Газогенераторный твердотопливный котел: Что такое пиролизные (газогенераторные) твердотопливные котлы?

Газогенераторный котел на твердом топливе длительного горения

Вопрос отопления актуален для многих владельцев частных домов и круглогодичных дач. Каждому хочется найти наиболее экономичный, практичный и относительно экологичный вариант. Если вы ещё не приняли окончательное решение, то выясните, как работает и каким особенностями отличается газогенераторный котел.

Содержание

1. Устройство и принцип работы
2. Используемое топливо
3. Плюсы и минусы
4. Выбор и установка

Устройство и принцип работы

Газогенераторный котёл объединяет в себе характеристики газовых и твердотопливных, а принцип его работы более сложен и интересен. И основной отличительной особенностью является способ выделения тепла. Его нельзя назвать полноценным горением, это пиролизный процесс.

Современная газогенераторная печь, как правило, имеет две камеры, в которых происходят разные явления. Их общая цель – выделение тепла. Процесс можно разделить на два основных этапа:

1. В первой камере котла твёрдое топливо поджигается и начинает гореть. Но это скорее не горение, а тление, так как кислород практически не поступает, а он необходим для поддержания огня. Материал тлеет и окисляется, постепенно разлагается на отдельные составляющие: различные смолы, пары, масла и углерод. В итоге вырабатывается газ, обладающий горючими свойствами.
2. Во второй камере прибора, в которую подаётся выделяющийся в результате пиролиза газ, присутствует кислород, и он запускает процесс интенсивного сгорания. В результате происходит выделение тепла, которое и обеспечивает полноценное отопление.

Таким образом, для отопления в газогенераторном котле используется одновременно и параллельно сразу два вида топлива, причём одно выделяется из другого. Сначала применяется твёрдое топливо, которое, тлея без кислорода, выделяет газ. Последний при подаче воздуха начинает активно сгорать и выделять тепло.

Многие газогенераторные котлы на твёрдом топливе оснащаются специальными водяными контурами. Вода, находящаяся внутри данной установки, проходит через две камеры и затем распределяется по радиаторам. Управление, в зависимости от модели прибора, может осуществляться полностью автоматически или с незначительным участием человека.

Используемое топливо

Понятно, что твердотопливный газогенераторный котёл работает на твёрдом топливе. Но какие именно его виды лучше подходят? Практически любые, но всё же к ним предъявляются некоторые требования:

• Первое – состав материала. В него должно входить как можно больше лёгких и полностью разлагающихся при тлении веществ. Поэтому хвойные породы дерева с высоким содержанием смол применять нежелательно.
• Второе требование – это влажность топлива. Если она будет чрезмерно высокой, то выделяющийся пар будет мешать полноценному пиролизу и снижать коэффициент полезного действия. Поэтому оптимальный уровень не должен превышать 20-30%, хотя некоторые котлы с данной точки зрения менее прихотливы и бесперебойно работают на топливе, влажность которого приближается к 35-40%.

Чтобы прибор работал качественно и эффективно, лучше использовать такие материалы как:

• Дрова, размер которых должен подходить для беспроблемной загрузки в печь.
• Отходы деревообрабатывающего производства, например, опилки, стружка, щепки.
• Так называемые топливные брикеты, которые представляют собой подвергшуюся прессованию древесную пыль.
• Пеллеты – биотопливные брикеты, изготовленные посредством прессования.
• Бурый уголь тоже вполне подойдёт.
• Продукты угольной промышленности, а именно каменный уголь и кокс.

Расход топлива в газогенераторной печи по сравнению с более привычными твердотопливными котлами несколько сокращается. И хотя в процессе тления тепла выделяется гораздо меньше, нежели при горении, его нехватка компенсируется на следующем этапе сгорания при воздействии кислорода. В результате топлива используется примерно на 15-20% меньше. А если выбрать полностью автоматизированную модель, то это позволит сократить расход ещё примерно на 10%.

Плюсы и минусы

Сначала рассмотрим преимущества, которыми обладают газогенераторы:

• Полная автономность установки, то есть её независимость от магистральных газопроводов, электросетей и других источников энергии.
• Котел длительного горения относительно экологичен, так как при пиролизе выделяется и выбрасывается в окружающую среду гораздо меньше вредных продуктов, нежели при сгорании, которое используется в некоторых других приборах.
• Процессы пиролиза и горения газа практически безотходные, то есть всё топливо в котле расходуется полностью и без остатка, что упрощает эксплуатацию котла.
• Высокий коэффициент полезного действия, который может достигать 80-85%. При классическом сгорании топлива тепла выделяется гораздо меньше.
• Широкий выбор топливных твёрдых материалов.
• При автоматизированном управлении и значительном объёме топочной камеры газогенераторного котла вмешательство человека может быть минимальным. Прибор сможет довольно долго работать на одной кладке и даже поддерживать заданные постоянные температуры.

Теперь рассмотрим недостатки:

• Газогенераторные котлы на дровах при тлении всё же оставляют некоторые продукты распада, которые оседают на стенках камер в виде сажи и копоти. Поэтому прибор следует постоянно обслуживать и периодически чистить.
• Невозможно полностью автоматизировать эксплуатацию и исключить участие человека, так как требуются регулярные закладки материала в топочную камеру.
• Котёл длительного горения стоит несколько дороже обычного газового или твердотопливного. Но расходы полностью оправдают себя спустя некоторое время.
• К качеству топливных материалов предъявляются некоторые требования.
• В процессе сгорания будет образовываться дым, который нужно будет своевременно выводить и удалять. То есть газогенератор возможно установить лишь в помещении с дымоходом (при этом он должен быть оборудован по всем правилам).
• Имеются и температурные ограничения. Так, для минимизации рисков образования конденсата показатели должны поддерживаться в пределах 60 градусов.
• Прибор должен быть абсолютно герметичным, ведь утечка газа способна при определённых условиях привести к возгоранию и даже взрыву.

Выбор и установка

При выборе газогенераторного котла, прежде всего, учитывайте его характеристики. Так, топка может быть вертикальной или горизонтальной, а горение – нижним или верхним. Такие параметры непосредственно будут влиять на расход топлива и эксплуатацию, поэтому перед покупкой желательно всё хорошо обдумать.

Ещё одним важным показателем является мощность, которая определяется исходя из площади отапливаемого помещения. На 10 м² территории должен приходиться 1 кВт мощности.

Установка может осуществляться своими руками, но лучше такой ответственный процесс всё же доверить специалисту, так как он учтёт все требования и соблюдёт правила. Если газогенераторная печь длительного горения имеет мощность до 35-40 кВт, то её допускается установить в любом достаточно просторном помещении дома. При большем показателе желательно выделить отдельную комнату, например, на цокольном этаже. Её оптимальная площадь – не меньше 8-9 м².

Пол, стены и потолок должны быть отделаны негорючими и огнеупорными материалами. Хранение топлива осуществляется в другом помещении. Что касается дымохода, то его лучше организовать с минимальным количеством изгибов и углов, так как отведение дыма должно быть полноценным и своевременным.

Совет: нежелательно пытаться изготовить газогенератор своими руками. Хотя это возможно, но всё же самодельный прибор не будет отвечать всем предъявляемым к нему требованиям, из-за чего может представлять опасность или выделять больше вредных веществ в окружающую среду.

Рассмотрите такой вариант отопления дома как газогенератор: он обладает массой преимуществ, но имеет некоторые недостатки.

особенности, принцип действия и качественные характеристики

Газогенераторный котел – это один из видов твердотопливных котлов, в которых топливо и летучие вещества, выходящие из него, сгорают отдельно. Их также называют пиролизными, хотя это не совсем так, но процесс пиролиза действительно происходит одинаково.

Для этого типа котлов необходимо только топливо с высоким содержанием летучих веществ. Это может быть древесина (дрова, пеллеты, брикеты) или бурый уголь, хотя есть модели, которые могут топиться каменным углем и коксом. Более важным является влажность топлива – она должна быть ниже 35%. Это легко объяснить, ведь при сгорании влажного топлива, будет выделяться пар, который разбавит пиролизный газ и помешает горению. Такие газогенераторные твердотопливные котлы просто потухнут при использовании влажных дров, поэтому если у вас нет возможности достать сухое топливо, то лучше сразу отказаться от данного оборудования.

Особенности конструкции

Такой тип котлов имеет две части топки, в первой – горит и пиролизуется топливо, а во второй догорают газы, которые при этом выделяются. Их называют камерой загрузки и камерой горения. Во вторую также подается вторичный воздух. Разделают эти две части топки колосник, на котором и лежит топливо.
Главное отличие этого типа котлов от остальных – верхнее дутье, ведь первичный воздух для горения проходит сверху вниз сквозь топливо. Тяга реализуется с помощью дымососа, а не вентилятора, как в небольших моделях котлов, хотя его часто называют «вентилятором».

Принцип действия

Газогенераторные котлы предполагают погрузку топлива на колосник, его розжиг и запуск дымососа. Благодаря нехватке воздуха и высоким температурам (от 300 до 7000С) топливо обугливается и выделяет необходимый газ, то есть пиролиз. Дальше газ идет под колосник, где подмешивается вторичный воздух и летучие газы сгорают. Но часть тепла снова возвращается в нижнюю часть топлива и поддерживает процесс пиролиза. Благодаря этому процессу можно отапливать помещения и греть воду.

Плюсы газогенераторных котлов

•    Регулируемый процесс горения – одна закладка дров способна выдержать до 12 часов, тогда как в обычных твердотопливных котлах этот показатель 2-5 часов;
•    Полное сгорание топлива, а это экономия и отсутствие потребности в частых чистках газохода и зольника;
•    Экономичность повышается еще и за счет двухступенчатого сгорания. Так, по сравнению с обычным твердотопливным котлом, экономия на 4-7% выше;
•    Есть возможность регулировать и управлять процессом горения, то есть автоматизировать работу почти, как у газовых котлов;
•    Выброс вредных веществ в атмосферу очень низкий;
•    Можно сжигать очень крупные дрова, главное, чтоб они были сухими.

Недостатки газогенераторных котлов

•    Цена – это один из первых недостатков, она приблизительно в два раза выше, чем на обычный твердотопливный котел;
•    Энергозависимость – они не работают без дымососа;
•    Высокие требования к влажности топлива;
•    Нестабильная работа при малых нагрузках и образование дегтя в газоходе из-за этого;
•    Нет возможности подключения автоматической подачи топлива.

Решение только за вами. В каталоге нашего интернет-магазина вы найдете высококачественные твердотопливные, газовые и электрические котлы, а также все необходимое для монтажа отопительной системы.

Преобразование твердого топлива в природный газ для существующих котлов

Владелец крупного промышленного предприятия связался с Zeeco, чтобы помочь им с переходом на твердотопливное CFB коммунального предприятия. В связи с текущими контрактными требованиями и конкурентным характером отрасли информация о владельце завода останется конфиденциальной.

Abstract

Недавние открытия обширных запасов природного газа в Соединенных Штатах привели к увеличению производства природного газа, что привело к снижению цен. Нефтехимические предприятия переводят свои котлы с твердого топлива на природный газ в качестве экономичного и эффективного топливного решения. Природный газ не только экономически выгоден, но и экологически эффективен благодаря более низкой цене и сокращению выбросов SO2, NOx и CO2. По мере того, как все больше объектов рассматривают возможность перехода на котельное топливо, важно понимать все аспекты перехода, от тепловой оценки котла до полного проектирования, поставки и установки новой системы сжигания.

Мы предоставим конкретные детали и рекомендуемые методы из недавнего приложения по конверсии топлива для котлов с циркулирующим псевдоожиженным слоем (ЦКС), разработанного для подводимого тепла 1,4 миллиарда БТЕ/ч для максимальной непрерывной мощности пара.

Мы также рассмотрим результаты тепловых характеристик, проектирование и поставку полной новой системы сжигания газа, а также помощь в переоборудовании установки для модификаций котла и детали установки системы сжигания.

 

Система управления горелкой котла

Основные цели проекта:

• Полный переход с сжигания нефтяного кокса на природный газ
• Поддержание проектной мощности котла по пару (~1200 тыс.ч/ч)
• Соответствует допустимым требованиям по NOx – 0,07 фунта/млн БТЕ
• 25-100% тепловложения для выбросов NOx
• Минимальное воздействие или отсутствие воздействия на конструкцию водяной части котла

Владелец предоставил исходную информацию о конструкции котла для рассмотрения компанией Zeeco возможных вариантов модернизации горелок котла. Это был первый из двух котлов, которые требовали модернизации. Примерно три года назад были построены/введены в эксплуатацию два однотипных котла, работающих на твердом топливе.

Блоки изначально были спроектированы с пусковыми горелками, работающими на природном газе, и были введены в эксплуатацию для поддержки основного топлива через нефтяной кокс. Нефтяной кокс должен был сжигаться и сжигаться в системе с циркулирующим псевдоожиженным слоем. По первоначальному совету владельца завода они отметили, что их контракт на производство нефтяного кокса больше не является рентабельным, поскольку цена этого топливного сырья была значительно выше, чем первоначально предполагалось в бюджете системы завода. Котлы эксплуатировались менее двух лет, когда было принято решение о переходе на природный газ.

 

Инертные продукты сгорания (дымовые газы)

Введение в технологию Free-Jet

Серия горелок Zeeco Free-Jet была разработана с конкретной целью максимизировать количество IFGR для снижения тепловых выбросов NOx без ущерба для производительности горелки в отношении к длине пламени, динамическому диапазону и стабильности. Максимальное увеличение IFGR означает, что многие проблемы, связанные с использованием высоких уровней EFGR для достижения низкого уровня выбросов, могут быть уменьшены или устранены. В частности, конструкция Zeeco Free-Jet значительно снижает или устраняет потребность в EFGR за счет снижения энергопотребления нагнетателя, увеличения рабочего диапазона, сокращения объема технического обслуживания и улучшения качества пламени.

 

Заключение

Паровая нагрузка котла и выбросы были выполнены очень своевременно, и владелец станции смог выработать электроэнергию менее чем через месяц после первоначального запуска котла. Владелец станции эксплуатировал котел и турбину/генератор на проектной мощности более трех месяцев после окончательного ввода в эксплуатацию. Усилия, приложенные ко всему проекту до и после присуждения контракта, привели к общему успеху переоборудования котла. Интеграция владельца завода и трех основных инженеров привела к созданию полностью интегрированного проекта, который был проверен всеми, чтобы обеспечить своевременный успех проекта. Основываясь на успехе первого котла, Zeeco получила контракт на переоборудование второго котла с ЦКС, установка и ввод в эксплуатацию которого запланированы на середину 2014 года.

Скачать техническую документацию

Твердотопливные парогенераторы можно приобрести у производителя Уральская энергетика.

КУПИТЕ СЕЙЧАС, ЕСТЬ СЕЗОННЫЕ СКИДКИ!

ОБЕСПЕЧИВАЕМ ДОСТАВКУ ПО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И СТРАНАМ СНГ! ОСУЩЕСТВЛЯЕМ МОНТАЖ И НАСТРОЙКУ!

ЗАКАЗАТЬ ОБОРУДОВАНИЕ В НАЛИЧИИ

Компания «Урал-Энергия» производит твердотопливные парогенераторы на дровах или угле, Парогенераторы промышленные, Паровые котлоагрегаты для производства пара

от 100 до 5000 кг/ч .

Ключевые преимущества твердотопливных парогенераторов Урал-Энергия:

• Доступен в исполнении из нержавеющей стали.
• Цены ниже зарубежных аналогов.
• Возможна поставка из существующей номенклатуры оборудования .
• Выезд специалистов для монтажа и пуско-наладки в России и странах СНГ.
• Производят насыщенный и перегретый пар от 110°С до 215°С и давление от 0,7 кгс/см² до 16 кгс/см² .
• Автоматическая работа без постоянного присутствия обслуживающего персонала.
• Низкий расход топлива — снижение себестоимости продукции .
• Малый размер и вес.
• Быстрая выработка пара через 20-30 минут после пуска.
• Широкий диапазон температур питательной воды – от 5 °C до 100 °C.
• КПД до 90% (в зависимости от вида топлива).
• Работа без дымоудаления.
• Настройка параметров производимого пара .
• Пуск паровой установки в течение 1 дня .
• Установка резервных питательных насосов .
• Выбросы предусмотрены конструкцией.
• Технический жизненный цикл не менее 10 лет.
• Сертифицирован в РФ и странах СНГ, имеется положительное заключение экспертизы ПБ .
• Дополнительно: экономайзер , деаэратор , пароперегреватель , автомат продувки, блоки водоподготовки, конденсатообменная станция , комплект ЗИП в наличии на складах в России.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЗА 11 МИНУТ

Также производим парогенераторы на всех видах топлива:

• Парогенераторы газовые;
• Парогенераторы дизельные;
• Парогенераторы мазутные;

Рекомендуемое применение Парогенераторы промышленные производства фирмы:

1. Парогенераторы для пищевой промышленности: молокозаводы и молокозаводы, пивоваренные заводы и пивоваренные заводы, сыроварни, маслозаводы (производство жиров ), мясокомбинаты,

рыбзаводы и рыбзаводы, консервные заводы.

2. Парогенераторы для сельского хозяйства: агрохолдинги, грибные заводы.

3. Парогенераторы для производства строительных материалов: Заводы ЖБИ и бетонные заводы, битумные заводы, асфальтовые заводы.

4. Парогенераторы для деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности: деревообработка, производство картона и картоноделательные заводы, целлюлозные заводы целлюлозно-бумажные комбинаты, производство гофрированного картона, производство фанеры и фанерные заводы.

5. Парогенераторы для нефтяной и газовой промышленности: промывка резервуаров, промывка скважин , промывка оборудования .