно засыпать 4-6 раз. Преимущество классических котлов — невысокая цена.
Конструкция с объемным бункером и широким загрузочным люком. Используются сухие сыпучие материалы. Автоматическое управление оптимизирует процесс сгорания.В зависимости от нагрузки мощный котел работает от 6 до 24 часов. КПД не более 75%.
Они работают по принципу сжигания древесных газов, выделяющихся в процессе медленного разложения. Конструкция обеспечивает высокую эффективность теплоотдачи и быстрый нагрев теплоносителя. На одной загрузке топка работает до полного сгорания топлива, ДПК — 85%.
Принципиальная схема дровяной печи с водяным контуром
Котлы по чертежам Василия Пустовойченко — простые и доступные установки, которые вы можете сделать самостоятельно.В основе цельносварная труба, стальная бочка или газовый баллон бу. Толщина металлических стенок должна быть не менее 3-4 мм. Это снижает выгорание металла и обеспечивает длительную бесперебойную работу оборудования. Высота основания варьируется от 800 до 1000 мм. Объем разовой загрузки топлива зависит от значения этого параметра.
Схема котла на дровах состоит из трех частей:
- бункер загрузочный — бак для заправки горючего, высота которого изменяется по мере его прогорания;
- камера сгорания — участок, в котором происходит медленное тление дров и газообразование;
- зона полного сгорания — закрытый поддон, в котором сжигаются древесные газы, накапливается зола и удаляется дым.
Камера сгорания ограничена воздухораспределителем. Это металлический круг толщиной 4-6 мм с отверстием в центре. Через него проходит телескопическая (или цельная) труба, подающая кислород в зону горения. Распределительный диск находится в движении, поэтому его диаметр немного меньше корпуса котла. Воздух попадает в нагнетательный патрубок из атмосферы, проникая через верхнюю заслонку.
Выхлопные газы отводятся через дымоход, установленный в верхней части.Внизу стены находится дверь, через которую удаляются зола и зола. В котлах длительного горения твердое топливо сжигается практически полностью, поэтому отходы удаляются редко. Кроме того, в конструкции предусмотрены точки подключения подачи и возврата воды. Также определяется расположение термометра и трекшн-контроля.
Нагревать теплоноситель в водяном контуре можно двумя способами:
1. Сделайте удаленный резервуар для хранения внутри, который пропускает трубу.Выхлопные газы движутся по дымоходу и одновременно нагревают воду.
2. Пропустите трубку теплообменника через камеру сгорания. Подключите к нему змеевик, который находится в накопительном баке.
Эффективность второго метода выше. Однако технология исполнения выглядит намного сложнее.
Руководство по собственному производству
Если денег на покупку готового обогревателя не хватает, можно попробовать сделать его самому. Для начала необходимо изучить чертежи, прочитать инструкцию и рассчитать возможные затраты.
Для создания котла вам потребуются такие материалы и приспособления:
- Труба металлическая толстостенная диаметром 300-400 мм.
- Листовая сталь толщиной 4 мм.
- Две металлические трубы: 60 мм для подачи воздуха и Æ100 для вытяжных продуктов.
- Арматурные стержни толщиной 20 мм.
- Нагнетательный вентилятор.
- Автоматическая схема.
- Аппарат сварочный, болгарский.
В соответствии с чертежами необходимо изготовить отдельный корпус, дымоход, воздухораспределитель, дверцу и крышку для верхней части.
Пошаговая инструкция:
1. Отрежьте трубу болгаркой так, чтобы ее длина была около метра. Как выровнять края. С одной стороны заготовки приварите круглое дно, вырезанное из стального листа. Сюда можно сразу прикрепить армирующие ножки.
2. Изготовить распределитель воздуха:
- Вырежьте из листовой стали круг диаметром на 20 мм меньше внутреннего диаметра корпуса.
- Просверлите отверстие диаметром 20 мм в центре.
- Приварите крыльчатку с одной стороны.Лезвия должны быть из листового металла шириной до 50 мм. Это нижняя часть трамблера.
- Приварите выдувную трубу Æ60 мм по центру верхней стороны. Его длина должна быть такой же, как и у самого котла.
- Сверху на трубе закрепите заслонку, регулирующую подачу воздуха.
3. В нижней части корпуса болгаркой вырезано квадратное отверстие, через которое удобно убирать золу. Затем привариваются петли и навешивается дверь с защелкой.
4.В верхней части кожуха ближе к краю вырезается круглое отверстие. К нему приваривается резьбовая втулка, на которой закрепляется дымоход 100-150. Участок длиной до 500 мм должен быть строго горизонтальным. Далее труба проходит через теплообменник, выполненный в виде накопительного бака.
5. Лист с отверстием посередине должен быть из листового металла. Через него будет проходить распределительная труба. Чтобы крышка плотно прилегала к камере сгорания и не пропускала дым, по диаметру пропила прокладывается уплотнитель из асбестового шнура.
Так как оборудование работает не на газе, а на дереве, его установку также можно провести самостоятельно.
1. Все котлы длительного горения своими руками имеют большую массу. При загрузке деревом конструкция становится намного тяжелее. Поэтому под него нужен прочный и ровный фундамент. В инструкции по установке рекомендуется заливка железобетоном с добавлением щебня или бута. Как вариант, выложите основание из кирпича.
2. Наружные стенки корпуса в области камеры сгорания сильно нагреваются.Даже если вокруг топки стоит водяная рубашка, это не защищает поверхность от перегрева. Как правило, все самодельные котлы длительного горения имеют одинарный кожух. Поэтому минимальное расстояние до ближайшей стены должно составлять 50 см.
3. При отделке помещений горючими материалами следует сооружать защитную поверхность из оцинкованных листов с асбестовой прокладкой. Кладку тоже можно складывать.
4. Пространство шириной 25-30 см между потолком и дымоходом залито каменной ватой и зашито оцинкованной сталью со слоем асбеста.Все эти действия значительно увеличивают общую стоимость котла длительного горения, но гарантируют пожарную безопасность.
Развитие котельного оборудования привело к появлению котлов длительного горения на дровах, угле, торфе. Отопление твердотопливным котлом с водяным контуром предыдущего поколения было не очень комфортным. Все мы знаем истории о грязных и уставших печах из-за появления сажи, использования загрязненного топлива и его быстрого сгорания. Для отопления большого квадратного дома твердым топливом требуется большое количество топлива.Независимо от того, идет ли отопление на дровах или на угле, оператор должен следить за наличием в топке достаточного количества топлива. Иначе закладка перегорит, пламя погаснет, и комнаты начнут остывать. Процедура розжига тоже не из приятных, так как для розжига угля необходимо заранее подготовленное пламя на дровах.
Особенности технологии длительного горения
Отопление дома котлом длительного горения позволяет избежать практически всех проблем, связанных с использованием твердого топлива.Установив такой котел своими руками, можно забыть о необходимости частого ухода и подбрасывания топлива. Чаще всего используются котлы на дровах. Также возможно отопление дома, офисного здания на брикетах, пеллетах, торфе или даже лузге от семян.
Котлы длительного горения можно разделить на два типа:
- — оборудование с ручной подачей топлива;
- оборудование с автоматизированной подачей топлива.
Для отопления небольшого дома потребуется меньше топлива.Если у вас небольшая камера сгорания, вам придется ответственно следить за наличием дров или угля. Современные котлы имеют большую камеру сгорания на 250-300 литров, что позволяет выбрасывать большое количество топлива, достаточное на 1-2 обслуживания котла для длительного горения в сутки. Почему не происходит возгорания всего топлива сразу и не перегревается система отопления дома? Если бросить две связки дров в импровизированный котел, не рассчитанный на повышенную температуру горения, это приведет к закипанию системы, и как минимум — к аварийному сбросу воздуха через вентиль.
Котлы длительного горения сжигают топливо дозированно, благодаря продуманному алгоритму работы, а отопление дома равномерное, безопасное.
Котлы твердотопливные с микроконтроллером
Самый простой способ контролировать интенсивность реакции горения — регулировать подачу кислорода. Без кислорода пламя погаснет, образуются угли, которые начнут тлеть. Имея большую камеру сгорания, котлы длительного горения имеют герметичную конструкцию и установлены форсунки для подачи воздуха со специальным вентилятором.Вентилятор управляется микроконтроллером, который получает данные от пульта дистанционного управления и датчиков температуры. Также можно сделать такой котел своими руками или даже собрать самодельный микроконтроллер, даже установка его на обычный твердотопливный котел может повысить комфорт обслуживания.
Алгоритм работы котла с микроконтроллером:
- после розжига пламени необходимо загрузить топку дровами.
- выставить на пульте нужный режим нагрева (установить температуру теплоносителя, установить период работы, если есть программатор).
- получив данные от пульта ДУ, микроконтроллер при недостаточной температуре начинает закачивать воздух в камеру сгорания, что приводит к раздуванию пламени.
- топливо начинает активно гореть. Циркуляционный насос
- , встроенный в систему отопления, перемещает теплоноситель от котла к тепловым приборам.
- , если температура охлаждающей жидкости начинает превышать заданную в программе температуру, подача воздуха прекращается.
- выгорает в камере сгорания, воздух делает реакцию горения невозможной.
- пламя гаснет, и топливо начинает тлеть.
- при повторяющемся цикле нагнетание воздуха вызывает надувание и повторение всей последовательности.
Даже при полностью загруженной камере сгорания топливо будет гореть безопасно и постепенно. Настроить микроконтроллер можно своими руками, без помощи специалиста. Такие котлы часто имеют дополнительную конвекционную часть для повышения КПД и могут работать даже при отсутствии электроснабжения.Требования безопасности определяют конструкцию вентилятора. Также необходимо установить обратный клапан, чтобы предотвратить обратную тягу и организовать постепенное гашение всего топлива. Это нужно, чтобы не вызвать перегрев отопительной системы. При отключении электроэнергии циркуляционный насос останавливается без источника бесперебойного питания или генератора. В таких условиях владельцу потребуется механически, своими руками перевести флаг в режим естественной вентиляции.
В котлах длительного горения типа «Стропува» используется способ сжигания топлива сверху вниз.За счет этого реакция значительно замедляется, и одной загрузки котлу хватает на 1-3 дня.
Пиролизные котлы, однако, получают тепловую энергию не в результате прямого сжигания топлива, а за счет сжигания пиролизных газов. Они возникают при высокой температуре и в отсутствие кислорода. В результате древесина разлагается на газ и древесный уголь. Дрова сгорают практически полностью и достаточно быстро, при этом сажи или золы в процессе сгорания не образуются.После полной дров остаётся горсть мелкозернистой золы, похожей на пепел от обычной сигареты.
Применение бойлера косвенного нагрева с твердотопливными котлами
Еще один способ экономии для владельцев домов с системой отопления на основе — установка бойлера косвенного нагрева. Он представляет собой емкость, которая за счет вторичного теплообменника может нагревать чистую бытовую воду для водяного контура. Тандем бойлера косвенного нагрева и твердотопливного котла удобен возможностью сброса лишней тепловой энергии в контур водоснабжения.Если котел достаточно большой, а потребление интенсивное, это поможет сбалансировать систему отопления, исключить высокие температуры и перегрев теплоносителя.
Владелец получает стабильный, безопасный и дешевый источник. горячая вода. Бойлер косвенного нагрева можно использовать зимой и летом, однако при невысокой потребности в горячей воде, при использовании котла на дровах и угле без микроконтроллера поток горячей воды может быть не совсем правильным. Чего не скажешь о котлах на пеллетах, которые одинаково эффективны за счет автоматической подачи биогранул.Водяной контур бойлера косвенного нагрева регулируется термостатическим клапаном, который предотвращает нагрев отопительного контура и направляет теплоноситель во вторичный теплообменник в бойлер косвенного нагрева.
Автоматическая подача топлива
То, что несколько лет назад считалось перспективной идеей, уже можно реализовать на реальных объектах. Широкое распространение получили котлы с автоматической подачей твердого топлива. Основа горения — топливо — биогранулы. Их можно делать из лузги, мебельных отходов, жмыха.Образуя мелкие гранулы фракцией 0,5-1,5 см, они перемещаются сетками и представляют собой рассыпчатый сухой материал, готовый к употреблению.
Для сжигания потребуется пеллетная горелка. Такие горелки могут комплектоваться пеллетным котлом, либо обычным твердотопливным котлом. Сделав специальную дверцу и вмонтировав в нее пеллетную горелку, можно добиться универсальности котла. Самодельную дверь можно установить за считанные минуты, а при отсутствии топлива можно будет использовать дрова или даже уголь.
Преимущества пеллетных котлов
- Нет необходимости в частом обслуживании. Биогранулы загружаются в специальный контейнер (бункер), который теоретически может быть любого размера. То есть появляется возможность загружать топливо один раз за весь отопительный сезон. Кроме того, при горении биогранулы образуют очень небольшое количество золы и шлака. В среднем достаточно чистить зольник раз в неделю-две.
- Такой котел можно установить где угодно, при этом требуется только подача электроэнергии.Вы получаете автономность, сравнимую с дровяными котлами на твердом топливе.
- Котел можно установить самостоятельно, не требует сложного и дорогостоящего обслуживания, по конструкции он не сложнее обычного газового или твердотопливного котла.
- Биогранулы имеют значительно меньшую стоимость, чем дрова, газ и электричество. Для обогрева больших помещений это очень важно, ведь не всегда удается вывести электрические сети большой мощности и снижение затрат на 20-30% при площади 200 кв.м. очень веский аргумент.
- Биотопливо — экологически чистый материал. При горении не загрязняет окружающую среду, чего нельзя сказать, например, о котлах, работающих на мазуте.
- Полная автономность — при наличии большого топливного бункера, систем автоматической подачи и управления котел может работать неделями без вмешательства человека, что снижает стоимость кочегара.
- Пеллетные котлы обладают высоким КПД. Если установить пеллетную горелку на твердотопливный котел с дополнительной конвекционной камерой своими руками, можно получить КПД 86-92%, что для твердотопливных котлов является очень высоким показателем.
- Срок службы таких котлов составляет 15-20 лет, а их конструкция с минимальным количеством элементов надежна и проста. По сути, основными элементами являются шнек, привод шнека, запальный подогреватель и продувочный вентилятор.
- Гибкость настроек — различные версии прошивок микроконтроллера помогут настроить нагрев в удобном для вас режиме. Программист может включать и выключать устройства на определенный период времени.
Котлы длительного горения стали ответом инженеров и производителей отопительного оборудования на запросы рынка.Они значительно повышают комфорт обслуживания и обеспечивают значительную экономию.
Обустраивая частный дом, его хозяин часто стремится снизить затраты за счет автономности отопления и водоснабжения. Котлы длительного горения с водяным контуром — распространенное решение вопроса отопления и горячего водоснабжения, особенно на удаленных от газопроводов территориях. Используемое для работы топливо достаточно разнообразное (дрова, уголь, пеллеты, опилки и прочее), поэтому вы всегда можете выбрать удобную и экономичную модель.
Виды котлов длительного горения
Котел с водяным контуром может быть довольно сложным; в этом случае лучше приобретать готовый агрегат для отопления дома от надежного и хорошо зарекомендовавшего себя производителя. Некоторые мастера своими руками собирают несложные конструкции котлов для дома.
Котлы длительного горения для частного дома бывают разных форм и размеров, с водяным контуром или без него, но в целом они делятся на две группы:
- .В топках этого типа топливо выгорает в несколько стадий, в первой камере при высокой температуре и с низким содержанием кислорода достигается процесс тления, выделяются горючие газы, которые при обильном воздухе сжигаются во второй камере. . КПД некоторых моделей таких печей достигает 98% . Сделать пиролизный котел с водяной рубашкой своими руками очень сложно, поэтому часто собирают более простые варианты.
- . В таком котле топливо выгорает в обычном режиме, время горения увеличивается за счет объемной камеры сгорания, наличия теплообменника в виде нескольких водяных контуров.Самодельный классический котел принципиально идентичен топке, но по герметичности имеет более совершенную конструкцию, уровень КПД около 75%, . Чертежи классических печей длительного сжигания топлива методом сжигания делятся на:
- модели с нижним сгоранием, где подача воздуха регулирует мощность теплопередачи и скорость сгорания топлива;
- модели с верхним сгоранием, более производительные, в них топливо сгорает равномерно и уровень КПД выше.
Котел Classic с водяным контуром
Подготовительный этап создания печи длительного горения своими руками включает разработку проекта, создание чертежей и расчет проектной мощности. Чем больше тепла нужно дому, тем больше должен быть объем топки, теплообменника.
- Корпус котла выполнен цилиндрическим из трубы большого диаметра или толщиной 3-5 мм из стального листа .Водяной контур располагается в зазоре между внешним и внутренним слоем стали по всей стене котла, а в верхней части конструкции могут быть добавлены дополнительные регистры. С их помощью увеличивается площадь теплообменника и скорость нагрева воды, регистры соединяют противоположные стенки котла и могут быть выполнены из прямоугольных или круглых труб небольшого диаметра. Наличие регистров положительно сказывается на эффективности дизайна.
Конструкция с нижним горением предусматривает две двери: верхнюю для загрузки топлива и нижнюю для розжига и удаления золы .Под топку нужно своими руками с помощью болгарки подготовить отверстие под колосниковую решетку и нагнетательную камеру. С помощью продувочного отверстия можно регулировать расход воздуха и скорость горения. Иногда обдув регулируется автоматически с помощью дополнительного оборудования: датчика температуры в водяном контуре и регулятора на заслонке. Когда температура воды в контуре понижается, дверца нагнетателя открывается шире и процесс горения интенсифицируется.
Есть возможность регулировать работу котла с нижним сгоранием вручную, для этого в начале работы, после продувки, обдув максимален, а после сгорания топлива и нагрева теплоносителя в системе отопления продувка делается по минимуму.Дымоход расположен в верхней плоскости цилиндра топки и выводит продукты горения за пределы дома.
Также можно сделать самому для отопления дома с верхней загрузкой. Его верхняя конструкция отличается тем, что вся верхняя плоскость представляет собой загрузочную дверцу для топлива. Поэтому в крупногабаритный котел загружают дрова, даже поленья, их горение происходит намного медленнее. Мощность горения регулируется дверцей нагнетателя, дымоход выводится на стенку котла.
- Для изготовления котла длительного горения с верхним горением своими руками потребуются аналогичные материалы, как и в предыдущем варианте агрегата.В корпусе также находится водяной контур; холодная вода, вверху — выход горячей воды. Топливо также заправляется через верхнюю камеру. Выше диаметра цилиндра печи на него опускается пресс для блинов, который можно сделать своими руками из стальных листов, сваренных веером с отверстием посередине. К этому отверстию приваривается труба, через которую будет поступать воздух для поддержания горения.
Топливо зажигается сверху и герметично закрывает все дверцы топочной конструкции , воздуховод опускается к топливу и горение усиливается.Заслонка в верхней части трубы регулирует воздушный поток; пресс обеспечивает его равномерное распределение. По мере сгорания верхнего слоя топлива пресс постепенно опускается. Для дополнительного нагрева теплоносителя между стенками топки также добавляются регистры, которые не должны мешать трубе подачи воздуха.
В условиях постоянного роста цен на углеводородную энергию, водогрейное оборудование, работающее на альтернативных видах топлива, оно активно завоевывает позиции на современном, в том числе украинском, рынке отопительных приборов.Особое внимание населения привлекают водогрейные котлы на дровах — надежные, простые в эксплуатации и недорогие источники производства тепловой энергии.
Дровяной водогрейный котел универсален и может применяться для отопления помещений частного сектора, коммунальных, административных и производственных помещений, а также для получения горячей воды.
Довольно часто для производства тепловой энергии используют самодельный водогрейный котел на дровах. Несмотря на свои хорошие характеристики, все же современные технологии дровяного отопления значительно продвинулись по сравнению с классическими самодельными аналогами.
Рис. 1Принцип действия и основные характеристики
Водогрейные дровяные котлы — водогрейное оборудование с большим диапазоном мощности, предназначенное для отопления домов и получения горячей воды. Учитывая постоянный контакт с открытым огнем и образование водяного конденсата, для его изготовления используют чугун или специальные марки стали, менее подверженные коррозии.
Как и большинство водогрейных отопительных приборов, дровяные котлы с водяным контуром работают по принципу закрытого сосуда.Древесина, горя в камере сгорания, выделяет энергию для нагрева жидкости в теплообменнике, которая движется под давлением в водяном контуре, нагревая комнату.
Технические характеристики дровяных дровяных приборов определяются следующими параметрами.
- Мощность — зависит от объема топки, материала изготовления и объема теплообменника. Выбор мощности водогрейного котла на дровах определяется размером отапливаемой площади и уровнем теплоизоляции здания — в среднем 1 кВт на 10 кв.м.
- Эффективность водонагревательного оборудования зависит от скорости циркуляции теплоносителя, параметров теплопередачи топлива и способа его сжигания. Пиролизные модели и дровяные устройства длительного горения могут достигать КПД до 85–92%.
- Основной охлаждающей жидкостью в контуре является вода, в качестве альтернативы можно использовать незамерзающие жидкости.
- По выполняемым функциям может быть как одноконтурным, так и иметь второй водонагревательный контур.
Варианты изготовления водяного контура в твердотопливных системах
Существуют различные варианты конструкции системы водяного отопления на основе использования твердотопливного котла.
- С естественной циркуляцией воды в открытом водном контуре. В этой, чаще всего самодельной, системе давление жидкости регулируется с помощью расширительного бака, расположенного в самой высокой точке нагрева. Просто, надежно, безопасно, но засасывание воздуха в трубы ускоряет процесс коррозии металла.
- Водонагреватель может быть интегрирован в систему отопления с обратной связью. В этом случае для контроля давления воды используется манометр; Обязательным требованием безопасности является установка предохранительного клапана.
- Для повышения КПД устройства горячего водоснабжения в системе установлен циркуляционный насос, который, нагнетая давление воды и ускоряя ее циркуляцию в отопительном контуре, обеспечивает ощутимую экономию энергии.
Виды котельного оборудования на древесном топливе
В зависимости от вида топлива, способа его сжигания и наличия средств автоматизации и измерений водогрейные котлы на древесном топливе можно объединить в несколько категорий.
- Дровяные котлы для отопления на дровах бывают классические, заводские или самодельные, с естественной или приточной тягой. В случае обдува регулируется забор воздуха и, соответственно, нагрев жидкости в контуре отопления.
- Пиролизный дровяной котел. Благодаря двухкамерной печи происходит первичное обугливание и сжигание древесины с последующим догоранием выделяющегося газа. Производство газогенераторного оборудования создало конкуренцию менее экономичным моделям и стало вытеснять самодельные конструкции.
- Водогрейный котел длительного горения на дровах. Высокая эффективность и равномерный нагрев воды в системе отопления обеспечивается конструктивными особенностями теплообменника и применением технологии верхнего сжигания. Время горения одной закладки топлива составляет 24–48 часов, что достигается за счет автоматизации контроля подачи воздуха и интенсивности пламени.
- Котел на дровах для нагрева воды с автоматической подачей топлива. Он работает по принципу длительного горения, с той разницей, что дополнительно оборудован бункером, из которого щепа или древесные гранулы автоматически попадают в камеру сгорания.
Рис. 2
Преимущества отопительных котлов на древесном топливе
Украинские и зарубежные производители, совершенствуя технологию и используя современные материалы, делают водогрейный котел на древесном топливе конкурентоспособным оборудованием для производства тепловой энергии.
Рис. 3Надежность и экономичность!
Простота конструкции дровяных котлов с водяным контуром гарантирует их надежность, а технологии полного сжигания древесного топлива обеспечивают эффективность и длительный срок службы.
Энергонезависимость!
Наряду с автоматическими водонагревателями более дешевые, в том числе самодельные конструкции, рассчитанные на естественную циркуляцию теплоносителя и произвольную тягу. Это делает их независимыми от источника питания.
Безопасность!
Использование элементарных устройств регулирования температуры и давления в системе отопления делает водогрейные котлы на древесном топливе полностью безопасными.
Простота установки и обслуживания!
Установка бытового отопительного прибора на древесном топливе не требует выдачи разрешений в государственных надзорных органах.
Доступная цена!
Один из самых дешевых приборов для автономных систем отопления. Даже высокотехнологичные модели длительного горения на дровах выигрывают у дорогого газового оборудования.
Горячее водоснабжение!
Дровяной водогрейный котел может обеспечивать нагрев воды за счет встроенного или дополнительного контура, установленного на одной из тепловых ветвей. Возможна установка самодельного бака для горячей воды с использованием змеевика в качестве нагревательного элемента.
Продукция котлов на древесном топливе пользуется постоянным спросом у потребителей и уверенно занимает свою нишу в сегменте бытового и промышленного отопительного оборудования.
Блог | Живые веб-фермы | Где практическое обучение оживает!
Ричард Фройденбергер, координатор ресурсов и альтернативных источников энергии Living Web Farms
Называйте это дровами, биомассой или твердым топливом, это по-прежнему один из самых надежных способов обогрева вашего дома, но только если вы все делаете правильно. Даже те, кто давно занимается дровами, могут не согласиться с тем, что «правильно», поэтому мы сделаем все возможное, чтобы прояснить передовой опыт сжигания дров и выбрать подходящие дровяные печи.
В получении максимальной отдачи от дров нет ничего нового. Теплоизлучающая печь Бена Франклина, чистый камин графа Рамфорда и скандинавские каменные печи из экономичной деревянной плитки — все это были ответом на неэффективное сжигание или региональную нехватку древесного топлива. В последующие годы последовали закрытые металлические и чугунные печи, а инновации дровяных печей последовали за ними, все непосредственные разработки в области контроля температуры и расхода топлива.
Большая часть этого развития исчезла с появлением природного газа и электричества, но нехватка нефти и возвращение на землю в 1970-х годах вызвали возрождение сжигания древесины, которое в значительной степени продолжается по сей день.
Хорошее и плохое дерево
Древесина — это возобновляемый ресурс, который не имеет выбросов углерода при правильном использовании в сертифицированной печи или каминной топке. Современные печи с эффективностью 80 процентов или более лучше используют свое топливо, чем большинство печей на ископаемом топливе и электрическое сопротивление тепла в любой форме.
А поскольку древесина является местным товаром, не стоит беспокоиться об инфраструктуре, стабильности сети, дефиците или любых других рисках, связанных с переработанным топливом.Если вам посчастливилось иметь даже небольшую посевную площадь, вы можете собрать запасы прямо на месте, используя упреждающее или упреждающее управление. Если нет, вы всегда можете заказать груз, разделенный или неразрезанный, и хранить его в течение неопределенного срока, если он у вас под навесом.
Но есть и обратная сторона. Дым от бытовых дровяных печей содержит особенно опасное загрязнение, называемое мелкими твердыми частицами или PM 2.5.– переносимые по воздуху вдыхаемые частицы диаметром менее 2,5 микрон. Эти сверхмелкозернистые частицы дыма составляют около 93 процентов частиц дыма и могут проникать глубоко в легкие, повреждая легочную систему, кровеносные сосуды и сердце.
Другие загрязнители дыма включают окись углерода, летучие органические соединения (ЛОС) и бензол. Нерегулируемый древесный дым в жилых домах может увеличить загрязнение частицами до уровней, вызывающих серьезную опасность для здоровья, а в некоторых сельских районах составляет значительную часть загрязнения мелкими частицами. Подробнее о влиянии PM 2.5 на здоровье можно здесь.
Краткая история выжигания древесины
Как мы пришли отсюда? Продолжающаяся сага началась с перехода на герметичные дровяные печи, произошедшего с топливным кризисом ОПЕК в середине 1970-х годов.Дровяные печи теперь легко составляют 75 процентов дров, сжигаемых в жилых домах, а остальное — это камины, которые используются гораздо реже. В США более 11 миллионов домов используют древесину для первичного или вторичного отопления.
Поскольку единственными элементами управления в первых воздухонепроницаемых печах были воздухозаборник и заслонка дымохода, пользователи быстро поняли, что для экономии древесины они могут задросселировать воздухозаборник и замедлить горение, как только огонь будет полностью задействован.В результате образовался тлеющий и очень грязный огонь, который каждый час выбрасывал в воздух от 40 до 60 граммов твердых частиц.
К 1980-м годам агентства штата и федеральное Агентство по охране окружающей среды начали испытания взвешенных в воздухе твердых частиц, а в некоторых юрисдикциях установили запрет на сжигание древесины в особенно плохие дни. Это побудило производителей исследовать и разрабатывать модели с чистым воздухом, когда на рынок вышли первые каталитические и «высокотехнологичные» печи (так называемые некаталитические).
В 1988 году Агентство по охране окружающей среды инициировало трехэтапную нормативную программу, которая требовала от производителей дровяных печей соответствия сертифицированному стандарту выбросов 8.5 грамм / час. (5,5 для каталитических моделей), затем 7,5 / 4,1 грамм / час. стандарт несколько лет спустя. В 2015 году этот показатель снизился до 4,5 граммов в час. для всех сертифицированных дровяных печей, включая ранее нерегулируемые дровяные котлы для улицы, дровяные печи и печи на гранулах. Стандарт производительности Фазы IV на 2020 год устанавливает предел в 2,5 грамма / час. для всех дровяных горелок. Перейдите по этой ссылке, чтобы получить информацию о дровяных обогревателях, которые соответствуют Стандарту производительности нового источника (NSPS) 2015 года для новых жилых дровяных обогревателей.
Итак, сейчас мы находимся на уровне выбросов менее 8 процентов от того, что было тридцать лет назад. Но не менее важно, что мы увидели резкое повышение эффективности, так как сегодня сертифицированные печи сжигают меньше топлива, чтобы обеспечить такое же количество тепла, которое давали печи с высоким уровнем выбросов в прошлые десятилетия.
Как горит древесина
Волшебство произошло, когда дизайнеры начали рассматривать стадии горения внутри печи. Само дерево на самом деле не горит.Первоначальный источник тепла — спичка, уголь, горящий трут — разлагает целлюлозу в древесине, начиная с температуры около 300 градусов по Фаренгейту, разрывая химические связи между соединениями. Этот процесс термического разложения называется пиролизом. В этот момент происходит выделение водяного пара и летучих веществ (дым, состоящий из кислорода, водорода и углерода), и когда температура повышается примерно до 540 градусов по Фаренгейту, большая часть водяного пара уносится, и большое количество летучих выделяется в процесс первичного сгорания, который обычно происходит при температуре ниже 900 градусов по Фаренгейту.
Эти летучие вещества, известные как вторичные газы, содержат горючие вещества, такие как метан и метанол, а также диоксиды углерода и оксиды азота. Чтобы вторичные газы горели, температура должна достигать 1100 градусов по Фаренгейту при наличии достаточного количества кислорода. Этих условий не существует в непосредственной близости от древесины, потому что первичное сгорание поглощает необходимый кислород.
Вторичное сгорание имеет решающее значение для чистого горения и высокой эффективности и зависит от правильной подачи воздуха при достаточно высоких температурах.Слишком мало воздуха не может поддерживать горение, а слишком много охлаждает температуры ниже необходимого порога, потому что его азот поглощает тепло.
Остались зола и уголь, которые медленно горят из-за недостатка кислорода. Когда из древесины уходят газы, углеродные цепочки молекул целлюлозы и лигнина остаются в виде древесного угля, который горит в течение длительного периода с низкой тепловой мощностью. Эта третья фаза сгорания по-прежнему важна, потому что в дополнение к высвобождению дополнительной энергии, которая увеличивает эффективность использования топлива, древесный уголь продлевает горение в течение ночи, поэтому огонь можно легко повторно зажечь свежим топливом утром.
Горение древесины происходит в разных зонах при разных температурах
Две хорошие альтернативы грязному ожогу
Дровяные печиLegacy, воздухонепроницаемые печи, проданные до июля 1988 года, все еще используются, либо потому, что они были оригинальными установками, либо потому, что они были проданы на бывшем в употреблении рынке в качестве экономичной покупки. На самом деле, это очень плохая инвестиция из-за высокого уровня потребления древесины, не говоря уже о бремени для местного качества воздуха.
Современные сертифицированные дровяные печи эволюционировали, чтобы включить в них конструктивные особенности, которые способствуют исключительно важному вторичному сгоранию, так важному для полного сгорания. Популярные технологии включают использование каталитических камер сгорания, расширенную циркуляцию газов в печи, регулируемые коллекторы вторичного воздуха, перегородки и конструкцию термомасс-печи для удержания тепла. Более свежие записи — это умные печи, в которых используются датчики и компьютерные элементы управления для регулирования потока воздуха или рециркуляции нагретого отработанного воздуха.
Для большинства людей чистые печи делятся на две категории: каталитические и некаталитические.Каталитические типы направляют выхлопной дым через керамический сотовый катализатор, который при нагревании до температуры около 550 градусов по Фаренгейту сжигает летучие газы и удаляет твердые частицы. Катализаторы, как правило, имеют немного более высокую эффективность и более длительное время горения, чем не-кошачьи, но они также могут быть немного дороже и требовать большего количества действий пользователя. Они не потерпят мокрого дерева, цветной или вощеной бумаги для растопки или сжигания строительного мусора гвоздями или проволокой, поскольку они со временем деактивируют каталитический блок.Даже в идеальных условиях срок службы катализатора ограничивается десятью годами или около того, прежде чем его необходимо будет заменить.
Каталитические дровяные печи используют керамические соты с покрытием, работающие при высоких температурах, чтобы ограничивать выбросы
Некаталитические печи зависят от внутреннего воздушного потока и подачи, чтобы поддерживать температуру вторичного горения в рабочем диапазоне. Внутренние перегородки дольше удерживают газы в зоне горения, чтобы обеспечить более полное горение, а подача предварительно нагретого воздуха улучшает вторичный процесс горения.Топка не-кошки может быть меньше из-за дополнительной изоляции, а ее кривая тепловой мощности может быть не такой стабильной, как у каталитического типа, но печь требует меньшего участия пользователя, и из-за схемы воздушного потока будет обеспечивать очень визуальный огонь.
В некаталитических печах используются перегородки и тщательно спроектированный коллектор вторичного горения в соответствии со стандартами выбросов
В самом низком ценовом диапазоне вы все еще можете найти негерметичные печи без газа, не сертифицированные Агентством по охране окружающей среды.Они были запрещены к розничной продаже в конце 2015 года и были освобождены от правил только потому, что они настолько негерметичны, что подпадают под 11 фунтов в час. освобождение камина. Как правило, они не одобрены UL и не являются чистым сгоранием ни при каких обстоятельствах. Их единственная привлекательность — это цена, и их следует избегать. Вы можете найти здесь Список сертифицированных EPA дровяных обогревателей.
Секрет хорошего горения в любой дровяной печи заключается в использовании только сухой, выдержанной древесины, желательно твердых пород.Влага оказывает значительное влияние на теплотворную способность топлива, поскольку неотвержденная древесина может иметь на 40 процентов более низкую теплотворную способность, чем древесина, выдержанная до 19 процентов влажности. В большинстве климатических условий для достижения такого уровня сушки требуется в среднем около шести месяцев сушки на воздухе.
Устройство, принцип действия и схема сборки
Если несколько десятков лет назад единственным вариантом отопления для многих были уголь и дрова, то сегодня есть газ. Тем не менее, это природное топливо иногда невозможно привезти.Например, в некоторых местах в частном секторе и дачных поселках нет газопровода. Чтобы не прибегать к угольному отоплению, хозяева строят печи пиролиза своими руками. Давайте разберемся, что это за оборудование и каковы его основные особенности.
Как работает котел и что такое пиролиз?
Не путайте это оборудование с обычным твердотопливным котлом. Агрегаты хоть и могут использовать схожее топливо, например уголь, брикеты и дрова, но принцип их работы существенно отличается.
В нашем случае мы имеем дело с так называемой сухой перегонкой. Процесс горения происходит при температуре от 200 до 800 градусов с пониженным количеством кислорода в камере сгорания. В результате сухое дерево разлагается на твердый остаток и древесный кокс, а наиболее важным элементом является пиролизный газ. Последний смешивается с кислородом и служит своеобразным активатором процесса горения. Стоит отметить, что сегодня печи пиролиза своими руками делают довольно часто.Это связано с их простой конструкцией и относительно легкой сборкой. Кстати, дым, образующийся при горении, не содержит вредных примесей. Этого можно добиться за счет взаимодействия пиролизного газа с углеродом.
Верхнее расположение камеры
Такая конструкция выгоднее смотрится на фоне нижнего расположения камеры. Однако следует отметить, что такие печи пиролиза появились относительно недавно. Своими руками спроектировали народные мастера, после чего продали уже в профессиональном исполнении.Сегодня они хоть и пользуются определенным спросом, но должной популярности еще не получили. Что касается достоинств, то они очевидны. Такое оборудование работает на естественной тяге и полностью энергонезависимо. К тому же перевернутый дизайн добавляет изюминки. Принцип работы такой печи основан на том, что пиролизный газ поднимается из основной камеры, расположенной в нижней части печи, в верхнюю камеру, где он смешивается с кислородом. Через нижнее отверстие в корпусе печи проходит разреженный воздух, который вместе с кислородом обеспечивает реакцию окисления.Собственно сжигание топлива осуществляется в нижней камере, затем нагревается теплоноситель. Интересно, что этот вид печи пиролиза, сделанный своими руками, при грамотной конструкции может работать на одной порции топлива до 12-14 часов.
Об устройстве
Необходимо понимать, что печь пиролиза состоит из двух камер сгорания. Оба необходимы для поддержания горения. Одна из камер, в которую загружается топливо, должна быть плотно закрыта для предотвращения попадания кислорода.Не забывайте об этом при оформлении изделия. В результате образуется пиролизный газ, который поднимается в камеру сгорания, где смешивается с вторичным воздухом. В этом случае эффективность сгорания увеличивается, как и теплопередача. Верхняя и нижняя камеры разделены между собой решетками. Одна из особенностей технологического процесса — верхняя вентиляция. Кроме того, важна организация принудительной тяги. Это значительно снизит аэродинамическое сопротивление.
Пиролизная печь своими руками: о безопасности
Собираясь спроектировать отопительное оборудование своими силами, мы должны понимать, что к качеству топливовоздушной смеси и реальной безопасности печи предъявляются жесткие требования.По этой простой причине вам понадобится хотя бы минимальный опыт работы с чертежами и владение любым типом сварочного оборудования. Для точной работы понадобится электроника, а для качественного корпуса — легированная сталь. Электронный компонент нужен для управления процессом пиролиза. Если это не учитывать, то ваша печь для пиролиза по большому счету превратится в самый обыкновенный бензобак. Что ж, а теперь перейдем к основному этапу, рассмотрим, как сделать оборудование своими руками. Если у вас есть соответствующие навыки и экипировка, это не составит большого труда.
Материалы и инструменты
Перед проектированием самой печи пиролиза необходимо приобрести набор инструментов, без которых работа невозможна, а также материалы. В первую очередь вам понадобится сварочный аппарат и электродрель. Также среди необходимых инструментов должна присутствовать и угловая шлифовальная машина (УСМ). В приоритете он должен быть под круг диаметром 125 мм, если такой возможности нет, то вариант 230 мм. Также вам понадобится листовой металл. Его толщина должна быть не менее 4 мм и не более 7.5 мм. В любом случае внутренние детали должны быть из стали толщиной не менее 4 мм. В этом случае толщина материала корпуса может быть менее 3 мм. Кроме того, понадобится несколько пачек электродов и около 10-15 штук огнеупорного кирпича для футеровки. Под рукой должны быть отрезные и шлифовальные круги 230 и 125 мм соответственно. Для организации электроники нужно не так уж и много. Достаточно вентилятора и датчика температуры. Решетки служат для разделения камер. Не забудьте купить две двери.
Пиролизная печь своими руками: инструкция и технология
Работа начинается с расчетов. Если у вас нет инженерного мышления, то вы можете обратиться за помощью к специалистам. Обычно цены на такие услуги невысокие. Сама схема выглядит так:
- Сварочные работы. Здесь вам предстоит изготовить стальной корпус и камеры (сгорания и дожигания).
- Футеровка внутренней части шамотным (огнеупорным) кирпичом.
- Выполнение отверстий для систем подачи кислорода в камеры сгорания.
- Подготовка окна камеры сгорания и установка двери.
- Установка водяной рубашки.
- Установка вентилятора в напорную трубу.
По данной схеме печь пиролиза изготавливается своими руками. Рисунки в этом случае могут присутствовать, а могут и не присутствовать. Первый вариант предпочтительнее, так как точность работы и производительность изделия будут лучше.
Начало работы
Необходимо понимать, что основа любого котла — это топка и камера сгорания.Температура там довольно серьезная, обычно порядка 500-1000 градусов по Цельсию, поэтому необходимо использовать специальный металл. Если его нет, то подойдет и другой, но тогда стены лучше удвоить. Резку стен производить на угловых шлифовальных машинах по размерам, указанным на чертежах. Размеры необходимо передать максимально точно; для этого используйте линейку и другие измерительные инструменты. После из профилированной трубы создаются ребра жесткости. Как видите, пока печь пиролиза своими руками, чертежи на которую должны быть у вас под рукой, очень проста.Главное — соблюдать технологию.
Изготовление важных узлов
Любые кирпичные печи пиролиза, сделанные своими руками, предполагают наличие дверцы для камеры сгорания и зольного отсека. Их нужно делать. Для начала в передней стене просверливаются отверстия, которые делаются по размеру двери. Чтобы работа была максимально точной, рекомендуется нанести разметку острым предметом и только после этого переходить к резке.
Далее нужно подготовить емкость для воды.Емкость должна быть из нержавеющей стали. Обязательно сварите тару, которая не протечет. В случае сомнений лучше обратиться к специалистам. Мини-печь пиролиза сделана своими руками так же, как и ее большой прототип. В любом случае это комплекс труб, образующий между ними проточный контур с большой теплоотдачей.
Как собрать конструкцию?
Чтобы упростить сборку, мы рекомендуем производить сборку прямо на стройплощадке. Позаботьтесь об этом заранее, чтобы не носить гравитацию.Перед тем, как начать, закладывается фундамент, затем по периметру ставятся внутренние стены, а снизу монтируется зольный отсек. Внутренние стены соединяются сваркой. В принципе, корпус готов, пора сварить камеры сгорания, теплообменник и решетку по направляющим. Ребра жесткости привариваются вертикально, а затем монтируются внешние стены. Наша печь пиролиза почти сделана вручную. Схема подразумевает наличие песка между внутренней и внешней стенами.Он нужен для аккумуляции тепла и защиты от перегрева.
Завершаем дизайн
После засыпки песка монтируются герметичные дверцы, подключенные к контуру с водой. Сегодня многие говорят, что делать пиролизный котел, мощность которого будет меньше 15 кВт, нецелесообразно. В принципе, металлическая конструкция закончена. А простую печь пиролиза своими руками практически не сделали. Осталось немного поработать с кирпичами. Для чего предназначен огнеупорный раствор? Кстати, рецептов приготовления огромное количество, какой выбрать — решать только вам.Необходимо знать, что для облицовки топки подходят шамотные кирпичи. Однако в этом случае не стоит рассчитывать на работу изделия более одного сезона. Как видите, печи пиролиза делают не очень быстро и не так просто, как хотелось бы, но это можно сделать.
Завершающий этап работ
И последние штрихи. Для начала нужно сделать теплообменник из шамотного кирпича. Его следует разделить на две камеры. Затем в свободном положении производится установка решеток.Следует понимать, что при нагревании они расширяются и заполняют оставшийся зазор. В самом конце вставляются двери, регулируются клапаны и рычаги. Необходимо правильно отрегулировать вентилятор, что необходимо для преодоления аэродинамического сопротивления. Например, походная печь пиролиза сделана примерно так же. Но его конструкция подразумевает значительно меньшие габариты и вес из-за отсутствия футеровки и толстой стали. Тем не менее в природе такое оборудование работает достаточно эффективно.
Энергетические парогенераторы — сжижение угля
Циркуляционная система парогенератора Циркуляционные системы для коммунальных предприятий обычно классифицируются как естественная циркуляция и принудительная или насосная циркуляция в барабанных котлах, и как прямоточные в котлах докритического и сверхкритического давления.
- РИС. 27-37 Распределение поглощения тепла для различных типов котлов. (По материалам Singer, Combustion — Fossil Power, 4-е изд., Combustion Engineering, Inc., Виндзор, Коннектикут, 1991.)
- РИС. 27-38 Излучающий котел на природном газе или мазуте заводской сборки. (Babcock & Wilcox Co.)
- РИС. 27-39 Тепловой котел на угольной пыли. (Babcock & Wilcox Co.)
Пароводяная смесь
РИС.27-40 Влияние отклонения от пузырькового кипения (DNB) на температуру металла трубы.
I Температура металла трубы, ° C
Вода
РИС. 27-40 Влияние отклонения от пузырькового кипения (DNB) на температуру металла трубы.
ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
К SH К SH
РИС. 27-41 Системы циркуляции: а) естественная циркуляция; (б) циркуляция с помпой.
РИС. 27-41 Системы циркуляции: а) естественная циркуляция; (б) циркуляция с помпой.
Циркуляционные системыдля котлов с естественной и насосной циркуляцией схематически показаны на рис.27-41.
Естественная циркуляция в циркуляционном контуре котла зависит только от разницы между средней плотностью текучей среды (воды) в нижних направлениях и средней плотностью текучей среды (пароводяной смеси) в обогреваемых стенках топки. Фактический напор циркуляции представляет собой разницу между общим напором силы тяжести в сливном стакане и интегрированным напором силы тяжести в следующих участках контура, содержащего нагретые трубы. Циркуляционная головка должна уравновешивать сумму потерь из-за трения, удара и ускорения по контуру.
В прямоточной системе питающая вода, поступающая в установку, поглощает тепло до тех пор, пока полностью не превратится в пар. Общий массовый расход через трубы водяных стенок равен расходу питательной воды и, при нормальной работе, общему расходу пара. Поскольку из котла выходит только пар, в паровом барабане нет необходимости.
Характеристики топлива Выбор топлива оказывает большое влияние на конструкцию и размер котла. Из-за сопротивления теплопередаче, обеспечиваемого отложениями золы в топочной камере угольного котла, средний поглощенный тепловой поток ниже, чем в газовых или масляных котлах, поэтому необходимо обеспечить большую площадь поверхности.На Рис. 27-42 показано сравнение размеров угольного и жидкого котлов для одной и той же нагрузки.
Кроме того, характеристики угля имеют большое влияние на конструкцию и работу угольного котла. Угли с низким содержанием летучих веществ обычно требуют более высоких температур воспламенения, а угли с содержанием летучих веществ менее 12–14 процентов могут потребовать дополнительного топлива для стабилизации воспламенения. Как правило, западные угли США более реакционны, чем другие, и, следовательно, их легче воспламенять, но из-за высокого содержания влаги они требуют более высоких температур воздуха для мельниц для сушки угля для достижения надлежащего измельчения.Уголь с очень высоким содержанием золы также может создавать проблемы с воспламенением и стабилизацией. Составляющие золы и количество золы будут иметь решающее влияние на размер печи. Соответственно, необходим тщательный анализ характеристик угля, чтобы установить влияние на конструкцию и работу котла.
Пароперегреватели и перегреватели Пароперегреватель повышает температуру образующегося пара выше уровня насыщения. Важной функцией является минимизация влажности на последних ступенях турбины, чтобы избежать эрозии лопаток.Однако при постоянном повышении температуры и давления испарения достигается точка, при которой имеющаяся температура перегрева недостаточна для предотвращения образования избыточной влаги в ступенях турбины низкого давления. Это состояние решается путем удаления пара для повторного нагрева при постоянном давлении в
- РИС. 27-42 Сравнение размеров и форм типовых котлов мощностью 500 МВт (эл.), Работающих на угле и мазуте. (Адаптировано с разрешения Lawn, Принципы горения котлов, Academic Press, Лондон, 1987.)
%, всего пара в котельной
45 30 16 10
Пар | Питательная вода | |||
Котел | давление | температура | температура | |
МПа | фунтов на кв. Дюйм | К | от | К ° F |
1.4 | 200 | 460 | 369 | 389 241 |
4,1 | 600 | 672 | 750 | 389 241 |
10,3 | 1500 | 783 | 950 | 450 351 |
12.4 | 1800 | 811 | 1000 | 450 351 |
котел и возврат его в турбину для продолжения расширения до давления конденсатора. Термодинамический цикл, использующий эту модификацию цикла Ренкина, называется циклом повторного нагрева.
Экономайзеры Экономайзеры повышают КПД котла за счет извлечения тепла из отходящих дымовых газов и передачи его питательной воде, которая поступает в парогенератор при температуре, значительно ниже температуры насыщенного пара.
Промышленные котлы Промышленные котлы — это парогенераторы, которые обеспечивают электроэнергией, паром или и тем, и другим промышленное предприятие, в отличие от общего котла на паровой электростанции. Обычной конфигурацией является стационарный водотрубный котел, в котором часть пара вырабатывается в ряду труб с конвекционной секцией (также называемом блоком котлов). Фактически, в первоначальных промышленных котлах почти все кипение происходило в этой секции, но теперь многие промышленные парогенераторы производительностью 180 000 кг / ч (397 000 фунтов / ч) и большей производительностью являются радиационными котлами.Давление и температура пара в котле, а также температура питательной воды определяют долю общего количества тепла, потребляемого в батарее котла. Для типичного угольного котла производительностью около 90 000 кг / ч (198 000 фунтов / ч):
%, всего пара в котельной
45 30 16 10
Более толстая пластина для работы при более высоких давлениях увеличивает стоимость котла. В результате обычно неэкономично использовать блок котлов для поглощения тепла при давлениях выше 10,7 МПа (1550 фунтов на кв. Дюйм).
Промышленные котлы используются в широком диапазоне применений, от крупных энергоблоков со сложными системами управления, которые максимизируют эффективность, до небольших агрегатов низкого давления для обогрева помещений или технологических процессов, которые подчеркивают простоту и низкие капитальные затраты. Хотя их обычная основная функция заключается в обеспечении энергии в форме пара, в некоторых приложениях генерация пара является второстепенной для технологической цели, например, установка регенерации химикатов в бумажной промышленности, котел с угарным газом на нефтеперерабатывающем заводе или газ. -охлаждение котла-утилизатора в мартеновской печи.Промышленный котел нередко выполняет множество функций. Например, на целлюлозно-бумажном комбинате котел-утилизатор используется для преобразования черного щелока в полезные химические вещества и для производства технологического пара. На том же заводе установка для сжигания коры утилизирует тепло из материалов, которые в противном случае были бы потрачены впустую, а также вырабатывает электроэнергию.
Промышленные котлы сжигают мазут, газ, уголь и широкий спектр продуктов и / или топливных отходов, некоторые из которых показаны в таблицах 27-4 и 27-19. Природный газ стал основным предпочтительным топливом, на его долю приходится примерно две трети всей энергии, вырабатываемой в промышленных котлах в широком спектре отраслей обрабатывающей промышленности (Таблица 27-20).Уголь является вторым по распространенности видом топлива, на него приходится четверть вырабатываемой энергии. Однако значение отходов топлива возрастает.
Прекрасное краткое описание промышленных котлов представлено в главе 8 книги «Сжигание — ископаемая энергия», Зингер (изд.), 4-е изд., Combustion Engineering, Виндзор, штат Коннектикут, 1991.
Критерии проектирования Конструкции промышленных котлов адаптированы к используемым видам топлива и системам сжигания. Некоторые из наиболее важных критериев проектирования включают:
• Показатели тепловыделения печи, Вт / м3 и Вт / м2 эффективной проектируемой излучающей поверхности (британские тепловые единицы / [час-фут3] и британские тепловые единицы / фут-фут2]).
• Тепловыделение решеток
• Скорости дымовых газов через ряды труб
• Расстояние между трубками
В таблице 27-21 приведены типичные значения или диапазоны этих критериев для газа, нефти и угля. Скорость выделения из печи важна, поскольку она устанавливает максимальную скорость местного поглощения в безопасных пределах. Они также влияют на полноту сгорания и, следовательно, на эффективность и выбросы твердых частиц. Ограничение тепловыделения на решетках (при топке в кочегарке) минимизирует потери углерода, контролирует дымность и предотвращает чрезмерное количество летучей золы.
Пределы скорости дымовых газов для газовых или жидких промышленных котлов
Отходы | HHV. кДж / кг * |
Багасса | 8374-11,630 |
Остаток фурфурола | 11,630-13,956 |
Кора | 9304-11,630 |
Общие древесные отходы | 10,467-18,608 |
Кофейная гуща | 11,397-15,119 |
Корпуса гаек | 16,282-18,608 |
Богатая лузга | 12,095-15,119 |
Кукурузные початки | 18.608-19.306 |
Лом каучука | 26,749-45,822 |
Кожа | 27,912-45,822 |
Пробковый лом | 27 912-30 238 |
Парафин | 39 077 |
Целлофановые пластмассы | 27 912 |
Поливинилхлорид | 40,705 |
Лом винила | 40,705 |
Шлам | 4652-27,912 |
Отходы бумаги | 13,695-18,608 |
* Чтобы перевести килоджоули на килограмм в британские тепловые единицы на фунт, умножьте на 4.299 х 10-1.
* Чтобы преобразовать килоджоули на килограмм в британские тепловые единицы на фунт, умножьте его на 4,299 X 10-1.
ТАБЛИЦА 27-20 Отрасли промышленности
Расход топлива в котлах различный
Годовое потребление энергии в котлах, ПДж / год *
ТАБЛИЦА 27-20 Отрасли промышленности
Годовое потребление энергии в котлах, ПДж / год *
Промышленность | Остаточное масло | Масло дистиллятное | Природный газ | Уголь |
Алюминий | – | – | 2 | – |
Сталь | 25 | – | 66 | 25 |
Химическая промышленность | 29 | 6 | 759 | 257 |
Лесные товары | 140 | 4 | 381 | 309 |
Текстиль | 12 | 5 | 74 | 32 |
Металлоконструкции | 2 | 1 | 39 | 5 |
Промышленное оборудование и | ||||
оборудование | 3 | 4 | 115 | 12 |
Транспортное оборудование | – | 2 | 51 | – |
Продукты питания | 25 | 7 | 332 | 151 |
Нефтепереработка | 35 | 2 | 267 | 3 |
ИТОГО | 27 | 31 | 2086 | 794 |
ИСТОЧНИК: Производство | Расход | энергетики, Энергетическая информация | ||
Администрация, У.S. Dept. Energy, 1991. | ||||
* В пределах их вероятной точности значения данной таблицы равны | ||||
приемлемо также для единиц 1012 БТЕ / год. Однако для точного преобразования | ||||
они должны быть уменьшены на 5,2 процента. | ||||
ТАБЛИЦА 27-21 Типовые проектные параметры промышленных котлов | ||||
Скорость тепловыделения, | ||||
Печь | Вт / м2 * ЭПРСт | |||
На природном газе | 630 800 | |||
На жидком топливе | 551 900-630 800 | |||
Уголь: пылевидный | 220,780-378,480 | |||
Разбрасыватель кочегарки | 252,320-410,020 | |||
Стокер угольный | Тепловыделение решетки, Вт / м2 | |||
Разбрасыватель непрерывного действия | 2,050,000-2,207,800 | |||
Разбрасыватель самосвальный | 1,419,300–1734,700 | |||
Решетка для перегрузки | 1,261,000 — 1734,700 | |||
Скорость дымовых газов: тип | однопроходный | Сбитый с толку | ||
Топливный | Котел, м / с | Котел, м / с | Экономайзер, м / с | |
Газ или дистиллят | 30.5 | 30,5 | 30,5 | |
Остаточное масло | 30,5 | 22,9 | 30,5 | |
Уголь (не бурый уголь) | ||||
Низкозольный | 19.8-21,3 | 15,2 | 15,2-18,3 | |
Высокозольная | 15,2 | NA { | 12,2-15,2 |
* Чтобы преобразовать ватты на квадратный метр в британские тепловые единицы на час-фут, умножьте на 0,317.
■ [Эффективная проецируемая лучистая поверхность. iНе доступен.
* Чтобы преобразовать ватты на квадратный метр в британские тепловые единицы на час-фут, умножьте на 0.317.
■ [Эффективная проецируемая лучистая поверхность. iНе доступен.
обычно определяются необходимостью ограничения потерь от тяги. Для сжигания угля расчетные скорости газа устанавливаются таким образом, чтобы свести к минимуму засорение и закупорку трубных пучков в высокотемпературных зонах и эрозию в низкотемпературных зонах.
Расстояние между конвекционными трубами важно, когда в качестве топлива используется мазут или уголь, особенно уголь с низкой склонностью к плавлению золы или высокой склонностью к загрязнению золой. При проектировании необходимо указать количество золы и, что более важно, ее характеристики.
Блоки котлов с естественной циркуляцией и конвекцией являются основными конструктивными особенностями, на основе которых была разработана линейка стандартных промышленных котлов для удовлетворения разнообразных потребностей промышленного рынка в паре, воде и топливе.
На рис. 27-43 показано количество энергии, доступное для выработки энергии при использовании жаротрубного котла, промышленного котла, а также котлов подкритического и сверхкритического давления. Потери при конденсации существенно снижаются, а регенерация воздуха и питательной воды становится все более важной в самых современных котлах центральной станции.
Проектировщик котла должен подобрать теплопоглощающую и рекуперативную поверхности таким образом, чтобы наилучшим образом использовать тепло, выделяемое топливом. Водяные стенки, пароперегреватели и подогреватели подвергаются конвекции и лучистому теплу, тогда как конвекционная теплопередача преобладает в подогревателях воздуха и экономайзерах. Относительное количество этих поверхностей зависит от размера и условий эксплуатации котла.
Котлы в корпусе В жаротрубном котле горячие продукты сгорания проходят через трубы, погруженные в котловую воду, передавая ей тепло.В водотрубном котле тепло сгорания передается воде, протекающей по трубам, выстилающим стенки топки и проходы котла. Давно признана более высокая безопасность водотрубных котлов, и они, как правило, вытеснили конфигурации с дымогарными трубами, за исключением конструкций котлов с небольшими корпусами. Котлы с дымогарными трубами имеют производительность по пропарке от нескольких сотен до 18 200 кг / ч (40 000 фунтов / ч). Жаротрубный котел изображен на рис. 27-44 и 27-45. Водотрубные котлы с водяным паром имеют производительность от нескольких сотен до 270 000 кг / ч (600 000 фунтов / ч).Водотрубный котел показан на рис. 27-46. В большинстве водотрубных котлов используется естественная циркуляция и они предназначены для сжигания под давлением. Наиболее значительным преимуществом заводских или сборных котлов является экономическая выгода, связанная с использованием стандартных конструкций и деталей.
Котлымогут поставляться в комплекте с оборудованием для сжигания топлива, регуляторами и обвязкой котла. Однако может потребоваться отгружать более крупные агрегаты секциями, а заводской котел производительностью более 109 000 кг / ч (240 000 фунтов / ч) можно доставлять только на барже.(Более подробное обсуждение котлов заводской сборки см. В Singer, 1991, стр. 8.36-8.42.)
Котлы с псевдоожиженным слоем Как объяснялось в предыдущем обсуждении оборудования для сжигания угля, топка котла с псевдоожиженным слоем имеет уникальную конструкцию. НАГРЕВ ПОДАЧИ 03 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ВОЗДУХА
РИС.27-43 Схемы Санки для различных типов котлов: (а) котел жаротрубный; (б) промышленный котел; (в) котел подкритического давления; (г) котел сверхкритического давления.
РИС. 27-43 Схемы Санки для различных типов котлов: (а) котел жаротрубный; (б) промышленный котел; (в) котел подкритического давления; (г) котел сверхкритического давления.
- РИС. 27-44 Котел жаротрубный четырехходовой блочный. Цифры в кружках обозначают проходы. (Из Cleaver Brooks, Inc. Воспроизведено из Справочника газового инженера, Industrial Press, Нью-Йорк, 1965, с разрешения.)
- РИС. 27-45 Расположение и относительный размер каждого из четырех проходов дымового газа через жаротрубный котел. (Из Cleaver Brooks, Inc. Воспроизведено из Справочника газового инженера, Industrial Press, Нью-Йорк, 1965, с разрешения.) Котельные установки ПК, главное отличие в том, что верхний размер используемого материала больше. Корпус водонагревательного котла и конвекционная труба также аналогичны конструкции котлов ПК.Поверхности теплопередачи в слое устроены так же, как и ряды труб с конвекционным проходом, но барботаж подвергает их более высоким силам, и особое внимание следует уделить конструкции подходящей опорной конструкции. Установка с псевдоожиженным слоем включает в себя оборудование для удаления твердых частиц, такое как циклоны, мультиклональные камеры, рукавные фильтры и электростатические фильтры, которые аналогичны конструкциям других технологических установок для обработки твердых частиц.
AFBC с пузырьками Упрощенная схема AFBC с пузырьками представлена на рис.27-47. Демонстрационная установка, вырабатывающая 160 МВтэ с удельной мощностью * 1,49 МВт / м2 (1 МВт / 16 фут2), была введена в эксплуатацию в 1988 году. Также действует установка на 350 МВтэ, в которой используются многие из тех же конструктивных особенностей.
Хотя суббитуминозный уголь с верхним размером 25 мм (1 дюйм) может подаваться поверх пласта с хорошими тепловыми и экологическими характеристиками, менее реактивный битуминозный уголь должен подаваться под пласт. Для этого требуется, чтобы уголь был высушен и измельчен до размера верхней части 3 мм (f дюйм). Питатель с затворной воронкой работает примерно при 0.15 МПа (21 фунт / кв.дюйм) требуется для преодоления комбинированного перепада давления в слое и вдоль конвейерной линии. Для подачи сорбента требуется отдельная система затворных бункеров, также с верхним размером 3 мм (f дюйм), но он вводится в котел по той же конвейерной линии. Смесь поступает в слой через Т-образные форсунки, одно на 2 м2 (22 фута2) площади дна слоя, которые разделяют поток и распределяют его по горизонтали под рядом труб. Расстояние между распределительной пластиной и дном ряда труб в слое составляет примерно 0,45 м (18 дюймов), чтобы предотвратить повреждение трубы из-за удара струи подаваемого воздуха и твердых частиц, а также для обеспечения доступа для обслуживания.Высота самого ряда трубок составляет около 0,45 м, что требует нормальной глубины слоя 0,9 м (36 дюймов) для полного погружения всех труб.
* Энергоемкость — это мощность, вырабатываемая котлом на единицу площади горизонтального сечения станины на заданной отметке.
- РИС. 27-46 Заводской водотрубный котел типа Д. (Combustion Engineering, Inc.)
Конвекционный канал охлаждает дымовой газ и унесенные твердые частицы от примерно 1145 К (1600 ° F) до ниже 645 К (700 ° F).Для битуминозного угля с температурой горения 1115 K (1550 ° F) коэффициент рециркуляции 2,5 (массовая скорость рециркуляции твердых частиц по отношению к скорости подачи угля) увеличивает эффективность сгорания до 97 процентов с примерно 90 процентов без рециркуляции. Для битуминозного угля, содержащего 3 процента серы, улавливание 90 процентов серы достигается с использованием известняка в качестве сорбента при молярном соотношении кальция и серы (Ca / S) 2,3 и коэффициенте рециркуляции 2,5. При отсутствии рециркуляции требуется молярное соотношение Ca / S более 3,4. Переработанный материал также поступает в слой через Т-образные сопла, по одному на 7 м2 (72 фут2) площади пола слоя.Средство распределения потока твердых частиц от мультиклонов к линиям подачи и преодоления
- Фиг. 27-47 Упрощенная технологическая схема для барботирования AFBC (с системой подачи под слоем).
Требуется противодавление. На блоке мощностью 160 МВтэ противодавление преодолевается с помощью J-образного клапана.
Типичный уровень NOx в газе сгорания составляет около 107 мг / МДж (0,25 фунта / 106 БТЕ), а уровень CO имеет тенденцию быть высоким (около 86 мг / МДж [0,20 фунта / 106 БТЕ]).Только в одной конструкции использовался вторичный воздух, и это снизило NOX до 86 мг / МДж и CO примерно до 43 мг / МДж (0,10 фунта / 106 БТЕ). Снижение NOX путем селективного некаталитического восстановления (SNCR) не тестировалось в барботажном AFBC, но без помощи вторичного воздуха может быть трудно адекватно распределить аммиак по надводному борту для достижения желаемого эффекта.
Примерно 85 процентов тепла выделяется в слое, а остальные 15 процентов — над слоем. Типичные данные о тепловом потоке приведены в таблице 27-22 для средней температуры слоя 1115 К (1550 ° F).
Скорость теплопередачи в слое уменьшается с увеличением среднего размера частиц слоя. Поскольку нет точных средств прогнозирования этого размера частиц, даже если размер исходного сырья известен, существует расчетная неопределенность в отношении коэффициента теплопередачи. Если регулировку площади теплообменника необходимо произвести после того, как котел заработал, поверхность будет легче удалить, чем добавить. Поэтому разумной стратегией проектирования является использование общего коэффициента из нижней части диапазона, имеющегося на практике.Затем, если фактический коэффициент окажется выше расчетного значения, температура слоя, необходимая для поддержания расчетного расхода пара, будет ниже указанной. Если более низкая температура слоя отрицательно сказывается на производительности процесса и эффективности котла, возможно, потребуется удалить площадь поверхности.
ТАБЛИЦА 27-22 Распределение поглощения тепла в пузырьках AFBC Разделение теплопоглощения,%
Тепловой поток, кВт / м2 (БТЕ / ч-фут2)
НКТ
Испарители
25
147 (46 500)
Пароперегреватели
15
112 (35 500)
Стены
5
134 (42 500)
Водные стенки надводного борта
10
44 (14 000)
Конвекционный проход
Пароперегреватель
20
15 (4750)
Подогреватель
15
22 (6,850)
Экономайзер
10
6.5 (2,050)
Средний размер частиц слоя (таким образом, коэффициент теплопередачи в слое) может изменяться по внешним причинам, таким как изменение подачи сырья или ухудшение производительности дробилки. Этот потенциальный источник вариаций следует рассмотреть до принятия любого решения о всплытии на поверхность.
Циркулирующие AFBC Циркулирующие AFBC в настоящее время используются более широко, чем пузырьковая версия. Упрощенная схема конструкции с внешним теплообменником представлена на рис.27-48. Демонстрационная установка мощностью 110 МВтэ имела удельную мощность производства 1 МВтэ / м2 (1 МВтэ / 11 фут2), что почти на 50 процентов больше, чем у сопоставимой барботажной установки. Циркуляционные блоки AFBC мощностью 250 МВт сейчас находятся в эксплуатации, и планируется создание более крупных блоков.
Циркуляционные AFBCодинаково хорошо справляются с битуминозными и полубитуминозными углями, а их системы подготовки и подачи угля намного проще, чем у барботажных версий. Уголь измельчается до размера верха 12 мм (дюйм) без сушки и самотеком подается в нижнюю часть котла, облицованную огнеупорным материалом.Точки подачи находятся близко к точке баланса давления, поэтому обратное давление невелико, если оно вообще есть; это значительно снижает требования к герметичности. Кроме того, а иногда и в качестве альтернативы, уголь можно вводить в циклонные линии возврата золы. Для достижения равномерного распределения корма в блоке мощностью 110 МВтэ требуется минимум четыре точки входа угля, что соответствует одной точке на 30 м2 (300 футов2) поперечного сечения надводного борта. Высокая турбулентность и отсутствие труб в слое способствуют адекватному перемешиванию угля в камере сгорания.Сорбент готовят до размера верха 1 мм (0,04 дюйма) и сушат, чтобы его можно было пневматически подавать в камеру сгорания. Опыт показал, что на блоке мощностью 110 МВт (эл. Управление нагрузкой достигается в первую очередь за счет снижения скорости подачи угля с соответствующим уменьшением воздушного потока до более низкой температуры камеры сгорания.
Почти все твердые частицы, покидающие котел, собираются циклонами и возвращаются в основание агрегата.Количество циклонов варьируется в зависимости от концепции проекта, но каждый циклон может обслуживать от 40 до 60 МВт генерирующей мощности (в случае блока мощностью 110 МВтэ, одна точка рециркуляции на 60 м2 (600 футов2) поперечного сечения надводного борта). Собранные твердые частицы возвращаются против противодавления 0,02 МПа (3 фунта на кв. Дюйм) через J-образный клапан. Коэффициент рециркуляции может достигать 40: 1, что соответствует относительно длительному среднему времени пребывания частиц и обеспечивает высокую производительность циркуляционных устройств. Для битуминозного угля, содержащего 3 процента серы, с известняковым сорбентом и температурой горения 1115 К (1550 ° F), эффективность сгорания составляет 99.0 процентов и 90 процентов удерживания серы достигается при молярном соотношении Ca / S 2,2. Значение NO% при этой температуре обычно составляет 86 мг / МДж (0,20 фунта / МБТЕ), но его можно снизить до уровня ниже 43 мг / МДж (0,1 фунт / МБТЕ) за счет впрыска аммиака с вторичным воздухом. Соответствующий уровень CO составляет около 43 мг / МДж.
- РИС. 27-48 Упрощенная схема циркуляции AFBC (с внешним теплообменником).
Пузырьковые PFBC Как и AFBC, барботажные PFBC предлагают возможность достижения низких выбросов SO2 и NOx без дополнительного оборудования для контроля на стороне производства.Это также дает преимущества, которых нет у AFBC. Работа под давлением приводит к более компактной конструкции котла и снижению капитальных затрат. Расширение сжатого дымового газа через газотурбинный генератор в сочетании с паротурбинным генератором увеличивает эффективность цикла и увеличивает выходную мощность до 25 процентов. Более низкие капитальные затраты и более высокая эффективность приводят к более низкой стоимости электроэнергии.
Котел PFBC визуально похож на котел AFBC. Камера сгорания сделана из трубы с водяной стенкой, в которой находится высокотемпературная среда, но вся сборка помещена в сосуд высокого давления.В отличие от блока AFBC, здесь нет конвекционного канала, так как температура дымовых газов должна поддерживаться на уровне котла, чтобы максимизировать рекуперацию энергии расширительной турбиной. После турбины расположен экономайзер для окончательной рекуперации тепла. Упрощенная схема представлена на рис. 27-49. Демонстрационная установка мощностью 80 МВт (эл.), Работающая при давлении 1,2 МПа (180 фунт / кв. Дюйм), была введена в эксплуатацию в 1989 г. с удельной выработкой электроэнергии 3 МВт / м2 (1 МВт / 3,5 фут2). К 1996 году было построено пять блоков такого размера, а ввод в эксплуатацию блока мощностью 320 МВтэ планируется в 1998 году.
Котел, первичные и вторичные циклоны дымовых газов и контуры охлаждения золы устанавливаются внутри резервуара высокого давления, работающего под давлением до 1,7 МПа (240 фунтов на кв. Дюйм). Также включены сосуды, в которых хранится материал слоя при рабочей температуре. Они облегчают управление нагрузкой, позволяя быстро поднимать или опускать слой слоя, таким образом покрывая или обнажая поверхность теплопередачи в слое и регулируя как выработку пара, так и температуру на входе в газовую турбину. Пониженный уровень слоя и температура дымовых газов при частичной нагрузке приводят к некоторому снижению производительности сгорания.После выхода из циклонов, которые удаляют более 99 процентов твердых частиц, дымовой газ проходит по центру коаксиальной трубы к газовой турбине. Используется специально разработанная газовая турбина с регулируемой частотой вращения, которая устойчива к низким уровням мелких остаточных твердых частиц. Сжатый воздух подается в сосуд высокого давления через кольцевую часть коаксиальной трубы. Это устраняет необходимость в трубе с огнеупорной футеровкой и исключает возможность попадания огнеупора в газовую турбину и ее повреждения.Фильтр используется для окончательного удаления твердых частиц перед выпуском дымовых газов в атмосферу.
Уголь подается в виде пасты, содержащей 25 мас.% Воды, а сорбент подается в сухом виде через шлюз-бункер с пневмотранспортом. Верхний размер каждого исходного материала составляет 3 мм (f дюйм). Скрытые потери тепла при испарении воды, подаваемой с пастой, компенсируются увеличением выходной мощности газовой турбины в результате увеличения массового расхода дымовых газов. Для блока 80 МВтэ имеется шесть точек подачи угля (по одной на 4.5 м2 [48 футов2]) и четыре точки подачи сорбента (одна на 6,7 м2 [72 футов2]), все входящие под пучок труб вдоль одной стены. Глубина слоя составляет
- В рукавный фильтр и штабель РИС. 27-49 Упрощенная технологическая схема барботажного PFBC.
около 3,7 м (12 футов), а высота ряда трубок составляет около 3 м (10 футов). Глубокий слой увеличивает время пребывания газа в слое примерно до 4 с по сравнению с менее 0,5 с в барботажной установке AFBC. Для битуминозного угля, содержащего 3 процента серы, с известняковым сорбентом и температурой горения 1115 K (1550 ° F), это время пребывания позволяет достичь эффективности сгорания, превышающей 99 процентов без рециркуляции, и улавливания 90 процентов серы с Ca / Молярное соотношение S равно 1.9. Значения NO * около 107 мг / МДж (0,25 фунта / 106 БТЕ) могут быть снижены до 21 мг / МДж (0,05 фунта / 106 БТЕ) с помощью SNCR. Хотя собственный уровень NO * аналогичен уровню, достигаемому в барботажных блоках AFBC, уровни CO намного ниже, достижимые 13 мг / МДж (0,03 фунта / 106 БТЕ).
Более 98 процентов тепла выделяется в кровати. Для аналогичных средних температур слоя и среднего размера частиц слоя повышенное рабочее давление приводит к тепловым потокам к трубопроводу в слое, которые обычно на 15-20 процентов больше, чем в блоке барботирования AFBC.
Циркуляционный PFBC Технология циркуляционного PFBC находится в стадии разработки только с конца 1980-х годов и все еще находится на стадии пилотного производства. Упрощенная схема конструкции без внешнего теплообменника представлена на рис. 27-50. Демонстрационная установка мощностью 80 МВт запланирована как часть Программы экологически чистых угольных технологий Министерства энергетики США; эксплуатация ожидается в 1999 году.
По сравнению с барботажными PFBC, эти котлы работают при аналогичном давлении, но при более высоких скоростях псевдоожижения.В результате конструкция становится более компактной с прогнозируемой интенсивностью выработки электроэнергии 10 МВт / м2 (1 МВт / фут2), что в три раза больше, чем у барботажной конструкции. Более компактная конструкция подразумевает наличие резервуара высокого давления меньшего диаметра и конструкции установки, адаптированной к более модульной конструкции и большему количеству заводских сборок с соответствующими более низкими капитальными затратами. Поскольку котел меньше по размеру, лучшее распределение угля и сорбента может быть достигнуто с меньшим количеством подающих форсунок. Поскольку нет необходимости поддерживать уровень слоя, можно использовать более тонкий сорбент, что позволяет использовать его более полно.Управление нагрузкой достигается за счет сокращения воздушного потока при сохранении практически постоянной температуры сгорания. Это поддерживает высокие характеристики горения и удержания серы во всем диапазоне нагрузок и устраняет необходимость в емкостях для хранения со слоем. Требуется меньшее количество циклонов (один на 80 МВтэ) и, поскольку собранная зола рециркулируется, охладители золы отсутствуют. В конструкции используется высокотемпературная фильтрация под высоким давлением (HTHP) для очистки дымового газа перед его поступлением в газовую турбину. Этот газ, практически не содержащий твердых частиц, позволяет использовать обычные газовые турбины, увеличивая доступный выбор, и в то же время устраняет необходимость в фильтре на конце.
Для битуминозного угля, содержащего 3 процента серы с известняковым сорбентом, и температуры горения 1115 К (1550 ° F), сжигание —
- РИС. 27-50 Упрощенная схема циркуляции PFBC.
может быть достигнута эффективность, превышающая 99 процентов, также как и улавливание 90 процентов серы при молярном соотношении Ca / S 1,15. Уменьшение потребности в сорбенте снижает количество сбрасываемой золы. Значения NO * составляют около 86 мг / МДж (0,20 фунта / 106 БТЕ) и могут быть снижены до 21 мг / МДж (0.05 фунтов / 106 БТЕ) реакциями SNCR. Как и в случае пузырящейся PFBC, собственный уровень NO * аналогичен уровню, достигаемому в циркулирующих модулях AFBC, но уровень CO намного ниже, достигая 13 мг / МДж (0,03 фунта / 106 БТЕ). Данные о тепловом потоке к стенкам в настоящее время отсутствуют.
Если все эти технологические и экономические преимущества будут реализованы, стоимость электроэнергии будет снижена, что сделает циркуляцию PFBC чрезвычайно привлекательным вариантом использования угля для выработки электроэнергии.
Усовершенствованный цикл PFBC Последней разработкой в технологии сжигания в псевдоожиженном слое является концепция усовершенствованного PFBC, который генерирует топливный газ для питания высокотемпературной газовой турбины.Эффективность существующих парогазовых установок, использующих современные котлы с барботажным или циркуляционным PFBC, ограничена примерно 42% (на основе HHV), поскольку максимально допустимая температура газа сгорания (следовательно, температура на входе в газовую турбину) составляет 1145 К (1600 ° F). При более высокой температуре слоя сырье для камеры сгорания может выделять пары щелочного металла, что может привести к загрязнению и коррозии лопаток газовой турбины. Кроме того, возрастает опасность скопления золы в слое.
Предлагаемый усовершенствованный цикл PFBC позволит обеспечить температуру газа на входе в турбину более 1535 K (2300 ° F) за счет сжигания топливного газа, полученного при пиролизе подаваемого угля.Поскольку топливный газ турбины должен практически не содержать твердых частиц, он проходит через фильтры HTHP перед сгоранием. Обугленный остаток пиролизера можно сжигать в циркулирующем AFBC или PFBC для получения пара для энергии или нагрева. Эффективность, достигаемая на усовершенствованной установке PFBC, может достигать 50 процентов (на основе HHV).
Эта технология все еще находится на начальной стадии пилотного проекта, первые испытания были проведены в начале 1990-х годов; поэтому данных для значимого сравнения с другими технологиями PFBC недостаточно.Тем не менее, она считается потенциально наиболее экономичной технологией PFBC, и продолжаются опытно-конструкторские работы с целью проектирования демонстрационной установки.
Капитальные вложения для любой установки FBC зависят от нескольких факторов, включая стоимость капитала, размер установки, географическое положение и тип угля. EPRI завершила несколько экономических оценок и спрогнозировала следующие затраты в долларах США в 1994 году для заводов, расположенных в Кеноша, штат Висконсин, сжигающих Иллинойс No.6 битуминозный уголь, содержащий 4 процента серы: циркулирующий AFBC 200 МВт (эл.), 1520 долл. США / кВт; Барботажный КПД мощностью 350 МВт, 1220 долл. / КВт; Циркуляционные PFBC 350 МВт, 1040 долл. / КВт; Усовершенствованная PFBC мощностью 320 МВт (эл.), 1110 долл. США / кВт. Усовершенствованный PFBC имеет наибольший потенциал для снижения затрат, а капитальные вложения могут быть сокращены до уровня ниже 1000 долларов США / кВт.
Продолжить чтение здесь: Технологическое отопительное оборудование
Была ли эта статья полезной?
рисунков. Почему хороши дровяные газовые котлы Газовый котел
Природный газ — самый дешевый и эффективный источник тепла.К сожалению, не во всех регионах нашей Родины проложен магистральный газопровод, и даже баллонный газопровод даже не везде доставляют. Тем не менее, это не повод отказываться от его использования при отоплении дома за тем исключением, что вам придется сделать своими руками газогенератор на дровах. Это альтернативный способ отопления, при котором в качестве базового топлива будут использоваться не только дрова, но и опилки, пеллеты, отходы деревообрабатывающей промышленности и т. Д.
В статье мы подробно рассмотрим, как правильно сделать такой агрегат, что для этого нужно, а также разберемся с его достоинствами и возможными недостатками.
Как это работает
Для добычи природного газа необязательно искать залежь и вскрывать скважину, можно использовать пиролизный котел. Это особый тип котельного оборудования, где топливо горит с минимальным доступом кислорода, разлагаясь на древесные отходы (уголь) и горючие газы (пропилен и этилен).
С учетом того, что процесс сжигания пиролизных газов происходит одновременно с топливом, КПД котла увеличивается на 1.5-2 раза при таком же расходе топлива, как у обычного котла.
Медленное сгорание топлива (дрова, опилки, пеллеты и т. Д.) Обеспечивает гораздо более длительный процесс горения (12 часов по сравнению с 3-4 часами в обычном).
На схеме показано, по какому принципу работает пиролизный котел и как протекает процесс образования горючего (древесного) газа.
Будучи уже фактически газогенерирующим оборудованием, такой котел выполняет ряд задач, а именно:
- Производит олефины с низким молекулярным весом в результате сгорания древесины и целлюлозы, входящей в их состав.
- Очищает олефины от всех посторонних примесей, в результате чего получается чистый горючий газ.
- Охлаждает газы, уменьшая количество энергии во время окончательного сгорания топлива.
Пиролизный котел всегда разделен на 2 камеры, в одной из которых сгорает основное топливо с минимальным доступом кислорода, во вторую поступают выхлопные газы и при прокачке воздуха они сжигаются.
Такая оптимизация процесса горения позволяет решить сразу 2 ключевые задачи — повышение КПД котла и возможность организовать водогрейный котел путем соединения его с водяной рубашкой.
Процесс пиролиза обеспечивает полное сгорание топлива с максимальной теплоотдачей, что на выходе дает экономию затрат более чем на 35%.
Газовый котел на дровах можно сделать своими руками, но перед этим необходимо разобраться в принципе его работы, устройстве камер внутреннего сгорания и технике безопасности, чтобы исключить малейшее нарушение технологии.
Дровяная модель устройства и схема
Этот тип котла работает точно так же, как и обычный твердотопливный котел.Дрова, пеллеты, брикеты, опилки и другие виды топлива закладываются в нижнюю камеру, поджигаются, после чего открывается воздушная заслонка для создания тяги.
Воздушную заслонку следует открывать только наполовину, чтобы избежать чрезмерного поступления воздуха в камеру сгорания.
Устройство самодельного газогенераторного котла очень просто. Основание состоит из 2-х камер, замкнутых в один корпус. В нижнем горит твердое топливо, в верхнем — древесный газ.При этом по воздуховодам постоянно циркулирует нагретый воздух — теплый поднимается и уходит, холодный всасывается извне, нагревается и тоже выходит наружу. Этот процесс продолжается до тех пор, пока топливо не тлеет в камере.
Конвекция газового дровяного котла достаточно быстро нагревает помещение (50 кв.м за 60-90 минут), при этом тепло сохраняется дольше.
Как сделать самому
На приведенной выше схеме показано, как работает котел, где и какие камеры расположены, поэтому перед тем, как приступить к самостоятельной сборке, необходимо разобраться в принципе работы готового котла, а также воспользоваться чертежом твердотопливного котла. .
На видео видно, как работает газовый котел:
- Основа котла (корпуса) — любая металлическая бочка, подойдет даже баллон бывшего в употреблении газа. Сделать такой цилиндр можно из листа стали толщиной 8-10 мм, для чего сварить по окружности и приварить дно.
- В верхней части цилиндра сделать камеру объемом не менее 0,7 куб. М, куда в дальнейшем будет загружаться твердое топливо.
- В самом верху цилиндра приварите дополнительный круг из стали, из которого будет вытягиваться холодный воздух (юбка).
- Для очистки древесного газа от посторонних примесей используются кольца грубой очистки. Он проходит через копье.
- Холодный воздух поступает из юбки для охлаждения газа. Он проходит зигзагообразно из труб, снабженных несколькими металлическими кольцами, постепенно остывая.
- Если для сжигания используется недостаточно сухого топлива, во время работы котла будет накапливаться конденсат. Его необходимо регулярно опускать, для чего используется аналогичный кран.
- Газогенераторный котел — единственный в линейке отопительного оборудования, позволяющий использовать даже влажные, свежесрубленные, дрова. При контакте с холодным воздухом, идущим из юбки, образуется слишком много воды, которую необходимо постоянно сливать. Для этого используется т.н. разделитель. Изготавливается из трубы диаметром 3-5 мм, куда вставляется пластина с ребрами жесткости. Проходя через сепаратор, вода удаляется из системы через дренажную ленту.
- Сухой газ необходим для увеличения мощности газового котла. Для этого достаточно закрыть кран слива конденсата и открыть кран на газовой трубе, который находится сразу за патрубком сепаратора. Когда газ попадает из маленькой трубы в большую, он разлагается на газовую и жидкую фракции, после чего попадает в камеру сгорания.
- Для обогрева больших площадей рекомендуется установка водяного контура.Можно даже сделать в газогенераторном котле отдельную камеру, где вода будет нагреваться с помощью поступающего горючего газа. За счет конвекции при нагревании он одновременно охлаждается.
- При обвязке котла рекомендуется использовать газ в качестве источника дополнительного топлива. Для этого достаточно подключить контур и открыть кран подачи газа в дополнительную зону.
- Камеры сгорания изготовлены из мягкой стали, не подверженной воздействию высоких температур и конденсации.
- Внутри корпуса прикручены камеры сгорания.
- Корпус и крышка камеры всегда закрыты для предотвращения неконтролируемого проникновения воздуха. В качестве пломбы можно использовать асбестовый шнур.
- Корпус газового котла лучше всего делать из пустого газового баллона. Чтобы исключить опасность возгорания остаточного газа при монтажных работах, заполните его водой до краев.
- Обязательно установите на газогенераторе обратный клапан, чтобы предотвратить утечку газа.
- Для нагнетания воздуха можно использовать вентилятор, но в этом случае котел будет нестабильным.
- Решетка для камеры сгорания твердого топлива изготовлена из чугунных лент. Чтобы такой агрегат было удобно чистить, сделайте подвижным центр решетки.
- Обеспечить люк в загрузочной камере — при избытке топлива и газа это позволит сбросить часть балласта.
- Для изготовления газогенераторного котла своими руками обязательно используйте чертежи, а еще лучше — вышедший из строя котел, чтобы точно соблюдать все пропорции и размеры.
Работа газовых отопительных котлов основана на принципе пиролиза или сухой перегонки топлива, при котором древесина нагревается до высокой температуры (270-800 C) без кислорода. В этом случае он разлагается на пиролизный газ и древесный уголь. Другими словами, процесс работы пиролизного котла можно разделить на два этапа:
- Получение или выработка горючего газа
- Сжигание газа и производство тепловой энергии
Отсюда и название котла: «газогенератор».
Пиролизные котлы могут работать на топливе с высоким выходом летучих компонентов, в том числе:
- Сухая древесина: дрова, отходы деревообработки, пеллеты и др.
- Бурый уголь
- Каменный уголь (подходит только для некоторых моделей котлов)
Следует отметить, что газовые котлы «Требовательны» к уровню влажности в дровах … При его значении более 20% мощность котла резко падает, и его работа становится нестабильной.Не стоит верить заверениям некоторых недобросовестных продавцов, утверждающих, что влажное топливо в пиролизных котлах может высохнуть: это неправда.
На изображении:
- топливо,
- воздух, подаваемый в камеру генерации газа
- Воздух для горения генераторного газа
- дымовые газы,
- вход охлаждающей жидкости
- выход охлаждающей жидкости
а. камера газообразования генератора;
г. решетка;
г. камера сгорания генераторного газа;
г.газоход;
e. дымосос;
В газовых котлах топка состоит из двух частей. Первая (на рисунке камера А) — это загрузочная камера. Он получает топливо и горит при недостатке кислорода, образуя генераторный газ и древесный уголь.
Процесс пиролиза топлива довольно медленный и занимает в среднем 12 часов на одну закладку дров. Образующийся при этом газ поступает во вторую камеру сгорания (камеру С), в которую также подается воздух, но в количестве, достаточном для полного сгорания газа.Образовавшиеся дымовые газы направляются в дымоход.
Процесс образования пиролизного или генераторного газа сопровождается сгоранием древесного угля и выделением тепловой энергии, которая частично используется для нагрева воздуха, поступающего во вторую камеру сгорания, что способствует интенсификации процесса сгорания газа.
Следует отметить, что современные пиролизные котлы могут быть двух типов:
- с нижним расположением камеры сгорания газа: в этом случае процесс сжигания дров более ровный, что обеспечивает равномерное поступление генераторного газа в камеру дожигания во времени (схема такого котла приведена на рис. рисунок)
- с камерой сгорания, установленной сбоку: в этом случае генерируемый генераторный газ отводится в сторону.
Независимо от расположения камеры сгорания, пиролизные котлы работают в основном с принудительной тягой, создаваемой дымососом. В этом случае котел необходимо подключить к электросети, что затрудняет использование в помещениях, где отсутствует электроснабжение.
Однако не все пиролизные котлы требуют подключения к электросети. Для обеспечения естественного направленного движения пиролизных газов используются так называемые диффузные горелки, которые в примитивном виде можно представить в виде металлической трубы с небольшими отверстиями, в которой происходит процесс разложения топлива, а образующийся газ проходит через дыры в форсажной камере.
В таких котлах процесс горения необходимо контролировать вручную, открывая или закрывая воздушную заслонку.
Как работает газовый котел
Твердое топливо, используемое для работы котла, как и в традиционных котлах, загружается на решетку и поджигается. На начальном этапе топливо горит нормально. Когда он горит постоянно, дверца духовки закрывается и включается дымосос. При этом в топке создается недостаток кислорода и начинается процесс образования дымовых газов, состоящих из монооксида углерода (оксида углерода), водорода и азота, который затем поступает в нижнюю часть топки, в которую попадает вторичный ( необходим для горения) подается воздух.
Следует отметить, что дымовой газ движется принудительно. Его направление задает работающий дымосос.
При достаточном количестве кислорода во второй части печи все летучие компоненты генераторного газа выгорают, высвобождая тепловую энергию, используемую для нагрева теплоносителя.
В то же время процесс сжигания твердого топлива максимально приближен к процессу сжигания газа, он легко контролируется, «растягивается» во времени.
Следует отметить, что в пиролизных котлах топливо сгорает практически полностью, в них нет твердых остатков, что значительно облегчает очистку и обслуживание котла.Кроме того, продукты сгорания содержат в основном углекислый газ и воду, что наносит меньший ущерб окружающей среде.
Что купить котел газогенераторный
На рынке отопительного оборудования в нашей стране представлены газовые котлы для отопления следующих марок:
- Вирбель,
- «Буржуй-К»
- «УралЭнерКом»
Это далеко не полный список их производителей. Стоимость газовых котлов обычно составляет л.В 5-2 раза выше традиционных твердотопливных отопительных котлов.
Газовые котлы — это твердотопливные котлы, обычно водогрейные. Суть его работы в том, что топливо и летучие вещества в нем сгорают отдельно. Другими словами, происходит пиролиз твердого топлива, поэтому котлы еще называют пиролизными. Это отопительное оборудование особенно эффективно при работе с деревом, древесными брикетами, дрелью и некоторыми фракциями угля.
Используйте газовые котлы для обогрева дома
Блочное устройство
Конструкция газогенераторного котла представляет собой топку с двумя камерами, которые разделены чугунными решетками.Первая камера предназначена для пиролиза дров, а вторая — для сжигания выделяемого газа. В некоторых конструкциях к плитам подключаются газовые камеры. Основными деталями такого устройства являются: сопло
- ;
- вентилятор;
- контроллеры;
- воздуховоды;
- водопроводные трубы;
- дымоход.
В этом видео мы рассмотрим принцип работы газовых котлов:
Кроме того, для обеспечения безопасной работы котельного оборудования в состав входят: предохранительные клапаны, датчики измерения давления, регуляторы подачи воздуха.Общий контроль и регулировка рабочего процесса осуществляется с помощью электронного блока управления. Некоторые модели котлов имеют дистанционное управление.
Правила выбора топлива
При сгорании любого твердого топлива выделяется окись углерода. Опыт использования газогенераторов доказал, что выделение этого газа в особенно больших количествах происходит при сжигании древесины.
Отсюда вывод, что лучше всего топить этот агрегат дровами … В современных котлах их розжиг и дальнейший процесс горения полностью автоматизированы. При этом к такому топливу предъявляются определенные требования.
Влажность используемой древесины не должна превышать 20%, иначе ее придется предварительно высушить. При этом стоит выбирать только самые твердые породы дерева: бук, дуб, акацию. Уголь нельзя использовать в моделях, где эта опция не предусмотрена, так как агрегат может выйти из строя.
Принцип работы оборудования
При сгорании твердое топливо начинает выделять газ, который продолжает поддерживать этот процесс.Дровяные газовые котлы сконструированы таким образом, что они не могут гореть быстро, как в обычных печах. Это происходит потому, что окись углерода сжигается в отдельной камере. Таким образом, весь процесс разбит на несколько этапов:
- Сначала твердое топливо проходит процесс сушки в специальной секции газогенераторного котла.
- Далее дрова сжигаются в топке в диапазоне температур от 200 до 850 ° С. При этом кислород практически не поступает в топку.
- Выделяющийся газ сжигается в специальной камере с помощью горелок.
В результате топливо делится на две составляющие: твердую фракцию и газообразное вещество. Удаление этих деталей из котла происходит раздельно, а при контакте газа и углерода при горении дым очищается от вредных веществ.
Популярные модели
В настоящее время на рынке отопительного оборудования широко представлены газовые котлы на дровах и другом твердом топливе.Они отличаются друг от друга как конструктивно, так и по стоимости. Среди них стоит отметить следующие модели:
- OPOP ECOMAX 30 — экономичные котлы чешских производителей. Наличие электронного блока позволяет управлять двумя циркуляционными насосами, термостатом и вентилятором. КПД установки достигает около 90%.
- Viadrus Hercules U32 — корпус данного агрегата выполнен из чугуна. Котел работает на дровах, угле и не зависит от наличия электроэнергии.В его конструкции нет вентилятора, подача воздуха осуществляется естественным образом.
- ATMOS DC — стальной котел на дровах. Наличие вытяжного вентилятора позволяет собирать золу практически без пыли. Некоторые версии этой модели также имеют нагнетатель воздуха.
- Бастион М-КСТ-15П — энергонезависимый котел от российских производителей. Он имеет большую емкость, что позволяет охлаждающей жидкости циркулировать по системе за счет инерции. Эта система отопления не требует циркуляционных насосов.
Популярными и недорогими также считаются следующие модели: Divo-10, Bourgeois-K STANDARD-20, Wattek PYROTEK 36 и др.
Достоинства и недостатки котлов
Основным преимуществом таких агрегатов является высокая эффективность сжигания твердого топлива. По сравнению с простыми дровяными печами КПД обычно намного выше при использовании газогенератора.
Большинство этих установок являются энергонезависимыми устройствами и могут быть установлены на объектах, которые не снабжены электричеством.Такие агрегаты и раньше успешно устанавливались на автомобили. К тому же котлы, не нуждающиеся в электроэнергии, намного дешевле.
Для работы данного устройства можно использовать любые породы древесины, даже отходы ее производства. Еще одно существенное преимущество такого отопления в том, что котел способен длительное время работать от одной порции твердого топлива.
Эта функция упрощает работу с этими устройствами. Но тем не менее у этих устройств есть ряд недостатков, основанных в основном на обязательном присутствии человека во время их обслуживания.
Это особенно важно при выборе таких устройств по сравнению с газовыми агрегатами. Кроме того, периодически необходимо обслуживать газогенератор , очищать от копоти и копоти, так как в них есть продукты разложения.
Несмотря на высокую стоимость, твердотопливный газовый котел после покупки помогает сэкономить на отоплении за счет снижения расхода топлива на 15-20%. Дополнительным преимуществом является долгое время работы газогенератора от одной вкладки.Устройство газогенераторного котла
Современный твердотопливный газовый отопительный котел мало похож на первые газогенераторы. В результате дизайнерских и инженерных решений внутреннее устройство и внешний вид претерпели существенные изменения. Остался неизменным только принцип действия:- Когда дерево горит, оно выделяет небольшое количество углекислого газа. Этот процесс называется газообразованием или окислением.
- При создании необходимых условий скорость горения замедляется, а количество CO увеличивается.
- Двуокись углерода после смешивания с воздухом в необходимых пропорциях образует горючую воздушную смесь.
- Газовоздушная смесь хорошо горит, при этом выделяя дополнительную тепловую энергию.
В зависимости от модели процесс горения осуществляется в полностью автономном режиме или с определенным участием человека.Классические дровяные машины загружаются вручную. Настройка подачи воздуха, золоудаления и другие функции выполняются с помощью человека.Автоматические котлы работают в полностью автономном режиме. Весь процесс, от подачи воздуха до удаления отходов сгорания, контролируется автоматикой.
Технические условия для производства газа
Образование газа или выброс углекислого газа в процессе окисления древесины может начаться только при определенных условиях:- Ограниченный доступ воздуха — для того, чтобы газ начал выделяться, необходимо ограничить поток воздуха, заставляющий древесину буквально тлеть.
- Высокая температура — древесина обугливается, превращается в углерод и смешивается с кислородом с образованием диоксида углерода. Для производства CO требуется поддерживать температуру в печи выше 600 ° C.
- Влажность — сырье при нагревании выделяет пар вместо углекислого газа. Для газообразования требуется, чтобы влажность не превышала 20%.
Бытовые газовые твердотопливные отопительные котлы менее прихотливы к качеству используемой древесины. В моделях с вертикальной загрузкой и допускается использование дров влажностью от 30 до 42%.
Расход топлива в газовых котлах
Твердотопливные котлы с газовым сжиганием имеют ряд преимуществ, делающих их работу экономичной:- Сгорание топлива в газовых котлах происходит медленнее из-за отсутствия интенсивного воздушного потока. Тлеющее дерево производит меньше тепла, чем полное сгорание. Недостаток тепловой энергии компенсируется дожиганием выделяемого углекислого газа.
- Расход топлива, по сравнению с классическими котлами, снижен на 15-20%.При этом количество тепла, выделяемого при горении, практически не уменьшалось.
- Использование автоматики снижает расход топлива как минимум на 10%.
Можно ли сделать газогенератор из простого котла
Принцип работы газогенераторного твердотопливного котла подразумевает использование в конструкции обязательных компонентов:- Топки и камеры дожигания — специально предусмотрена увеличенная камера сгорания за в устройстве газогенераторов.Дожиг осуществляется в отдельной камере из шамотного кирпича.
- Хладагент окружает не только топку, но и пробитый дымовой канал, расположенный внутри котла. Схема теплообменника довольно сложная. Теплоноситель должен окружать не только топку, но и дымовые каналы.
- Ограничение размеров камеры сгорания — для создания температуры требуется в процессе газогенерации, потребуется полчаса для полноценного сжигания дров.Все топливо сгорит примерно за 1,5-2 часа, что снижает эффективность переделанного котла.
- Отсутствие свободного места приведет к еще большему сокращению объема топки за счет установки дожигателя.
Правила и условия установки и эксплуатации котла
Твердотопливные газовые котлы длительного горения, требовательные к условиям эксплуатации.На производительность влияют характеристики котельной, систем дымоудаления и вентиляции. На помещения, используемые под котельную, распространяются правила ППБ по эксплуатации твердотопливных агрегатов. Общие инструкции по установке:- Установка котла мощностью до 40 кВт осуществляется в любом месте жилого дома при соблюдении правил пожарной безопасности. Теплогенератор мощностью 40 кВт, установлен в отдельном помещении.
- Размеры котельной не менее 8 м². Обязательно наличие приточно-вытяжной вентиляции.
- Стены и пол котельной облицованы негорючими материалами: керамической плиткой или цементно-песчаной штукатуркой.
- Дымоход изготавливается с минимальным количеством углов и максимальной длиной вертикального участка не более 1 м. При прохождении плит перекрытия и кровли предусмотрены противопожарные преграды.
Как выбрать газовый котел
При выборе подходящей модели газогенераторного оборудования учитывается несколько особенностей, связанных с работой и функциональностью котла, его производительностью:- Особенности конструкции — потребитель Предлагаются котлы, работающие по принципу верхнего и нижнего горения, с вертикальными и горизонтальными топками.От этих характеристик зависит время работы, допустимое качество используемого топлива и другие рабочие параметры.
- Мощность — при средней теплоизоляции здания и высоте потолков не более 2,7 м используется формула для расчета необходимой производительности котла: 1 кВт = 10 м². Точный расчет необходимой мощности с учетом всех особенностей и технических характеристик здания выполняется с помощью специальных.
Лучшие производители газогенераторного оборудования
Буквально 5-10 лет назад на рынке отопительного оборудования было представлено всего 4-5 марок газогенераторных котлов исключительно европейского производства. На данный момент ассортимент продукции настолько расширился, что при выборе оборудования стало невозможно обойтись без квалифицированной консультации.Помимо уже зарекомендовавших себя европейских заводов, отечественные компании наладили производство газогенераторных котлов. Для облегчения выбора все модели можно разделить на несколько групп по территориальному признаку:
- Российские газогенераторные котлы — отечественные компании производят продукцию либо самостоятельно (как в случае с БТС, Тепловым, Ф.Б.Р.Ж., Phantom, Bastion, Gazgen), либо при поддержке зарубежных партнеров (Lavoro). Продукция адаптирована к бытовым условиям. Изменения в конструкции позволили использовать топлива с влажностью до 30-42%.
- Европейские котлы традиционно считаются лучшими в своем классе. Предлагают продукцию Viadrus, Stropuva (практически прародитель газовых котлов), Atmos и другие. Котлы европейских концернов имеют длительный срок службы, надежны, высокоавтоматизированы и экономичны.
Стоимость газовых котлов
Европейские компании предлагают продукцию премиум-класса, что отражается как в удобстве управления и эксплуатации, так и в стоимости отопления газогенераторных агрегатов. Итак, латвийскую Stropuva можно купить примерно за 100 тысяч рублей. Чешский Viadrus будет стоить в пределах 180-200 тысяч рублей, Atmos — 120 тысяч рублей. и выше.Бытовые котлы можно найти от 30 тыс. Руб. За качественный газогенератор, аналогичный европейским моделям, придется отдать около 80 тысяч рублей.(Цены указаны для примерной мощности 30 кВт).
Плюсы и минусы газовых котлов
Опыт эксплуатации газогенераторных котлов длительного горения отечественным потребителем позволил увидеть достоинства и недостатки данного типа оборудования. Газогенераторы имеют ряд преимуществ:- Продолжительность горения топлива в газогенераторном котле составляет не менее 6 часов. Некоторые модели, как отечественные, так и европейские, способны работать от одной вкладки до 3-5 дней.
- Больший отвод тепла по сравнению с классической моделью. КПД газовых котлов составляет 80-92%.
- Ограничения по топливу. Теплообменник дровяного газогенераторного котла при переходе на уголь сгорает через год эксплуатации. Отопление влажными дровами и древесными отходами запрещено.
- Стоимость — классический котел, стоит примерно в 2-3 раза дешевле.
не имеют аналогов среди других моделей по длительности работы из одной вкладки, тепловым характеристикам и другим рабочим параметрам. Популярность моделей несколько ограничена — дороговизной и особенностями эксплуатации.
Следует отметить следующие преимущества:
- автоматически регулируемая мощность;
- максимальная эффективность и производительность труда;
- удобство использования;
- длительная эксплуатация.
Цены на твердотопливные пиролизные котлы длительного горения в первую очередь зависят от политики производителей, а также от ситуации на валютном рынке.
Твердотопливные газовые котлы
При использовании дровяных газовых котлов твердое топливо должно соответствовать определенным требованиям. В первую очередь, речь идет о наличии в составе большого количества легких веществ и отсутствии повышенной влажности (не более 30%). Для котлов с аналогичным приводным механизмом подходят следующие варианты топлива:
- дрова или дрова, размеры которых позволяют без проблем загружать их в устройство;
- отходы деревообработки, стружка;
- брикеты из прессованной древесной пыли;
- гранулы биотоплива;
- каменный уголь или кокс; ,
- бурый уголь и тд.
Иными словами, данное отопительное оборудование рассчитано на использование большого количества различных видов топлива, что делает такую покупку достаточно универсальной, ведь такую технику можно легко использовать в любом регионе страны.
Цена твердотопливного пиролизного котла длительного горения также в первую очередь зависит от номинальной мощности конкретной модели. Выбор подходящего варианта зависит от квадратуры отапливаемого помещения, а также особенностей климата, теплоизоляции помещения.
Также купить пиролизный котел в Санкт-Петербурге можно в представительствах компании, контактные данные которых вы легко найдете на сайте.
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Используя пиролизный котел длительного горения с водяным контуром для отопления, вы также можете обеспечить свой дом горячей водой.
Пиролизные котлы в нашем интернет-магазине представлены как отечественными образцами, так и импортными моделями. Окончательный выбор полностью зависит от ваших индивидуальных предпочтений.
Цена на дровяной пиролизный котел в интернет-магазине Технодом отличается объективностью, отсутствием необоснованной торговой наценки. Всю необходимую информацию о конкретной модели вы найдете в нашем каталоге, где представлены подробные описания, технические характеристики и фотографии.
В нашем каталоге вы можете купить твердотопливный газогенератор в 1 клик.