Твердотопливный котел чертежи: Твердотопливный котел своими руками – необходимые чертежи

Содержание

Твердотопливный котел своими руками – необходимые чертежи

Содержание:

Наиболее приемлемые случаи работы
Некоторые замечания по выбору материалов
Делаем устройство самостоятельно
Детали создания теплообменника
Выполняем подключение разумно

Отопительный котел на твердом топливе станет удобным выходом там, где нужно создать действительно эффективную систему обогрева при условии присутствия других видов энергоносителей. Однако, перед желающими организовать свой быт часто встают несколько трудностей, ограничивающих возможность покупки готового инженерного решения.

В этом случае можно пойти более хлопотным путем с качественным результатом – сделать твердотопливный котел своими руками и выполнить монтаж батарей отопления. Хотя на это уйдет время и некоторое количество денежных средств, полученное решение будет идеально не только в плане отопления дома, но и в отношении оптимального расположения.

Наиболее приемлемые случаи работы

Создавать твердотопливный котел отопленияя своими руками – идеальный способ организации тепла в помещении для тех, кто не имеет возможности вносить изменения в архитектуру здания, устраивать отдельную котельную и так далее. Также это станет удобным выходом для тех, кто желает убрать старую дровяную печь. Место можно использовать с пользой.

К поиску чертежей твердотопливного котла для работы своими руками прибегают те, кто физически не может обеспечить необходимые условия для тех готовых решений, которые предлагаются к продаже. К примеру, агрегаты промышленного исполнения достаточно требовательны:

есть критерии по давлению в системе циркуляции;
необходимо обеспечить тягу, для чего сооружается дымоход с четкими условиями к конструкции;
часто мощность избыточна, поэтому за котлом необходим постоянный надзор;
иногда эффективность агрегата серийного исполнения зависит от того, что входит в его обвязку.

Созданный своими руками твердотопливный отопительный котел обладает рядом преимуществ, которые для некоторых могут оказаться решающими:

возможно размещение на месте старой печи, с использованием готового дымохода;
сборка и подключение ничем не ограничиваются, можно использовать существующие структуры;
оптимально подбирается мощность под размер отапливаемого помещения;
структура отопления может быть сформирована на любом принципе циркуляции – гравитационной или принудительной;
форма устройства ничем не ограничена, котел может быть идеально размещен в свободном пространстве;
конструкционное решение может быть создано с учетом используемого топлива – дрова, уголь;

устройство создается, учитывая желательный режим работы – варьируется размер топки, объем и площадь теплообменника.

Как таковая, схема твердотопливных котлов для выполнения своими руками не существует. Есть ряд принципов построения и рекомендации по конструкционным решениям отдельных узлов. Остальное – ничем не ограниченная свобода творчества, а также расчет, базирующийся на характеристиках системы отопления и площади помещений.

Некоторые замечания по выбору материалов

Чтобы коэффициент полезного действия котла на твердом топливе, особенно самодельного, был выше, следует соблюдать несколько рекомендаций, относящихся к материалам конструкции. Следование простым правилам увеличит общий срок службы изделия.

Чтобы обеспечить качественное сгорание топлива, стенки топки должны быть сделаны из материала с как можно меньшей теплопроводностью. Идеален кирпич, а в случае создания стенок из стали, лучше всего использовать схему с прокладкой теплоизолятора (бетон, песок) между двух стенок корпуса.

Сталь, используемая при конструировании узлов котла, должна иметь толщину минимум 4 мм.
Дымоход из металла, в зависимости от побочного применения, имеет требования к толщине стенок. Если он используется только для отвода продуктов сгорания, сталь должна быть как можно толще. Это замедлит прогорание. Если же применяется «титан» как накопитель воды для горячего водоснабжения, дымоход делается из листового металла 4 мм. В этом случае, для обеспечения надлежащей тяги, нужно наращивать длину вертикального участка.
Конструкция котла должна предусматривать два регулятора режима работы. Задвижка дымохода обеспечивает баланс тяги и напрямую влияет на скорость сгорания топлива. Нижняя дверца котла, как источник подачи свежего воздуха, отвечает за качество «топливной смеси» в камере сгорания, которая состоит из кислорода и топочного газа.

Это краткий список рекомендаций, который позволяет примерно рассчитать конструкцию. Можно перейти непосредственно к технологии изготовления твердотопливного котла.

Делаем устройство самостоятельно

Чтобы определить план работ, нужно учитывать, что оптимальная схема твердотопливного котла, который будет работать в том числе, как источник горячей воды должна включать в себя три основных элемента:

нагревательный блок, состоящий из топки, зоны накопления золы и дымохода;
тепловой аккумулятор, который служит для поддержания режима циркуляции, стабилизирует температуру жидкости в системе, позволяя достаточно неравномерный режим работы котла;
накопитель горячей воды – «титан», откуда будет браться жидкость для бытовых и гигиенических нужд.

Особых требований к конфигурации всех систем не существует. Приблизительные цифры можно определить так.

Итоговую мощность котла можно рассчитать по нормативным документам. Цифра очень приблизительная, основана на объеме топки, но не учитывает характер тяги и отклонения в теплоотдаче топлива.

Емкость теплоаккумулятора можно выбрать, исходя из рекомендаций по формированию обвязки твердотопливных котлов промышленного исполнения.
Титан рассчитывается по приблизительной потребности в горячей воде. Для него обязательно условие присутствия системы безопасности в виде клапанов для стравливания давления.

Идеальный материал для создания корпуса – кирпич. Но многие предпочитают делать конструкцию из металла. Способ проще, требует меньшего набора навыков, поэтому будем рассматривать именно его, поскольку основная часть, касающаяся теплообменника, не изменится.

Для работы понадобятся:

сталь листовая, толщиной 5 мм и больше;
металлический уголок;
решетка колосников, можно купить готовую, нужного размера или сварить ее самостоятельно;

дверцы топки и накопителя золы;
заслонка дымохода;
нержавеющая сталь листовая – нужна для создания теплоаккумулятора и накопителя горячей воды;
песок речной или просеянный строительный;
сварочный аппарат, желательно с низкой мощностью;
болгарка;
дрель, сверла по металлу;
рулетка, шило, угольник, спиртовой строительный уровень.

Металл можно приобрести на специализированных базах, торгующих металлопрокатом. Многие из них предоставляют услуги резки, поэтому полезно заранее рассчитать конструкцию, чтобы приобретать почти готовые детали.

Так как конструкция из металла довольно тяжелая, сборку лучше осуществлять непосредственно там, где будет расположен агрегат. В итоге, после проведения всех работ по сварке, получится блок, который представлен на фото твердотопливного котла, он, кстати, также сделан своими руками.

Детали создания теплообменника

Существует две базовые конструкции, представленные на схемах ниже:

Принцип работы совершенно одинаковый. Разница в материалах, из которых изготовлены узлы. Блок из труб требует большей квалификации, точности отрезки, а также проведения достаточно сложных сварочных работ. Схема с плоскими накопителями легче в изготовлении, но повышает требования к самому нагревательному блоку.

Для достижения оптимальных условий в камере сгорания, потребуется очень хорошая тяга, достаточное количество топлива до достижения рабочего режима.

Монтаж теплообменника в камере сгорания производится при соблюдении простого условия – расстояние до стенок корпуса должно составлять не менее 10 мм. Зная параметры корпуса, который уже изготовлен, можно максимально точно просчитать параметры конструкции обменника.

Подвод труб обратки и подачи системы отопления ничем не лимитирован. Иногда ввод обратки производится спереди котла, там же делается и сливной отвод для ликвидации воды в случае проведения ремонтных работ или тогда, когда помещение оставляется на зиму без отопления. На видео про отопительный котел, который делается своими руками показано, как создать теплообменник и осуществить его монтаж внутри корпуса.

В зависимости от тяги и конфигурации, можно варьировать конструкцию теплообменника. Он может быть следующих типов:

с горизонтальным или вертикальным расположением труб;
плоскостенный, вытянутый по вертикали или горизонтали;
так называемый «шахтный», когда ось конструкции расположена под углом. Такой теплообменник применяется редко, для него требуется специфическая конструкция топки, переходящей в наклонный дымоход.

Выполняем подключение разумно

Собранный своими руками твердотопливный отопительный котел подсоединяется к системе отопления совершенно обычными способами, с применением стандартных правил обвязки. Чаще всего используется гравитационная циркуляция, поэтому можно следовать простым правилам организации системы:

котел располагается как можно ниже относительно радиаторов отопления;
для регистров используются трубы большого диаметра;
трубопроводы должны располагаться под легким уклоном;
расширительный бачок обязателен, располагается в самой верхней точке системы;
обязательна возможность сброса давления, слива и добавления теплоносителя в систему;
количество уголков, поворотных зон трубопроводов должно быть минимальным.

Также можно применять любые обвязки, использующие насосы принудительной циркуляции. Однако, такие схемы потребуют наличия постоянного энергопитания, что может быть недостижимо. Поэтому для твердотопливного котла, сделанного самостоятельно, идеальной будет обвязка, основанная на модели гравитационной циркуляции. У нее в контур обратки включен насос принудительной циркуляции с возможностью автоматического переключения на прямой трубопровод при отсутствии напряжения. Такая система будет уверенно работать во всех случаях.

Вверх

Естественно, такая работа потребует довольно много времени, рекомендуется привлекать специалистов для сварки теплоаккумулятора и теплообменника. Однако, можно получить оптимальный результат. Котел идеально подойдет к месту, будут соблюдены все требования по мощности, что может быть очень удобно в отдельных случаях.

Поделиться с друзьями:

Ничего не найдено по запросу Theory Tverdotoplivnyj Svoimi Rukami %23T1

Жизнь без тепла и уюта скудна и неинтересна. Человек, как и любое живое существо любит тепло, старается сделать все, чтобы его жизнь, а также жизни его родных были насыщенными и полными интересными событиями, а для этого в первую очередь понадобится обеспечить теплом домашний очаг. Современные технологии позволяют выполнить данную задачу максимально просто и быстро. Достаточно осуществить свой выбор и остановиться на приемлемом варианте системы отопления, после чего в вашем доме будет постоянно тепло, уютно и максимально комфортно.

Системы отопления практически всех производителей оснащены датчиками температуры, датчиками рабочего режима, а также способностью автоматического отключения, которая позволяет использовать эффективно отопительное оборудование для получения наилучшего результата при обогреве своего жилья.

Выбор отопительного оборудования должен осуществляться в зависимости от характеристик вашего жилья. Чем больше площадь дома, тем мощнее должно быть оборудование.

Загородное отопление.
Первое о чем должен позаботиться человек при покупке загородного дома – наличие отопления. Сегодня используются различные типы и способы обогрева зданий. Большую популярность набирает автономное отопление. Перед установкой данной технологии владельцу жилья необходимо определиться с тем, какие нагревающие элементы будут использоваться в его системе отопления. Здесь выделяют водяной обогрев и обогрев за счет теплоносителя. Водяной обогрев реализуется на основе элементов, работающих за счет электричества, а во втором случае теплоносителем будет котел.

Стоит выбрать правильно нужный тип обогрева для своего дома, чтобы в будущем наслаждаться работой купленного оборудования. Для осуществления правильного выбора стоит направить вашу заявку через форму, указав свои пожелания и свое мнение по поводу того, какое оборудование стоит установить в вашем доме, после чего мы обязательно ответим и поможем разобраться с вашей ситуацией в индивидуальном порядке.

Ничего не найдено по запросу Theory Tverdotoplivnyj Svoimi Rukami %23T2

Ничего не найдено по запросу Theory Tverdotoplivnyj Svoimi Rukami %23T3

Чертежи шахтного твердотопливного котла 9 кВт

Запускаю новую тему: как сварить твердотопливный котел самому. Сразу предупреждаю, купить чертежи твердотопливного котла 10 кВт тут не получится, внизу будет ссылка на: скачать бесплатно без смс и регистрации. Кто чувствует в себе силы, может брать и делать. А теперь подробней о конструкции этого шахтного котла с нижним горением.

Нашел я этот котел на одном из форумов, большое спасибо Кононенко Анатолию Ивановичу, непосредственному автору этого котла, и пользователям форума, которые активно обсуждают и повторяют в металле.

Конструкция чем-то похожа на известный котел Холмова, чертежи которого так любят продавать все, кому не лень.

Давайте по порядку.

Шахта котла позволяет уложить довольно большую порцию дров за один раз. Мощность котла 10 кВт.

Особенностью является принцип горения закладки топлива. Дрова не горят все одновременно, а только небольшой слой на колосниках, вся же остальная часть ждет своей очереди. За это время подсыхает верхняя часть закладки, готовится к более эффективному горению. Время именно интенсивного горения растягивается. Если в обычных котлах, где горит вся закладка с низу до верха в один момент, можно добиться длительного горения только за счет уменьшения количества воздуха, подающегося под колосник, и перевести работу котла в тлеющий режим. Тление — это уже процесс, который неэффективно расходует топливо, способствует образованию отложений на стенках котла и дымохода. Оно вам надо?

Обратите внимание на трубу, которая проходит сквозь весь котел, над так называемым газовым окном. В неё естественной тягой попадает воздух, нужный для дожигания пиролизного газа. Это и есть основное отличие от котла Холмова. Конструкция позволяет независимо регулировать соотношение первичного и вторичного воздуха. Это функция полезна при использовании разных видов топлива, можно добиться полного бездымного сгорания.

Труба подачи вторичного воздуха

Труба подачи вторичного воздуха работает в зоне самых высоких температур. Рекомендуется использовать трубу с толщиной стенки не менее 5 мм. К тому же большая часть трубы не имеет контакта с водой. В этом есть свои плюсы: подогрев вторичного воздуха, реакция окисления пиролизного газа протекает более интенсивно.

Толщина металла топки котла 5 мм из стали 09Г2С. Эта часть котла взаимодействует с высокой температурой и агрессивной средой продуктов горения. Лучше постараться найти именно эту марку стали — для себя делаем.

Условия для обшивки рубашки котла не настолько жесткие. Ее толщина 4 мм, сталь марки Ст3пс.

Котел твердотопливный 9кВт

В чертежах отсутствуют дверки котла, тут уж каждый сделает в меру своих возможностей. Дверки должны плотно закрываться для исключения неконтролируемого попадания воздуха. Используйте специальный шнур для уплотнения. В нижней дверке предусмотрите окошко подачи первичного воздуха под колосники. Удобно, когда за количество воздуха, в зависимости от температуры теплоносителя (воды в котле), отвечает регулятор тяги. Это уже совсем отдельная история, думаю разберетесь.

Котел имеет патрубок дымохода под трубу 120 мм. Длина дымохода для создания необходимой тяги — не менее 6 метров.

Если коротко, то как-то так. Что не понятно — в комментарии, будем дополнять. Показываем чертежи друзьям через кнопки соцсетей ниже. Если тема окажется интересной, будем развивать. Можно будет сделать чертежи котла 20 кВт или 30 кВт.

Уважаемый читатель!
Копируя и сохраняя файлы на сайте, Вы принимаете на себя всю ответственность, согласно действующему международному законодательству. Все авторские права на предоставленные файлы сохраняются за правообладателем. Любое коммерческое и иное использование, кроме предварительного ознакомления, запрещено. Публикация данного документа не преследует никакой коммерческой выгоды. Но такие документы способствуют быстрейшему профессиональному и духовному росту пользователей сайта.
Все авторские права сохраняются за правообладателем. Если Вы являетесь автором материалов, книг и хотите дополнить его или изменить,удалить, уточнить реквизиты автора или опубликовать другие документы, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы будем рады услышать Ваши пожелания.

чертежи, размеры, как сделать устройство из кирпича своими руками

Твердотопливный (ТТ) котёл – энергонезависимый компонент автономной системы отопления. Он продолжает нагревать теплоноситель даже при перебоях с подачей электричества или газа.

Прибор «заправляют» не только древесиной, но и другим сырьём: торфом, щепой, опилками, углем, пеллетами (гранулами).

Такие отопительные системы часто устанавливают в домах небольших населённых пунктов, где отсутствуют центральные коммуникации.

Принцип работы твердотопливных котлов

Котлы имеют модульную конструкцию, состоящую из нескольких устройств в одном корпусе:

теплообменника;
топки с дверцей;
колосниковой решётки;
зольника с люком для прочистки;
терморегулятора.

Отопительный котёл работает по следующему принципу:

В камеру загружают топливо, поджигают. Дрова или альтернативные материалы сгорают, образуя СО.
Температура воздуха увеличивается и газы поднимаются выше в дымоход.
Горячие воздушные потоки, вытесняя холодные, перемещаются по отопительной сети.
По мере их продвижения жидкость в теплообменнике нагревается.

За подведение воды отвечает впускной патрубок, а за поступление горячего носителя в радиаторы — коллектор обратки. Обе точки подключения контура рекомендуют оборудовать температурными датчиками.

Как выбрать проект и построить устройство своими руками

При разработке чертежа котла учитывают следующие характеристики:

Площадь отапливаемого объекта. От неё зависит необходимый диапазон мощности и (иногда) тип топлива.
Высота потолков. Показатель принимают во внимание при разработке вентиляции и дымовой трубы.
Уровень теплопотерь здания. Определяют с учётом толщины стен и перекрытий, типа материала в основе сооружения. На теплопотери также влияет количество и размер проёмов — окон и дверей.

Проще и безопаснее заказать профессиональную схему котла. При отсутствии такой возможности используют стандартную формулу: 1 кВт номинальной мощности на каждые 10 квадратных метров площади, при высоте потолков равной 3 м. К результату прибавляют запас 1—2 кВт.

В проекте пиролизного котла обязательно присутствует труба для подачи воздуха и груз, который оказывает давление на топливо при горении. Ёмкость топочной камеры котла рассчитывают с учётом типа оборудования и удельной теплоты сжигания, чтобы обеспечить оптимальную частоту загрузки.

Материалы и инструменты

Проще и быстрее сделать пиролизный котёл из использованного газового баллона. Помимо него, понадобятся:

металлические листы на основе углеродистой 5-миллиметровой стали;
обрезок уголковой трубы D110—120;
труба под воздуховод D80—90;
труба под стояк дымохода D120—140;
переходник для труб соответствующего диаметра;
асбестовый шнур или стеклоткань;
металлические уголки под ножки котла;
обрезки стального прутка и лента 1х50 мм;
сухая бетонная смесь для строительства фундамента.

Из инструментов используют электросварочный аппарат, болгарку и углошлифовальную машину. Заранее подготавливают 10—12 шлифовальных кругов для зачистки стыков и швов котла.

Крупные отверстия выполняют газовым или плазменным резаком. Также понадобится стандартный набор слесарных инструментов. Чтобы заготовки были точными и ровными, предварительно размечают материал маркером.

Конструкция из газового баллона: пошаговая инструкция, чертежи

Перед использованием из ёмкости стравливают остатки пропана и промывают. Для этого:

Выкручивают фиксирующие болты на горловине, сливают газолин.
Баллон заполняют водой и выдерживают 2—3 дня.

Фото 3. Чертёж твердотопливного котла из газового баллона. Устройство демонстрируется с разных сторон.

Чтобы подготовить топочную камеру для котла, изделие распиливают болгаркой по поперечной линии «плеч» ёмкости. Длина полученного цилиндра составляет около 130 см — в этой секции происходит розжиг топлива.

Важно! Отпиленную горловину не выкидывают. Она пригодится в качестве крышки для готового котла.

Для топки котла изготавливают колено-вытяжку:

В боковой стенке баллона вырезают отверстие под уголковую трубу D110—120 и выводят её перпендикулярно цилиндру.
На верхний край устанавливают переходник, уплотняют асбестовым шнуром или стеклотканью.
Через переходник к трубе подключают стояк дымохода из трубы большего диаметра — 120—140 мм.

Фото 4. Чертёж котла на твёрдом топливе, изготавливаемого из газового баллона. Указаны размеры устройства.

За счёт разницы в ширине эффективность оборудования возрастает.

Из горловины делают крышку для котла:

Для удобного использования к заготовке приваривают ручки из металлического прутка.
По центру устанавливают короткий патрубок, направляющий «поршень».
В патрубке резаком выполняют отверстие под систему воздуховода из разграничительной пластины с телескопической трубой.

По краю цилиндрического корпуса котла в месте соединения с крышкой приваривают металлическую ленту, чтобы ограничить сдвиг горловины. Под разграничитель используют один из двух «блинов», полученных при вырезке отверстий под цилиндр. Эта деталь отделяет горящий газ от топлива:

Заготовку обтачивают, чтобы уменьшить диаметр на 1/20 часть и оставить зазор между её краями и стенками баллона.
К пластине приваривают лопасти из металлической ленты в количестве 6 единиц. Они обеспечивают равномерное прогорание дров в топке и дожиг древесных газов.
Посередине выполняют отверстие и приваривают трубу.

Готовый разграничитель с трубой воздуховода устанавливают в крышку через вырез. Система обеспечивает необходимую подачу кислорода в топку котла сверху вниз.

Справка. По желанию, в центре распределителя устанавливают вторую менее широкую пластину с отверстием D30—40 мм. Благодаря ей, между топливной массой и лопастями сохраняется промежуток для беспрепятственного вывода газов.

Большую эффективность можно получить, если дополнить котёл «водяной рубашкой». При наличии контура, твердотопливный котёл одновременно прогревает сразу несколько комнат. Теплообменник в котёл устанавливают двумя способами:

на корпусе;
на дымовой трубе.

Воплотить схему по первому методу проще. Чтобы подготовить теплообменник (внешний корпус), из листов стали вырезают 6 металлических пластин:

квадратные 600х600 мм — х2;
прямоугольные 120х60 мм — х4.

Элементы конструкции котла собирают по следующей схеме:

В центре пластин 600х600 мм выполняют круглые отверстия точно под наружный диаметр цилиндра.
Все заготовки сваривают. Из квадратных делают дно и крышку котла, из прямоугольных — стенки.
Полученную «рубашку» надевают на цилиндр, а все открытые торцевые части закрывают обрезками металла.
В верхней части выполняют отверстие под входной, а в нижней — под выходной патрубки. Через них устройство подключается к отопительной системе.

КПД пиролизных котлов 85%. Такая эффективность использования котла достигается только за счет оптимального качества дров — в этом случае дрова должны быть максимально сухими. Котёл монтируют на высоту не менее 50 см относительно уровня пола на ровном основании из бетона. Между «рубашкой» и стеной оставляют зазор. В конструкции используют жестяную дымоходную трубу с выводом в потолок и крышу котельной. Оптимальная длина — 2 метра.

Вам также будет интересно:

Как правильно подключить прибор к отопительной сети

В описанной конструкции чаще используют принудительную схему обвязки посредством двух патрубков. Первый подключают к подающему контуру, а второй — к обратному.

Порядок действий выглядит следующим образом:

Оба патрубка обвязывают льняной паклей. Обмотку покрывают герметиком.
Сверху устанавливают уголок, прикручивают бочонок с ниппелем.
Все детали плотно стыкуют и подключают к крану, участки с резьбой обрабатывают герметиком.
Водяной контур подсоединяют к трубам для циркуляции теплоносителя посредством муфты и гайки.

Перед запуском отопительной системы выполняют тестовую проверку, чтобы убедиться в отсутствии протечек.

Распространённые проблемы и их решение

Неисправности в работе котла чаще возникают по причине нарушений, допущенных при:

выборе дымохода;
сварке труб «рубашки»;
резьбовом соединении;
расчёте наклона теплообменника.

Если после загрузки сырья в котёл появляется дым, то проблема заключается в тяге. Она же препятствует нормальному горению топлива в котле.

Внимание! Перед строительством необходимо получить консультацию инженера для расчёта высоты и диаметра конструкции.

При образовании смолистых выделений в котле рекомендуют:

увеличить рабочую температуру до 75 или более градусов;
почистить внутренние стенки камеры;
поддерживать температуру воды в обратке на уровне от 55 и более градусов 3-ходовым клапаном.

Сырые или недостаточно калорийные дрова часто мешают равномерному сжиганию и обогреву помещения.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается об особенностях выбора твердотопливного котла для отопления частного дома.

Плюсы и минусы твердотопливного котла

Отопительные котлы на твёрдом топливе выгодно отличаются от альтернативных моделей:

дрова стоят дешевле газа и электроэнергии;
на растопку идут и древесные отходы — стружка или опилки;
помещение прогревается равномерно и остывает дольше;
котёл легко подключить и к ГВС, и к отопительной сети;
оборудование экологично и имеет высокий КПД до 85%.

Недостаток конструкции в необходимости постоянно следить за тем, чтобы котёл не перегревался. Дрова подкладывают вручную по мере прогорания топлива. Одной загрузки в котёл в среднем хватает на 2—4 часа. Кроме того, котёл нуждается в регулярной чистке из-за быстрого скапливания сажи в дымоходе и на стенках корпуса.

Котел отопления своими руками – чертежи

Самодельный — не значит ущербный. В который паз мы убеждаемся в том, что отсутствие свободного времени и определенных навыков сильно бьют по нашему карману. Это замкнутый круг, но мы в принципе, не об этом. Даже такие сложные и ответственные устройства, как отопительные котлы, могут быть собраны самостоятельно, целиком и ли частично. У них может быть несовершенная кривая КПД или слабенький внешний вид, но все они работают. Они отапливают дома если не как основное отопительное оборудование, то как запасное или вспомогательное. Некоторые варианты для решения задач по отоплению своими руками мы предложим сегодня.

Содержание:

Котлы отопления для дома
Электричество и газ, как традиционные виды топлива
Альтернативные источники тепла и сухой остаток
Котлы отопления на дровах
Пиролизный котел своими руками
Котел на жидком топливе своими руками

Котлы отопления для дома

Несмотря на то что нефть стремительно падает в цене, на простых людях это не отражается никак в лучшем случае. То же происходит и с другими источниками энергии, кроме солнечной, но это отдельная история. Любое топливо стоит денег и перед тем как устроить систему отопления в частном доме своими руками, стоит определиться с видом топлива. Лучше всего, если это будет универсальная система, которая может использовать для обогрева максимальное количество источников энергии.

Абсолютно доступных и дешевых вариантов отопления очень мало. Если рассматривать котлы, которые работают на твердом топливе, как универсальные устройства для получения тепла, то и они имеют свои ограничения в использовании, а твердое топливо не такое дешевое, как кажется. Уголь, дрова, брикеты — все это нужно покупать в большом количестве и где-то складировать, привозить, причем складировать так, чтобы топливо не потеряло своих свойств.

Электричество и газ, как традиционные виды топлива

Электричество наиболее доступный вид энергии, в том смысле, что не электрифицированных районов осталось очень мало. Цены на электрическую энергию заставляют крепко подумать о том, насколько целесообразно делать ее основным видом топлива. Хотя современные электрокотлы позволяют хорошо экономить и тариф можно выбрать наиболее оптимальный, но качество электричества, которое подается в наши дома, оставляет желать лучшего, а перебои и нестабильность подачи могут заставить мерзнуть «без света» неделями.

Природный газ тоже можно считать относительно доступным, а беды у него такие же, как у электричества — нестабильность подачи, отвратительное качество, низкое давление и огромные цены. Ни один человеческий газовый котел не станет работать на таком топливе длительное время, а ремонт газового оборудования — дело длительное и очень дорогое. Поэтому и газу однозначно доверять тепло в своем доме нельзя.

Альтернативные источники тепла и сухой остаток

Самые разные альтернативные источники энергии можно рассматривать только, как дополнение к основным видам топлива. Солнечная энергия бесплатна, но цены на оборудование и конвекторы — заоблачные. Определенный интерес представляют в этом плане тепловые насосы, но простая семья из пяти человек физически не может позволить себе инвестировать в будущее 25-30 тысяч евро, хотя здесь больше дело в приоритетах — средний семейный автомобиль стоит примерно столько же. Что в итоге?

Газ. Дорогой, подача нестабильная, качество не позволит установить технологичный экономный газовый котел отопления.
Электричество. Подача нестабильная, напряжение тоже непостоянное, стоит дорого, но есть практически в каждом доме и даже в самой глуши. Электрические котлы отопления наиболее часто применяются также и для горячего водоснабжения. Также есть возможность устанавливать современные ионные экономичные отопительные станции.
Жидкое топливо. Бесперспективный метод отопления, поскольку тенденция к сокращению использования нефтепродуктов через десяток-другой лет коснется не только фондовых бирж, но и Ракукинского сельсовета. Котлы на жидком топливе обычно рассматриваются как вспомогательное отопительное оборудование и для временного отопления. Они неудобны в эксплуатации, чадят, КПД не самый высокий.
Твердое топливо. Пока это единственный, если не альтернативный, то дополнительный способ организовать автономное отопление. Твердотопливный котел отопления своими руками чертежи разных конструктивных вариантов, мы приводим, как иллюстрацию доступности такого метода.
Альтернативные методы отопления. Для нашей страны первой половины ХХI века — это остается фантастикой, очень привлекательным и интересным материалом для изучения, но возможности реализовывать большинство схем получения альтернативной энергии нет.

Котлы отопления на дровах

Дровяной котел в самом простом и доступном варианте можно выполнить по принципу двух цилиндров, один из которых помещен внутрь второго. Цилиндр малого диаметра при этом будет предназначен для топки, а в большем цилиндре находится теплоноситель. Реализовать его можно так же просто, как выглядит описанная схема.

В пространство между трубами заливается вода или антифриз, к этому резервуару подключаются два патрубка, а внутренний объем будет предназначен для топки дровами. Такая схема работает как на дровах, так и на опилках или щепках, но особенно результативного КПД ждать от такого котла не стоит.

Пиролизный котел своими руками

Самый эффективный из котлов, которые работают на твердом топливе. Суть его работы заключается в том, чтобы достичь такой температуры внутри камеры сгорания, чтобы топливо (дрова, опилки, тырса, брикеты) не сгорало сразу, а разлагалось под воздействием температуры в пределах 300-600 градусов. Если удастся добиться этих условий, тогда во время работы в топке будет выделяться пиролизный газ, который и есть основное топливо для такого котла.

Дерево начинает разлагаться под влиянием температуры, но полноценно гореть оно не сможет из-за малого объема кислорода. Если открыть дозированную подачу воздуха, тогда появится возможность регулировать температуру работы аппарата. Чертеж такого устройства мы привели на страничке, но даже если купить пиролизный котел, то он окупится буквально за сезон. Другое дело, что выполнить его своими руками не так просто, как дровяной.

Котел на жидком топливе своими руками

Жидкотопливные котлы работают на отработанном моторном масле, мазуте, солярке и прочими отходами перегонки нефти. Он довольно экономичный, поскольку в принципе негорючее, точнее, слабо горючее жидкое топливо сгорает не само по себе, а сгорают его пары. Газы образуются в результате попадания капель топлива на раскаленную плоскость и точно так же, как и в дровяных котлах, сгорая, нагревают теплоноситель.

Эти виды котлов для отопления не единственные из возможных вариантов для постройки своими руками. Они просто самые простые, которые показывают, что если есть умелые руки и желание, можно не просто здорово экономить на оборудовании, но и рассчитать оптимальный котел, который будет соответствовать всем запросам по топливу, объему отапливаемого помещения и может прослужить не меньше, чем заводское оборудование. Не мерзните зимой, удачных экспериментов!

Читайте также Теплоизоляция трубопроводов отопления, Как увлажнить воздух в комнате без увлажнителя, Водяное отопление частного дома своими руками, Ветрогенераторы на 220В своими руками

Твердотопливный паровой котел

Введение
Котел с цепной решеткой, работающий на твердом топливе, представляет собой однобарабанный водотрубный и жаротрубный котел, оборудование для сжигания представляет собой цепную решетку. Водяные стенки на левой и правой сторонах печи представляют собой зону излучаемого нагрева. две створки печи и шнек в барабане являются зоной конвекционного нагрева. В этом котле используется верхний барабан, водосточная труба и головка находятся в режиме симметричного расположения. Барабан сварен в сборе из цилиндра и передней задней трубной плиты.Эта конструкция печи имеет разумную компоновку и высокую эффективность, а также использует уникальную конструкцию с двойным вторичным воздухом для повышения эффективности сгорания.
В паровом котле, работающем на твердом топливе, используются новые научные достижения, такие как дуговая трубная плита, винтовая дымовая труба, для решения проблемы дефектов трубной плиты, взрыва водяной стенки трубы, низкой эффективности, недостаточной мощности, плохой адаптируемости угля, улучшения нагрева перевод.

Твердотопливный паровой котел имеет широкие возможности использования различных видов топлива, таких как уголь, топливо из биомассы, древесные гранулы, жмых, рисовая шелуха, солома, скорлупа кокоса, семена хлопка, кукурузные початки, скорлупа арахиса, макулатура и т. Д.Чтобы избежать коксования и повысить эффективность сгорания, используется уникальная конструкция с двойным вторичным воздухом, чтобы улучшить условия топлива из биомассы.

Характеристики цепной решетки

1) Мелкомасштабный котел с цепной решеткой выдерживает температуру до 1200 ℃, длительный срок службы.
2) Цепная решетка имеет низкую утечку угля из-за небольшого зазора.
3) Высокая степень автоматизации, снижение затрат на рабочую силу.
4) Удобен в обслуживании, можно проводить без отключения котла.
5) В зависимости от требований заказчика и характеристик топлива решетка может быть выполнена в виде ответной решетки.

Преимущества продукции
1. Гарантия высокого качества

1) Существует профессиональная команда инженеров-проектировщиков, перед изготовлением каждый проектный чертеж котла должен быть одобрен экспертами по котлам и сосудам высокого давления CSBTS (Государственное бюро Технический надзор за качеством), и тогда котел может быть произведен только при наличии соответствующей квалификации.
2) Чтобы гарантировать качество сырья, все стальные листы специально используются для котлов с сертификатами инспекции. Сырье проверяется при поступлении на завод, и только квалифицированный материал может быть помещен на хранение и использован для производства.
3) Для обеспечения качества сварки работает профессиональная сварочная бригада, в которую входят более 30 старших сварщиков. Сварочные материалы хранятся при постоянной температуре и влажности, чтобы гарантировать качество сварочного материала.
4) Качество сварки будет дополнительно проверяться во время изготовления котла с использованием рентгеновского обнаружения, ультразвукового дефектоскопа, магнитного испытания или испытания на проникновение и т. Д.
5) Для обеспечения качества котла, герметичности и прочности деталей, работающих под давлением будут проверены. Гидростатическое испытание проводится, чтобы убедиться в отсутствии капель воды или утечки водяного тумана на стальной стене или сварном шве, отсутствии утечки воды в месте расширения, а также явной остаточной деформации и ненормальной ситуации.
6) Чтобы гарантировать отсутствие проблем перед поставкой котла, все сырье и котлы контролируются и проверяются специалистами Инспекционного института котлов и сосудов высокого давления. Имеются международные сертификаты ISO 9001 и CE, мы также можем предложить отчет о проверке SGS, BV и т. Д., Сертификаты качества, отчет по энергоаудиту, отчет об испытаниях энергоэффективности и т. Д.
2. Обеспечение безопасности

3. Обеспечение высокой эффективности

4.Профессиональная команда по установке и послепродажному обслуживанию
1) Профессиональная команда инженеров по установке предлагает установку от двери до двери и послепродажное обслуживание. Котлы будут работать бесперебойно и безопасно, и вы получите их без забот.
2) Круглосуточная горячая линия для решения ваших проблем и своевременное предоставление профессиональной технической поддержки и послепродажного обслуживания по всему миру.
5. Удобство обслуживания
1） Цепная решетка удобна для обслуживания, это можно сделать без отключения котла.
2) На котле есть люк, отверстие для головы и специальное отверстие для рук, что удобно для внутренней установки, осмотра и очистки котла.
Процесс горения

Твердое топливо падает на переднюю часть решетки из угольного бункера, перемещается вместе с решеткой, после предварительной сухой перегонки, сгорания и выгорания шлак попадает в шлаковый бункер, а затем удаляется наружу. котел. Дымовые газы смешиваются с воздухом в достаточном количестве и образуют вихрь между передней и задней арками, одновременно нагревая переднюю арку и улучшая условия зажигания.Выхлопной газ попадает в конвекционный блок через дымовое окно в верхней части арки, затем входит в резьбовую дымовую трубу через переднюю дымовую камеру и, наконец, выбрасывается в атмосферу с помощью вытяжного вентилятора через дымоход после прохождения экономайзера и пылеуловителя.

Процесс транзакции
Запрос клиента — Предложение профессиональных консультационных услуг — Размещение заказа — Настройка котла в соответствии с потребностями клиентов — Производство-производство — Оплата — Безупречное послепродажное обслуживание (установка и отладка, периодическое обслуживание и т. Д.)

Предлагаемая техническая документация
Инструкция по установке и эксплуатации
Сертификат качества
Свидетельство о проверке качества котла
Общий чертеж котла
Чертеж фундамента
Чертеж корпуса котла
Чертеж проекта котельной
Чертеж клапанов, инструментов и принадлежностей

Сила компании
Котел Sitong является национальным утвержденным и назначенным предприятием с разрешениями на проектирование и производство котлов класса A и сосудов высокого давления D1, D2.Компания прошла международную сертификацию системы качества ISO 9001, получила международные сертификаты CE, SGS, BV и др. Продукция котлов экспортируется в более чем 60 стран мира. Завод занимает площадь в 120 тысяч квадратных метров и оснащен большим количеством современного международного производственного оборудования, такого как станок для резки с ЧПУ, автоматический аппарат для дуговой сварки под флюсом, аппарат для обнаружения рентгеновских лучей и т. Д.

Котел Hurst | Газ, нефть, уголь, твердые отходы, биомасса и гибридные топливные паровые и водогрейные котлы

Котельные системы на биомассе

Стоимость ископаемого топлива остается на рекордно высоком уровне, без видимого облегчения, что делает возобновляемые источники энергии источником топлива будущего.Представьте, что вы контролируете свои затраты на электроэнергию и вам не нужно полагаться на источник топлива, который, казалось бы, выходит из-под контроля и неопределен … Системы котлов на биомассе HURST укрепят вашу прибыль за счет сокращения или даже полного устранения ваших затрат на энергию и утилизацию, за счет газификации и сжигания возобновляемых источников топлива, также известных как биомасса.

Скотч Марин

Наши двухходовые, трехходовые или четырехходовые котлы Scotch Marine (Fire Tube) доступны в версиях с сухим, влажным, паровым или водогрейным котлом; от 15 до 800 л.с. при давлении до 300 фунтов на кв. дюйм.Котлы Hurst Scotch Marine имеют минимальный КПД 81%. Они спроектированы с задними дверями с перекладиной для минимального обслуживания и прочной конструкцией для очень долгого срока службы. Включенные в список UL агрегаты котла / горелки для сжигания газа, топлива или их комбинации. Они проходят заводские испытания и проверяются на оптимальную эффективность работы.

Бескамерный вертикальный

Наши циклонные бескамерные вертикальные водогрейные котлы обеспечивают исключительно высокий КПД, низкие затраты на топливо и чрезвычайно прочную конструкцию.Компактная, экономящая место вертикальная четырехходовая противоударная конструкция не имеет трубок, которые можно ослабить или сгореть. Вертикальный бескамерный котел Hurst обеспечивает удобный доступ к горелке и полупроводниковым элементам управления для бесперебойной работы. Собранный на заводе и полностью автоматический. Утверждены UL и ASME CSD-1. Простая и недорогая установка.

Топка

Топка Hurst Firebox — это эффективная и гибкая трехходовая конструкция котла по конкурентоспособной цене, позволяющая использовать различные виды топлива для газа, нефти, тяжелой нефти и комбинированного газа / мазута.Топочный котел имеет код ASME, сконструирован и проштампован из самой толстой котельной стали в отрасли для пара 15 фунтов на квадратный дюйм / 30 воды и зарегистрирован Национальным советом инспекторов котлов. Котел включает в себя единый базовый огнеупорный пол, стальные полозья и подъемные проушины.

Котлы на твердом топливе

Стоимость ископаемого топлива остается на рекордно высоком уровне без каких-либо видимых последствий, что делает возобновляемые источники энергии источником топлива будущего. Котельные системы на биомассе HURST укрепят вашу прибыль за счет сокращения или даже полного исключения затрат на электроэнергию и утилизацию за счет сжигания возобновляемых источников топлива, также известных как биомасса.

Сепараторы продувки

Сепаратор продувки компании Hurst Boiler Company (HBC) предназначен для забора воды из котла во время продувки и снижения ее до атмосферного давления для утилизации. Сепаратор HBC выполняет это, отделяя последующий мгновенный пар от горячей воды. Когда продувка попадает в емкость, она вынуждается по центробежной схеме с помощью ударной пластины. Пар выводится в атмосферу через верхнее соединение. Сепаратор продувки HBC обеспечивает экономичное средство безопасной продувки котла.

Системы питательной воды

Система автоматического возврата Hurst Feedmiser обеспечивает хранение подпиточной воды и возвратного конденсата из системного контура. При оснащении опциональной отделкой Feedmiser представляет собой качественный, прочный агрегат, полностью собранный и готовый к установке. Система деаэрации питательной воды котла Hurst «Oxy-Miser» устраняет необходимость в дорогостоящих химикатах-поглотителях кислорода. Гарантированно удаляет кислород из питательной воды котла до 0,005 см3 / л.

НИЗКИЙ NOx

Технология котлов и горелок для более чистой окружающей среды.Компания Hurst разработала свой первый котел с низким уровнем выбросов (Low NOx) в 1992 году и с тех пор внедряет новые технологии для улучшения экологичных котлов. Наши котлы могут сжигать любое жидкое или газообразное топливо; и бывают размерами от 100 до 2500 лошадиных сил с давлением до 450 фунтов на квадратный дюйм. Котлы Hurst спроектированы и спроектированы с топками большего размера, что по своей сути обеспечивает более низкие выбросы NOx. Для снижения выбросов в наших котлах используются такие технологии, как: предварительная смесь газа и воздуха, рециркуляция дымовых газов и термическое восстановление.Мы также разработали новые системы управления, в которых используется микропроцессорное соотношение топлива и воздуха, обеспечивающее превосходное сгорание.

Гибридная серия HD

Hurst Boiler производит гибридные или обычные; дровяные паровые и водогрейные котлы коммерческого и промышленного назначения. В наших конфигурациях котлов с влажным или сухим топливом можно использовать широкий спектр жидкого, газового или твердого топлива, например: древесина, запасы сельскохозяйственной продукции, масло, кора, измельченные отходы заводов, уголь, строительный мусор, корпуса, боровое топливо, навоз, бумага, резина, опилки, стружка и шлам.Размеры котлов варьируются от 100 до 2500 лошадиных сил с давлением до 450 фунтов на квадратный дюйм.

Котельные системы на биомассе — McBurney

Modul-Pak®

Котел Modul-Pak® представляет собой гибридную конструкцию, сочетающую в себе преимущества водотрубной печи и многопроходного дымогарного котла. В результате получился модульный котел экономичной конструкции, который предлагает уникальные преимущества для сжигания твердого топлива.

Котел с двухбарабанным днищем

Двухбарабанный котел McBurney с нижней опорой представляет собой двухконтурный котел со сбалансированной тягой и естественной циркуляцией.Котел предназначен для средних и крупных промышленных котлов.

Двухбарабанный котел с верхней опорой

Двухбарабанный однопроходный газовый котел с уравновешенной тягой и естественной циркуляцией с верхней опорой спроектирован с водоохлаждаемой мембранной настенной топкой. Котел разработан для крупных промышленных котлов.

Modul-Pak®

Верхняя печь представляет собой удлиненную водотрубную печь, которая обеспечивает водяное охлаждение первичной камеры сгорания, что приводит к понижению температуры пламени перед входом в многопроходный дымоходный котел.

Котел Modul-Pak ^® предлагается в большом количестве комбинаций сжигания топлива. Системы сжигания Modul-Pak включают газомазутные горелки, стационарные решетки МакБерни с воздушным или водяным охлаждением, а также топки с непрерывным сбросом золы, в том числе вибрирующие решетки с воздушным и водяным охлаждением.

КОТЛ С СНИЗУ С 2 БАРАБАНАМИ

Двухбарабанный котел с нижней опорой предлагается в широком спектре комбинаций сжигания топлива, включая газовые / масляные горелки, горелки на твердом топливе (для шлифовальной пыли) и топки с непрерывной выгрузкой золы, включая подвижную решетку, с воздушным и водяным охлаждением. вибрационные решетки.

Топка и котел спроектированы с учетом конкретных требований сжигаемого топлива и условий эксплуатации котла. Печи имеют консервативный размер, чтобы улучшить сгорание и выгорание топлива, уменьшить унос твердых частиц и обеспечить низкие скорости тепловыделения в объеме печи.

Благодаря наличию двух проходов газа через ряд котлов, температура газа на выходе из котла ниже, чем у однопроходного газового котла с верхней опорой. В результате получается трубчатый воздухонагреватель и / или экономайзер меньшего размера.

Для систем с перегретым паром может быть предусмотрен радиационный и / или конвективный перегреватель подвесного типа.

КОТЛ С ВЕРХНЕЙ ОПОРОЙ С 2 БАРАБАНАМИ

Двухбарабанный котел с верхней опорой предлагается в широком спектре комбинаций сжигания топлива, включая газовые / масляные горелки, суспензионные горелки на твердом топливе (для рисовой шелухи и песчаной пыли) и топки с непрерывной выгрузкой золы, включая подвижную решетку, воздух и воду. охлаждаемые вибрационные решетки.

Размеры топки и котла, включая высоту, ширину и глубину, а также центры барабанов, выбраны и оптимизированы для конкретных требований сжигаемого топлива и условий эксплуатации котла.Печи имеют консервативный размер, чтобы улучшить сгорание и выгорание топлива, уменьшить унос твердых частиц и обеспечить низкие скорости тепловыделения в объеме печи.

Радиационные / конвективные пароперегреватели предназначены для обеспечения требуемой температуры на выходе группы в требуемом диапазоне нагрузок. Пароперегреватели представляют собой подвесную конструкцию, расположенную перед конвекционной батареей.

Газовые и масляные котлы

McBurney также специализируется на газовых и масляных котлах.Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по телефону 770.925.7400

коенов | CleanBoiler.org

Оборудование

Coen известно во всем мире своей надежностью, эффективностью и бережным отношением к окружающей среде. В Coen сжигание — это наш единственный бизнес, и наша миссия — ваше полное удовлетворение. С 1912 года компания Coen специализируется на разработке, производстве, обслуживании и техническом обслуживании горелочного оборудования и систем сгорания. Горелочное оборудование и системы сжигания Coen, насчитывающие более 15000 установок по всему миру, обеспечивают оптимальную производительность, удовлетворяя потребности энергетической отрасли, парогенератор-утилизатор (HRSG), промышленный котел, когенерацию, изделия из древесины, пиропереработку, твердое топливо, нефтеперерабатывающий завод. , нефтедобыча / паровое заводнение и нефтехимическая промышленность.

Решения UNL (сверхнизкие выбросы NOx)

Команда

Coen по исследованиям и разработкам постоянно разрабатывает превосходные решения для горелок со сверхнизкими выбросами NOx для удовлетворения постоянно меняющихся требований федеральных и региональных требований по соблюдению требований по NOx. Горелки Coen со сверхнизким уровнем выбросов NOx доказали свою эффективность — менее 9 частей на миллион, что обеспечивает надежность, эффективность и уверенность.

Горелка QLN ULN — <9 частей на миллион или NO FGR <15 частей на миллион NOx (промышленные, нефтеперерабатывающие, нефтехимические)
Горелка Delta NOx ULN — <9 частей на миллион (промышленная, нефтеперерабатывающая, нефтехимическая)
Горелка Micro NOx ULN — <9 частей на миллион (коммерческий)

Горелка котла

с тангенциальным обогревом (очень крупные коммунальные, промышленные и нефтеперерабатывающие предприятия)
Горелки Delta Power (нефтеперерабатывающие и нефтехимические)
Горелка Delta-NOx (с низким уровнем выбросов NOx для промышленности, нефтепереработки и нефтехимии)
Горелка с распределенным воздушным потоком (DAF — нефтеперерабатывающий завод, нефтехимия)
Горелка Quantum Low NOx (QLN — промышленная до 30 ppm без FGR)
Горелка Micro-NOx ULN (9 ppm для коммерческих котлов)
Co-Fyr Burner (промышленные угольные и дровяные котлы с газовым Co-Fyr) Примечание: см. Веб-сайт Coen для получения информации о тангенциальных и обычных горелках Delta Power; их размер выходит за рамки этого веб-сайта.

Горелка Delta-NOx

NOx 50 — 83 частей на миллион без FGR; NOx ниже с опциональным FGR
Производительность 20 — 380 миллионов БТЕ / час / Горелка
Регулировка 10: 1 на газе
многотопливный

Новейшая инновация от Coen — горелка Delta-NOx, разработанная для промышленных и коммунальных предприятий. В горелке Delta-NOx используются новые «Delta Spuds» Коэна, которые представляют собой уникальные газовые инжекторы с индивидуальной схемой расположения отверстий, которые контролируют зажигание и в то же время сокращают образование мгновенных и термических NOx.Установки Delta Spuds в сочетании с индивидуальным центральным стабилизатором с низким уровнем завихрения обеспечивают высокий диапазон регулирования горелки и низкие выбросы (NOx и CO). Кроме того, конструкция горелки типа Вентури обеспечивает превосходное распределение воздуха с уменьшенным падением давления, что дополнительно снижает выбросы NOx и CO.

Открыть брошюру в формате PDF о горелке Delta-NOx

Просмотреть пример в формате PDF по горелке Delta-NOx, установленной на котле типа «O», Небраска, мощностью 60 000 pph.
Горелка с распределенным воздушным потоком (DAF)

NOx 12 — 88 частей на миллион с FGR
Мощность ___ (применение с одной или несколькими горелками)
Регулировка 10: 1 на газе
многотопливный

Горелка DAF была разработана с учетом большого тепловыделения помещения / ограниченных размеров топки котла.Горелка DAF состоит из двух отдельных воздушных зон. Воздушный поток внутреннего сердечника образует сильную центральную зону рециркуляции воздуха непосредственно после «изокенетического» вращателя Коэна, что способствует стабильности горелки во всем диапазоне работы горелки. Во внешней воздушной зоне кольцевого пространства используется регулируемый завихрение, которое используется для формирования пламени горелки для оптимизации условий пламени и уровней выбросов.

Откройте брошюру в формате PDF о горелке DAF.
Горелка Quantum Low NOx

NOx до 30 частей на миллион без FGR; 76 частей на миллион без FGR
Мощность ___ (применение с одной или несколькими горелками)
Регулировка 10: 1 на газе
многотопливный

Coen была установлена на всех промышленных котлах общего назначения, включая пищевую промышленность, производство электроэнергии, технологический пар, нефтехимию, больницы и институциональные пользователи.

Откройте пример в формате PDF, в котором горелка QLN была установлена на парогенераторе мощностью 62,5 млн БТЕ / час в Калифорнии.

Откройте брошюру в формате PDF о QLN Burner.
Горелка Micro-NOx ULN

NOx до 12 частей на миллион с FGR
Мощность ___ (применение с одной или несколькими горелками)
отложенная
совместимость с различными видами топлива Основанная на проверенной конструкции Coen HTE, это первая система горелок Coen со сверхнизким выбросом NOx, предлагаемая для коммерческого использования.

Горелка Micro-NOx

NOx до 12 частей на миллион с FGR
Мощность ___ (применение с одной или несколькими горелками)
отложенная
многотопливный

Новая горелка Coen Micro-NOx специально разработана для современных жестких трубных и водотрубных котлов.С момента своего появления в 1980-х годах оригинальная горелка Micro-NOx «задала тон», превзойдя все государственные и местные требования по выбросам загрязняющих веществ

Откройте пример в формате PDF, в котором горелка Micro-NOx была установлена на котле мощностью 400 л.с. с требованием 30 ppm NOx.

Откройте брошюру в формате PDF по горелке Micro-NOx.

Откройте брошюру в формате PDF по горелке ULN для Micro-NOx.
Горелка Co-Fyr

Снижает NOx, CO, SO2 и твердые частицы
Горит дешевле уголь
Бездымный светильник
Обеспечивает более высокий диапазон изменения
Повышает надежность
Снижает избыток воздуха в котле

Горелка Co-Fyr расширяет возможности горелки Stoker Firing Горелка Co-Fyr компании Coen вдохнет новую жизнь в стареющие котлы со стоком для промышленных и коммунальных предприятий.Горелка Co-Fyr использует небольшое количество чистого горящего природного газа для улучшения характеристик твердого топлива. Если в вашем котле используется уголь, древесные отходы, твердые бытовые отходы или другое альтернативное топливо, горелка Co-Fyr значительно улучшит вашу работу.
Для получения дополнительной информации
Откройте презентацию PowerPoint на Coen Burners

Coen Company, Inc.
Штаб-квартира корпорации,
Подразделение энергетики и энергетических систем
1510 Rollins Road
Burlingame, California 94010 USA
Tel: (650) 697-0440
Fax: (650) 686-5655

Coen Burners Canada, Inc.
226 Rue Roy
St-Eustache, Québec J7R 5R6
Canada
Тел .: (450) 472-7922
Факс: (450) 472-3350

Перейдите на сайт Coen по адресу www.coen.com

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

Введение

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

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

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

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

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

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

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

Экспериментальная секция

Топливо и характеристика

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

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

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

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

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

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

AI = кг (K2O + Na2O) ГДж (2)

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

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

Описание прототипа системы сгорания

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

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

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

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

Процедура эксперимента и измерения данных

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

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

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

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

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

ηt = QoutQin = qwcpwΔTwΔtmfQf (%) (3)

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

Эффективность сгорания определялась следующим образом:

ηc = 100-SL-IL-La (%) (4)

где,

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

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

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

или

mflcpflΔTf≥mambcpambΔTamb + Qd (9)

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

Результаты и обсуждение

Анализы сырого топлива

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

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

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

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

Характеристики сжигания биотоплива из сельскохозяйственных остатков

Температура котловой воды

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

Рисунок 2 . Изменение температуры воды на выходе из котла для сырого топлива при полной работе агрегата.

Температура дымовых газов и выбросы

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

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

Концентрация

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

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

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

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

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

Горение и тепловой КПД

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

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

Характеристики сгорания смесей сельскохозяйственных остатков

Температура котловой воды

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

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

Температура дымовых газов и выбросы

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

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

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

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

Горение и тепловой КПД

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

Рисунок 7 . Эффективность сгорания топливных смесей.

Выводы

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

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

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

Заявление о доступности данных

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

Взносы авторов

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

Конфликт интересов

ГБ использовала компания Energy Mechanical of Crete S.A.

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

Благодарности

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

Список литературы

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