Пиролизный (газогенераторный) твердотопливный котел — принцип работы и отзывы
0
Пиролизный котел длительного горения — особенности
5 (100%) голосов: 2
В этой статье мы с вами разберем принцип работы пиролизного котла длительного горения, ознакомимся с отзывами от его эксплуатации и посмотрим кто из производителей готов предложить лучшие модели.
- Принцип работы
- Отзывы пользователей
- Обзор производителей пиролизных котлов
Каждый из видов котлов, будь то твердотопливный, газовый или жидкотопливный, имеет свои достоинства и недостатки. Жидкотопливные котлы имеют дорогое топливо, электрические — постоянно зависят от сети… В то же время владельцы газовых котлов отмечают низкую стоимость топлива.
Но конструкция такого типа подразумевает высокую опасность, поэтому их установка и обслуживание проводят специально обученные люди.
Владельцы же котлов на твёрдом топливе знают, что топливо достать не сложно: дрова, уголь, торф доступны почти во всех жилых регионах. Однако их обслуживание требует постоянной подачи топлива, чистки и постоянного внимания за техникой безопасности. Но помочь разрешить данные проблемы способен пиролизный котел длительного горения.
Пиролизный твердотопливный котёл
Принцип работы
Современным и универсальным вариантом может стать котёл твердотопливный пиролизный длительного горения. Как и другой агрегат, он может использоваться для отопления жилых помещений и горячего водоснабжения, отопления теплиц или для обеспечения теплом промышленных и общественных площадей.
Пиролизный котёл отличается экономичностью, его достаточно заправлять 2-3 раза за сутки. Многое зависит от топлива и температуры за окном. Бывает одноконтурным и двухконтурным, что позволяет выстроить различные схемы системы отопления и горячего водоснабжения.
Может качественно работать на многих видах твёрдого топлива: бурый и чёрный уголь, древесина, торф и прочее. Время сгорания сырья для газогенераторного котла можете увидеть в таблице.
| Топливо | Время сгорания |
|---|---|
| Твёрдая древесина | 6 часов |
| Мягкая древесина | 5 часов |
| Чёрный уголь | 10 часов |
| Бурый уголь | 8 часов |
Если эти виды топлива отсутствуют или их не приобрести, то можно использовать любое органическое топливо.
Самым эффективным сырьём для пиролизного котла будет сухая древесина: она увеличивает время эксплуатации пиролизного котла и делает его работу более производительной.
Котлы пиролизные длительного горения работают посредством разложения углеродосодержащего топлива при недостатке кислорода на огромное количество горючих веществ и газов.
Из-за этого аппараты еще называют котлами газогенераторными.
Древесина (углеродосодержащее сырьё) может распадаться на твёрдый остаток (уголь древесный), ацетон, смолы, метиловый спирт и кислоту уксусную.
Как работает пиролизный котёл
Вещества поддаются горению и выделяют огромное количество калорий. Из-за этого твердотопливные котлы пиролизного горения имеют две камеры. Одна камера предназначена для закладки топлива и розжига. Другая – это камера дожига. Она выводит газы, которые выделились при горении сырья. Так как газы имеют высокую температуру, то перемешиваются с поступающим воздухом и воспламеняются. В обе камеры воздух подаётся отдельно и в зависимости от него изменяется сила горения и мощность.
Конструкция пиролизного котла может быть разная: в одних моделях камера дожига находится под первичной, в других – сверху:
- Первый случай – это когда камера находится вверху. Это самые распространённые конструкции, простые лёгкие в использовании. Так как сырьё топливное находится вверху, то отработанный газ выходит через трубу, находящуюся внизу.
Такой котёл пиролизного горения придётся время от времени очищать от золы, потому что зола может попадать в камеру дожига. - Второй случай – когда камера располагается внизу. Менее распространённый вариант, но в то же время имеет свои плюсы. В противоположность, такие агрегаты не нужно очищать от золы. Газ здесь поднимается и с помощью форсунки попадает в дымоход и остывает.
Такой котёл пиролизного горения придётся время от времени очищать от золы, потому что зола может попадать в камеру дожига.Сравнение пиролизного и обычного твердотопливного котла
Если вы решили изготовить пиролизный котёл длительного горения своими руками, то учтите, что для конструкции придётся приобрести все необходимые материалы и комплектующие. Плюс ко всему – опыт в данной деятельности, инструменты и чертежи.
Отзывы пользователей
Владельцы пиролизных котлов длительного горения отмечают экологичность, хорошую производительность котлов и их высокий коэффициент полезного действия (в среднем 85 %, в сравнении с котлами прямого горения, где КПД составляет около 65 %).
Пиролизный котел Buderus Logano S171 W
Ещё одно отличие в том, что газогенераторный котёл на дровах экономит около 40 % топлива. Процесс пиролиза можно контролировать: при желании поставить мощность 30 % или включить агрегат на все 100 %. Это в итоге позволяет повысить эффективность использования топлива.
Здесь всю настройку регулирует автоматика, ориентирующаяся на указанные нормы. Как пример для сравнения – обычный котёл. Его мощность регулируется условно вручную: открыть или закрыть дверцы, заслонки, поддувала.
Пользователи таких котлов отмечают продолжительное время горения топлива и почти полное отсутствие отходов. Поленья можно использовать и не колотые.
Из минусов владельцы пиролизных котлов указывают на высокую стоимость агрегатов и их постоянную зависимость от электроэнергии, а также необходимость использования сухой древесины.
При покупке пиролизного котла нужно учитывать следующие параметры:
- Коэффициент полезного действия котла. По этому критерию лучшими компаниями-производителями считаются Viessmann, Buderus, Biasi, Dakon, Atmos, Ferroli, Viadrus.
- Из какого материала изготовлен теплообменник.
- Возможно ли применять дополнительное топливо и при этом не менять горелку, а также какое основное топливо, а какое дополнительное (могут быть различные комбинации, например, дрова-пеллеты, дрова-уголь и пр.).
- Возможно ли переоборудовать котёл при смене горелки.
По этому критерию лучшими компаниями-производителями считаются Viessmann, Buderus, Biasi, Dakon, Atmos, Ferroli, Viadrus.Пиролизный котел Atmos DC 15 E
Хорошими эксплуатационными характеристиками среди твердотопливных агрегатов отличаются также пеллетные котлы.
Обзор производителей пиролизных котлов
Моделей пиролизных котлов длительного горения на рынке представлено множество. Зарубежные и отечественные производители предлагают отопительные устройства различной комплектации и стоимости. Все агрегаты отличаются между собой рабочими характеристиками, которые описаны ниже в таблице (отмечены некоторые из популярных изготовителей).
| Производитель | Характеристика |
|---|---|
| Blago (Благо) | Особенность этого газогенераторного котла в его крайней энергонезависимости. Агрегат работает на естественной тяге, а не от искусственной подачи воздуха. Предполагает возможность отопления различными видами топлива (дрова, щепки, опилки, обрезки, старые покрышки, кожа, резина, полиэтилен), при этом может работать на сырых дровах (с влажностью до 50 %) без потери мощности. Если конструкция небольшой мощности, то справятся с влажностью до 30-35%. Мощность моделей колеблется в пределах от 12 до 58 кВт. Компания утверждает, что топлива для агрегата требуется в среднем на 25 % меньше в сравнении с другими котлами с таким же механизмом действия. Закладка топлива в них происходит раз в 12-18 часов. Высокая безопасность гарантирована, а лёгкость использования – наглядна: контроль в автоматическом режиме, автоматическая чистка топливных каналов и отсутствие дыма.  Можно подобрать котёл нужной мощности исходя из площади отапливаемого помещения:
|
| Atmos (Атмос) | Это чешская компания, которая производит более двухсот моделей котлов отопления. Агрегаты сжигают пеллеты, дрова, брикеты, сжиженный газ. Есть комбинированные котлы, а под заказ можно изготовить котёл на газе. Компания «Атмос» выпускает агрегаты с мощностью в пределах от 15 кВт, которые подходят площадям 90-180 м², до 1000 м² и больше для производственных помещений. Пиролизные котлы длительного горения могут работать на древесине, в таком случае они маркируются как Atmos DC, работающие на угле и древесине — Atmos C и Atmos AC, пиролизные котлы помечаются как Atmos DC 24 RS, DC 30 RS, а пеллетные котлы – Atmos. Маркировка котлов содержит также префиксы GS, GSE и S.  Первые два типа имеют цельнокерамическую отделку обеих топок. За счёт этого коэффициент полезного действия становится выше, а процент выбросов в атмосферу углекислого газа значительно меньше. |
| Bosch (Бош) | Отличаются возможностью широкой регулировки мощности. Их КПД составляет в среднем 80 %, а объем воды в системе – 76-124 литра. Могут работать на древесине до 25 % влажности. Производитель выпускает основные три вида котлов:
|
| Viessmann (Виссманн) | Это стабильная компания, которая занимается выпуском продукции уже более ста лет. На сегодняшний день производитель имеет конкурентные преимущества в выпуске оборудования для систем теплоснабжения. Котельное оборудование «Viessmann» пользуется популярностью на предприятиях и в условиях дачных домов, квартир и коттеджей. Продукция «Виссманн» – продукция премиум-класса, качество которой соответствует своей цене, а также нормам и стандартам. Она крайне экономична, имеет высокий уровень безопасности и комфорта в эксплуатации. |
| Dakon (Дакон) | Мощность пиролизных котлов данного производителя колеблется в пределах от 18 кВт до 40 кВт. Все агрегаты в своей работе экологичны и экономичны (сжигание в камере с керамической форсункой повышает коэффициент полезного действия иногда до 85 %). Максимальная влажность твёрдого топлива доходит до 20 %. Пиролизный дровяной котёл «Дакон» имеет большую камеру загрузки сырья.  Это способствует увеличению времени работы котла без присмотра. Сжигать агрегат может поленья в диаметре не больше 130 мм. Максимальная длина поленьев варьируется от размеров топки в конкретной модели котла. |
Таким образом, пиролизный котёл позволяет достичь удобства в использовании твердотопливного агрегата за счёт длительного горения топлива.
Котел длительного горения | Galmet
В зависимости от критериев характеристик котлы длительного горения делятся на несколько видов.
По методу сжигания котлы длительного горения делят на твёрдотопливные и газогенераторные. В большинстве случаев, сегодняшнем рынке предлагают твёрдотопливные котлы, но процесс совершенствуется, и всё чаще появляются котлы газогенераторные (пиролизные). Твёрдотопливные котлы предназначены для работы на угле и дровах.
Твёрдотопливные котлы длительного горения работают по принципу верхнего сгорания. Горит не всё топливо, а только верхняя часть. Нижняя часть топлива не нагревается, пока процесс горения не опуститься ниже.
Длительность горения одной порции топлива доходит до пяти суток. На котлы твёрдотопливные достаточно высокие цены, однако, такие устройства быстро окупаются благодаря своим показателям и полезности.
В газогенераторных котлах используют в качестве топлива древесный газ, который выделяется при сгорании дров (пиролизный газ). В таких котлах нет сажи и очень маленькое количество золы. На котлы твёрдотопливные достаточно высокие цены, однако, такие устройства быстро окупаются благодаря своим показателям и полезности.
Котлы длительного горения различают в зависимости от вида топлива. Например, котлы, работа которых основана на сгорании дров. Дровяные котлы оснащены биметаллическим регулятором тяги. В них в качестве топлива можно использовать не только дрова, но и отходы деревоперерабатывающей промышленности. Отходы измельчаются и прессуются в гранулы (пеллеты). Пеллеты поступают в бункер и камеру сгорания. Такие котлы называют пеллетными.
Пеллетные котлы самые автоматизированные.
Есть пеллетные котлы с шнековой, поршневой и вакуумной подачей топлива. Такие котлы на одной порции топлива могут работать до семи дней.
Самым большим спросом пользуются универсальные котлы длительного горения. В них можно применять в качестве топлива любое доступное сырьё (уголь, дрова, брикеты) или сочетание нескольких видов топлива. Не удивительно, что производители работают над усовершенствованием системы котлов именно этого вида. Такие котлы оснащены контроллером управления и вентилятором надува.
Следующий показатель различия котлы длительного горения – зависимость от электроэнергии. Существуют зависимые и независимые котлы. Универсальные котлы требуют электричества. Дровяные котлы, как правило, не зависят от электроэнергии и могут работать автономно.
Котлы длительного горения используются как для отопления жилого дома, так и для промышленных зданий. Котлы, используемые в промышленности, имеют большие размеры и поэтому для их установки требуются отдельные помещения.
Котлы длительного горения – это котлы верхнего горения. Стальной цилиндр, окружен стальным корпусом, который в свою очередь покрыт теплоизолятором. В пространстве между цилиндрами располагается теплоноситель. К камере сгорания подведена труба, для подачи воздуха. Труба опускается вместе с топливом по мере его сгорания, что позволяет контролировать сгорание только верхних слоёв сырья.
Котлы длительного горения прошли не один этап совершенствования, они просты, эффективны и экономны.
Дата: 19.09.2017
Назад в «Статьи»
Газовые котлы и печи | Министерство энергетики
Энергосбережение
Изображение
Газовые котлы и печи могут работать на природном газе или пропане с простыми модификациями, учитывающими различные характеристики топлива. Природный газ широко доступен на всей территории Соединенных Штатов, но это зависит от наличия системы распределения природного газа в вашем регионе.
Возможен ряд модификаций газовых печей и котлов, но прежде чем проводить какие-либо модификации, вы должны рассмотреть потенциальные дополнительные преимущества, которые вы могли бы получить, просто заменив печь. Возможны следующие модификации:
Вентиляционные заслонки
Наиболее распространенной модификацией является добавление к котлу вентиляционной (или дымовой) заслонки. Вентиляционная заслонка предотвращает потери, закрывая вентиляционное отверстие котла, когда он не работает. Паровые котлы выигрывают от вентиляционных заслонок больше, чем водогрейные котлы, а большие котлы выигрывают больше, чем маленькие. Однако вентиляционные заслонки могут оказаться нерентабельными при использовании новых моделей подходящего размера.
Устройства прерывистого зажигания
Старые печи и котлы с постоянным запальником могут быть оснащены устройствами прерывистого розжига.
Эти устройства сложны в установке и должны устанавливаться только профессионалами. Они стоят около 250 долларов и обычно имеют срок окупаемости менее 10 лет.
Хотя устройства прерывистого зажигания могут сэкономить часть расходов на топливо, они не всегда рентабельны при установке на старом оборудовании.
Снижение мощности газовых горелок
Снижение номинальных характеристик или понижение мощности – это практика установки форсунки с меньшей производительностью в галлонах в час (галлонов в час) в газовом устройстве для сокращения расхода топлива в случае, если ваш котел или печь слишком велики. Чтобы сделать это правильно, часто требуется изменение формы/размера камеры сгорания и/или регулировка давления топливного насоса. Это работа для подготовленного специалиста.
Иногда можно уменьшить теплопроизводительность вашего газового котла или печи, чтобы повысить его эффективность, за счет уменьшения размера отверстия газовой горелки и, возможно, также перегородок.
Это сложный процесс, который должен выполняться только квалифицированным специалистом, а в некоторых случаях он может привести к нарушению местных строительных норм и правил и аннулированию гарантии производителя. Однако, если это разрешено, модификации должны стоить менее 100 долларов и могут сэкономить до 15% ваших затрат на топливо.
Паровые котлы должны быть снижены только в том случае, если паровая система также модифицирована для удаления лишних радиаторов,
Модулирующие аквастаты (только для водогрейных котлов)
Аквастат контролирует температуру горячей воды в бойлере, обычно поддерживая ее на уровне около 180°F. Но когда потребности в отоплении весной и осенью меньше, энергия тратится впустую на поддержание более высокой температуры, чем необходимо. Модулирующий аквастат, также называемый внешним сбросом, измеряет температуру наружного воздуха и соответствующим образом регулирует температуру горячей воды.
Установки могут сэкономить до 10% затрат на топливо и стоят несколько сотен долларов.
Более дешевая альтернатива — самостоятельно вручную отрегулировать аквастат, уменьшив температуру примерно до 120°F в более мягкий отопительный сезон. Обратитесь к руководству пользователя или обратитесь к специалисту по обслуживанию, чтобы найти аквастат.
Реле задержки времени (только для водогрейных котлов)
Реле задержки времени — это способ выжать максимум тепла из вашей системы без запуска котла. При срабатывании термостата реле заставляет бойлер циркулировать горячую воду по системе без включения котла. Через установленное время котел включится. Реле задержки времени стоит около 100 долларов США и может снизить затраты на топливо до 10%.
- Учить больше
- Ссылки
Газовые котлы и печи
Домашние системы отопления Узнать больше
Печи и котлы Узнать больше
Котлы и печи на жидком топливе Узнать больше
Котлы на природном газе |
Специализируется на оказании помощи электростанциям в решении проблем, связанных с эксплуатацией и техническим обслуживанием.
Телефон: 205.453.0236
Котлы, работающие на природном газе
По экономическим причинам, а также в соответствии с правилами, связанными с котлами MACT/MATS, работающими на природном газе, природный газ быстро заменяет уголь в качестве предпочтительного топлива. Большая часть новых мощностей, работающих на газе, представляет собой установки с комбинированным циклом, включающие в себя турбину внутреннего сгорания и HRSG.
Однако существует большое количество настенных или тангенциально-водотрубных коммунальных котлов, которые ранее работали на угле. Настенные блоки имеют несколько горелок на одной или противоположных стенках печи, в то время как котлы с тангенциальным нагревом имеют вертикальные ряды горелок в каждом из четырех углов печи.
Что такое природный газ? Природный газ состоит в основном из метана (обычно >85%), а остальное состоит из различных количеств этана, пропана, бутана и некоторых инертных компонентов (азота, двуокиси углерода и гелия).
Средняя валовая теплотворная способность составляет 1020 БТЕ/куб. куб. футов.
Выбросы при сжигании природного газа могут включать закиси азота (NOx), окись углерода (CO), двуокись углерода (C02), метан (Ch5), закись азота (N2O), летучие органические соединения (ЛОС) и следовые количества диоксида серы (SO2) и твердых частиц (ТЧ).
NOxОсновным механизмом образования NOx при сжигании природного газа являются тепловые NOx, что сильно отличается от сжигания угля в современных котлах, где NOx в основном представляют собой топливные NOx. Термический NOx возникает в результате термической диссоциации и последующей реакции молекул азота (N2) и кислорода (O2) в воздухе для горения, который составляет примерно 78% N2 и 20,9% O2.
Большая часть NOx образуется в высокотемпературной зоне горелки, на которую влияют 3 фактора:
- Избыток воздуха (Избыток кислорода).
- Пиковые температуры пламени и печи.
- Время воздействия пиковой температуры.
Эффективность сгорания ниже оптимальной приводит к высокому уровню CO. Неоптимальная настройка котла, недостаточное количество воздуха для горения, плохое распределение воздушного потока, плохое смешивание в зоне горелки или механические неисправности горелки — вот несколько причин, вызывающих высокие выбросы CO.
Летучие органические соединения (ЛОС) Эффективность сгорания ниже оптимальной также приведет к увеличению выбросов летучих органических соединений. Выбросы летучих органических соединений сведены к минимуму благодаря правильному сгоранию, что способствует хорошему перемешиванию на горелках. Более энергичное и турбулентное перемешивание, которое способствует более высокой температуре пламени и более длительному времени пребывания при высокой температуре, уменьшит содержание летучих органических соединений, но должно быть тщательно сбалансировано с выбросами NOx.
Следовые количества ЛОС, содержащиеся в сыром топливе, такие как бензол и формальдегид, способствуют выбросам ЛОС при плохом или неполном сгорании в печи.
Поскольку природный газ является газообразным топливом, выбросы твердых частиц (ТЧ) низки. ТЧ из природного газа очень мелкие, обычно менее (1) одного микрометра. Твердые частицы при сжигании природного газа обычно представляют собой углеводороды с более высокой молекулярной массой, которые не сгорают полностью. Принимая во внимание это, увеличение выбросов ТЧ является результатом плохого сгорания, вызванного плохим перемешиванием, чрезмерным поступлением воздуха для настройки котла, механическими проблемами горелки и/или несбалансированным воздухом для горения, поступающим в горелки.
Оксиды серы Природный газ содержит очень мало серы, поэтому выбросы SO2 очень малы. Наиболее распространенной добавкой для придания запаха природному газу является меркаптан (Ch4SH: метантиол).
ЧЕГО ОЖИДАТЬ ПРИ СЖИГАНИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА В УГОЛЬНОМ КОТЛЕ
⇧ Вероятно повышение температуры газа на выходе из топки (FEGT)Коэффициент излучения пламени при сжигании природного газа ниже, чем у угля. Это означает, что поглощение воды стенками печи обычно ниже при сжигании природного газа. Количество тепла, поглощаемого водяными стенками, регулирует FEGT. Когда меньше тепла от сгорания поглощается водяными стенками печи, результатом является более высокий FEGT, поступающий в конвекционный проход (также известный как обратный проход).
⇩ Низкий КПД котла В зависимости от ряда факторов, включая свойства угля, КПД котла при сжигании угля обычно составляет от 87% до 89%. КПД котла обычно снижается до 84-85% при переводе угольного котла на природный газ. Самое большое изменение связано со сжиганием водорода. Обычно потери тепла составляют 4% при сжигании угля и около 11% при сжигании природного газа. При сжигании природного газа другие потери, такие как потери сухого газа, влага в топливе и несгоревший углерод, ниже по сравнению с сжиганием угля, примерно на 1% для каждой из этих потерь.
Котлы, работающие на природном газе, работают при более низком избытке воздуха (O2) и другом расходе воздуха, необходимом для стехиометрического сжигания. Угольные котлы обычно работают с 3-3,5% O2 (около 20% избытка воздуха). В то время как котлы, работающие на природном газе, обычно работают при 1-1,5% O2 (около 7% избытка воздуха).
? Температуры пара и газа на выходе При переходе с угля на природный газ будут затронуты характеристики теплообмена котла. Характеристики этих воздействий в значительной степени зависят от конструкции и конфигурации агрегата и зависят от конкретного агрегата. Уголь содержит золу, а природный газ – нет. При сжигании угля возникает зола, а также обрастание или шлакообразование на поверхностях нагрева. Эти отложения отсутствуют при сжигании природного газа, а теплообмен в конвекционном тракте может увеличиться на 10–20 % в зависимости от ряда факторов.