Работа твердотопливного котла: Принцип и схема работы твердотопливного котла « Котлы отопления от компании Kotel PRO

Котел длительного горения – как работает, какой лучше и как выбрать — Новости

Учитывая конструкцию и принцип работы, все твердотопливные котлы независимо от вида, имеют достаточно высокие показатели КПД, и минимальные выбросы углекислого газа. Сегодня, мы попробуем разобраться, что такое котел длительного горения, в чем их превосходство над традиционными моделями, какие виды топлива пригодны для полноценной работы, и на что именно обратить внимание при выборе.

Твердотопливный котел длительного горения – это отопительное устройство, выполненное из стали или чугуна, способное путем утилизации (прогорания) твердого топлива вырабатывать тепловую энергию.

Сама конструкция, и принцип работы ее достаточно понятен:

• первое, что необходимо сделать – это загрузить нужно количество твердого топлива в топку;

• находясь под воздействием кислорода, топливо перегорает, вырабатывая при этом тепловую энергию;

• в теплообменнике сложной формы, тепловая энергия достигает температуры 100-120 градусов;

• после, тепловая энергия поступает к теплоносителю (чаще всего воде).

Преимущества твердотопливных котлов длительного горения над традиционными

Независимо от производителя и модели, все твердотопливные котлы работают по принципу «верхнего горения». Для того, чтобы иметь полное представление как работает котел длительного горения, предлагаем вам рассмотреть процесс поэтапно. Задолго, до подачи кислорода в топку, где производится процесс горения, он подогревается. Предварительный прогрев воздуха позволяет существенно снизить количество отходов после горения. После, производится подача кислорода в систему сверху в низ. Учитывая направление воздуха, в топке горит только верхний слой топлива, и полностью исключен процесс горения топлива в нижней части. Когда покрывной слой перегорает, воздух подается ниже, и пламя переходит на следующий шар. Так пошагово, слой за слоем, воздух подается с каждым разом все ниже, пока не достигнет дна конструкции.

Это и есть основным отличием котлов длительного горения от классического твердотопливного оборудования. В классических котлах, дрова перегорают единым пламенем за достаточно короткий период, выделяя все тепло. В то время, как применяемая вертикальная подача воздуха в котлах длительного горения, позволяет топливу перегорать не сразу, а поэтапно, начиная с верхнего шара. За счет этого, вы можете не только контролировать сам процесс горения, но и значительно экономите на топливе, продлевая работу оборудования на одной загрузке до 5 суток.

Виды топлива, и их специфика

Перед тем, как найти ответ на вопрос: «Какой котел длительного горения выбрать?», предлагаем вам определится с видом топлива, от которого в дальнейшем может зависеть выбор отопительного оборудования.

Среди наиболее популярных видов топлива стоит выделить:

1. Дрова – куски дерева, в пиленом или колотом виде, длинной до 30 см. В качестве твердого топлива, могут применяться различные виды древесных пород (бук, береза, ясень, ольха, сосна, плодовые деревья, и т.д.), при этом стоит отметить, что не все они одинаково эффективны. Речь идет о том, что выбирать дрова, нужно отталкиваясь от их приоритетных характеристик. К примеру, дрова из плодовых деревьев лучше выбирать для использования в камине, в то время, как дрова лиственных пород (дуба, березы, лещины и т.д.) отлично подойдут для полноценной работы котлов на твердом топливе.

2. Брикеты – это отходы деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности, спрессованные в брикет (стружки и щепки от дерева, солома и т.д.). Для формы, сырье скрепляется механической прессовкой. Брикеты не содержат в составе вредных веществ, не выделяют чадный газ, обеспечивают равномерный огонь, и достаточно экономны в использовании. В зависимости от вида, выделяют 3 разновидности брикетов: RUF (выполнены в прямоугольной форме), NESTRO (напоминаю цилиндр с отверстием по центру), Pini&Kay (отличаются наличием 4-х, 6-ти или даже 8-ми граней).

3. Пеллеты – изготавливаются путем тщательного измельчения сырья (коры, стружки, соломы и т.д.), добавления связующего вещества (лигнина), и формирования из массы гранул твердой формы. Такие гранулы позиционируются как совершенной новый и универсальный вид биотоплива, равноценный по эффективности применения каменному углю. Исходя из сырья, входящего в состав, пеллеты имеют следующие разновидности: из соломы, торфа, шелухи, и различных пород дерева (мягких и твердых).

4. Уголь – ископаемое твердое горючее вещество растительного происхождения, в основу которого входит углерод и другие химические элементы. В зависимости от срока пребывания в земли, и условий углефикации изменяется состав угля, и его влажность. Классифицировать уголь можно по следующим параметрам: виду, сорту, классу крупности, марке, и т.д.

Твердотопливный котел длительного горения: как выбрать и чему уделить особое внимание

Столкнувшись с вопросом оборудования отопительной системы, мимовольно возникает вопрос: как выбрать твердотопливный котел длительного горения, и какие именно критерии являются решающими при подборе?!

Предлагаем вам ряд вопросов, ответив на которые вы без труда сможете подобрать наиболее оптимальное оборудование для решения вопроса отопления:

• Какая мощность необходима? Определяется мощность путем подсчета общей площади помещения, уровня его теплоизоляции, и климатических особенностей вашего региона.

• Основной или резервный? Приобретая котел в качестве основного отопительного оборудования особое внимание стоит уделить его надежности, износостойкости, и уровню КПД. Если предполагается одновременная работа нескольких теплогенераторов, то естественно нагрузка на оборудование и частота использования будет снижена в разы, что позволяет сэкономить на материале конструкции и теплообменнике.

• Комфорт или экономия? Внешний вид прибора, наличие функции автоматического розжига, загрузки, резервного бака для топлива и т.д. помогут вам значительно облегчить не только обслуживание, но и ежедневную эксплуатацию прибора. В то же время, если в приоритете у вас экономия, вы можете избежать лишних затрат, и приобрести бюджетную модель котла длительного горения.

Надеемся, вышеизложенная информация поможет вам определить какой лучше котел длительного горения подойдет именно вам, и какое топливо будет для вас наиболее удобным и экономично выгодным.

Устройство и работа промышленного твердотопливного котла

Существует несколько требований, которым должны соответствовать промышленные твердотопливные котлы. К ним относится экономичность, достаточная мощность, производительность и соответствие нормам ППБ. Современные условия эксплуатации требуют использовать отопительное оборудование с максимальной автоматизацией процесса горения.

Типы промышленных котлов на твердом топливе

Современные промышленные котлы отопления на твердом топливе, отличаются внутренним устройством, принципом используемой работы и функциональными особенностями. Можно условно разделить все модели отопительного оборудования на несколько категорий, по следующим признакам:

• По принципу работы – классические агрегаты, уже практически не используются. Вместо них, все чаще устанавливают промышленные пиролизные котлы на твердом топливе длительного горения.
  Принцип работы газогенераторного оборудования основан на дожиге продуцируемого во время сжигания топлива, углекислого газа. Промышленный пиролизный котёл является наиболее экономичной моделью. Окупаемость оборудования достигается за 2-3 отопительных сезона.
• По степени автоматизации – промышленные твердотопливные водогрейные котлы отопления предлагаются с механической и ручной подачей топлива. Работа автоматических моделей, полностью контролируется микропроцессорным контроллером. Автоматика регулирует подачу топлива, нагнетание воздуха в топку и удаление продуктов сгорания.
  Современные модели, снабжены автоматическим сажеудалением. Использование контроллера увеличивает экономичность устройств, по сравнению с классическими моделями, на 30-40%. Дополнительная экономия от автоматизации, достигается за счет отсутствия необходимости в постоянном присутствии обслуживающего персонала в котельной.
• Дополнительные функции – помимо обогрева, котлы работают на производство горячей воды и пара.

Принцип работы промышленного твердотопливного котла не многим отличается от обычного бытового оборудования. Главным отличием является большая производительность и соответственно, увеличенный расход топлива.

Паровые тт котлы большой мощности

Промышленные паровые котлы большой мощности на твердом топливе, одновременно работают на нагрев теплоносителя и производство пара. Принцип работы заключается в следующем:

• Вода, поступающая в теплообменник, предварительно подогревается, нагретым в процессе горения топлива воздухом.
• Сжигание топлива происходит при высокой температуре. Вода, доводится до точки кипения и испаряется.
• Влажный пар поступает в специальный коллектор, где частички влаги удаляются. После этого, пар дополнительно подогревается до необходимой температуры.

Паровые промышленные котлы делятся на две категории, по теплообменнику внутри устройства. Различают жаротрубные и водотрубные агрегаты.

В отличие от агрегатов, работающих на нагрев теплоносителя до температуры 60-90°С, расчет мощности парового котла, выполняются по специальной формуле Q = 0.001163 × {D × (iп-iп.в)} / η. Провести все необходимые подсчеты, может только грамотный специалист теплотехник.

Водогрейные промышленные тт котлы

Устройство промышленных водогрейных тт котлов, не предусматривает производство пара, как в предыдущей модели отопительного оборудования. Котлы для промышленного использования отличают следующие характеристики:

• Универсальность – практически все твердотопливные агрегаты разрабатываются так, чтобы быть способными работать на любом виде твердого топлива: дровах и отходах древесины, угле, опилках, торфе и брикетах. КПД моделей несколько ниже, чем у бытового оборудования, что компенсируется неприхотливостью оборудования к качеству топлива.
• Высокая производительность – водогрейные промышленные котлы имеют производительность до нескольких мВт. Одновременно с нагревом теплоносителя, осуществляется подогрев воды для ГВС. Промышленное оборудование способно отапливать помещения большой площади или целого коттеджного поселка.

Промышленные пиролизные котлы длительного горения, имеют конструкцию, позволяющую заранее подготовить топливо для процесса газогенерации. Для процесса газогенерации требуется, чтобы влажность сырья была не выше 30%. В топочную камеру нагнетается воздух, предварительно подогревающий и просушивающий топливо.

Требования к помещению для установки промышленного тт котла

Твёрдотопливные промышленные котлы большой мощности, устанавливаются в отдельно стоящем помещении, используемом под нужды котельной. К зданию предъявляются высокие требования относительно пожарной безопасности.

Требования оговаривают следующее:

• Котел устанавливается отдельно от промышленных помещений и топливного хранилища.
• В систему отопления обязательно включается система водоподготовки и безопасности. Для защиты котла от повышения температуры, устанавливается группа безопасности, состоящую из манометра, датчика сброса давления и воздухоотводчика.
• Осуществляются мероприятия по обеспечению безопасности. Регулярно проводится влажная уборка, предотвращается скопление пыли. При использовании угля в качестве основного топлива, устанавливаются пылеуловители. Устанавливаются герметичные светильники с металлическим защитным каркасом.
• Стены и пол помещения облицовываются негорючими материалами.
• Требование по промышленной безопасности оговаривают необходимость в свободном подъезде к котельной и наличия пожарного гидранта. Обязательно устанавливают пожарный щит со средствами пожаротушения и индивидуальной защиты.

В промышленной котельной устанавливают средства сигнализации и оснащают помещение системой автоматического пожаротушения.

Блочно-модульные котельные на твердом топливе

Для удобства потребителей и упрощения монтажа, в заводских условиях собираются полностью укомплектованные и готовые к работе котельные.

Существует два типа модулей:

• Контейнерная блочно-модульная котельная на твердом топливе. Компонуется в утепленных металлических контейнерах, устанавливаемых с помощью погрузочной техники. Преимуществом конструкции является возможность свободно комплектации и увеличения производительности станции по желанию заказчика. Недостатком – высокие требования, предъявляемые к монтажу и большие временные затраты на установку.
• Передвижные блочно-модульные котельные на основе твердотопливных котлов. Станции устанавливаются на автомобильную раму с колесами. По своей конструкции, напоминают автомобильный прицеп. Станция легко монтируется и подключается, но имеет ограничения, относительно производительности и комплектации.

Независимо от выбранного типа, БМК укомплектовываются следующим:

• Отопительным оборудованием – БМК оснащаются моделями мировых производителей котлов. По желанию, можно выбрать немецкий Buderus или отечественный ZOTA и т.п.
• Автоматикой – в котельной устанавливают пульт управления. За работой котла следит один оператор, контролирующий процесс нагрева теплоносителя. Автоматика полностью регулирует рабочий процесс: подачу топлива и воздуха.
• Системой водоподготовки и безопасности.

Расход топлива в БМК составляет на 20-30% меньше чем в промышленных котлах, приобретаемых отдельно. Благодаря заводским настройкам и комплектации, удается добиться максимального КПД и экономичности.

Требования к БМК на твердом топливе

Главным преимуществом отдельностоящих блочно-модульных котельных на твердом топливе, является отсутствие необходимости в получении дополнительных разрешений на установку и эксплуатацию.

Во время сборки модуля, все устанавливаемое оборудование регистрируется в органах государственного надзора, в частности Ростехнадзоре. После компоновки, завод изготовитель приглашает представителя органов надзора и осуществляет запуск, и ввод станции в эксплуатацию.

Потребитель получает полностью готовую котельную. Все приборы и оборудование настроены и готовы к эксплуатации. Для начала работы, потребуется подключить энергоснабжение и систему отопления к специально предназначенным для этого отводам. После этого можно запускать БМК.

Технические характеристики БМК на твёрдом топливе, полностью соответствуют заявленным производителем и не меняются в процессе эксплуатации. Монтаж и подключение котельной осуществляет представитель завода изготовителя. При необходимости допускается самостоятельное подключение.

Стоимость БМК на твердом топливе

На стоимость БМК влияет несколько факторов:

• Установленный котел – промышленные отопительные котлы на твердом топливе, отличаются в цене, в зависимости от производителя, принципа работы и других технических характеристик. Отечественные модели, стоят в 2-3 раза дешевле, что в конечном итоге отражается на полной стоимости котельной.
• Комплектация – на себестоимость также влияет наличие или отсутствие системы автоматической подачи топлива и золоудаления, автоматики, блока дистанционного управления, сантехузлов и комнаты персонала. Каждая дополнительная опция увеличивает стоимость БМК.

Полный расчет по стоимости, выполняется только после согласования комплектации и дополнительных опций. Наиболее выгодно приобретать котельную «под ключ». В таком случае, цена будет включать весь спектр услуг по настройке и подключению БМК, и не поменяется в процессе установки.

Как превратить обычный твердотопливный в котел длительного горения?

Традиционная система отопления на базе твердотопливного котла имеет ряд недостатков.

В этой статье мы расскажем, как решить проблемы при использовании котла, работающего на дровах или пеллетах, сделать систему отопления с твердотопливным котлом максимально автоматизированной и превратить обычный котел на твердом топливе в столь желанный всеми твердотопливный котел длительного горения.

Подробнее о проблемах

Частые загрузки. Одной из главных проблем при использовании твердотопливных котлов в традиционной прямоточной системе является то, что загрузку топлива (дров, угля) приходится производить достаточно часто. Интервалы между загрузками обычно измеряются  несколькими часами. Естественно, это очень неудобно и отнимает много сил.

Не оптимальный режим работы котла – быстрый выход его из строя. Значительную часть времени твердотопливный котел работает  с пониженной мощностью, что ведет к снижению КПД, низкотемпературной коррозии и увеличению образования сажи и дегтя.

Перегрев котла при отключении электроснабжения. В случае естественной циркуляции проблем не возникнет. Рассмотрим ситуацию, когда твердотопливный котел работает в системе с принудительной циркуляцией (с использованием насоса). При отключении электроэнергии, циркуляционный насос останавливается, движение теплоносителя прекращается, но твердотопливный котел не может быстро перестать вырабатывать тепло, как газовый, электрический или жидкотопливный. Избыток тепла в камере сгорания котла приводит к закипанию теплоносителя и выходу котла из строя.

Как решить проблемы?

Одним из основных способов решения проблем является использование твердотопливного котла совместно с тепловым аккумулятором: котел работает на полную мощность, независимо от погодных условий, а избыток тепла аккумулируется в баке, из которого оно постепенно расходуется на отопление помещения, в том числе и при выключенном котле.

При этом, конечно, важно выбрать качественный теплоаккумулятор и создать правильную систему регулирования, которая будет эффективно управлять работой котла совместно с теплоаккумулятором.
Регулирование такой системы осуществляется путем создания двух контуров, один из которых, котловой, будет использоваться для возврата части нагретой воды в котел, а второй, отопительный, — для раздачи тепла потребителям (радиаторам, водонагревателям, теплому полу и т.п.). Осуществляется распределение  тепла между контурами специальным регулятором, а исполнительным механизмом служит трех- или четырехходовой смесительный клапан с сервоприводом, на который подается сигнал от регулятора.
Так проектировались твердотопливные системы отопления до недавнего времени. Но инженерная наука не стоит на месте, и недавно на рынке (в том числе на российском) появилось замечательное устройство Laddomat (Ладдомат), которое успешно заменяет собой классические соединения отдельных элементов и позволяет оптимизировать работу котла совместно с теплоакккмулятором. Производится устройство шведской компанией Termoventiler AB.  Применение устройства Laddomat с теплоаккумулятором позволяет решить все вышеописанные проблемы.

Чем же система с Laddomat отличается от традиционной системы?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, для начала заглянем в аккумулирующий бак. Работа бака базируется на физическом принципе: горячая вода легче холодной. Горячая вода из котла поступает в верхнюю часть бака, в то время как холодная – в нижнюю. Для того чтобы этот процесс функционировал правильно, между слоями горячей и холодной воды должна быть резкая граница. Тогда горячая вода находится в верхней части бака и в системе отопления даже тогда, когда в нижней части бака вода уже остыла.

Если же горячая и холодная вода перемешиваются, эффективность процесса уменьшается, и в самом плохом варианте, теплой воды не хватит даже чтобы принять душ.
То есть главный секрет успешной работы системы с аккумулирующим баком – в резком перепаде температур между слоем горячей и слоем холодной воды. Стало быть, основная задача регулирующего устройства сводится к контролю скорости циркуляции воды так, чтобы он не нарушал границы температурных слоев. При эффективной температурной стратификации (разделение на слои) термоаккумуляторный бак вырабатывает на 50% больше тепла в период между растопками котла. Так бак объемом 1000 л при наличии температурной стратификации слоев воды вырабатывает такое же количество тепла, как обычный бак объемом 1500 л.
Именно с этой целью (создание оптимальной температурной стратификации слоев при заполнении бака водой) было сконструировано устройство Laddomat.

Как же решает Laddomat  проблемы твердотопливных систем?

Частые загрузки. Laddomat  быстро выводит котел на рабочий режим, так как в начале цикла вода циркулирует по малому (котловому) контуру. После выхода котла на рабочий режим, нагретая вода начинает подаваться в бак и систему отопления. Когда бак заполнится горячей водой, котел начнет постепенно охлаждаться, но система продолжит отапливаться теплом из аккумулирующего бака.
В системах без аккумулирующего бака котел необходимо растапливать несколько раз в день для того чтобы поддерживать тепло. При каждом запуске системы происходят потери тепла. Очевидно, что система с баком эффективнее: меньше запусков – меньше потерь.

Оптимальный режим работы котла. Как уже было сказано, аккумуляция избытков тепла в баке позволяет котлу работать постоянно на полную мощность, даже в период относительно теплой погоды, что для котла является оптимальным режимом работы. Это также защищает котел от коррозии, которая возникает при работе на низких температурах.

Перегрев котла при отключении электроснабжения. При отключении электропитания Laddomat переключит режим циркуляции теплоносителя с принудительной (через насос) на гравитационную (естественную). Тепло из котла будет поступать в бак. Давление в системе естественной циркуляции заполнит котел холодной водой. Пламя будет поддерживаться в течение некоторого времени с небольшой производительностью, пока электричество вновь не появится или котел полностью не остынет.
  
 

Котел длительного горения, эффективная работа до 7 суток на 1 загрузке

Среди огромного количества видов отопительного оборудования, представленного на рынке, одним из традиционных вариантов для использования в частном доме является котел длительного горения.

Твердотопливный котел длительного горения

При помощи самых современных научных разработок инженеры смогли построить такой котел, который может работать до 7 суток на одной загрузке! Это не фантастика, это уже реальность! Несмотря на достаточно крупные габариты прибора и его громоздкость, это самое практичное и экономичное решение для отопления большой площади на сегодняшний день!

Котел длительного горения может быть использован как основной источник горения, что объясняет его большую популярность для многих отдаленных районов страны, где нет другого варианта отопления дома.

ТТ котел длительного горения для большого дома

 

В отличие от классического котла, где тепло отдается пламенем при сгорании топлива, прибор длительного горения работает совсем по другой схеме. Котел длительного горения является абсолютно новой и усовершенствованной конструкцией.

Устройство твердотопливного котла

В обычных ТТ котлах одна закладка дров или угля обеспечивает горение в течение 6-7 часов, что не очень экономично и требует постоянного контроля, дабы поддерживать оптимальный температурный режим. Приборы же длительного горения могут поддерживать тепло в течение 7 суток с одной закладки дров или угля.

За счет чего происходит такая разница в потреблении сырья и как достигается эта производительность? Об этом мы и поговорим в этой статье.

Принцип работы котла длительного горения

Котлы на твердом топливе появились сравнительно давно, но все они, независимо от модели и производителя, имели один существенный недостаток. Топливо приходилось постоянно добавлять, по мере того, как оно сгорало. Это было малоэффективно и не экономично. Такая ситуация продолжалась ровно до 2000 года, пока компания Stropuva не нашла способ устранения этой проблемы. Именно инженеру Эдмунтасу Штропайтис мы обязаны таким изобретением, как котел длительного горения.

На сегодняшний день это наиболее практичное и функциональное устройство для обогрева частного дома или дачи, уровень производительности которого достигает 70, а иногда и 100%. Но, в отличие от классических пиролизных котлов, которые также отличаются хорошим КПД, такие агрегаты могут поддерживать тепло в течение 7 суток всего лишь на одной партии топлива!

В чем же его основные технические особенности и за счет чего этот прибор так экономичен и эффективен?

Устройство котла длительного горения

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения похож на пиролизные агрегаты. Основное тепло образуется не от сгорания дров или угля, а от газификации твердого топлива. Процесс горения происходит в закрытом пространстве, откуда через специальную телескопическую трубу, высвобождается древесный газ.

После этого, газ направляется в сопло грелки, где происходит диффузия (смешивание) с вторичным воздухом, закаченным вентилятором. Таким образом, беспрерывный процесс будет происходить до тех пор, пока полностью не сгорят угли или дрова. При этом температура горения порой достигает 1200 градусов.

Внутренне устройство котла длительного горения

Эффективность такого принципа заключается именно в том, что твердое топливо расходуется очень медленно, по мере необходимости, что существенно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Но не только высокая производительность является преимуществом такой конструкции.

Важно. Твердотопливные (пиролизные) котлы длительного горения обладают очень высоким КПД по сравнению с классической конструкцией. Он равен 95%.

Как правило, вся суть долгоиграющего горения заключается в том, что прогорает одновременно не вся закладка угля или дров, а только верхний слой. Из-за того, что воздух подается сверху, а не снизу, прогорание топлива происходит постепенно, в верхнем его слое.

Принцип длительного горения

Когда этот слой сгорает, включается подача воздуха, причем ровно столько, сколько нужно для сгорания верхнего слоя. Это и обеспечивает такую продолжительность горения и возможность контроля над процессом.

Следует сказать, что такой вариант отопительного прибора приемлем исключительно в качестве отопительной системы. Если вам необходимо продумать систему нагрева воды для бытовых нужд, то следует искать другие варианты.

Если же вариант подбирается именно для отопления большого дома, то такой аппарат является отличной альтернативой электрическим и газовым приборам.

Особенность конструкции ТТ котла длительного горения

Обычно сама конструкция и крупные габариты такого прибора уже подсказывают потребителю, что все дело в большом объеме загрузочной камеры. Однако длительность горения здесь обуславливается не большим объемом ресурсов, а медленным тлением.

Конструкция ТТ котла

Длительность горения обеспечивается за счет применения специальных приемов. Сегодня существует 2 основные системы длительного горения, применяемые в таких приборах. Это канадская система Булерьян и Прибалтийская Стропува.

Вторая система менее распространена в нашей стране по причине высокой цены и большого количества технических параметров. А вот система Бурельян является основополагающей при производстве котлов длительного горения, представленных сегодня на современном рынке.

Она представляет собой небольшую печь, которая состоит из двух камер. В первой (нижней) камере происходит горение твердого топлива, в результате чего образуется газ. Он поступает во вторую камеру, которая находит выше первой. Здесь происходит смешивание горячего газа с воздухом и дальнейшее сгорание. Высокую теплоотдачу и хорошую циркуляцию воздуха обеспечивают трубы, расположенные снизу вверх по окружности цилиндра котла.

ТТ котел длительного горения

Безусловно, длительность горения котла до нескольких суток обуславливается необходимостью загрузки большого объема топлива. С этой целью, дверца загрузочной камеры располагается не внизу, а в верхней части котла. Всю же нижнюю часть заполняет топливо.

Большая загрузочная камера обеспечивает длительное горение

Дымовой патрубок находится в верхней части котла, который соединяется с дымоходом. А в самой нижней части можно увидеть зольник, который необходим для сбора золы и систематического доступа для очистки.

Если в обычных печах зольник играет роль поддувала, поставляя порцию кислорода, то здесь зольник играет исключительно функцию сбора остатков горения, поэтому его дверца герметична. Откуда же поступает воздух? Вверху котла расположена воздушная камера, которая одновременно играет роль рекуператора (здесь дымовые газы нагревают ее стенки). То есть воздух из воздушной камеры поступает уже нагретым.

ТТ котел

Вверху камеры находится заслонка, которая регулирует поставку воздуха к топливу. Чтобы кислород дозировано поступал в камеру, в котле расположен распределитель воздуха, который соединен с воздушной камерой длинной телескопической трубой.

По мере сгорания топлива распределитель опускается вместе с верхним слоем горящего сырья, что обеспечиваем постоянную подачу кислорода. Для того чтобы вернуть распределитель в исходное положение, достаточно потянуть трос с кольцом вверх. Кстати, остаток топлива в камере, можно определить по положению троса.

В результате такой конструкции, производителям удается достичь производительности (КПД) до 85 %, и регулируемой мощности от 50-100%.

Видео. Принцип работы ТТ котла длительного горения.

Принцип такой конструкции объясняет высокую экологичность котлов длительного горения. Процент выброса углекислого газа в атмосферу получается очень низким.

Сырьем для горения обычно выступает уголь, торфяные брикеты, дрова, кокс. Но кроме обычных дров можно применять любые отходы деревообрабатывающей промышленности. Эти отходы измельчаются до мелкодисперсного состояния, после чего прессуются в гранулы, называемые пеллетами. Топливо может комбинироваться – все зависит от модели.

Пеллетный котел

Большой объем загрузочной камеры и недостаточный приток кислорода в камеру сгорания значительно увеличивает общий КПД ТТ котла, с учетом этих факторов процесс тления происходит крайне медленно и может достигать до 7 суток. Пиролизные котлы тоже хороши, но они очень требовательны к качеству и влажности исходного топлива. Да, здесь производительность тоже уменьшится при влажных дровах, но не так сильно, как в пиролизном котле.

Очень многие модели работают на основе на сыпучих древесных веществах (опилки, щепки), на торфяных брикетах или на базе древесных кусков, срезов.

различное топливо для котла

За счет того что кислород в камеру поступает ограниченными дозами, процесс тления происходит очень медленно. Но вместе с тем загруженных в котел ресурсов достаточно, чтобы получить генераторный газ, обладающий высокими показателями теплопроводности. Через керамическую форсунку он устремляется в основную камеру сгорания, где и продолжается процесс активного горения. При этом процесс форсируется и поддерживается дополнительным воздухом, который создает вентилятор.

Само пламя образуется при смешении газа и воздуха, а усиливается благодаря использованию вентиляторов.

Такие агрегаты из-за сложности схемы и объемных габаритов, в основном используют для обогрева крупных помещений, больших загородных особняков. Для небольшой дачи или одноэтажного домика это попросту экономически не обосновано приобретать такой котел. Слишком уж велика производительность таких агрегатов.

ТТ котел для больших помещений

Высокая производительность котлов длительного горения также достигается благодаря удачному расположению теплообменника, который представляет собой водяную рубашку. Конструкция агрегата помогает равномерно прогревать водяной контур по всему периметру. Температура отходящих газов не превышает 130-150 градусов. Тепло, выделяющееся в котле, максимально эффективно прогревает теплоноситель.

Выбирая для дома котел длительного горения, давайте пройдемся по основным его техническим характеристикам и отметим достоинства и недостатки.

Технические характеристики

• Котлы длительного горения, которые могут обеспечить работоспособность до 7 суток, в основном работают на торфяных брикетах или древесных стружках. Существуют и универсальные приборы, позволяющие работать с разным топливом, но длина его при этом не должна превышать 40 см. В противном случае придется заниматься самостоятельной заготовкой дров.
• Чем выше влажность исходного сырья, тем меньше будет производительность отопительного прибора. Поэтому для горения производители рекомендуют использовать топливо влажностью не более 20%.
• 1 загрузка котла в среднем обеспечивает до 7 суток беспрерывного горения.

Норма влажности дров

 Преимущества:

• Высокая производительность. Пожалуй, это одно из главных и весомых достоинств таких громоздких агрегатов. Средний показатель КПД составляет не менее 90%.
• Экологичность. Угарный газ, поступающий в дымоход, используется в роли основного источника образования горючего газа.
• Относительная доступность и недорогая цена твердого топлива.
• Автоматичность рабочего процесса. Некоторые модели оснащены пультом, позволяющим устанавливать нужный температурный режим.
• Экономия времени и ресурсов.
• Автономность работы. Может быть использован в качестве основного отопительного прибора.
• Высокая пожаробезопасность. Котлы длительного горения оснащены датчиком тревожного сигнала, который срабатывает при любой аварийной ситуации.
• Высокая надежность конструкции. При правильной эксплуатации оборудования, котел прослужит не один десяток лет.

Но какими бы эффективными, экономичными и производительными ни были эти котлы, есть и некоторые недостатки таких устройств.

Недостатки:

• Большие габариты.
• Высокая цена.
• Необходимость в регулярной чистке.

Меры безопасности

Чтобы твердотопливный котел длительного горения прослужил долгую службу и не стал причиной ожогов или аварий в доме, следует выполнять простые правила эксплуатации этого прибора.

• Не допускайте перегрев системы. Учитывая высокую инерционность котла, он крайне медленно остывает. Поэтому важно следить за контрольной отметкой температуры. Особенно это касается труб, выполненных из металлопластика или пластика. Если температура на выходе будет составлять 110-115 градусов, то это приведет к печальным последствиям. Трубы могут попросту расплавиться. Для этого необходимо при монтаже отопительной системы использовать охлаждающие теплообменники и переключающие клапаны.

  Система вентиляции в помещении

• Ни в коем случае нельзя устанавливать запорный вентиль на трубопроводе между расширительным баком и котлом.
• Помещение должно иметь вентиляцию для притока воздуха.

  Меры безопасности

• Запрещается разжигать котел, если в расширительном бачке нет воды.
• Нельзя класть на котел легковоспламеняющиеся предметы.

Действительно ли котел будет работать все 7 суток на 1 загрузке топлива?

Владельцев дач и частных домов, при выборе твердотопливного котла, более всего интересуют такие параметры, как цена, мощность и длительность горения с одной загрузки топлива.

ТТ котел длительного горения

Вот давайте в сравнительной характеристике и будем придерживаться этих основных критериев, чтобы определить, какой из приборов будет наиболее эффективным.

• Вид топлива. От этого во многом зависит эффективность прибора. Не все сырье предназначено для длительного горения. Дрова, например, максимальную производительность отдают при быстром сгорании. А вот торфяные брикеты способно отдавать тепло длительное время, поддерживая оптимальную температуру. Отличным решением будет универсальная модель, которая работает сразу на нескольких вариантах.
• Материал котла. Это также зависит от сырья. При использовании угля, лучше отдавать предпочтение выбору котла из стали, а вот для дров больше подойдут чугунные конструкции.

  ТТ котел из стали

• Мощность котла. Этот параметр зависит от объема загрузочной камеры. Чем она больше, тем дольше котел может гореть с одной загрузки.
• Вес конструкции определяет материал. Чугунный аппарат почти на 20% будет тяжелее.
• Цена изделия. Это весьма условный параметр. Но если котел приобретается с целью основного источника отопления, то все же не стоит экономить, ведь от этого зависит производительность аппарата и комфортный микроклимат в доме.

В любом случае, если продавец заявляет, что этот котел будет работать 7 суток на одной загрузке топлива — обязательно потрудитесь заглянуть в технический паспорт, ведь сколько бы он не расхваливал особенности и преимущества устройства, именно в паспорте будет прописана его нормативное время горения.

Время горения не всегда только зависит от выбранной модели. На этот параметр влияет вид и качество топлива, площадь помещения, высота потолков, качество утепления дома.

 

Время горения в зависимости от вида топлива

Правильная установка котла: пошаговая инструкция

Многие потребители, приобретая твердотопливный котел и ожидая от него эффекта длительного и экономичного прогорания сырья до заявленных до 7 дней, через какое-то время обращают внимание на то, что прибор не обеспечивает заявленной экономичности. И дело здесь вовсе не плохом качестве или браке котла, а в допущенных ошибках при подключении.

Установка ТТ котла своими руками

Конечно, учитывая сложность конструкции и ответственность данного мероприятия, многие доверяют установку ТТ котла длительного горения мастерам. Однако, следуя нашей подробной пошаговой инструкции, можно и самостоятельно, без посторонней помощи, установить котел. Хотя без помощника вам в этом деле не обойтись, ведь вес прибора составляет не менее 50 кг.

На этапе подготовительных работ, следует сразу продумать, где будет установлен котел. В идеале, конечно, оборудовать отдельную котельную.

котельная в частном доме

Учитывая, что твердое топливо все-таки создает определенную грязь, такая отопительная система должна быть произведена в отдельном нежилом помещении. Но если мощность котла небольшая (не превышает 30-35 кВт), то можно просто отделить (зонировать) основное помещение от «котельной».

Схема вентиляции в котельной

Чтобы у людей, производящих обслуживание котлов и его розжиг не возникло проблем с дыханием, в котельной должна обязательно быть оборудована система вентиляции. С улицы должен поступать чистый воздух.

Подготовьте следующие инструменты:

1. Слесарный набор (разводные, рожковые, накидные ключи).
2. Строительный уровень.
3. Дисковая пила.
4. Отвертка и набор насадок.
5. Маркер.
6. Пистолет для герметика.

Слесарный набор инструментов

Кроме самого отопительного твердотопливного котла, необходимо будет еще приобрести материалы для подключения котла к отопительной системе.

• Муфта стальная (3 штуки).
• Шаровой кран со сгоном (2 шт) с диаметром 50 мм.
• Металлическая труба для подключения котла.
• Герметик (огнеупорный).
• Сантехническая подмотка.

Этап 1. Подготовка и защита помещения.

К вопросу пожаробезопасности следует подойти со всей ответственностью.

1. Определяемся с местом, где будет расположен котел. Если в доме производится замена устаревшей модели на более современную и производительную, то место вместе с дымоходом уже подготовлено. Если же система отопления конструируется с нуля, то следует сразу продумать систему отвода газов и расположение котла в помещении. Место под установку котла должно обеспечивать удобную эксплуатацию и прямой доступ. Комната, где устанавливается твердотопливный котел, должна быть нежилой.

   Место размещения котла

2. Основание, на котором будет размещаться котел, необходимо перекрыть металлическим щитом. При этом размеры щита должны на 25% быть больше самого прибора. Если мощность прибора превышает 50 кВт, то устанавливать такой агрегат следует на фундамент из бетонной стяжки. Как правило, высота такого фундамента должна составлять от 100-150 мм выше уровня пола. При этом фундамент должен иметь отдельную от пола стяжку.

Установка котла на металлический лист

При монтаже маломощного агрегата, допускается установка котла на черновую стяжку из бетона.

Обязательно проверьте уровень наклона фундамента. Он должен быть идеально ровным. При необходимости (если пол не ровный) следует выложить фундамент из кирпича.

3. Нарисуйте маркером или мелом на полу место, где будете устанавливать котел и внимательно перепроверьте все расстояния. Соблюдайте расстояние от стен (регламентировано СНиПом). От топочной двери до стены расстояние должно быть не менее 125 см. Расстояние между боковыми частями и задней стороной котла и стеной должно быть не менее 700 мм.

4. Стену, которая примыкает к передней части котла (где расположена топка и дверца) наносим слой штукатурки толщиной в 25 мм. Дополнительно устанавливаем металлический лист на уровне выше котла на 25-30 см.

   Защищаем стену за котлом

5. Освободите новый котел от заводской упаковки.
6. Установите котел на подготовленный фундамент и снова проверьте уровнем, насколько ровно стоит прибор. Патрубок выхода газов должен находиться на одном уровне с трубой дымохода. Если линия не будет ровной, то может быть нарушена тяга в процессе эксплуатации.
7. Вставьте все необходимые элементы котла, поставляемые отдельно (зольник, дверцы).

 

Нормы пожаробезопасности

Видео. Как правильно устанавливать котел длительного горения в доме.

Этап 2. Обвязка котла.

Этот этап является одним из самых сложных. От него напрямую будет зависеть безопасность системы.

Существует несколько схем обвязки котла: с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Кроме этого может быть открытая и закрытая система отопления.

При системе естественной циркуляции, вода свободно проходит по всем трубам под своим давлением. Принудительная же схема подразумевает установку насоса, который это давление создает.

Обвязка ТТ котла длительного горения

Выбор схемы подключения во многом зависит от количества этажей дома, расположения котла, комнат и от общей площади. Так, схему с естественной циркуляцией целесообразно использовать для одноэтажных домов. А вот для помещений в несколько этажей, она будет малоэффективна и лучше приобрести дополнительный насос, чтобы выполнить принудительную схему циркуляции теплоносителя.

Но наиболее простой и понятной является закрытая (принудительная) схема.

Закрытая схема системы отопления

Она производится через 2 патрубка. Один соединяется с подающим контуром отопительной сети, а второй конец с его обратный контуром.

Важно! Какую бы модель ТТ котла вы ни выбрали, с ним в комплекте не идет циркуляционный насос и расширительный бачок. Все это, в зависимости о выбранной системе подключения, нужно приобретать и устанавливать самостоятельно.

Чтобы правильно обвязать котел, руководствуйтесь следующими правилами:

• Давление не должно подниматься выше нормы. Следить за этим показателем можно по манометру.

  Манометр

• Эффективность системы зависит от герметичности всех соединений.
• Для обвязки котла ни в коем случае нельзя использовать горючие материалы.

Установка манометра является обязательным условием при обвязке котла, так как этот прибор будет контролировать максимальное значение давления.

1. Обвязываем льном выходные патрубки котла. После того, как лен будет плотно намотан вокруг выходной трубы, пройдитесь хорошо по нему сантехническим герметиком.
2. Берем уголок и аккуратно накручиваем сверху.

   Схема обвязки котла

3. Теперь подсоединяем бочонок и нипель. Плотно состыковываем эти детали и соединяем с краном. Все соединения обязательно обрабатывайте сантехническим герметиком, чтобы предотвратить утечку.

   Герметизация соединений

4. Резьбовым соединением при помощи муфты и гайки соединяем водяной контур с выходной и входной трубой. Убедитесь, что вы тщательно соединили детали.Обмотка паклей из льна

Этап 3. Подсоединение к дымовой трубе.

Все твердотопливные котлы обязательно должны быть подсоединены к дымоходу. Если в доме уже оборудована эффективная система отвода газов, то вам нужно будет просто подсоединить новую конструкцию к ней.

Варианты монтажа дымохода

Если же вы с нуля обустраиваете систему отопления в доме и дымоход, то выберите способ конструкции: через крышу или через стену.

В идеале использовать двухконтурные трубы для монтажа дымохода (типа сэндвич).

Сэндвич трубы

1. Канал между котлом и дымоходом должен составлять не менее 1 метра. От этого зависит производительность работы прибора и безопасность жителей дома. В идеале дымоход должен иметь минимальное количество изгибов, ведь каждый дополнительный поворот создает препятствие для естественной тяги газов, и снижает производительность котла.

   Подсоединение ТТ котла к дымоходу

   Что касается наклона горизонтального участка трубы, ведущего от котла к вертикальной конструкции дымохода, то в идеале выдержать угол в 45 градусов. Если же, по техническим соображениям, этого невозможно выполнить, то допускается располагать горизонтальный участок под углом от 15 до 30 градусов. В любом случае, его нельзя делать ровным, иначе это будет препятствовать нормальной тяге.

   Подключение к дымоходу

Внимание! Нужно обработать стыки соединения всех частей дымохода между собой герметиком. Это поможет избежать утечки дыма

2. Подсоединяем первую трубу дымохода к патрубку котла. Тип соединения зависит от выбранной модели котла. Обязательным условием является соблюдение диаметра дымохода и патрубка печи. Диаметр дымоходной трубы должен быть не меньше патрубка твердотопливного котла. Если эти параметры не соблюсти, то снизится пропускная способность газохода на максимальной мощности.

Видео. Подключение твердотопливного котла к дымоходу.

 

3. Устанавливаем группу безопасности. Основной задачей этой группы является сбрасывание давления в сети при его критическом росте. Группа безопасности монтируется прямо на выходе подающего патрубка. Нормальным давлением считает 2,9-3 Бар. При его превышении, должен сработать предохранительный клапан. Кроме него система безопасности включает манометр, служащий для контроля давления и воздухоотводчик.

   Группа безопасности

Внимание! Ни в коем случае нельзя устанавливать запорную арматуру на отрезке трубопровода между котлом и группой безопасности.

Этап 4. Подключаем котел к системе отопления.

1. Согласно нормативам СНиПа, необходимо перед запуском котла провести гидравлический тест под давлением с выдержкой 24 часа.

Для этого откройте запорную арматуру, все краны и подключите воду. Поднимите регулировочным вентилем давление до 1,3 атм. Это испытание должно вам продемонстрировать отсутствие протечек. Особенно обращайте внимание на резьбовые и сварные соединения.

2. Разжигаем котел.

Чтобы поджечь дрова или торф, необходимо положить в камеру щепки или бумагу. Растопив котел, плотно закройте все дверцы. После того как появилось устойчивое пламя, можно открыть дверцу и загрузить основное количество дров. Ни в коем случае не применяйте для розжига горючую жидкость.

Первая растопка котла

3. При первом тестовом запуске, может присутствовать неприятный химический запуск. Это может быть связано с тем, что прогорают остатки заводского масла. Вскоре посторонние запахи уйдут.

Если вы все правильно подключили, то давление в течение тестового периода не должно упасть и, соответственно, нигде не должно быть протечек. Теперь можно запускать котел в эксплуатацию. Если же в процессе тестового периода были выявлены какие-то неполадки, то следует отключить котел от системы, дождаться полного его остывания и приступить к устранению погрешностей.

При правильном монтаже и подключении котла, вы достаточно быстро оцените его высокую производительность и экономичность, что позволит поддерживать комфортный микроклимат в доме. А видео-инструкция поможет вам учесть все необходимые нюансы монтажа котла.

Видео. Правильное подключение твердотопливного котла длительного горения.

Котлы твердотопливные своими руками. Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Котлы твердотопливные своими руками. Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Твердое органическое топливо является самым древним источником энергии для человечества. Отказаться от него полностью, даже в современном мире, невозможно. Тем более, что кроме дров и каменного угля сегодня появилось множество других видов горючих твердых веществ:

• брикеты из торфа – высушенный и спрессованный торф выделяет много тепла при сгорании;
• брикеты из отходов деревообрабатывающего производства – сжатые опилки, стружка и кора деревьев;
• березовый уголь – такой же, как для мангала;
• переработанный мусор со свалок;
• топливные отопительные гранулы – мелкое топливо, полученное прессованием опилок. Могут подаваться автоматически;
• обычные сухие опилки.

Различные варианты сырья для использования в твердотопливных котлах

Ясно, что все это топливо получено путем переработки различных отходов, что решает проблему утилизации на предприятиях и идет в русле «зеленой» экономики.

В результате деятельности человека образуется колоссальное количество отходов, которые могут быть преобразованы в высокоэнергетическое топливо, что и обусловило появление на рынке котлов отопления на твердом топливе длительного горения. В отличии от обычных печей, эти агрегаты работают не на сгорании самого топлива, а на его расщеплении в результате нагревания. В рабочей камере таких котлов сгорают газообразные продукты распада твердого топлива. Такая схема работы является в несколько раз более эффективной, чем обычное сжигание органического топлива. Пиролизный газ, отдает большое количество энергии.

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения

Устройство такой газогенераторной установки не очень сложное. Можно даже соорудить своими руками котел твердотопливный длительного горения. Чертеж простейшего варианта выглядит следующим образом:

• закрытый цилиндрический бак, который имеет люк для закладки топлива, поддувало и отверстие для установки дымохода;
• внутри бака расположен распределитель воздуха, который создает завихрение пиролизного газа. Он крепится к подвижной телескопической трубе. Вся эта конструкция, похожая на поршень, давит на топливо сверху. Сгорание газа происходит над поршнем, а топливо тлеет под ним;
• теплообменник встроен в верхней камере, где достигается максимальная температура.

Медленное тление твердого топлива происходит в нижней камере. Оно достигается регулировкой подачи воздуха в поддувало. Выделяемый газ интенсивно горит в верхней камере и нагревает теплоноситель.

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла

Котлы на твердом топливе длительного горения могут быть незаменимы в частных домах, в хозяйственных сооружениях, гаражах и теплицах. Особенно они будут выгодны там, где имеется крупное деревоперерабатывающее производство, так как отходы на таких предприятиях отдают практически бесплатно. Необходимы эти агрегаты и в местностях, где бывают регулярные перебои с газоснабжением. У таких установок есть много преимуществ, но существует и один важный недостаток – очень высокая стоимость. Именно поэтому сегодня актуально изготовление своими руками котлов твердотопливных длительного горения. Чертежи для этого можно использовать разной степени сложности. Это зависит от уровня мастерства.

Котел нижнего горения своими руками. Пиролизный котел с нижней камерой

Схема пиролизного котла длительного горения с нижней камерой догорания древесного газа несколько сложнее и его изготовление потребует немного больше затрат и усилий.

Прежде всего нужно уяснить, что котлы такого типа тоже бывает двух видов: с наддувом и с дымососом. Не вдаваясь в подробности физики и теплотехники, обозначим принципиальное отличие.

В первом случае в камеру догорания вторичный воздух нагнетается при помощи вентилятора. Это создает в камере избыточное давление (выше атмосферного). К достоинствам такой конструкции можно отнести то, что вентилятор вам подойдет любой, хоть компьютерный кулер и можно совместить топку с камерой дожига, т. к. при помощи наддува можно обеспечить достаточно большой объем избыточного воздуха. Однако это «достоинство» можно рассматривать и как недостаток, т. к. оно не позволяет поднять КПД котла выше 80–82%. Под давлением часть воздуха просто не попадает в середину процесса горения, потому топливо сгорает не полностью. Плюс к этому, из-за избыточного давления, некоторая часть пирогазов просто не успевает сгорать и улетает в дымоход в чистом виде, поэтому обеспечить КПД 90% практически невозможно. И самое главное, если наддув будет слишком сильным такой котел может взорваться.

Пиролизый котел с нагнетанием воздуха

Во втором случае при помощи вытяжного вентилятора создается недостаточное давление (ниже атмосферного), поэтому наружный воздух, повинуясь силе Кориолиса, попадает прямо куда надо, ввинчивается в самый центр горения. Прирогазы сгорают полностью, котел работает во всю мощь и способен выдавать КПД 90%, а иногда даже больше.

Котел водяного отопления на дровах своими руками. Создаем котел отопления на дровах своими руками

Иногда подобные устройства ничем не уступают промышленным моделям – как по показателям эффективности, так и по параметрам мощности. В домашних условиях при соблюдении определенных правил и обладая нужным опытом и знаниями, можно изготовить водяной котел отопления на дровах сложнейшей конструкции, который по своим рабочим характеристикам способен превзойти и устройство, собранное в заводских условиях.

Изготовление котла также будет зависеть и от того, насколько точно будут произведены расчеты.

Для того чтобы изготовить проточный котел отопления на дровах, потребуются такие материалы, которые несложно достать, и которые нередко находятся у владельцев частных домов под руками. Особое внимание необходимо уделить таким моментам, как расчет рабочей температуры котла, толщина метала и другим. Если металл будет слишком тонким или рабочая температура котла будет чрезмерно высокой, то металл может выгореть.

Чертеж самодельного котла на твердом топливе

Самодельный котел для водяного отопления на дровах можно изготовить и из старых или списанных котлов, которые ранее использовались в котельной или в паровозах. Таким образом, вы получите устройство, которое уже соответствует многим заданным условиям. Отопительный котел водяного отопления своими руками можно изготовить и из такого устройства, как готовая печь на дровах. Можно пройтись по пунктам, где принимают металлолом, по ближайшим свалкам, и получить котел за небольшую сумму или совершенно бесплатно. Самодельные котлы водяного отопления обойдутся тогда во много раз дешевле, чем котел, собранный на заводе.

Двухконтурный твердотопливный котел своими руками. Как работает агрегат

Обычные твердотопливные котлы способны проработать на одной закладке около 6-7 часов. Если по истечении этого времени в топку не подбросить очередную порцию топлива, это приведет к снижению температуры в доме. Причина кроется в циркуляции основного тепла в помещении по принципу свободного движения воздуха: после нагревания он поднимается вверх и выходит на улицу. Тепловой ресурс одной закладки дров прибора длительного горения рассчитан на 24-48 часов. В отдельных моделях горение поддерживается почти неделю.

Секрет здесь в следующем: в отличии от традиционных котлов, схема котла длительного горения включает в себя не одну, а две камеры сгорания. Первая из них предназначена для сжигания топлива, вторая – для поступивших из первой камеры газов. Качество процесса во многом зависит от своевременной подачи воздуха, для чего в конструкции имеется вентилятор. Подобный подход является инновационным: его впервые представила литовская компания Stropuva в 2000 году, после чего чертежи твердотопливных котлов длительного горения были взяты на вооружение ведущими производителями котельного оборудования.

На сегодняшний день агрегаты, работающие по этому принципу, являются наиболее недорогим и практичным вариантом обогрева домов в местностях, лишенных газификации. Сутью работы приборов данного типа выступает горение верхнего топлива. Обычно месторасположением топки является нижняя часть: как следствие, холодный воздух после нагревания имеет возможность подниматься вверх. Котлы длительного горения очень похожи на пиролизные: выделение основной порции тепла происходит не от сгорания твердых брикетов, а от выделившегося при этом газа.

Для сгорания внутри конструкции имеется специальное закрытое пространство. Камеры соединены между собой телескопической трубой, по которой выделившийся газ из первого отделения поступает во второе. Процесс его дожига сопровождается смешиванием с холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Эта процедура проистекает без пауз, до полного перегорания топлива. Она отличается достаточно высоким температурным режимом – до +1200 градусов.

Камера для сжигания твердого топлива имеет более обширные размеры: ее объем иногда достигает 500 дм³. В нее можно загружать уголь, опилки, дрова, паллеты. Стабильное нагнетание воздуха обеспечивается встроенным вентилятором. Процесс горения характеризуется очень медленной скоростью расхода топлива. Как следствие, экономичность котельного оборудования резко возрастает.

Причина медленного прогорания заключается в нагнетании воздуха, в результате чего прогорает только верхняя часть топливной закладки. Увеличение подачи воздуха происходит только после полного перегорания верхнего слоя. В продаже имеется целый ряд нагревательных приборов, сутью работы которых является один и тот же чертеж котла длительного горения на дровах. Разная степень их экономичности и эффективности объясняется различием размеров, материалов изготовления и наличием дополнительных функций. Для работы универсальных ТТ котлов можно использовать любое топливо, что значительно упрощает их обслуживание. Наиболее экономичными моделями считаются дровяные ТТ котлы.

Котел своими руками на дровах. Топливные агрегаты длительного горения

Идея создать своими руками твердотопливные котлы длительного горения наверняка многим покажется привлекательной. Прелесть таких конструкций в том, что закладывать дрова в них нужно лишь пару раз в сутки. Котел длительного горения отличается от традиционного агрегата тем, что в нем горение начинается с верхней части закладки топлива. При этом воздух в топливную камеру также подается сверху.

Схема котла длительного горения на твердом топливе предполагает наличие водяного контура вокруг его корпуса, поэтому вода в нем качественно прогревается на любом этапе процесса. Поскольку при работе котла горит не сразу вся закладка, а лишь верхний слой топлива, его хватает почти на 30 часов. Ряд универсальных твердотопливных котлов при использовании угля могут работать до 7 дней на одной закладке.

Данная конструкция не отличается конструктивной сложностью и не имеет каких-либо точных приборов, нуждающихся в подключении к электричеству. Поэтому цена на них вполне приемлема для потребителя. К тому же, собрать по готовым чертежам котел на твердом топливе своими руками вполне под силу домашнему мастеру. Можно сделать котел отопления своими руками и сэкономить немало денег.

Приведем несколько недостатков у данных конструкций. В работающий котел нельзя добавить топливо. Дрова для котла должны быть хорошо просушены (не более 20 % влажности) и распилены на небольшие поленья. Уголь можно применять только высокого качества, с малым содержанием шлаков. Кроме того, агрегаты данного типа ограничены по мощности – как правило, не более 40 кВт.

Еще одна разновидность котлов на твердом топливе – пеллетные агрегаты. Их отличие состоит в том, что в качестве топлива используются гранулы из отходов деревообработки. Большая часть промышленных моделей имеют особый бункер, из которого гранулы автоматически подаются в топку.

Простой котел своими руками. Обыкновенный котел

Сначала разберем, как изготовить простой дровяной котел своими руками. Модель представляет собой два цилиндра, помещаемых друг в друга. Первый используется в качестве топки. При горизонтальном расположении он может изнутри обкладываться огнеупорным кирпичом.

Второй выступает в качестве конвекционного носителя или используется для подогрева теплоносителя. Закладка дров производится непосредственно в топку.

Подручные материалы

Для уменьшения объема сварочных работ можно использовать толстостенную трубу или бочку. Возможно также использование других подручных материалов.

Сваренную из толстого листа прямоугольную топку можно без труда разместить внутри цилиндрической емкости.

Особенности конструкции

В дровяном котле предусматривается поддувало для притока свежего воздуха и дымоход для отвода отработавших газов. Поддувало располагается в нижней части трубы и позволяет нижнему ряду дров тлеть, вырабатывая дополнительное тепло. Закладка дров в самодельные котлы производится через верх. Для этого подготавливается специальный люк.

Чтобы каждая заложенная стопка дров горела как можно дольше, часто предусматривается специальный груз, выполняемый в форме диска с лопастями и отверстием, имеющим диаметр 20 мм. При надавливании груза происходит сжимание горящего топлива. При этом объем поступающего воздуха значительно сокращается, так как он может проходить только через имеющееся отверстие.

Способ подключения

К системе отопления такой котел можно подключить двумя способами:

• врезав трубы с водой прямо в бочку. Циркулируя между трубами, она будет нагреваться, чтобы затем, поступив в систему отопления, нагревать радиаторы;
• врезав дымоход в бак с теплоносителем. Отработавшие горячие газы будут поступать в емкость, постепенно нагревая теплоноситель.

Видео твердотопливный котел своими руками

Сжигание газового топлива в котлах

Какого бы вида ни был твердотопливный котёл, все имеют высокий уровень коэффициента полезного действия, именно благодаря конструкции и принципу устройства. На этой страничке рассмотрим и попробуем разобраться как работают твердотопливные котлы. Основное отличие между обычными твердотопливными котлами и твердотопливными котлами длительного горения состоит в том, что во втором случае горение происходит намного дольше благодаря принципу сгорания. Итак рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают котлы на твёрдом топливе, чтобы понимать как выбрать котёл.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы. Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой. Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения. Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

Верхнее подовое горение твердого топлива в котлах и печах

15.11.2018 1309

Самый чистый и более эффективный способ сжигания твердого топлива в котлах и печах

Сейчас сложился устойчивый стереотип, что горение топлива в топке может происходить только посредством подачи воздуха снизу закладки. Через колосники в зону горения. Но существует и альтернативный вариант – горение топлива сверху вниз.

Большинство котлов, продаваемых в России, имеет колосниковое исполнение топки, это обусловлено некоторой универсальностью по топливу. Колосниковая конструкция достаточно хорошо изучена продавцами и потребителями. Колосниковые котлы продавать легче. В связи с этим, в том числе, связано их более масштабное распространение.

Однако такая ситуация не везде. В странах, где есть более жесткие требования по выбросу СО₂ в атмосферу, верхнее горение считается более правильным. Оно позволяет добиться более полного сжигания топлива с наименьшим выбросом СО₂ в единицу времени и не сгоревших остатков топлива, меньшим в 4-5 раз, чем при объемном колосниковом сжигании.

Вопреки некоторому мнению, с точки зрения протекания природных процессов, такой тип горения более естественен, например, разведенный костер в лесу, обычно, горит тоже верхним или фронтальным горением, колосники в земле, для подачи воздуха снизу, редко кто делает.

Верхним горением называется также подовое и фронтальное. Подом называют глухой пол топливника. В подовом котле дрова, основной вид топлива, укладываются на под. Примерная конструкция топки может выглядеть так:

— Первичный воздух подается через канал подачи первичного воздуха, расположенный в загрузочной дверце котла, и проникает в укладку вдоль поленьев, то есть прямо в зону горения (горновое дутье), фронт горения постепенно перемещается к задней стенке топки с образованием минимального количества золы (менее 1%).

— Вторичный воздух, предварительно разогретый, подается через щелевое отверстие в верхней части дверцы котла с большой скоростью, дожигает образующиеся печные газы и распространяет горизонтальное зеркало горения поверх укладки.

Наиболее крупные поленья необходимо положить на дно топки, доложить поленья до половины высоты проема дверцы котла (чем выше укладка, тем тоньше поленья). Укладку необходимо выполнить плотной, сверху положить растопку (бересту, лучину).

Таким образом, дрова будут гореть с торцов и поверх укладки, а дрова, находящиеся внутри, будут служить запасом топлива, постепенно подпитывая процесс горения. Пиролитические газы, образующиеся при нагреве дров внутри закладки, будут дожигаться в горизонтальном верхнем горящем слое. Регулирование подачи первичного и вторичного воздуха позволит легко настроить мощность котла в широком диапазоне и обеспечить оптимальное горение дров.

При организации верхнего горения идет процесс интенсивной теплопередачи посредством инфракрасного излучения. При этом не происходит экранирование верхним слоем дров лучистой энергии, пока вся закладка не займется огнем, как происходит при классическом розжиге снизу на колосниках. По мере прогорания в процесс передачи лучистой энергии вовлекается дно топки, уменьшая конвективную составляющую тепловых потоков.

При подовом горении все образующиеся угли остаются в топке, не проваливаются через щели колосниковой решетки и полностью догорают, отдавая тепло. В топке с колосниками угли прогорают тоже практически полностью, но те из них, которые провалились сквозь колосниковую решетку, догорают уже в зольном ящике и не приносят никакой пользы для системы отопления, не участвуют в нагреве теплоносителя.

Верхнее горение – процесс цикличный, то есть закладка зажигается сверху и полностью прогорает, только после этого осуществляется следующая загрузка топлива. Весь процесс абсолютно не сложный и от пользователя требуется лишь незначительно изменить своим привычкам.

Есть утверждения, что верхним горением сжигать можно только дрова. Это не совсем так. Совершенно точно можно жечь топливные брикеты (прессованный измельченный опил), торфяные брикеты, бурый уголь, любое топливо, с температурой воспламенения ниже 400 °С. Можно сжигать и каменный уголь, если накидывать его сверху горящей закладки, допустим, из дров, небольшими порциями.

Например, производитель широко рекламируемых котлов «Stropuva» предлагает спокойно сжигать в них уголь верхним горением. Поэтому говорить о жёстком ограничении по топливу в подовых котлах – это неправильно. Главное, применять тактику при сжигании угля в обычных подовых топках – добавление топлива небольшими порциями. А если рассчитано топиться только дровами, то преимущества подовых топок более чем очевидны. Правильное сжигание может сэкономить до 30% используемого топлива.

Кроме этого, в подовых котлах горение закладки может происходить не только верхним горением, но и объемным, как на колосниках. Для этого необходимо на дно топки уложить растопку, разжечь, положить поверх небольшое количество сухих дров меньшего размера и закрыть дверцу топки. Когда дрова займутся огнем, доложить остальную укладку, не доводя высоту укладки на 10 см от верха проема дверцы.

При горении в объеме, уменьшается КПД котла, так как часть печных газов не успевает прореагировать с кислородом и вылетает в трубу. Дрова сверху экранируют нижнее пламя, ухудшая теплопередачу лучистой энергией до тех пор, пока дрова не займутся во всем объеме.

При полностью открытом шибере подачи первичного воздуха котел может развить мощность в полтора раза больше, чем его номинальная, при этом уменьшается время горения укладки. Если возникает необходимость добавления дров, когда дрова еще не прогорели, необходимо соблюдать меры предосторожности. Дрова или другое топливо можно накидывать на горящие угли небольшими порциями, не заглушая пламя.

Удалять золу из топки необходимо по мере накопления через 10-12 топок (зависит от состояния дров), при объемном режиме горения небольшой слой золы 1,5-2 см улучшает работу котла, так как зола экранирует тепло в толщу закладки, ускоряя процесс нагрева дров и выхода котла в номинальный режим.

Говоря о дыме из трубы, можно сказать, что густой серый дым – это газообразная составляющая топлива, улетающая в воздух.

Дым — это не сгоревшие газы, высвобождаемые из каждого типа угля и древесины при нагреве. Каждая тонна угля содержит 300 кг газов, а в тонне дерева находится более 700 кг газов! Эти газы сжигаются только при температурах 400-500 °C. При правильной температуре очага газы сгорают и дым превращается в почти прозрачные пары. Это правильное экономное сжигание угля и древесины.

Сам метод верхнего горения не создает каких-либо новых рисков, связанных с безопасностью при растопке, в сравнении с классическим использованием котлов и печей, и даже несколько уменьшает проблему взрыва газов или возгорание дымохода. Сам метод не является сложным, при эксплуатации отопительного оборудования всегда необходимо соблюдать осторожность и не делать того, в чем не уверены. Основной риск при верхнем горении связан с загрузкой слишком большого количества топлива.

Не перегружайте котел дровами, чрезмерная загрузка может быть причиной неустойчивого горения (пульсаций) с выбросом дыма в отверстия подачи воздуха, что является недопустимым при работе котла.

Отрегулируйте тягу в дымоходе. При его регулировке следует учитывать, что чрезмерное снижение тяги может привести к проникновению дыма и печных газов в помещение котельной, а слишком высокая тяга увеличивает скорость сгорания и скорость прохождения газов в конвективной части котла, снижает КПД и съем тепла. Чрезмерная тяга также может стать причиной неустойчивого горения дров (пульсаций) с выбросом дыма в отверстия подачи воздуха, что является недопустимым при эксплуатации котла.

В экономном сжигании угля и древесины нет ничего нового. Это создание условий в котле, при которых топливные газы имеют возможность сгореть, а в дымоход должны пойти почти прозрачные пары. Организация верхнего горения – это достижение самого чистого и более эффективного способа сжигания топлива.

Как работает пиролизный котёл. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла построен на процессе разложения твёрдого топлива на пиролизный газ и кокс. Достигается это с помощью недостаточной подачи воздуха. Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которым греется теплоноситель. Благодаря такому процессу в дыму крайне мало вредных веществ, да и сажи и золы незначительно. Так что в случае с пиролизными котлами, так же можно говорить об экологичности.

Итак, рассмотрим подробнее принцип работы пиролизного котла.

• Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс сжигания в условиях недостаточного количества кислорода. Результатом такого горения являются твёрдые продукты горения и газ: твёрдые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов плюс углекислоты.
• Принцип работы газогенератора(или пиролизного котла), заключается в том, что такой твердотопливный котёл разграничивает процесс теплотворения на два процесса. Первый, это обычный процесс горения твёрдого топлива, при ограничении подачи кислорода. При дефиците воздуха, твёрдое топливо очень медленно тлеет выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котёл очень просто, механической заслонкой, которая в зависимости от количества воздуха в топке, либо открывается либо закрывается. При этом можно вручную «поддать жару», приоткрывая заслонку.
• Вторая часть процесса сгорания топлива, заключается в прогорании летучих отходов процесса горения в первой топке. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат горения твёрдого топлива в первой топке.
• Регулировка при этом, также как и в случае подачи воздуха в первую топку, происходит очень просто. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы он не особо отличается от термостата для водонагревателя.
• Эффективность пиролизных котлов. На сегодняшний день самые эффективные котлы — те, в которых горение происходит сверху вниз. Конечно, это накладывает определённые сложности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, ведь вторая камера дожига пиролизного газа находится под колосником. Если проще: топливо рассыпается в продукта отходов процесса горения — в золу. При этом образовывается газ, который также дожигается. В результате: максимальное выделения тепла, практически с безотходным процессом горения. Плюс, золу можно использовать как удобрение.

Принцип работы пиролизного котла устроен таким образом, что помимо максимально эффективного сгорания топлива, мы имеем и минимальные отходы процесса горения. Основной минус — это цена пиролизных котлов, но положительных моментов, на самом деле очень много:

• Минимум отходов и минимальная чистка топки, в сравнении с другими твердотопливными котлами.
• Долгое время автономной работы без дозагрузок, благодаря экономичной подаче воздуха.
• Автоматизация процесса горения. Котёл сам регулирует когда увеличивать горение и когда уменьшать.
• Твёрдое топливо больших размеров подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива проходит практически полностью.

Способы или устройства для сжигания только твердого топлива – F23B

Автоматика и механика твердотопливных котлов.

Несмотря на все уровни контроля за процессами горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств. Именно благодаря тому, что чаще всего температура регулируется механикой, в котлах практически нечему ломаться. Кроме того сама конструкция котлов является простой и надёжной. Потому и монтаж твердотопливного котла своими руками выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам. Даже сделать котельную своими руками можно, но зачем лишние проблемы, если можно всё доверить профессионалам?

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГЕНЕРИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ Изобретение относится к области энергетики. Способ управления процессом генерирования мощности на энергетической установке с котлом при сжигании углеродосодержащего топлива с по существу чистым кислородом в режиме полной нагрузки включает: (а1) подачу первого питающего потока углеродосодержащего топлива в печь; (b1) подачу первого питающего потока из по существу чистого кислорода в печь для сжигания первого питающего потока углеродосодержащего топлива в кислороде; (с1) отвод отработавшего газа через канал отработавшего газа из печи; (d1) отбор тепла из отработавшего газа с помощью теплообменных поверхностей, расположенных в канале отработавшего газа, и (е1) рециркуляцию части отработавшего газа через канал рециркуляции отработавшего газа, соединенного с каналом отработавшего газа ниже по потоку от теплообменных поверхностей, на первой скорости рециркулирующего потока в печь, для образования вместе с первым питающим потоком из по существу чистого кислорода первого входного газового потока, имеющего заданное среднее содержание кислорода, при этом отработавший газ отводится из печи на первой скорости отвода потока, и во втором режиме нагрузки, соответствующем максимум 90% полной нагрузки: (а2) подачу второго питающего потока углеродосодержащего топлива в печь; (b2) подачу второго питающего потока из по существу чистого кислорода в печь для сжигания второго питающего потока углеродосодержащего топлива в кислороде; (с2) отвод отработавшего газа через канал отработавшего газа из печи; (d2) отбор тепла из отработавшего газа с помощью теплообменных поверхностей, расположенных в канале отработавшего газа, и (е2) рециркуляцию части отработавшего газа через канал рециркуляции отработавшего газа на второй скорости циркулирующего потока в печь, для образования вместе со вторым питающим потоком из по существу чистого кислорода второго входного газового потока так, чтобы отвод отработавшего газа из печи производился на второй скорости отвода потока, при этом контролируется, чтобы вторая скорость рециркулирующего потока отличалась от первой скорости рециркулирующего потока на величину, обеспечивающую поддержание второй скорости потока отработавшего газа, по существу, на уровне первой скорости потока отработавшего газа для поддержания распределения теплоотдачи на теплопередающих поверхностях. Изобретение позволяет управлять процессом генерирования мощности путем сжигания топлива при различных условиях нагрузки. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Как правильно топить твердотопливный котёл?

Сделав для себя выбор в пользу того или иного вида отопительного котла на твердом топливе, необходимо иметь представление о том, как правильно топить собственный домашний твердотопливный котел. Варианты в данном случае могут отличаться, если брать во внимание вид нагревательного прибора. Используемые на сегодняшний день агрегаты на твердом топливе условно делятся на две группы, агрегаты с ручной подачей топлива и изделия, снабженные автоматической подачей топливных ресурсов.

Остановимся на том, как топить котлы разных видов и какой топливо оптимально подходит для домашнего отопления.

Принцип работы твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы, которые сегодня представлены в продаже, в основном все оснащены системами управления и вентиляторами, обеспечивающие подачу воздуха в камеру сгорания. Блок управления состоит из датчика температуры, установленного на теплообменнике. Сигналы о снижении и повышении температуры теплоносителя, заставляют срабатывать автоматику, которая включает или выключает нагнетатель воздуха. В результате автоматика сама осуществляет контроль над температурным режимом, регулируя интенсивность горения.

Топка котлов с помощью автоматики сводит человеческое участие к минимуму. После закладки топлива всю работу аппарата контролируют автоматические устройства и механические приспособления. Прибор, достигнув оптимального режима работы, переходит в режим тления. С понижением температуры и ослабевания интенсивности горения, снова включается система наддува. Процесс монотонный и постоянный, благодаря которому обеспечивается подача воздуха в камеру сгорания и улучшается выход продуктов горения через дымоход.

Если топливо в топке закончилось, автоматика задействует теплоноситель, собравшийся в тепловом аккумуляторе. Подобная схема предотвращает быстрое остывание системы отопления и снижение температуры теплоносителя до критических значений. В ряде случаев система автономного отопления дополняется электрокотлом — нагревательным элементом, который является резервным источником тепла при остановке основного отопительного агрегата.

Важно! Контролировать количество закладок топлива в котел — задача, которую по-прежнему должен контролировать человек. Зная мощность устройства и потребности отопительной системы, можно рассчитать количество закладок топлива. Автоматика способна только на непродолжительное время поддерживать всю систему в работоспособном состоянии, защищая оборудование от перегрева и от полной остановки.

[adinserter block=»9″][adinserter block=»20″]

Принцип действия твердотопливных котлов прост и понятен. Грамотная обвязка позволяет не только создать нормальные условия для функционирования нагревательного прибора, но и обеспечит бесперебойную работу всей системы отопления в доме.

Выбираем топливо для твердотопливных котлов

Вид отопительного прибора, требования, выдвигаемые ко всей системе энергоснабжения, позволяют определить, чем топить домашний твердотопливный котел, какое топливо лучше. На вопрос, можно ли топить аппарат разными видами топлива, ответить однозначно нельзя. Все зависит от вида отопительного прибора. Принцип действия оборудования определяет выбор —  уголь, дрова, кокс и пеллеты, к чему есть доступ на сегодняшний день.

От того какое топливо используется в системе и какого качества, зависит работоспособность агрегата. Тем более что запас топливного ресурса делается в больших количествах, соответственно подготовка к отопительному сезону связана с большими расходами.

Самые распространенные виды топлива, используемые сегодня в быту:

• дрова;
• уголь, каменный или бурый;
• прессованные торфяные или деревянные евробрикеты;
• пеллеты.

Если с выбором, чем и как топить нагревательный агрегат трудно определиться, оптимальный вариант – это пользоваться торфяными брикетами или топить пеллетами. Такое топливо готово к употреблению, обладает необходимыми физическими характеристиками.  Единственный минус  такого вида топлива —  высокая цена.

[adinserter block=»10″][adinserter block=»21″]

Дрова так же отличаются высокими технологическими характеристиками. Но здесь следует придерживаться жесткого правила:

Для того, что бы топить в домашних условиях, лучше используйте только твердые сорта древесины. Они дольше горят, имеют высокую теплоотдачу. Старайтесь не применять для розжига дрова сосновых деревьев. Они обладают повышенной смолистостью, что приводит к быстрому загрязнению камеры сгорания аппарата и теплообменника. Дрова должны быть сухими. Дрова с повышенной влажностью хуже горят, в процессе горения выделяется большое количество пара, который превращается в конденсат.

Уголь, удобен, практичен и выгоден во многих отношениях. Помимо доступной цены уголь отличается высокими технологичными характеристиками. Сюда можно отнести и продолжительную длительность горения, и высокую теплоотдачу. При горении уголь выделяет минимум вредных веществ.

Как правильно топить оборудование разных видов

Часто возникает вопрос о том, как топить тот или иной нагревательный аппарат. Пеллетные твердотопливные котлы сегодня становятся популярными ввиду их высокой эффективности. Несмотря на высокую стоимость топливного ресурса, такое устройство имеет автоматизированную подачу топлива. Благодаря своей конструкции такая техника меньше всего нуждаются в постоянном обслуживании.

Для нагревательных приборов других видов: пиролизных, агрегатов длительного горения и котлов в классическом исполнении, требуется иной подход в организации работы. Отопительные приборы каждого вида имеют свои особенности и специфику.

Начнем с того, что твердотопливные котлы в традиционном, в классическом исполнении сегодня практически вышли из употребления. В некоторых домовладениях еще можно встретить устройства, работающие ан дровах или на угле, обладающие минимальными функциями и низкой производительностью.

Наиболее распространены сегодня пиролизные котлы и агрегаты длительного горения – высокотехнологичные приборы, отвечающие всем необходимым требованиям и стандартам безопасности. Для отопительных приборов этих видов характерна  высокая производительность и экономичность. Нагревательные приборы длительного горения имеют высокий КПД  — 80%. Среди твердотопливных агрегатов самый высокий КПД – 85% имеют котлы пиролизного типа.

Это интересно: Как топить печь углём?

Топка котла длительного горения

[adinserter block=»13″]

Растапливать технику, работающую на твердом топливе, можно двумя разными способами, прогоранием и слоями. Каждый вариант позволяет увеличить продолжительность горения одной загрузки. В топку закладываются дрова. Для скорейшего розжига необходимо добавить бумагу или щепы. После появления пламени, загрузочная дверь закрывается и включается блок управления отопительного прибора.

Далее процесс протекает следующим образом. Дрова, уголь или брикеты горят сверху вниз, отдавая максимально возможное количество тепла. Горение в топке таким способом может протекать длительное время.

Для справки: Для некоторых моделей одной загрузки хватает на 24 часа (в режиме ожидания до 48 часов).

После включения агрегат необходимо довести до оптимального режима работы, установив заведомо высокую температуру нагрева. После выхода оборудования на оптимальный температурный режим, можно снизить мощность котла, установив необходимые температурные параметры.

Особенности растопки пиролизного твердотопливного котла

Отопительная техника, работающая на основе пиролиза,  отличается тем, что позволяет использовать в качестве топлива практически любое органическое сырье, имеющее низкую влажность (не более 20%). Горение осуществляется поэтапно. Сначала происходит из-за высокой температуры распад органических соединений в топливных компонентах с последующим выделением древесного газа. Такой процесс называется пиролиз. Далее, уже во второй камере сгорания происходит высокотемпературное горение горючего газообразного вещества. При этом требуется постоянный приток кислорода.

Процесс работы агрегата пиролизного типа легко контролировать, повышая или уменьшая подачу воздуха. Основное преимущество таких котлов — высокая эффективность и теплоотдача при минимальных количествах загрузки. После сгорания в топке практически не остается продуктов горения. Чистить такой топочную камеру у такого нагревательного прибора гораздо легче и удобнее, чем у агрегатах других видов.

На что надо обратить внимание

Работа любого отопительного прибора на угле, дровах и других топливных полуфабрикатах неразрывно связана с системой вентиляции. От качества вентиляции и состояния дымохода зависит эксплуатационные характеристики нагревательного оборудования, технологические параметры всей системы отопления в доме.

Вытяжка должна работать в соответствии с установленными нормами пожарной безопасности.

Важно! Неправильно сделанная вытяжка создаст угрозу попадания вредных продуктов горения в жилые помещения. Недостаточная тяга приведет к снижению мощности устройства. Регулярная очистка дымохода позволит избежать возгорания сажи, что может вызвать возгорание домовых конструкций, создать пожароопасную ситуацию.

Правильно сделанный дымоход, чистка нагревательного прибора обеспечат длительную работу твердотопливного котла на оптимальных режимах работы. Частая смена одного вида топлива на другой может стать причиной нестабильной работы отопительного агрегата, сбоев в системе ГВС и теплоснабжения. У каждого агрегата должно быть одно, основное топливо, тогда как другие виды могут использоваться кратковременно, по необходимости.

Как выбрать твердотопливный котел

Первым шагом при выборе твердотопливного котла является определение типа топлива и технологии сжигания (конструкция котла). Раньше заказчик принимал решение о наличии топлива и его хранении, в настоящее время технологии и связанные с ними затраты на приобретение и эксплуатацию играют важную роль в процессе принятия решений. Прежде всего, тип сгорания и то, как используется топливо. Еще одним фактором, влияющим на принятие решения, может быть универсальность топлива, то есть возможность комбинировать несколько видов топлива.

Прежде чем полностью проанализировать отдельные аспекты твердотопливных котлов, следует отметить, что котлы относятся к так называемым классам выбросов, которые в последнее время были радикально ужесточены. С 2018 года котлы класса выбросов 1, 2 и 3 должны быть недоступны. Поэтому будущее за котлами классов 4 и 5 , которые предлагают комфорт, сопоставимый с газовыми и электрическими котлами. Подробнее о стандартах ЗДЕСЬ.

Наиболее важной особенностью котла является его способность управлять процессом нагрева, а также контролировать подачу топлива и воздуха для горения в камин.Чем лучше сам котел может оптимально управлять этим процессом без вмешательства оператора, тем выше предпосылки для лучшего сгорания. Подача воздуха для горения может быть:

• натуральный — подача воздуха зависит от тяги дымохода, которая создает в камине разрежение и втягивает воздух в камин
• принудительный — приток воздуха создается и регулируется вытяжным вентилятором. Он представляет собой больший контроль над процессом горения.

Подача топлива также делится на два возможных способа:

• Котел с ручным запуском — топливо добавляется вручную в зависимости от скорости горения
• Котел с регулируемой подачей топлива — топливо добавляется автоматически в зависимости от тепловой мощности

Твердотопливные котлы позволяют сжигать дров, пеллет, угля или кокса и являются одним из самых дешевых вариантов отопления (по текущим расходам) для жилых и коммерческих помещений.Современные твердотопливные котлы марок Atmos, Dakon, Viadrus отличаются высоким КПД и экологичностью. Преимуществами традиционных твердотопливных котлов являются текущих и эксплуатационных расходов , с другой стороны, недостатком является обращение с топливом и необходимое пространство для хранения топлива, что иногда может быть неудобно.

Рекомендация:

Используйте этот тип котла в зданиях без газа, но для которых требуется повышенный комфорт эксплуатации.Дровяные котлы могут использоваться не только как основная система отопления, но и как альтернатива газу или мазуту.

Технология горения

Это подводит нас к объяснению самой технологии сжигания. Сегодня вы можете выбрать одну из 4 технологий:

• дожигатель котла — в котле происходит постепенное сгорание топлива и дымовые газы проходят через слой топлива (рисунок 1) .
• котел горения — в котле идет прогрессивное горение и дымовые газы не проходят через слой топлива (рисунок 2) .
• газификационный котел — тип дожигательного котла с ручной подачей топлива, в котором более высокий уровень горения достигается контролируемой подачей воздуха для горения вентилятором (рисунок 3) .
• автоматический котел — котел с автоматической подачей топлива и вентилятором подачи воздуха для горения (рисунок 4) .

Котел внутреннего сгорания

Котел с наиболее часто используемой и устаревшей технологией сжигания, которая выбрасывает в дымоход наибольшее количество загрязняющих веществ.Регулирование мощности и всего процесса сгорания значительно ограничено. Подачу воздуха для горения можно регулировать только путем открывания и закрывания воздухозаборных отверстий или заслонки дымохода.

Топливо помещается в горящий камин, и дымовые газы поднимаются к выходу дымохода через новое топливо, которое постепенно сгорает. Кокс является наименее загрязняющим веществом в этой конструкции котла. Коксовый котел достигает 3-го класса выбросов, при сжигании кусковой древесины и каменного угля эти котлы достигают 2-го класса выбросов, и после 2022 г. эксплуатация этих котлов будет невозможна.Не подходит для бурого угля.

Рисунок 1: Котел внутреннего сгорания

Источник: www.ireceptar.cz

Дымовой котел

Выгорающий котел производит немного меньше вредных веществ. Котельное топливо добавляется в пространство, расположенное над камином. Преимущество этого котла в том, что дымовые газы не проходят через новое топливо, поддерживают более высокую температуру и, таким образом, лучше сгорают. Во время сгорания топливо постепенно подается в камеру сгорания, в которой оно горит на скользящей или вращающейся решетке, а находящиеся в ней дымовые газы затем удаляются из нового топлива.Этот котел подходит для бурого угля с повышенным содержанием летучих веществ.

Горелочный котел относится к классу выбросов 3 и, следовательно, его должно хватить для работы котла после 2022 года.

Рисунок 2: Дымовой котел

Источник: ireceptar.cz

Газификационный котел

Отличие от вышеупомянутых типов котлов состоит в том, что газификационный котел имеет дополнительный вентилятор для регулируемой подачи воздуха для горения и, таким образом, может регулировать процесс горения и мощность в соответствии с различными требованиями.А благодаря более высокому контролю над процессом горения летучие горючие вещества, содержащиеся в топливе, существенно выгорают, что значительно снижает его количество, протекающее через дымоход. Таким образом, котлы с газификацией преобразуют твердое топливо в газообразное из-за высокой степени сгорания летучих веществ.

Топливо помещается над горелкой, и затем сгорание газа регулируется вентилятором. Котлы обычно достигают класса выбросов 3, некоторые уже достигают класса выбросов 4 и 5.

Рисунок 3: Газификационный котел

Источник: ireceptar.cz

Kotel Viadrus U32 — анимация работы котла

Источник: Youtube канал ViadrusCZ

Котел автоматический

Этот тип котлов представляет собой самую современную технологию сжигания. Это твердотопливный котел с баком, который регулирует подачу топлива (пеллеты или уголь) в камин и регулирует подачу воздуха для горения с помощью вентилятора.Поэтому у котла есть различные программы, и эти автоматические действия контролируются регулятором котла. Это означает, что в камине может сгореть только минимальное количество топлива, необходимое для удовлетворения текущих требований к центральному отоплению.

Автоматические котлы относятся к классу выбросов котлов 3 и 4. Однако, если он использует пеллеты в качестве топлива, он может достичь наивысшего класса выбросов 5.

Однако цена автоматического котла, конечно, выше, чем у обычных котлов.К цене применяется простое правило: чем меньше возможность контролировать процесс горения, тем проще источник топлива и стоимость. По более высокой цене, но вы получаете лучшую технологию, которая снизит ваши годовые затраты на топливо.

Рисунок 4: автоматический котел

Источник: ireceptar.cz

Субсидии на котлы

Целью субсидий является не что иное, как поддержка перехода домашних хозяйств на котельные с более высоким классом выбросов и, таким образом, помощь в защите окружающей среды.Газификационные и автоматические котлы 4-го и 5-го класса эмиссии имеют более высокую стоимость покупки, чем котлы старых типов. Ранее котел с ручной подачей можно было купить за 30 000 чешских крон, цены на базовые конструкции котлов, соответствующие требованиям по выбросам, не ниже 35 000 чешских крон. Скорее ожидаемо, но значительно дороже, субсидия на котлы до 50 кВт может составить около 60 000 крон. Затем субсидии относятся к сборке и продаже брендов авторизованных производителей и поставщиков.

Программа субсидирования Министерства окружающей среды Чешской Республики New Green Savings — это не единственная программа субсидирования, из которой вы можете воспользоваться. Иногда также можно получить субсидию из некоторых регионов.

Время от времени региональные власти в сотрудничестве с Министерством окружающей среды объявляют о так называемых субсидиях на замену неподходящих твердотопливных котлов с ручной заправкой.

Информацию об имеющихся программах можно найти на сайте Государственного экологического фонда в разделе «Гранты и займы».

Совет: Подобрать котел должен специалист!

Наконец, мы рекомендуем проконсультироваться по выбору котла со специалистом, потому что вы лучше всего узнаете, соответствует ли ваш котел всем требованиям (класс выбросов, требуемая мощность для отопления здания и другие). И именно в этот момент мы подошли к тому, почему на самом деле был создан наш сайт. Мы хотели бы дать вам возможность узнать всю необходимую информацию в одном месте, чтобы вы могли выбрать котел самостоятельно, а если вам нужна консультация, вы можете связаться с нами в любое время.Мы уверены, что возможность купить котел и обеспечить установку котла, осмотр котла и обслуживание котла в одном месте сэкономит вам много времени и энергии.

Control Engineering | Оптимизация работы многотопливного котла с помощью современных средств управления

Роберт П. Сабин 12 июля 2012 г.

Промышленные производственные предприятия сталкиваются с множеством проблем, но для электроэнергетики и коммунальных предприятий несколько проблем стоят особенно остро, поскольку рост населения и потребление энергии на душу населения ведет к неумолимому росту цен на энергию в долгосрочной перспективе.Чтобы выжить, компании должны адаптироваться за счет снижения затрат на электроэнергию и коммунальные услуги: они должны повышать эффективность, использовать более дешевое топливо и устранять отходы. В то же время требования к контролю за выбросами становятся все более жесткими и труднодостижимыми.

Этот набор фактов представляет серьезные проблемы для промышленности, но также открывает огромные возможности. Учтите, что, по данным Управления энергетической информации США, промышленные предприятия потребляют до 50% всей энергии в мире.В то же время, по данным Международного энергетического агентства, в промышленном секторе реализовано только 50% потенциальных улучшений жизненного цикла систем в области энергетики. Учитывая, что энергия, как правило, является самой крупной контролируемой стоимостью производства, на которую можно повлиять локально на объекте, экономия энергии идет непосредственно на чистую прибыль. В зависимости от размера деятельности компании даже 2% -ное повышение эффективности энергоснабжения и коммунальных услуг может приносить прибыль в размере 1 миллиона долларов в год. Потенциально даже более значительным является замена 20% традиционного потребления ископаемого топлива недорогими альтернативными источниками топлива.Это может принести дополнительно 2–3 миллиона долларов годовой прибыли. Такие программы усовершенствования могут быть самофинансируемыми вначале, а затем приносить прибыль за счет устойчивых выгод с дополнительным преимуществом за счет улучшения технического обслуживания и избежания штрафов и остановок.

Штрафы за CO ₂ производство и «углеродные налоги» уже действуют в некоторых частях мира и, вероятно, будут более широко распространены в будущем. На рисунке 1 показано, что с учетом налогов на CO ₂ переход с нефти или электроэнергии на биомассу может снизить затраты на топливо почти до нуля, а использование отработанного газа в качестве источника энергии может фактически принести эффективную прибыль за счет снижения штрафов за выбросы.

Вариант топлива в БТЕ

Но оптимизировать процесс сгорания в электростанции для достижения максимальной эффективности и постоянного использования недорогих видов топлива сложно, особенно при попытке работать очень надежно и быстро. Изменение нагрузки в промышленной электростанции — это сложная задача при самых благоприятных условиях и еще более серьезная проблема, связанная с изменчивостью топлива.

Природный газ считается стабильным и стабильным топливом, но даже это обычное топливо может изменяться в БТЕ на объем на ± 10% с течением времени.Системы управления горением должны управлять даже этим уровнем изменчивости, чтобы оптимизировать результаты затрат на энергию.

Стремясь снизить затраты, большая часть промышленных котлов использует как традиционные, так и нетрадиционные виды топлива. Чаще всего эти нетрадиционные виды топлива производятся как побочные продукты основных производственных операций предприятия. Примеры включают отходящие газы на химических заводах и нефтеперерабатывающих заводах, коксовый газ и доменный газ на сталелитейных заводах, древесные отходы на целлюлозно-бумажном комбинате или биогаз на пищевом заводе.Эти источники часто являются, по сути, бесплатными источниками энергии для энергоснабжения и коммунальных служб, но они обычно не доступны при постоянном энергоснабжении и обычно значительно различаются по содержанию энергии на единицу объема с течением времени. Химический состав отходящих газов или жидких отходов нефтеперерабатывающего или химического завода может резко измениться по мере изменения исходного сырья и ассортимента продукции. Это несоответствие не способствует стабильному протеканию процессов горения, и поэтому использование нетрадиционных источников топлива традиционно ограничивалось.Недорогое топливо чаще всего использовалось в режиме базовой нагрузки, потребляя фиксированный объем, с традиционным ископаемым топливом, используемым для достижения стабильности и следования нагрузке. Это часто приводило к неэкономичным случаям, когда отходящий газ сжигают на факелах, а природный газ используется для производства пара для производственных нужд.

Управление изменчивостью

Концепция кривых соотношения топлива и воздуха началась, когда впервые были разработаны методы автоматического управления сгоранием с использованием пневматического управления.«Кривая» на самом деле была механическим кулачком в пневматическом приводе. Когда система управления процессом сгорания была введена в эксплуатацию, кулачки в исполнительных механизмах для управления топливом и воздухом имели такую ​​форму, что безопасное количество воздуха подавалось для потока топлива во всем диапазоне нагрузок. Кулачки в пневматических приводах обеспечивали постоянное соотношение воздух-топливо для любой конкретной скорости стрельбы. Эти реализации были простыми и надежными, обычно предотвращали небезопасное состояние обогащения топливом и даже обеспечивали определенный уровень управления избытком воздуха с функцией корректировки кислорода.Но был также запас прочности на дополнительный воздушный поток, встроенный в реализации, что приводило к снижению эффективности сгорания, и из-за величины изменчивости кислородная коррекция не могла полностью оптимизировать работу.

Пневматические элементы управления были в конечном итоге заменены электронными, которые содержали схемы, имитирующие действия кулачков в пневматических элементах управления. Эти элементы управления были несколько более отзывчивыми и удобными в обслуживании, но стратегии управления, связанные с этой технологией, были по существу такими же, как и те, которые были разработаны ранее.

В 80-е годы на сцену вышли компьютеры. Их разработки дали инженерам по управлению процессом горения возможность выполнять сложные расчеты и различные методы управления, обеспечивающие более жесткий контроль. Но даже по сей день традиционный метод реализации кривых отношения топлива к воздуху для управления сгоранием в значительной степени сохранился без изменений.

Использование этой техники контроля, разработанной 60 лет назад, больше не вариант. Слишком много переменных, и требования к производительности стали намного строже.

Слишком много для традиционных методов контроля

Обычное управление сгоранием, основанное на кривых соотношения воздух-топливо, не может обеспечить оптимизацию с различными источниками топлива, поскольку оно основано на фиксированных предположениях, сделанных в один конкретный момент времени. Как объяснялось ранее, сегодня на типичной промышленной площадке подача топлива может быть разной. Кроме того, характеристики оборудования меняются со временем, а окружающие условия меняются каждый день. Чтобы избежать небезопасных условий эксплуатации, слишком распространенной реакцией было просто увеличить скорость воздушного потока.Эти буферы добавляются, как показано на рис. 3, для управления отклонениями, но они приводят к неэффективности и выбросам. Большое количество дорогостоящей энергии направляется вверх в дымовую трубу вместе с избыточным воздухом, в то время как нагрузка на вентиляторы увеличивается, а оборудование для выбросов перегружается. Но как можно контролировать процесс горения с такой изменчивостью?

Можно

В конечном итоге котел или нагреватель имеет один управляющий вход: потребность в БТЕ. Эта потребность может быть выражена в терминах давления пара или расхода для бойлера или температуры жидкости для огневого нагревателя, но все сводится к одной этой переменной.Задачей процесса сгорания и его системы управления является оптимальное удовлетворение этого спроса (что на практике означает минимальные затраты и выбросы), несмотря на колебания содержания топлива в БТЕ и быстрые изменения спроса. При правильном выполнении это может превратить котел из центра затрат в центр прибыли, поскольку он позволяет использовать топливо, которое в противном случае было бы выброшено как отходы, или, поскольку оно получено из возобновляемых источников, может обеспечить компенсацию выбросов парниковых газов.

Самые современные системы управления сгоранием, доступные на сегодняшний день, способны определять содержание БТЕ в топливе непрерывно и в реальном времени.Это позволяет системе согласовывать сигнал потребности с сигналом расхода топлива и точно рассчитывать количество воздуха, необходимое для оптимальной работы. Кроме того, эти реализации позволяют легко заменять BTU одного топлива другим, так что использование предпочтительных видов топлива всегда может быть максимальным. Как они это делают?

Ответ состоит в том, чтобы исключить использование кривых отношения топлива к воздуху и перевести управление горением в полностью математическую и модельную реализацию. Система управления должна включать математическую модель котла и набор ограничений с использованием многопараметрического прогнозирующего управления.В этом решении используются стандартные приборы котла для определения относительного показателя тепловыделения в топке. Как только это станет известно, могут быть определены конкретные требования к скорости горения и можно регулировать топливо в режиме реального времени для стабилизации тепловыделения печи. Регулировка дополнительной подачи топлива вместе с динамической корректировкой потребности в избыточном воздухе приводит к созданию надежной и надежной методологии управления. Это гораздо больше, чем просто усовершенствование существующей технологии; это квантовый скачок в управлении.

Некоторые примеры

Этот метод успешно применяется в промышленности. Одним из примеров является многотопливный котел. До оптимизации он страдал от больших непоследовательностей пара от альтернативного топлива. Базовая нагрузка выполнялась на альтернативном топливе, а ископаемое топливо использовалось для управления коллектором. При нормальной работе от 60% до 70% пара было произведено с использованием альтернативного топлива. Но из-за ограничений управления котел работал с высоким избытком кислорода от 8% до 10%, и возникали проблемы с выбросами.

Применение математического управления и управления на основе моделей привело к увеличению количества пара, вырабатываемого на наиболее дешевом топливе, на 5–10%, повышению эффективности на 1–2%, значительному увеличению реакции на колебания спроса и улучшенным характеристикам выбросов.

Другие примеры включают:

• Химический завод перенаправил поток отработанного водорода в новый котел. Оптимизированный контроль позволяет максимально использовать водород при сохранении стабильности. Годовое использование природного газа было сокращено на 1 миллион БТЕ, а выбросы CO ₂ сократились на 30%.
• Целлюлозно-бумажный комбинат хотел заменить уголь биомассой. Были модернизированы три котла, добавив ряд передовых решений по контролю горения. Это привело к сокращению потребления угля на пять тонн в день, а также к увеличению продолжительности работы котла и устойчивости электростанции.
• В другом случае на пищевом заводе был установлен варочный котел для производства биогаза из отходов переработки и он был переведен на работу на двух газах. Применение оптимизации сжигания позволило максимально увеличить использование биогаза и снизить потребление природного газа на 15–30%.

В сегодняшней деловой среде процессы сжигания должны всегда работать оптимально, несмотря на колебания нагрузки, содержания БТЕ и даже типа топлива. Используя новейшие методы контроля, хорошо работающие многотопливные котлы часто могут вырабатывать 90% пара завода из отходов и альтернативных видов топлива, работать в автоматическом режиме более 95% времени и поддерживать выбросы на заданном уровне.

Роберт П. Сабин — инженер-консультант в группе промышленных энергетических решений Emerson Process Management.

ОНЛАЙН:

Для получения дополнительной информации посетите:

www.emersonprocess.com
www.eia.gov
www.iea.org

Интеллектуальное управление твердотопливными котлами

Расчет и оптимизация общей энергии, потребляемой котлом

Metso поставила котел для дровяного проекта Nacogdoches Power мощностью 100 МВт в Техасе.Фото любезно предоставлено Metso.

Роджер Леймбах , Metso Automation

По оценкам, более 37 процентов энергии, используемой в США, за исключением выработки электроэнергии, используется в промышленности. Кроме того, около 50 процентов всех крупных промышленных котлов (> 250 000 MMBtu / час) используют твердое топливо, которое включает различные комбинации биомассы, угля и других отходов.

В США около 1400 промышленных котлов.S., мощность которого составляет более 250 000 MMBtu в час. Из них более 600 колосниковых котлов, работающих на твердом топливе. Оптимизация твердотопливных промышленных котлов имеет решающее значение для повышения эффективности и сокращения выбросов.

Помимо промышленных котлов, существует более 1 200 котлов, работающих на пылевидном угле, чья способность реагировать на изменения нагрузки часто ограничивается возрастом и конструкцией. На них также приходится большая часть всех выбросов NO _X и тяжелых металлов, таких как ртуть.Таким образом, очень важно сосредоточить внимание на этих котлах для снижения выбросов.

Оптимизация управления горением имеет решающее значение для снижения выбросов и повышения эффективности. Но что определяет контроль горения в большом твердотопливном котле? Любая инициатива по снижению энергии, игнорирующая контроль горения, не будет актуальной и, скорее всего, приведет к незначительным улучшениям. Кроме того, использование высокоуровневых передовых приложений, таких как нейронные сети, будет слишком дорогостоящим для большинства промышленных приложений.

Важно различать такие виды сжигания, как сжигание в псевдоожиженном слое, колосниковое сжигание и угольная пыль. Также важно разработать стратегии контроля для каждого, которые легко реализовать и обновить. Эти стратегии должны быть простыми для понимания и не требовать высокого уровня знаний для поддержания. Стратегии должны быть совместимы с общей системой управления котлом, не должны ориентироваться на платформу или зависеть исключительно от массового расхода топлива. Вместо этого они должны основываться на реальном потоке энергии.

Кроме того, стратегии управления котлом должны иметь возможность изменять нагрузку с максимальной скоростью, не вызывая сбоев и нестабильности процесса. Они должны иметь возможность работать в режиме автоматического управления генерацией или иметь базовую загрузку. AGC важна для всех инженерных сетей, и она должна быть встроена в систему управления котлом и турбиной. Как недавно заявил один инженер по коммунальному обслуживанию: «Мы не построим его, если не сможем его отправить».

Координация работы турбины котла в промышленной среде

Во многих промышленных установках имеется несколько котлов, подающих пар в технологический процесс, и / или паровые турбины, приводящие в действие электрические генераторы.Турбины могут быть подключены к паровой сети и работать в режиме противодавления или конденсации. Различных комбинаций столько, сколько растений. Однако чего обычно не хватает, так это координации турбин и паровых узлов с котлами. Это необходимо решить.

Само собой разумеется, что котлы должны регулировать давление коллектора, в которое они подают пар. В слишком многих случаях турбины и станции понижения давления работают в режиме давления, иногда называемом режимом слежения за турбиной.В этом случае котлы имеют базовую нагрузку, а давление в коллекторе поддерживается регулирующими клапанами турбин.

Потребность в котле должна основываться на давлении в коллекторе и прямой связи, которая делится между различными котлами в соответствии с их относительными размерами и эффективностью. Система управления должна позволять оператору предвзято относиться к индивидуальным требованиям котла.

Прямая связь должна быть основным элементом управления котлом. Регулятор давления должен обеспечивать минимальное интегральное воздействие.При потреблении котла следует экономно использовать встроенное управление. Прямая связь не должна быть потоком пара, поскольку это регенеративная прямая связь. Регенеративная прямая связь имеет тенденцию направлять спрос в неправильном направлении, когда происходит сбой или если качество топлива должно измениться. Это приведет к тому, что контроль давления будет противодействовать изменениям и вызовет дальнейшие расстройства и дестабилизацию.

Рисунок 1 представляет собой изображение усовершенствованного управления котлом в промышленной конфигурации с вычислением потока энергии и оптимизатором котла.Дальнейшее определение расчета потока энергии и оптимизатора поясняется позже. Обратите внимание, что каждый котел в заголовке имеет «алгоритм участия», который позволяет распределять спрос в соответствии с его индивидуальным размером, эффективностью и ответом. Кроме того, оператор имеет возможность настроить каждый котел соответствующим образом. Различные сигналы воздушного потока и устройства подачи топлива имеют алгоритм участия для выполнения одной и той же функции.

Котлы сжигания в псевдоожиженном слое (FBC)

Котлы

FBC используются в самых разных сферах, в основном в промышленности, где обычно несколько котлов работают вместе в сложных паровых сетях, где спрос может быстро меняться.Параллельно работающие котлы также могут быть неконтролируемыми. То есть их выход полностью зависит от процесса получения отработанного топлива, которое невозможно измерить. Кроме того, котлы FBC, вероятно, будут использовать относительно трудно сжигаемые виды топлива, такие как комбинации биомассы и угольных отходов, все из которых могут и будут меняться.

Биотопливо не обязательно является однородным топливом. Часто это смесь различных видов топлива, таких как кора, вырубка леса, сельскохозяйственные отходы и отходы строительных материалов. Кроме того, можно обрабатывать широкий спектр видов топлива, чтобы снизить общие затраты.

Котлы

FBC устанавливают новый стандарт управления. Псевдоожиженный слой песка и золы внутри печи имеет очень большую инерцию. Это ограничит динамику котла. С другой стороны, это позволяет котлу FBC сжигать топливо с высоким содержанием влаги — до 60 процентов. Несмотря на то, что топливо сильно изменится, оно будет гореть относительно быстро, но все же существует значительный диапазон горючести топлива. Время испарения, пиролиза и горения будет сильно различаться.

Хотя многотопливное сгорание будет сильно различаться, контроль подачи топлива должен играть решающую роль.Поток энергии должен поддерживаться на постоянной скорости, чтобы обеспечить поддержание давления на заданном уровне и потребность в потоке энергии из котла. Изменения потока энергии в котел могут вызвать колебания процесса сгорания и производства пара. Если точно не контролировать, эти колебания могут поставить под угрозу доступность оборудования.

Конструкция и природа котла FBC таковы, что его диапазон изменения ограничен, а реакция относительно медленная по сравнению с газовыми котлами или котлами, работающими на пылевидном угле.Кроме того, количество котлов FBC, используемых только для производства электроэнергии, растет не только в количестве, но и в размерах. Некоторые из них, которые будут сжигать 100-процентную биомассу и производить до 100 МВт, сейчас строятся в США

. Котлы

FBC не подвержены высоким уровням выбросов, таким как SO _X и NO _X . Однако тем, которые сжигают уголь, требуется известняк в качестве добавки для улавливания SO _X . Известняк используется в больших количествах для этой цели и считается расходом на общие операции, который может составлять миллионы долларов в зависимости от размера котла.Поскольку котлы FBC работают при более низких температурах, NO _X не считается проблемой, но если температура слоя поднимается выше порогового значения NO _X , требуется больше аммиака в качестве вспомогательной добавки. Все эти выбросы чувствительны к температуре слоя и требуют крайней оптимизации для поддержания низких уровней выбросов. Таким образом, контроль топлива без какой-либо компенсации изменений влажности, состава или теплотворной способности является проблематичным.

Ответом на эти вопросы является вычисление, называемое компенсатором мощности топлива (FPC).FPC был разработан для крупнейшего в мире котла, работающего на биомассе, Alholmens, блока мощностью 240 МВт, работающего в Финляндии с 2002 года. Блок может сжигать любую комбинацию биомассы и угля. Биомасса — это комбинация торфа, коры и древесных остатков. Уголь — резервное топливо.

Постоянное использование потребления кислорода и расчеты энергетического баланса являются основой FPC. В случае потребления кислорода мы имеем в виду кислород, потребляемый фактическим сжигаемым топливом. Это можно оценить по коэффициенту избытка воздуха и расходу воздуха для горения.Потребление кислорода хорошо согласуется с расходами энергии. Уникальный компенсатор мощности топлива сочетает в себе функции, присущие оценщику энергетического баланса и расчету потребления кислорода.

Причина комбинации этих двух вычислений заключается в том, что расчет баланса энергии основан на средних значениях и является относительно медленным, но очень точным. Расчет потребления кислорода выполняется относительно быстро — за миллисекунды — но в нем есть ошибки. Чтобы быть точным, расчет потребления кислорода имеет ошибки из-за задержки переноса от сгорания до измерения кислорода.Таким образом, их объединение обеспечивает точное представление о том, что происходит в печи в реальном времени.

Компенсатор мощности топлива был использован на многих многотопливных котлах с отличными результатами. Результаты Alholmens показаны на Рисунке 2. В этом случае оператор вручную добавляет уголь с шагом от 10 до 15 процентов, в то время как контроль топлива реагирует на FPC. Обратите внимание на реакцию потока пара и давления.

Оптимизатор котла FBC

Существует множество различных типов программ оптимизации, основанных на управлении с прогнозированием модели, нечеткой логике и нейронных сетях.Следует выбрать тот, который отвечает целям предприятия и может поддерживаться человеческими ресурсами уже на предприятии. Кроме того, он должен иметь возможность использовать уже существующее стандартное технологическое оборудование, такое как анализаторы кислорода, датчики расхода и давления и анализаторы выбросов в режиме онлайн.

Он также должен уметь использовать ноу-хау и опыт оператора. Его можно добавить к любой существующей системе управления и обеспечить смещение заданных значений в системе управления. Он должен иметь возможность работать на ПК или контроллерах системы управления.

Во-первых, давайте рассмотрим основные элементы управления типичным котлом FBC. На рисунке 3 показаны основные элементы управления. Самая большая разница — это регулировка температуры слоя и подачи топлива.

Нагрузка регулируется потребностью в паре в форме нерегенеративной подпитки на основе расхода пара, давления в паровом коллекторе и уставки давления в паровом коллекторе. Они включены в расчет потребности котла, который включает динамическую компенсацию (1). Это необходимо, чтобы разрешить AGC.В то время как котел объединяет разницу между потребляемой энергией и выходной энергией котла, ошибка давления в основном является только пропорциональным процессом. Большая постоянная времени котла, присущая всем котлам, и особенно котлам FBC, не позволяет регулировать давление в качестве встроенного регулятора. Изменение спроса на котлы связано, прежде всего, с изменением прямой связи. Другие изменения спроса на котлы связаны с изменениями качества топлива.

Потребность в топливе поступает в регулятор подачи топлива (11) и в регулятор расхода воздуха (3), где избыточный воздух используется для корректировки потребности в потоке воздуха в регулятор вторичного воздуха (6) и первичный регулятор (7).Соотношение вторичного и первичного воздуха устанавливается оператором или системой управления оптимизатором (5). Вентилятор ID регулирует давление в печи в зависимости от потребности в потоке воздуха (8). Регулирование температуры слоя осуществляется за счет рециркуляции дымовых газов в слой. Дымовой газ замедляет горение и снижает температуру слоя.

Самым уникальным контуром регулирования, связанным с котлом FBC, является температура слоя. Слой состоит из многих тонн горячего песка и золы, которые псевдоожижены первичным воздухом.Процесс псевдоожижения очень важен для контроля выбросов и важен для минимизации потребления известняка в FBC, работающем на угле. Кроме того, температура слоя является функцией качества топлива и изменения нагрузки котла, поскольку это функция теплового баланса слоя. Это идеально подходит для применения нечеткого контроллера.

Нечеткие элементы управления можно разбить на несколько декомпозированных контуров управления с несколькими проблемами «несколько входов — один выход» (MISO). Каждый из них аналогичен по своей природе традиционному контуру ПИД-регулирования, где:

∆u (K) = K _p ∆e (K) + K ₁ e (K),…

K = временной шаг

∆u = шаг регулирования

e = ошибка управления

∆e = разница в ошибке регулирования

В нечетком контроллере мы используем аналогичное уравнение.Входы e: « fuzzyfied » с тремя треугольными функциями принадлежности; отрицательный (низкий), ноль (нормальный) и положительный (высокий).

Если мы используем метод «дефаззификации» с взвешенной суммой, мы получим алгоритм управления как таковой:

Где ∆u (K) — результат правила i из четырех основных правил 1 или 2 во время шага K . ∆Uj (k) — результат правил j 3 или 4 . K _p — пропорциональное усиление, а k _i — усиление интегрирующей части.

Примером такого управления является промышленный котел FBC на целлюлозном заводе, сжигающий кору и торф, нагрузка которого сильно меняется за небольшой период времени. Неоднородный характер топлива и изменение нагрузки усугубляют проблему. Влажность (до 60 процентов) и изменение качества топлива сильно нарушат работу котла, поскольку энергетический баланс слоя имеет решающее значение для поддержания температуры слоя. Например, более низкая температура слоя может означать более низкое качество топлива или большее количество воды в топливе.

Кровать — это форма накопителя энергии. Контроллер с нечеткой логикой изменит соотношение первичного воздуха и рециркулирующего дымового газа, чтобы изменить температуру слоя.

Первые пять правил, показанных на рисунке 4, дублируются в соответствии с нагрузкой котла — высокой и низкой. Также настройка контроллера различна для высоких и низких нагрузок.

Целью усовершенствованного контроля температуры слоя является стабильная температура слоя.

Колосниковые котлы и котлы на измельченном угле

Типичный контроль топлива для колосникового котла является приблизительным, и в некоторых случаях давление является единственным показателем, используемым для контроля топлива.Используемые вычисления могут отставать на несколько минут. Они не показывают изменений в содержании британских тепловых единиц в реальном времени и не касаются других изменений качества топлива, таких как влажность и плотность. Необходим индикатор энергозатрат в реальном времени. Кроме того, управление воздушным потоком должно быть разделено между первичным воздухом (нижним воздухом), вторичным воздухом и воздухом перегрева.

Необходимость сокращения выбросов привела к сокращению количества первичного (нижнего) воздуха с 85% до 60%. Воздух пережигания был увеличен, чтобы уменьшить количество NO _X .Внутренние элементы управления, такие как скрубберы и SNCR, были добавлены к блокам, для которых требуются вспомогательные вентиляторы, что снижает эффективность. Повышение эффективности при одновременном сокращении выбросов важно как никогда. Необходим улучшенный метод контроля топлива.

Metso разработала стратегию управления топливом на основе потока энергии в котел. Это называется тепловыделением. Его принцип основан на предположении, что энергия, поступающая в котел, равна энергии, исходящей из котла.Это предполагает, что для управления выходом вы должны иметь возможность управлять входом, а для управления входом вы должны иметь возможность точно измерить вход. Измерение энергии, потребляемой котлом, работающим на твердом топливе, достаточно сложно, когда топливо однородно по своей природе, но когда это универсальное биотопливо, это может быть практически невозможно. К счастью, бойлер — это саморегулирующийся процесс.

Он объединяет разницу между входящей и выходной энергией. Накопленная энергия в воде, паре и металле позволяет изменять нагрузку.

Во время изменения нагрузки входящая энергия не равна выходной энергии. Как известно, при увеличении нагрузки надо перегревать котел. Почему? Для каждой новой точки нагрузки необходимо установить определенное количество накопленной энергии. Накопленная энергия нелинейна с нагрузкой. Мы должны быть в состоянии определить точное количество требуемых перегрузок, и мы должны уметь измерить изменение потребляемой энергии, поскольку это количество энергии, которое мы должны поддерживать в новой точке нагрузки.

Накопленная энергия похожа на гигантский маховик, который позволяет изменять нагрузку и согласовывать выработку пара с потреблением. Накопленная энергия создается сопротивлением системы, системой подачи топлива и характеристиками теплопередачи. Котел — гигантский интегратор. Он объединяет разницу между входящей и выходной энергией! Давление в барабане является показателем накопленной энергии, а производная накопленной энергии — показателем изменения накопленной энергии. Следовательно, мы можем утверждать, что мерой подачи топлива является выход энергии ± dPD / dt, где PD — давление в барабане.

Тепловыделение = P ₁ ± dP _D / dt

Где P ₁ — мера потока энергии от котла. Обратите внимание, что если это котел центральной станции с одной паровой турбиной, то вместо потока пара используется давление первой ступени.

Тепловыделение — это индикатор истинной энергии, потребляемой котлом в режиме реального времени. Он обнаруживает изменения теплотворной способности топлива. Он рассчитывает общее тепловыделение от всех источников топлива.

Heat Release был разработан для пылеугольных котлов и может использоваться на колосниковых котлах.Тепловыделение можно использовать в качестве единственной обратной связи по топливу.

Кроме того, мы должны использовать безрегенеративную прямую связь в качестве спроса на энергию. На рисунке 5 показано потребление энергии при изменении нагрузки. Обратите внимание на разницу между потребностью котла и потребностью единицы. Эта разница представляет собой точное количество пережигания, необходимое для поддержания нового уровня накопленной энергии.

Это основа для системы D-E-B, которая использует тепловыделение в качестве обратной связи по энергии. D-E-B использовался на более чем 1000 котлах мощностью до 1000 МВт.

Другие статьи о выпуске Power Engineering Архив выпусков
Power Engineerng
См. Статьи о производстве электроэнергии на PennEnergy.com

Повышение прямого КПД котлов — роль автоматизации

Безопасность и эффективность всегда имеют первостепенное значение как для производителей котлов, так и для потребителей пара. Со временем производительность котла по этим двум параметрам значительно улучшилась.По мере развития технологий всегда есть возможности для повышения безопасности и эффективности.

В этой статье объясняется, как интеллектуальный ПЛК (программируемый логический контроллер) может помочь пользователям пара обеспечить более эффективную и безопасную работу котла.

В случае обычных твердотопливных котлов с ручной топкой разрыв между косвенным и прямым КПД довольно велик. Обычно гарантированный КПД составляет около 73-77%. Фактически полученный КПД находится в диапазоне 50-55%.Этот огромный разрыв между прямым и косвенным КПД объясняется многочисленными потерями, которые, безусловно, можно уменьшить с помощью автоматизации котла. С помощью автоматизации можно подавать сигналы тревоги / вводить оператору котла, которые помогают ему эффективно управлять котлом. Систему также могут использовать менеджеры коммунальных предприятий для мониторинга производительности. Таким образом, эта система при правильном использовании может привести к значительной экономии для пользователей.

В этой статье делается попытка понять причину разрыва между прямым и косвенным КПД в случае ручных твердотопливных котлов и роль, которую могут играть контрольно-измерительные приборы.

Косвенная и прямая эффективность — Почему существует разрыв?

Как известно, косвенная эффективность определяется путем расчета индивидуальных потерь. Тогда как прямой КПД — это соотношение тепловой энергии, вырабатываемой котлом, и энергии, подаваемой в котел в виде топлива. В этой статье объясняются причины разрыва между прямой и косвенной эффективностью.

Как ручной режим снижает КПД котла?

В обычных котлах с ручным обогревом, работа котла и регулировка, такие как подача топлива, установка положения заслонки вентилятора внутреннего диаметра и т.производятся персоналом завода. В идеале, например, установка заслонки внутреннего диаметра вентилятора не должна быть одинаковой для различных нагрузок котла. Невозможно вручную оптимизировать настройки заслонки вместе с нагрузкой, и, следовательно, котлы работают с одинаковым внутренним диаметром заслонки вентилятора для всех нагрузок. Это значительно снижает реально достигаемый КПД, т. Е. Прямой КПД.

Другой типичный пример — это ручная подача топлива, которая значительно увеличивает несгоревшие потери и потери в дымовой трубе.Операторы часто перекармливают котел или подкачивают его только вперед Из-за этого воздуха, доступного для горения, недостаточно для полного сгорания топлива. Это внезапно увеличивает несгоревшие потери. В то же время, когда оператор держит дверцу открытой в течение более длительного периода времени, чем требуется, окружающий воздух всасывается внутрь печи и выходит через дымоход с более высокой температурой, что приводит к увеличению потерь в дымовой трубе.

Из двух примеров, рассмотренных выше, совершенно очевидно, что ручное управление снижает фактический полученный КПД котла, поскольку операторы не осведомлены о параметрах в реальном времени и, следовательно, не могут принять правильные меры соответственно.Другими словами, если операторы будут получать автоматические предупреждения, эти потери могут быть уменьшены. Здесь важную роль играет интеллектуальный ПЛК.

Роль автоматизации

С помощью датчиков и интеллектуального ПЛК операторы котлов могут получать временные предупреждения, если они следуют неэффективной практике эксплуатации. Такое расположение может даже побудить операторов изменить определенные параметры при изменении рабочих условий котла. Мы рассмотрим различные типы предупреждений, которые могут быть предоставлены, и то, как они помогают контролировать потери.

1. Закройте дверцу подачи

   Когда загрузочная дверца остается открытой, из-за давления в топке всасывается воздух комнатной температуры. Этот воздух также нагревается и выходит через дымоход. Этот воздух отводит много тепла, увеличивая потери в дымовой трубе. С помощью концевого выключателя оператор может быть предупрежден, когда дверь остается открытой, и, следовательно, может значительно снизить потери в штабеле.

2. Отрегулируйте заслонку вентилятора внутреннего диаметра

   При изменении условий работы котла необходимо менять положение заслонки внутреннего вентилятора.Это гарантирует, что в печь поступает необходимое количество воздуха, и, следовательно, минимизирует потери в дымовой трубе. С помощью ПЛК оператору котла может быть предложено изменить настройки заслонки ID вентилятора.

3. Очистите трубки

   Если трубы котла не очищаются из-за загрязнения дымовых газов, на внутренней стенке труб образуется слой сажи. Это значительно снижает скорость теплопередачи. В то же время, поскольку тепло от газов не передается воде, температура дымовой трубы продолжает расти.Установив датчик температуры на выходе из дымовой трубы, можно отобразить всплывающее окно для очистки трубок, когда температура дымовой трубы поднимется выше нормального значения.

4. Чрезмерное кормление

   Часто операторы котлов не получают оценку количества топлива, которое нужно подать в котел. С другой стороны, операторы часто заправляют котел топливом на пару часов, чтобы избежать частых хлопот с кормлением. Это приводит к перекармливанию. В результате перекачки происходит неполное сгорание топлива, что приводит к увеличению несгоревших потерь.С помощью передатчиков интеллектуальный ПЛК может предупредить оператора о перекармливании.

   Помимо избыточной подачи, котлы часто питаются только с передней стороны, что приводит к неравномерному распределению топлива, что снова увеличивает несгоревшие потери. Интеллектуальный ПЛК может обнаруживать такие условия, регистрируя изменения давления, и может побудить оператора предпринять корректирующие действия.

5. Регулировка топливного поддона

   Если топливо не распределено равномерно по станине, могут образоваться карманы перекармливания, что приведет к неполному сгоранию топлива.В результате увеличатся несгоревшие потери. Если такое состояние обнаруживается, интеллектуальный ПЛК может генерировать предупреждение и предлагать оператору отрегулировать топливный слой.

6. Возможность обратной стрельбы

   Контроль и поддержание давления в печи — абсолютная необходимость во избежание возникновения обратного возгорания. Интеллектуальный ПЛК с помощью датчика давления в печи может предупредить оператора, когда давление в печи может привести к обратному возгоранию.

7. Улучшение качества воды

   Продувка необходима для поддержания работоспособности котла.В то же время продувка приводит к значительным потерям энергии. С помощью интеллектуального ПЛК можно следить за потерями от продувки. Чем выше качество питательной воды, тем меньше потери на продувку. Когда потери от продувки возрастают, ПЛК может побудить оператора котла предпринять соответствующие действия для обеспечения качества питательной воды. Действия по этому предупреждению могут значительно снизить потери от продувки.

Постоянный рост цен на топливо и повышение осведомленности об энергосбережении и безопасности требуют более эффективных и безопасных котлов.Использование ПЛК в котлах — следующий шаг к решению этих проблем с помощью передовых технологий.

Обслуживание твердотопливного котла | Серверная служба

Эти котлы используют в качестве топлива дрова, бурый или черный уголь, торф, пеллеты и т. Д. Большинство твердотопливных котлов на рынке рассчитаны на работу на одном виде топлива. Использование другого вида топлива приводит к снижению КПД системы отопления и сокращению срока службы котельного оборудования. Недорогие твердотопливные котлы, представленные на рынке, позволяют регулировать мощность в небольшом диапазоне (от 100% до 80% номинальной мощности), что вызывает затруднения в эксплуатации системы.Например, при температуре окружающей среды + 5 ° C для обеспечения комфорта котел должен работать на мощности 15% от номинальной, однако дешевые модели твердотопливных котлов могут обеспечить снижение мощности только до 80%. Возникает необходимость неполной загрузки топки, что приводит к трудностям в автоматизации системы отопления и поддержании оптимальной температуры теплоносителя. Следует отметить, что твердотопливные котлы требуют правильной организации дымохода для отвода продуктов сгорания. Тяга зависит от высоты дымохода.

Более современным видом твердотопливных котлов являются пиролизные котлы. Принципиальное отличие твердотопливного пиролиза от твердотопливной классики заключается в следующем: в пиролизном котле фазы горения разделены: на первом этапе дрова не сжигаются, а из древесины выделяется газ под воздействием высокой температуры и отсутствия тепла. кислород, а во второй фазе — фиксированное остаточное горение. Достоинством пиролизных котлов является высокий КПД для данного типа котлов, достигающий 85%, практически полное отсутствие золы и сажи.

Преимуществом более дорогих моделей твердотопливных котлов, таких как пеллетные и пиролизные, является возможность регулировки мощности в диапазоне 100% -30% от номинальной мощности. Однако стоимость пеллетных и пиролизных котлов намного превышает стоимость простейших видов твердотопливных котлов.

Котел — основной элемент современной системы отопления, предназначенный для выработки тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения зданий, сооружений, помещений.

Условно все котлы в зависимости от вида топлива можно разделить на четыре типа:

Ремонт котельного оборудования необходимо проводить точно в сроки, указанные в сопроводительной документации.Ремонт всего оборудования, а также ремонт автоматики котельной должны выполняться обученными специалистами, имеющими специальные разрешения на такие работы. Как показывает практика, около 70 процентов всех возникающих проблем связаны с неправильной эксплуатацией. В этом случае даже самое качественное и дорогое оборудование выходит из строя, и чаще всего это происходит неожиданно. Причина в том, что люди часто забывают о том, что сложные системы нуждаются в своевременном обслуживании, а также в бережном уходе. В случае возникновения нештатной ситуации квалифицированные специалисты должны выполнить срочный ремонт котельного оборудования, в случае аварии газового котла — необходимо. немедленно обратиться в ремонтную службу.Вот некоторые признаки того, что пора обращаться за помощью к специалистам:

• Повышенный расход топлива становится заметным при снижении эффективности.

• Здесь наблюдалось сильное образование сажи.

• В помещение начал проникать газ, значительно ухудшилась тяга.

• Слишком низкое давление пара, вода перестает нагреваться до необходимой температуры.

• Произошло покраснение или деформация любого элемента.

• Появился сильный шум.

• Температура выхлопных газов стала слишком высокой.

Все попытки отремонтировать самостоятельно могут привести к новым дефектам или поломкам, а в некоторых случаях и к аварийной ситуации. На качественной подгонке не сэкономить, точно определить проблемный участок, а также точно и качественно его может исправить только специалист. Кроме того, необходимо понимать, что во время ремонта необходимо соблюдать утвержденные правила техники безопасности, обеспечивающие сохранность. системы отопления всего дома.При самостоятельной попытке можно не заметить первых признаков опасности, которая может привести к возгоранию или взрыву.

Для заказа ремонта котельного оборудования достаточно позвонить нам по телефонам Ташкента: +998 (71) 207-33-32

Обзор проблем и решений для компонентов, подверженных возгоранию котлов

Основными проблемами, возникающими в котлах, являются агломерация, высокотемпературная коррозия, шлакообразование, загрязнение, щелочное охрупчивание и усталостное разрушение.

Агломерация

Проблема агломерации в основном возникает на стороне пожара в котлах с псевдоожиженным слоем [27]. Агломерация — это в основном проблема золы в котлах, работающих на биомассе. Зола, образующаяся из топливных агломератов с высоким содержанием серы и с низким содержанием золы, если они длительное время склонны к сульфатированию. Степень сульфатирования зависит как от времени, так и от температуры. Он изменяется пропорционально увеличению температуры и времени. Зола агломерируется, когда на месторождении образуется 50–60% или более количества сульфата кальция и Ca – K-силикатов.Петлевые уплотнения и зола более склонны к агломерации, чем летучая зола. Летучая зола образует более слабые отложения, чем зола, но все они со временем агломерируются [28]. Скорость агломерации увеличивается при повышении температуры от 850 до 950 ° C. Агломерация происходит сначала из-за карбонизации, а затем из-за сульфатации при более низких температурах [29]. Склонность золы к агломерации увеличивается с увеличением содержания железа или щелочного металла [27]. Сильвеннойнен сообщил, что смесь силикатов щелочных металлов с низкой температурой плавления образуется, когда богатая щелочами зола реагирует со свободным кварцем, который присутствует в песке, и эта смесь образует адгезионную связь между частицами псевдоожиженного слоя, что приводит к агломерации [30].Легкоплавкие хлориды щелочных металлов могут увеличивать липкость частиц летучей золы и увеличивать скорость осаждения золы на трубах пароперегревателя. Осажденные хлориды щелочных металлов могут увеличивать скорость коррозии пароперегревателей, поскольку хлориды могут образовывать эвтектики с низкой температурой плавления и вызывать агрессивную жидкофазную коррозию [31].

Возможные решения для агломерации

Добавки, такие как сера, каолин и сульфат аммиака, могут использоваться для уменьшения агломерации на трубах пароперегревателя.Дэвидссон сообщил, что если каолин добавить к материалу слоя перед сжиганием, то это наверняка решит проблему агломерации. В одном из исследований сообщалось, что температуры агломерации соломы и коры пшеницы были определены как 739 и 988 ° C соответственно [32]. Однако, если в слой добавлен каолин, начальные температуры агломерации слоя увеличиваются до 886 и 1000 ° C соответственно. Когда в слой добавляли каолин, состав покрытий изменялся в сторону более высоких температур плавления, в основном из-за пониженного содержания калия, поскольку каолин поглощает основные виды калия.Однако коммерческое использование каолина против отложений обходится дорого [29]. Проблему также можно решить, если вместо каолина добавить сульфат аммония или серу [28,29,30,31,32,33]. Реакции между добавками, такими как сера и хлориды щелочных металлов, образуют сульфаты щелочных металлов, а хлор выделяется в газовую фазу в виде HCl. Сульфаты щелочных металлов имеют более высокие температуры плавления, чем соответствующие хлориды щелочных металлов, и, следовательно, будут иметь меньшую тенденцию к прилипанию к перегревателям в виде отложений.Таким образом, можно минимизировать образование отложений и коррозионный потенциал перегревателей [31].

Шлакование

В зависимости от различных методов, применяемых для отложения золы на поверхности нагрева, наблюдаются два типа отложения золы, то есть шлакование и засорение. Ошлакование и засорение котлов — два основных фактора, которые отрицательно влияют на эффективность котлов [34, 35]. Эти проблемы в основном затрагивают возгорание котла. Эти два процесса приводят к частому отключению сажеобдувщиков.Шлак — это расплавленная зола и негорючий побочный продукт, который остается в виде остатка после сжигания угля. Шлакование — это отложение частично расплавленных остатков на стенках или поверхностях печи, подверженных тепловому излучению. Это происходит в самых горячих частях котла. Шлак образуется, когда частицы расплавленной размягченной золы не охлаждаются до твердого состояния, когда они достигают горячей поверхности [36, 37]. Это снижает поглощение тепла в топке, увеличивает температуру газа на выходе из топки, снижает эффективность и готовность котла из-за незапланированных остановов, ведущих к потерям в работе [37].Установлено, что серьезное шлакообразование происходит в основном на стенках печи. Дымовые газы в центре топки заставляют ее отклоняться с двух других сторон стенок; это приводит к попаданию пламени пылевидного угля на боковые стенки печи. Благодаря этому на боковых стенках происходит зашлаковывание. Это приводит к небольшому зашлаковыванию областей арочной горелки, а также областей передней и задней стенок нижней печи [38].

Возможные решения по шлакованию

Процесс шлакования полностью предотвратить невозможно.Однако его можно уменьшить, используя несколько способов, например, обеспечение равномерного распределения тепла во избежание локальных температур. Его также можно свести к минимуму, добавив к частицам расплавленной золы, переносимой дымовым газом, кондиционер, который поглощается этими расплавленными частицами и создает эффект зародышеобразования, когда эти частицы охлаждаются, вызывая их более быстрое затвердевание, тем самым предотвращая образование отложений или в значительно большем количестве рыхлых депозитов [39]. Образование отложений на конвенционной поверхности можно уменьшить, поддерживая соответствующую температуру на выходе из печи, а также удаляя достаточное количество тепла.Помимо вышеуказанных решений, соотношение высоты, ширины и глубины печи должно быть пропорциональным, чтобы ограничить возможность воздействия частиц золы на поверхность печи [40].

Обрастание

Обрастание — это образование отложений спеченной золы на обычных поверхностях нагрева, таких как подогреватели и пароперегреватели [40], которые не подвергаются прямому воздействию излучения пламени. Это происходит при охлаждении взвешенной золы-уноса вместе с дымовыми газами [41]. Чрезмерное загрязнение может привести к повышению температуры газа и скорости осаждения, что приводит к постоянному изменению условий в котле и, следовательно, к снижению его эффективности [42].Изменение температуры для высокотемпературного обрастания находится в диапазоне от 900 до 1300 ° C, а для низкотемпературного загрязнения — от 300 до 900 ° C [38]. Загрязнение котлов происходит из-за снижения теплопередачи, что в дальнейшем приводит к значительным потерям перегрева и температуры горячих дымовых газов [43, 44]. Основными факторами, которые приводят к удалению отложений, являются прочность отложений и адгезионная связь между теплопередающей поверхностью и отложением золы. Процесс удаления отложений включает разрушение матрицы отложений и / или разрыв клеевого соединения.В котлах угольных электростанций возникает множество производственных проблем из-за обрастания. Отсутствие своевременного обслуживания и очистки также может привести к засорению [45].

Возможные решения для загрязнения

Не существует постоянных решений для загрязнения, но есть определенные технологии, которые могут помочь свести к минимуму проблемы отложений в котлах. Некоторые из этих процессов — это технология импульсной детонационной волны, интеллектуальный нагнетатель сажи, технология химической обработки, противообрастающие покрытия и т. Д. [35].Эти технологии могут помочь в некоторой степени уменьшить проблему загрязнения труб котла в зависимости от их эффективности. Заключительные замечания и рекомендации могут быть составлены в соответствии с показанными результатами. Сажеобдувочные машины могут использоваться для очистки нагретой плоскости котлов во время работы с продувочной средой в виде воды и пара. Вода или пар направляются на осадок через сопло, что приводит к его разрушению и коррозии. Существуют некоторые инструменты для прогнозирования воздействия золы, такие как AshProSM, которые используются для анализа ситуации с зашлаковыванием и загрязнением угольных котлов.Интегрированный котел с расчетным гидродинамическим моделированием (CFD) с моделями воздействия золы используется для определения образования, переноса, осаждения, роста отложений и прочности [36]. Некоторые из других методов, которые используются для предотвращения загрязнения в котлах, включают влажную предварительную обработку энергетического котла, работающего на буром угле, с использованием минеральных добавок в угольном коммунальном котле, мониторинг тенденций загрязнения, технология химической обработки: нацелена на печь технология впрыска (TIFI) и др.[44].

Каустическое охрупчивание

В котлах происходит процесс каустического охрупчивания, который приводит к образованию трещин на склепанных пластинах из низкоуглеродистой стали. Температура колеблется от 200 до 250 ° C, что в дальнейшем приводит к отложению концентрированного гидроксида на водной стороне котла [46]. Мы также можем объяснить каустическое охрупчивание как явление, при котором котел становится хрупким из-за накопления каустической соды [47]. Щелочное охрупчивание также известно как коррозионное растрескивание под напряжением [46].Едкое охрупчивание вызывается наличием каустической соды в питательной воде котла, которая находится в прямом контакте со сталью и барабанами котла [48]. В котле при испарении воды увеличивается концентрация карбоната натрия. Карбонат натрия используется для умягчения воды посредством. известково-содовый процесс. Во время этого процесса есть вероятность, что некоторые частицы карбоната натрия могут остаться. Со временем концентрация карбоната натрия увеличивается, и он подвергается гидролизу с образованием гидроксида натрия.Когда концентрация гидроксида натрия увеличивается на определенную величину, вода становится щелочной. Эта щелочная вода проникает в мелкие трещинки внутренних стенок котла. Испарение этой воды приводит к постоянному увеличению количества гидроксида натрия в трубах котла. Этот гидроксид натрия разрушает железо, присутствующее в котлах, и растворяет его; таким образом, образуется феррат натрия, который в дальнейшем приводит к каустической хрупкости [49].

Возможные решения для каустической хрупкости

Каустическая хрупкость в котлах является естественным процессом и может быть временно предотвращена путем добавления комбинации химикатов, состоящих из достаточного количества сульфата натрия в обычную котловую воду [50].Каустическое растрескивание происходит в растворах, где действует смешанный активный и пассивный контроль коррозии [51]. Мы можем предотвратить охрупчивание щелочью, добавив такие соединения, как сульфит натрия, танин, лигнин и фосфат, поскольку они блокируют трещины, образованные проникновением щелочи [52].

Усталостное разрушение

Склонность материала к разрушению в результате непрерывного хрупкого растрескивания при повторяющихся переменных или циклических напряжениях с интенсивностью значительно ниже нормальной прочности известна как усталостное разрушение [53].Это может повлиять на подавляющее большинство материалов, в основном кристаллические твердые тела, такие как металлы и сплавы. Процесс утомления можно разделить в основном на три этапа. Первый шаг — это инициация. Пересечение поверхности с полосами скольжения, образованными из-за образования и движения дислокаций, вызванных чрезмерным приложением напряжения, приводит к возникновению усталости. Затем наступает II этап — рост трещины. Усталостная трещина II стадии — это обязательно небольшая трещина, связанная с тонкими складками металла, вытесненными с поверхности.Эти щели известны как вторжения. Трещины могут развиваться и расти на границах раздела всех типов, а также на границах зерен. Последняя стадия — рост трещины Стадии III. Это наиболее важный аспект усталостного разрушения, который вызывается постепенным макроскопическим поворотом трещины в некристаллографическую плоскость [54]. На начальном этапе работы котла наблюдаются различные отказы труб, в том числе кратковременный перегрев, разрывы сварных швов, дефекты материала, разрушение из-за химического выброса и иногда усталостные разрушения.Усталостное разрушение вызывается высоким значением максимального предела прочности на разрыв, большим количеством вариаций приложенного напряжения, прикреплением коррозионных сварных швов, неправильной гибкостью, неправильной термообработкой, контуром сварных швов, большим количеством циклов приложенного напряжения и ограничением холодного изгиба до термического расширение [55].

Возможные решения для усталостных отказов

Управление отказами котельных труб важно, поскольку это может помочь в сокращении вынужденных простоев, минимизировать риск отказов и, следовательно, повысить эксплуатационную готовность установки, а также надежность.Одну из наиболее важных причин выхода из строя трубы котла, то есть усталостного разрушения, можно предотвратить, следуя приведенным ниже мерам: избегать концентрации напряжений, уделять особое внимание деталям на этапе проектирования, чтобы убедиться, что циклические напряжения достаточно низки для достижения требуемую долговечность, использование более прочных и более эффективных материалов с высокой вязкостью разрушения и медленным ростом трещин, выбор хорошей отделки поверхности, мониторинг температурных изменений, повышение симметрии, упрощение конструкции и обеспечение прочности, а также тщательное текущее обслуживание [56].

Высокотемпературная коррозия

Высокотемпературная коррозия может быть определена как ускоренное окисление материалов, которое вызывается отложением солевой пленки при повышенных температурах у камина котла. Повышенная температура колеблется от 700 до 1300 ° C. К различным типам высокотемпературной коррозии относятся азотирование, хлорирование, науглероживание, окисление, сульфатирование, дымовые газы и коррозионные отложения. Расплавленные сульфаты щелочных металлов осаждаются на горячих подложках в результате окисления металлических примесей, таких как сульфаты и ванадий в топливе [34].

Возможные решения для высокотемпературной коррозии

a) Использование ингибиторов

Ингибиторы коррозии — это вещества, которые при добавлении в окружающую среду в небольших концентрациях снижают скорость коррозии металла [57]. Основными факторами, ответственными за ингибирование коррозии, являются состав жидкости, количество воды и режим потока. Мы используем ингибиторы в нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности, потому что там они зарекомендовали себя как лучшее защитное средство от коррозии [58].Мы также можем назвать ингибиторы коррозии добавками к жидкости, окружающей металл.

Выбор ингибиторов зависит от типа металла и условий окружающей среды [59]. В основном их можно разделить на два типа, такие как ингибиторы окружающей среды и ингибиторы межфазной границы. Кондиционеры окружающей среды или ингибиторы (поглотители) обладают способностью снижать коррозионную активность конкретного вещества путем улавливания (очистки) агрессивных веществ [59]. В ингибиторах межфазной границы процесс контроля коррозии осуществляется путем образования пленки на металле / окружающей среде [60].

Ингибиторы межфазной границы можно разделить на два подтипа, то есть жидкофазные ингибиторы и парофазные ингибиторы. Ингибиторы жидкой фазы — это те ингибиторы, которые классифицируются на основе их электрохимических реакций [58]. Ингибиторы паровой фазы — временные ингибиторы, которые используются для предотвращения коррозии; особенно в закрытых помещениях. Они безвредны для окружающей среды и не содержат вредных химических веществ, например нитратов. Они также имеют низкую стоимость, доступны по цене и служат долго, что дает надежные результаты [58,59,60].

Ингибиторы жидкой фазы можно разделить на три подтипа: анодные, катодные и смешанные ингибиторы. Анодные ингибиторы — это те ингибиторы, которые предотвращают коррозию, образуя защитный слой оксидной пленки на поверхности металла. Они также известны как пассиваторы, и эти ингибиторы изменяют анодные реакции в клетке [61]. Процесс контроля коррозии путем уменьшения скорости восстановления или осаждения отдельных участков катодной области (катодных рецепторов) называется катодными ингибиторами.Проще говоря, мы также можем описать катодные ингибиторы как химические соединения, которые могут снизить скорость коррозии металла или сплава при добавлении в определенную жидкость или газ [58,59,60,61,62]. Соединения, которые не являются ни анодными, ни катодными, то есть соединения, которые проявляют характеристики как анодных, так и катодных ингибиторов, называются смешанными ингибиторами. В среднем 80% органических соединений являются смешанными ингибиторами. Они защищают металл за счет физической адсорбции, хемосорбции и образования пленки.Они также уменьшают катодную и анодную реакции на работу [58, 59].

Катодные ингибиторы подразделяются на катодные отравляющие вещества и катодные осадители. Соединения, которые могут вызвать водородное охрупчивание и водородные пузыри из-за адсорбции водорода сталью, называются катодным ядом, а соединения, которые способствуют увеличению щелочности и осаждению нерастворимых соединений на металлической поверхности, называются катодными осадителями [58].

Смешанные ингибиторы также можно разделить на два подтипа: физические и химические ингибиторы.Физические ингибиторы — это те, которые физически адсорбируются и быстро взаимодействуют; однако их главный недостаток заключается в том, что они легко снимаются. В химических ингибиторах, поскольку идет химическая реакция, она замедляет процесс по сравнению с физическими ингибиторами [58].

б) Золь – гель покрытие

Золь – гель покрытие — широко используемый метод защиты от коррозии. Он показал лучшую химическую стабильность, контроль окисления и повышенную коррозионную стойкость металлических подложек [63, 64].Это метод производства твердых материалов из небольших молекул. Он превращает мономеры в коллоидный раствор (золь), который действует как предшественник интегрированной сетки (или геля), состоящей либо из дискретных частиц, либо из сетчатых полимеров [65]. Золь – гель покрытие — это влажная технология, которая может использоваться для изготовления керамических и стеклообразных материалов. Нанесение золь-гелевого покрытия на металлы произошло сравнительно недавно и недостаточно исследовано [66].

Синтез гелей при комнатной температуре осуществляется в основном двумя способами.Первый шаг — это обычная реакция, которая происходит в природе, когда химические соединения кремнезема разбавляются водными растворами. Затем этот раствор конденсируется и приводит к образованию сетки кремнезема. Эта конденсация может происходить в различных водных растворах в зависимости от концентрации соли и pH. Вторая стадия — получение диоксида кремния из раствора, который соответствует химической реакции, подразумевающей алкоголяты металлов и воду в спиртовом растворителе [67]. Недостатком золь – гель технологии является высокая стоимость сырья (химикатов).Например, порошок MgO чистотой 98% доступен в небольших количествах по цене 32 доллара за кг. Этоксид магния, который является химическим субстратом для производства MgO, стоит около 210 долларов за кг. При сушке часто возникают трещины и большая усадка в объеме, поэтому керамисты по возможности избегают этого [68].

c) Изменяющаяся температура и давление

Температуру можно определить как сравнительную меру холодной или горячей системы [69]. Несколько исследований показывают, что существует множество взаимосвязей между вариациями скорости коррозии в разных диапазонах температур для разных материалов.Однако коррозию можно определить как ухудшение свойств материала из-за его взаимодействия с окружающей средой. Коррозия может привести к сбоям в различной инфраструктуре завода или в машинах, которые обычно дороги и требуют много времени на ремонт. На рис. 2 показано сравнение скорости коррозии при повышении температуры. Некоторые из потерь загрязненных продуктов представляют собой ущерб окружающей среде, который может быть дорогостоящим с точки зрения здоровья человека [70]. Существует эмпирическое правило, согласно которому скорость коррозии металла увеличивается вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры.Таким образом, если скорость коррозии составляет 30 миль в год (мил в год) при 30 ° C, ожидается, что она составит 60 миль в год при 40 ° C, 120 миль в год при 50 ° C и так далее [71]. Это правило применимо во многих ситуациях, но необходимо распознавать ситуации, в которых его не следует применять. Есть места, где это правило не действует. Правило основано на том факте, что скорость коррозии находится под контролем химической реакции при воздействии разбавленной серной кислоты на углеродистую сталь. Даже в таких ситуациях скорость коррозии увеличивается с температурой, она может варьироваться от 1.5–2 раза при повышении температуры на каждые 10 ° C. Но если скорость коррозии находится под контролем некоторых других факторов, таких как присутствие газообразного кислорода в коррозионной среде, то вышеприведенное утверждение может быть неверным. Кислород играет очень важную роль в коррозии. Например, если мы рассматриваем замкнутую систему, построенную из углеродистой стали, то скорость реакции коррозии зависит от присутствия газообразного кислорода. Такой элемент, как железо, который присутствует в углеродистой стали, имеет высокое сродство к кислороду.Следовательно, когда углеродистая сталь вступает в контакт с кислородом, на ней образуется оксидный слой (Fe ₂ O ₃ или Fe ₃ O ₄ ) как защитный, так и незащищенный, тем самым увеличивая скорость коррозии [72]. Когда газообразный кислород в окружающей среде системы израсходован в результате коррозии углеродистой стали, скорость коррозии падает до очень низких значений независимо от температуры. Это связано с тем, что в камере не остается кислорода, который может реагировать с элементами с образованием оксида.Следовательно, оксид, который уже образовался на поверхности компонентов, становится пассивным по своей природе. То же самое происходит в открытой системе, когда кислород отводится при повышенной температуре. Последнее соображение — это природа сплавов. Некоторые сплавы образуют защитную или пассивную пленку в определенных условиях, например углеродистая сталь в конц. серная кислота; или они могут развиваться естественным путем, например, в случае нержавеющих сталей и титана. При повышении температуры и до тех пор, пока пассивная пленка остается неповрежденной, скорость коррозии не увеличивается.Но как только пассивная пленка преодолевается повышением температуры, скорость коррозии быстро увеличивается. Следует знать фактическую температуру поверхности металла, контактирующего с технологической средой. Поскольку горячая стенка воздействует на трубы повторного котла, она делает внутренний диаметр трубы намного горячее, чем среда технологического процесса. Следовательно, скорость коррозии может быть выше прогнозируемой. В конденсаторах, где хладагент иногда представляет собой охлаждающую воду со стороны кожуха, снижение температуры может привести к конденсации коррозионных частиц, и это иногда называют эффектом холодного пальца или шоковым охлаждением [73].

Рис.2

Сравнение скорости коррозии при повышении температуры

Давление обозначается буквой P и представляет собой силу, приложенную перпендикулярно площади поверхности объекта на единицу площади, по которой распределяется сила. Манометрическое давление (иногда также пишется манометрическое давление) — это давление относительно местного атмосферного давления или давления окружающей среды [74]. Для выражения давления используются различные единицы измерения: паскаль (Па) (это один ньютон на квадратный метр), атмосфера (атм), бар.Давление также играет очень важную роль в определении скорости коррозии [75]. Увеличение общего давления или уменьшение объема также приведет к более высокой скорости реакции, потому что увеличение давления заставляет молекулы сталкиваться с большей силой.

Это приводит к более эффективному столкновению, и, следовательно, продукты будут образовываться быстрее или скорость коррозии будет высокой. Если парциальное давление кислорода и углекислого газа высокое, скорость коррозии также будет выше [76].Добавление инертного газа, такого как аргон, неон и криптон, не повлияет на скорость коррозии, поскольку парциальные давления реагирующих газов остаются неизменными [77]. На рисунке 3 показано сравнение скорости коррозии и парциального давления CO ₂ .

Рис. 3

Сравнение скорости коррозии и парциального давления CO ₂

d) Покрытие

Покрытия получили широкое распространение для защиты от эрозии и коррозии. Они помогают защитить материал от нескольких химических и физических повреждений, которые могут возникнуть из-за прямого контакта материала с окружающей средой.Поскольку коррозия приводит к разрушению, это в конечном итоге приводит к выходу из строя компонентов как в обрабатывающей, так и в обрабатывающей промышленности. Следовательно, проблемы коррозии и эрозии имеют большое значение для многих промышленных применений и продуктов. Покрытия могут использоваться в качестве инженерного ключа для улучшения поверхностей от коррозии, износа, термического разрушения и других поверхностных явлений. Хорошая адгезия, низкая пористость и совместимость с подложкой являются различными важными характеристиками приемлемых покрытий.Существуют различные доступные технологии нанесения покрытия, которые можно использовать для нанесения подходящего материала на основу. Обычно они отличаются толщиной покрытия: нанесением толстых пленок (20–400 мкм) и нанесением тонких пленок (менее 10–20 мкм) [78].

Южные Котлы и оборудование | Паровой котел

Паровой котел — блочный тип — твердотопливный

Трехходовой комплектный паровой котел
— твердотопливный

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Котел горизонтально-пакетный заводской сборки
• Меньше работы на стройплощадке и немедленный ввод в эксплуатацию
• Ручной обжиг малой сложности
• Большая печь для обжига
• Вытяжной вентилятор обеспечивает бесперебойную подачу топлива и удаление золы.
• Трехходовая оптимальная рекуперация тепла
• Непрерывный обзор труб.
• Легкий доступ для осмотра и очистки.
• Большая поверхность нагрева.
• Больше места для пара.

Полностью мокрая спина

Полу-влажная спина

Сухая спинка

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Наши твердотопливные блочные котлы специально разработаны для ручного управления пожарным.Печь оснащена жаропрочными огнеупорными решетками специальной конструкции. Подача твердого топлива на прутки осуществляется вручную.

Первичный воздух поступает в топку через отверстия в топке. Огненные перемычки сконструированы таким образом, что они охлаждаются за счет охлаждающего действия первичного воздуха. Вторичный воздух поступает в печь через отверстия в передней части печи. Этот воздух сообщает пламени и дымовым газам круговое движение. Тяговый вентилятор поддерживает отрицательное давление в печи.Это уникальное соотношение двух потоков первичного и вторичного воздуха предотвращает плавление золы и образование клинкера. Это также обеспечивает полное сгорание топлива.

Полу / смачиваемая камера, расположенная в задней части печи, эффективно поглощает входящее в нее пламя, обеспечивает полный оборот и перемешивание газов перед входом во второй проход. Дверца доступа расположена на задней стенке камеры, чтобы облегчить быстрое удаление летучей золы и, таким образом, избежать забивания трубок.Передняя дымовая камера также обеспечивает полный оборот для смешивания газов перед входом в третий и последний проход дыма. Полу / мокрая задняя камера, расположенная в задней части печи, эффективно поглощает входящее в нее пламя, обеспечивает полный оборот и перемешивание газы до входа во второй проход. Дверца доступа расположена на задней стенке камеры, чтобы облегчить быстрое удаление летучей золы и, таким образом, избежать забивания трубок. Передняя дымовая камера также обеспечивает полный оборот для смешивания газов перед входом в третий и последний проход дымовых труб.Поскольку все полезное тепло поглощается, тепловой КПД такой же, как поглощение тепла, тепловой КПД достигает 75 = / — 3% на основе полной массы твердого топлива 3000-3500 ккал / кг.

СТРОИТЕЛЬСТВО
Наши котлы производятся в соответствии со строгими стандартами, установленными Индийскими правилами регулирования котлов. Котлы сконструированы таким образом, чтобы защищать от чрезмерных термических напряжений. Котлы производятся с использованием стальных листов и труб качества Boiler. Качество гарантируется в процессе производства, что снижает количество брака при переделках. Все продольные и окружные швы подвергаются рентгенологическому контролю, а котлы снимаются с напряжений, где это необходимо, перед гидроиспытаниями.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ
Полностью пыленепроницаемая панель управления содержит все реле и элементы управления, необходимые для безопасной работы котла и его принадлежностей. Защита от перегрузки гарантирует, что двигатели не будут перегреваться.

СТАНДАРТНЫЙ ОБЪЕМ ПОСТАВКИ

• Котел с топкой, полу / мокрой задней камерой, дымовыми трубами и плавкой заглушкой Изготовлен, испытан и сертифицирован с передними и задними дымовыми камерами, установленными на седле для облегчения установки. Один комплект жаропрочных чугунных противопожарных решеток и чугунных дверей входит в комплект поставки.
• Один вытяжной вентилятор с двигателем.
• Поставляются два комплекта насосов питательной воды и двигателей, трубопроводов и обратных клапанов.
• Один комплект креплений для котла I.B.R.
• Автоматический регулятор уровня воды.
• Панель управления
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Мы производим широкий стандартный диапазон испарительных мощностей от 300 до 6000 кг / час (при 100 градусах Цельсия) при стандартном рабочем давлении 10,54, 15 и 17.5 кг / см2. .