Котел длительного горения принцип работы: Устройство и принцип работы твердотопливных котлов длительного горения

Устройство и принцип работы твердотопливных котлов длительного горения

 

В современном мире на первый план выходит экономия природных ресурсов. За последние годы человечество в результате своей бурной деятельности потребило огромное количество природных ископаемых. Земные недра истощаются с пугающей скоростью, и уже через несколько десятилетий многие отрасли могу испытать сырьевой кризис.

 

Поэтому твердотопливные котлы длительного горения становятся одной из самых покупаемых моделей среди всех отопительных систем. Они позволяют намного более рационально использовать горючее и снижают его потребление в несколько раз. За отопительный сезон экономия может составить более тонны угля.

 

Эксплуатация оборудования

 

Двухконтурные отопительные котлы на твердом топливе отлично проявляют себя в эксплуатации. Горячая вода, получаемая с их помощью, обойдется дешевле, чем предоставляемая централизованно услуга. Поэтому многие люди отказываются от коммунального водоснабжения в пользу подогрева при помощи котла.

Среди всех существующих моделей особенно выделяются пиролизные котлы длительного горения. Их принцип работы основан на практически бескислородном сжигании топлива, в результате чего оно намного дольше горит, выделяет больше тепловой энергии и дает меньшее количество твердых отходов. А побочным продуктом реакции выделяется коксовый газ, который не выбрасывается в атмосферу, а так же сжигается в топке и выделяет дополнительное тепло. Это позволяет не только поднять КПД до немыслимых для твердого топлива 90%, но и значительно улучшает экологичность агрегатов.

 

Приобрести подобный аппарат не составит труда. В Украине купить котел длительного горения можно в Днепропетровске, Киеве, Харькове и любом другом крупном городе. Для этого достаточно обратиться в любой дилерский магазин или сертифицированный центр продаж отопительного оборудования. А можно и вовсе заказать себе аппарат через интернет прямо с адресной доставкой на дом. Точно так можно поступить и для покупки твердотопливного котла в Польше, России и любой другой стране.

 

Обзор популярных моделей

 

На отечественном рынке присутствует много чугунных и стальных твердотопливных агрегатов. Эти модели наименее склонны к поломкам, так как имеют самую простую конструкцию. Отсутствие автоматики делает их энергонезависимыми, что очень актуально для населенных пунктов, где часто отключают свет. Некоторые популярные модели:

 

• 1.    Литовский твердотопливный котел длительного горения Stropuva (Стропува) является универсальным агрегатом, способным работать на всех видах угля, а также на дровах и отходах деревообрабатывающей промышленности. В эксплуатации очень прост и надежен, так что легко прослужит много лет без каких-либо эксцессов.
• 2.    Твердотопливный котел длительного горения Buderus (Будерус) немецкого производства является лучшей на сегодняшний день моделью. Он является самым экономным агрегатом, так как немцы хорошо умеют выжимать максимум из минимума. Качественная сталь хорошо защищена от любых видов негативного воздействия, а компактные размеры порадуют людей, имеющих небольшую котельную. По всем основным параметрам техника выигрывает у конкурентов.
• 3.    Котел твердотопливный длительного горения Буран производится в Украине и являет собой великолепное творение для бюджетного варианта. Этот агрегат в буквальном смысле работает на всем, что горит. Он неприхотлив к качеству топлива и может спокойно работать десятилетиями. Его недостатком является лишь низкий по сравнению с европейскими моделями показатель КПД.
• 4.    Еще одна литовская модель Candle обладает всеми достоинствами и недостатками первого номера в списке, только производится на другом заводе.

 

На производстве используются автоматические котлы, которые самостоятельно подбрасывают топливо в камеру сгорания и вычищают сажу. Они стоят очень дорого, поэтому массового распространения не получили. Посмотреть их работу на видео можно в интернете на специализированном форуме или на сайте изготовителя. Ролик позволит более детально вникнуть в происходящий процесс, и возможно применить его в бытовых условиях при помощи конструктивной доработки. Главное в погоне за улучшением ничего не сломать.

 

Устройство котла

 

Для любителей все делать своими руками в сети есть специальные схемы и чертежи, позволяющие собрать котел самодельный длительного горения. Для этого понадобится корпус от какого-нибудь старого отопителя, расходники, сварочный аппарат и спецодежда для защиты.

 

 

 

По времени работа займет не много, но на каждом этапе нужно соблюдать аккуратность и следить, чтобы все складывалось нужным образом. Успешное завершение операции возможно только в случае выполнения всех требований технологического процесса. В противном случае все работы пойдут насмарку.

 

Устройство котла длительного горения подразумевает наличие топки закрытого типа, в которую ограничен доступ воздуха. Это позволяет долгое время поддерживать процесс горения, чтобы топливо лучше прогорало и отдавало максимум тепловой энергии.

 

Подача кислорода обычно регулируется механическим путем при помощи клапана. Отзывы о котлах подобного типа подтверждают, что они гораздо лучше ведут себя в эксплуатации, чем стандартные модели на твердом топливе.

Актуальные цены на котлы длительного горения лучше узнавать в день покупки у официальных дилеров. Нестабильная экономическая ситуация заставляет торгующие фирмы пересчитывать стоимость товаров практически каждый день.

Принцип работы котла длительного горения простыми словами

Котел длительного горения стал отличной заменой для печей различных типов, которые требуют постоянной подпитки топливом. Его преимущество заключается в долговременной отдаче тепла в помещение, а значит, налицо экономия не только времени, но и топлива.

Внешний вид котла длительного горения

У такого котла существуют и другие полезные положительные качества, которые помогут решить некоторые домашние проблемы. В продаже представлено немало моделей котлов подобного класса, из которых можно выбрать устраивающий по характеристикам и цене, но есть еще один вариант — изготовить такой отопительный прибор самостоятельно.

Принцип работы

Одна их принципиальных схем котла

Длительное горение котлов достигнуто благодаря конструкции отопительного прибора, в которую включена дополнительная камера для сжигания выделенного в процессе горения древесного топлива газа.

Принцип таков — топливо, заложенное в печь, при почти полном отсутствии кислорода, не подвергается активному сжиганию открытым пламенем, а значит, происходит его долгое тление с отдачей тепла. Чтобы образовалось достаточное количество газа, при сжигании топлива, после закладки дров, растопки котла и появлении активного пламени, автоматически включаются вентиляционные насосы, которые отводят из топки излишний кислород и переводят горение в состояние тления.

Кроме тепла, исходящего от топлива, при медленном горении выделяется газ, который поступает в дополнительную камеру через керамические или металлические трубы или форсунки. В камере происходит дожиг газа, чему способствует система поддува воздуха. Здесь же происходит окончательное сжигание остальных продуктов сгорания топлива, например, сажных и других тяжелых соединений.

При обычной конструкции печи, топливо после сгорания оставляет немало продуктов (отходов), которые способны также при их сжигании давать тепло. Это и учли разработчики котлов длительного горения. Камера, где происходит вторичное сгорание, задерживает выделенное тепло внутри конструкции, не давая ему сразу же уходить в трубу.

Еще одно преимущество сгорания выделенных веществ заключается в экологической чистоте дыма, исходящего из печи, так как все токсичные продукты от горения уничтожаются в дополнительном отделении дожига.

Те поняли текстом? Посмотрите видео!

Кроме того, такой котел имеет одну особенность: если во всей печах горение топлива происходит снизу вверх, то в печах длительного горения, наоборот, сверху вниз. Этот фактор также замедляет процесс горения, не давая быстро нагреваться топливу, расположенному ниже огня.

В такой котел загружается сразу большое количество дров, т.е. топочная камера заполняется доверху. После розжига она герметично закрывается дверцей. Количество поступающего кислорода контролируется регулятором подачи воздуха.

Система дожига пиролизных газов

Камера сгорания отходов горения и выделенного газа может быть расположена в нижней, верхней или задней части котла — это зависит от конкретной модели.

В качестве топлива для этого агрегата может быть использованы: дрова и уголь, опилки и торф, а также другие материалы. Неважно, какой из видов твердого топлива будет использоваться для загрузки котла, но главное, чтобы оно было достаточно просушено. Излишняя влажность будет снижать мощность отопительной установки, которая будет уходить на просушку дров, и снижать выработку вторичного топлива — пиролизного газа.

Могут использоваться самые разные виды твердого топлива

После сгорания любого топлива в печи длительного горения остается небольшая кучка пепла, поэтому для его удаления предусмотрена совсем небольшая дверца.

Отличия двухконтурного котла

Котел длительного горения может иметь не один контур, а два. Таким образом, он не только может отапливать помещение, но и греть воду для хозяйственных нужд. Такие агрегаты оборудованы теплообменником или водяной рубашкой — в этом отделе происходит нагрев воды.

Котел может работать по двухконтурной схеме

Встроенный в систему теплообменник может иметь проточную систему воды или в виде аккумулирующего бойлера. Для отопительной системы, естественно, теплообменник должен работать по проточному ппринципу, а вот для ГВС он может быть как проточным, так и бойлерным.

Для ГВС удобнее выбрать бойлер косвенного нагрева большого объема. Он позволит всегда иметь горячую воду, так как она постоянно будет подогреваться, и сохранять температуру даже после завершения топки в течение длительного времени.

Кроме водяного контура, конструкция котла ничем не отличается от обычных котлов, работающих по этому принципу.

Комбинированные котлы

Котлы, работающие только на твердом топливе, устанавливают в основном, в строениях, расположенных в районах, где недоступны другие виды энергоресурсов. Если же есть возможность подключения к газовому трубопроводу, лучше воспользоваться комбинированным котлом. Он будет гораздо удобнее в применении и экономнее в финансовом плане.

Особое удобство в эксплуатации — комбинированные котлы

Конструкция комбинированных вариантов дополнена газовой горелкой и автоматикой. Начинают топить печь, например, дровами, а при их прогорании и остывании котла ниже установленной температуры, срабатывает автоматика, и включается газовый подогрев, который поддерживает теплоноситель в нужном температурном режиме. Такой котел может быть одноконтурным, но иметь в общей системе встроенный бойлер.

Котел можно встроить в универсальную систему отопления и горячего водоснабжения

Кроме того, есть модели котлов, которые работают на электричестве вместо газа.

Положительные характеристики котла

У любого из агрегатов, описанных выше, есть объединяющие и индивидуальные положительные качества, именно поэтому сегодня их устанавливают в загородных домах и заменяют ими старые кирпичные печи.

• Котлы длительного горения имеют хорошие показатели и обладают очень высоким КПД, который доходит до 90—95%.
• Если в котле встроена система автоматической подачи топлива, то он может долгое время работать без участия человека. Срок такой работы указан в паспорте агрегата.
• Эффективность работы прибора объясняется способностью конструкции при нормальной эксплуатации достигать температуры до 600—650 градусов.
• Котлы — экологически чистые приборы, так как сжигается не только заложенное топливо, но и угарный газ, образующийся при его работе.
• Всегда есть возможность регулировать интенсивность горения.
• Современные котлы оборудованы автоматикой, которая позволяет управлять ими через пульт, а также через него же получать сигнал о возникших при работе неполадках.
• Удобство комбинированных котлов заключается в использовании разного вида топлива, что позволяет существенно на нем сэкономить.
• В котлах с водяным контуром реализована возможность регулирования температуры воды, как для отопления, так и для ГВС.
• При большом количестве положительных качеств агрегата, он имеет вполне доступную цену.
• Простота в монтаже и эксплуатации, а также неприхотливость в уходе и возможность делать это самостоятельно, не привлекая специалистов.
• Компактность, по сравнению с кирпичными строениями.

Объективные недостатки

К отрицательным моментам в использовании котла можно отнести:

• Загрузка топлива в прибор производится вручную.
• В некоторых моделях отсутствует регулировка температуры воды, поэтому при выборе котла на это нужно обратить особое внимание.
• Требуется достаточно много места для хранения дров или другого твердого топлива.
• Есть определённые требования к просушке топочного материала.
• При использовании комбинированных моделей, нужно будет отвести для системы отдельное помещение — котельную.

Это достаточно существенные недостатки для тех, кто имеет небольшую площадь дома, но при необходимости установить отопление, всегда можно найти выход из положения.

Реально ли построить такой котел своими руками?

При желании и при наличии некоторых навыков, вполне возможно сделать котел длительного горения на твердом топливе самостоятельно. Для эффективности его работы совершенно не важно, какой формы будет котел — круглый, изготовленный из бочки или газового баллона, или сваренный из металлических листов. Главное — правильно устроенная внутренняя система.

Видео-пример постройки самодельного котла длительного горения «от Максима»

Простейшая конструкция котла длительного горения

Лабиринт из камер дожига и труб теплообменника

На предложенной схеме хорошо видно, каким совершенно несложным образом можно создать условия внутри котла для задержки горячего воздуха, что существенно продлит процесс остывания.

Из всех вариантов котлов, которые можно выполнить самостоятельно, имеющий прямоугольную форму будет самым компактным и эстетичным. Он отлично подойдет для отопления небольшого помещения, а если его несколько доработать, то согреет и большую площадь.

Примерная схема топочной части котла с размерами

Конструкция котла достаточно проста и для нее потребуется вполне доступные материалы, а их количество будет зависеть от размера задуманного агрегата.

Смысл конструкции состоит в том, чтобы не дать возможности нагретому воздуху напрямую уйти в трубу. Для этого и устраиваются внутри приспособления, состоящие из металлических пластин и труб, приваренных особым образом и создающих между собой своеобразный лабиринт, по которому и должен медленно уходить нагретый воздух. Верхние отсеки, при грамотной организации подачи дополнительного воздуха, будут играть функцию камер дожига. При желании, котел изнутри обложить шамотной плиткой или же кирпичом, установленным на ребро. Можно устроить кладку из кирпича и снаружи отопительного прибора.

Для того чтобы сделать такой котел нужно подготовить: металлический лист не менее трех миллиметров толщиной, стальной уголок 4×4 или 5×5 см, крышку для отверстия в варочной плите, дымоходную трубу требуемой конфигурации, длины и диаметра. Весь материал закупается, опираясь на заранее составленную схему.

• Первым шагом идет раскройка всех деталей из металла после разметки по размерам согласно схемы. Детали необходимо вырезать аккуратно, затем выровнять края с помощью зачистки шлифмашинкой.

Вырезаются следующие детали: дно и стенки котла, панель колосника, варочная панель, две или три внутренние панели для создания лабиринтного выхода нагретых газов.

• Далее, в варочной панели вырезаются отверстия для конфорки и дымохода. В передней панели устраиваются два прямоугольных отверстия для топки и поддувала. Вырезанные пластины обвариваются — они будут использованы для дверец, и должны плотно закрываться. Крепятся они на петли, которые привариваются к панели и дверцам. Затем на них закрепляются задвижки.
• Продолжается работа с передней панелью — приваривается одна пластина с ее внутренней стороны. Она должна быть меньше размера боковой стенки на 7—8 сантиметров, т.е. она не должна доходить до задней стенки на указанное расстояние. От верхней панели ее располагают на расстоянии 10—12 сантиметров.
• Далее, идет работа с  задней стенкой — на нее с внутренней же стороны привариваются две металлические панели, такой же величины, как на передней. Одна из них закрепляется на расстоянии от верха 5—6 сантиметров, а вторая 15—17. При сборке котла, пластина с передней панели должна располагаться между пластинами задней стенки.
• На боковые стенки, на всю их длину приваривают по одному уголку, на одной высоте — в дальнейшем они будут служить кронштейнами для колосника.
• К нижней части привариваются ножки, выполненные из уголка. Для устойчивости котла, лучше приварить к их торцу металлические круглые или квадратные пластины.
• Чтобы сделать колосниковую панель, в подготовленной металлической заготовке высверливают многочисленные отверстия или вырезают длинные полосы, идущие вдоль боковых стенок. Можно поступить и другим образом — сварить колосник из арматуры. Если удастся найти в продаже колосник чугунный, точно подходящий под нудный размер – это будет идеальным вариантом. При проектировании котла этот вопрос можно продумать заранее.
• Решающим и завершающим шагом является сборка всех деталей вместе. Их можно соединить с помощью уголка, а можно сварить детали между собой встык, но это нужно делать очень аккуратно, швы должны быть ровными и герметичными.
• К готовой конструкции с помощью сварки присоединяется патрубок дымоходной трубы.
• Чтобы конструкция была аккуратной, нужно зачистить сварочные швы и покрыть весь котел полностью жаростойкой краской.

После высыхания краски, можно проводить испытания перед установкой. Испытывают котел на открытом воздухе.

Видео – оригинальный самодельный котел длительного горения

Ранее было рассказано о самой простейшей конструкции. Однако креативные идеи  не имеют границ. Посмотрите на пошаговый процесс создания котла совершенно необычной конструкции.

Установка

Установку котла нужно проводить, соблюдая правила противопожарной безопасности.

• Для установки котла стационарно нужно подготовить для него поверхность. Она должна быть ровной и огнестойкой — это может быть бетонный пол, кирпичная кладка или кафельная плитка.
• Стены около котла отделываются жаростойким гипсокартоном, плиткой, кирпичной или каменной кладкой. Можно выбрать и другой негорючий материал.
• Помещение, где располагается котел должно иметь хорошую вентиляционную систему.

Если котел изготавливается своими руками, нужно постараться выбрать качественный материал, чтобы изделие прослужило долгий срок.

При выборе готового котла, необходимо внимательно ознакомиться с его характеристиками и функциями, чтобы он удовлетворял всем зависящим от него запросам. Если нет необходимости или возможности приобретать котел заводского производства, то можно сделать его самостоятельно или заказать у опытного мастера.

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.

описание и принцип работы твердотопливного угольного оборудования

Отопительная система в частном доме требует постоянного обслуживания и контроля, а также установки качественного оборудования, которое обеспечит эффективный обогрев помещения и будет служить долго. Наиболее популярным считается котел длительного горения на угле. Он прост в использовании, легко монтируется и при правильной эксплуатации на протяжении многих лет будет обеспечивать тепло и уют в доме.

Устройство котла

Почти все твердотопливные котлы устроены одинаково. Модели, работающие на угле, обычно могут функционировать на дровах и других разновидностях топлива. Существует два вида материалов, используемых для изготовления котлов — чугун и нержавеющая сталь.

Чугунные модели отличаются устойчивостью к нагреванию, длительным сроком эксплуатации и способностью удерживать оптимальную температуру во время горения топлива.

Они также могут состоять из нескольких отделов, которые при необходимости отделяются друг от друга. Это облегчает обслуживание. Недостатком такого оборудования считается большой вес, а также чувствительность к резким перепадам температуры.

Котлы из нержавеющей стали представляют собой монолитную конструкцию, поэтому разобрать их при необходимости не получится. Они нечувствительны к резким перепадам температуры и служат довольно долго при условии правильной эксплуатации. Вес таких приспособлений гораздо меньше, чем чугунных, что облегчает монтаж. Недостатком оборудования считается то, что в процессе использования на его внутренних стенках (в месте наибольшего накаливания топлива) образуются стрессовые зоны.

Со временем в этих местах металл прогорает, и требуется замена котла. Любая модель имеет топку, дымоход, зольник и отверстие для подачи воздуха, расположение которого зависит от типа конструкции. Существуют котлы, где воздух поступает через дверцу зольника, используемую в качестве поддувала.

В современных котлах подача воздуха осуществляется через отверстие, расположенное сверху. Эти модели также оснащают термостатом, который контролирует температуру теплоносителя и при необходимости выключает приспособление с целью предупреждения перегрева.

Принцип работы

Принцип работы делает приспособление похожим на печь. Котел длительного горения на угле старой модели функционирует по такой же схеме. В топку загружается необходимое количество топлива, открывается дверца для поступления воздуха, и начинается постепенное нагревание воды.

Если же используется современная модель, горение начинается не сверху. Такой процесс более медленный и обеспечивает беспрерывное функционирование на протяжении длительного времени. Показатель этот зависит от качества топлива, а также от объема топки и загруженного угля.

Некоторые модели обеспечивают постоянное горение в течение 3—7 суток от одной порции топлива. Благодаря этому владельцу нет необходимости постоянно контролировать функционирование приспособления. Если же в него вмонтирован термостат, то процесс еще больше облегчается.

Наибольший КПД имеют пиролизные модели котлов, которые оснащены не только камерой для сжигания топлива, но и емкостью для дожига угарного газа, образующегося в процессе сгорания угля. Благодаря этой системе эффективность приспособления увеличивается в несколько раз, а количество вредных испарений, выделяемых в воздух, значительно сокращается.

В зависимости от объема топки пиролизные котлы от одной закладки топлива работают минимум 5 дней. Это облегчает контроль и сокращает количество угля, необходимого на отопительный период.

Основные преимущества

Несколько десятилетий назад печь была единственным вариантом отопления частного дома при условии невозможности подключения к централизованной линии подачи газа. Сегодня угольные котлы длительного горения вытеснили ее, поскольку обладают множеством преимуществ:

• имеют меньшие габариты по сравнению с русской печью;
• могут устанавливаться в любом удобном месте, поскольку предполагают монтирование радиаторов и труб по всему дому;
• в отличие от печи, которая даже при наличии грубы не может одинаково прогреть весь дом, обеспечивают равномерное отапливание всех комнат;
• при отсутствии угля можно использовать другой вид твердого топлива;
• умеренный расход топлива за счет правильной подачи воздуха и медленного тления;
• отсутствие необходимости прерывать работу приспособления с целью чистки от золы и других остатков угля;
• минимальное вмешательство в работу котла;
• простота обслуживания.

• имеют меньшие габариты по сравнению с русской печью;
• могут устанавливаться в любом удобном месте, поскольку предполагают монтирование радиаторов и труб по всему дому;
• в отличие от печи, которая даже при наличии грубы не может одинаково прогреть весь дом, обеспечивают равномерное отапливание всех комнат;
• при отсутствии угля можно использовать другой вид твердого топлива;
• умеренный расход топлива за счет правильной подачи воздуха и медленного тления;
• отсутствие необходимости прерывать работу приспособления с целью чистки от золы и других остатков угля;
• минимальное вмешательство в работу котла;
• простота обслуживания.

Помимо этого, при производстве котлов используются современные и качественные материалы, что продлевает период эксплуатации. Выпускаются также модели, не нуждающиеся в электричестве. Это позволяет им бесперебойно работать в любых условиях. Существенный плюс, влияющий на экологическую ситуацию планеты, заключается в том, что угольные запасы возобновляемы, поэтому человечество на протяжении многих лет будет обеспечено топливом.

Недостатки оборудования

Несмотря на достоинства, угольный котел длительного горения имеет и недостатки. Наиболее важным минусом считается необходимость постоянного контроля процесса горения топлива в случае, когда у модели нет вмонтированного термостата и другого оборудования, регулирующего работу всей системы.

Котлы с небольшим объемом топки требуют частой закладки новой порции угля, что также неудобно, особенно тем, кто бо́льшую часть дня находится на работе и не имеет возможности контролировать процесс.

Стоит также отметить, что более современные модели стоят дорого и установить их могут далеко не все.

Для некоторых людей недостатком приспособления может стать невозможность добавления дополнительной порции топлива во время горения предыдущей. Это касается пиролизных моделей, горение в которых происходит сверху вниз. Если установлена простая модель с нижней подачей воздуха, добавление угля возможно.

Автоматизированная система также имеет недостаток, поскольку при частых отключениях электроэнергии или слабом напряжении возможен ее выход из строя. Именно поэтому в сельской местности, где такие проблемы наблюдаются постоянно, рекомендуется устанавливать простые модели, не зависящие от источника электричества. Несмотря на все недостатки, котлы длительного горения очень популярны, альтернативы при отсутствии газа им нет.

Требования к топливу

Для того чтобы система исправно работала, необходимо применять качественное топливо. Уголь для котлов длительного горения можно использовать разный. Обычно в техническом паспорте приспособления указаны наиболее предпочтительные виды.

Чаще всего для отопления частных домов применяется бурый уголь, битуминозный, каменный, полуантрацит и антрацит. Последний считается самым качественным. Более чувствительны к составу и свойствам используемого угля модели котлов европейского производства. Отечественные же неприхотливы.

Для моделей от любого производителя антрацит будет идеальным вариантом. Он обладает несколькими достоинствами:

• при горении выделяет на 80% больше тепла, чем природный газ;
• перегорает практически полностью и не засоряет котел;
• выделяет меньшее количество вредных испарений;
• обладает высоким КПД.

Помимо этого, уголь реализуется во фракциях нескольких размеров. Некоторые производители продают его насыпью, другие расфасовывают в мешки. Второй вариант для частного дома считается более предпочтительным, поскольку в таком виде топливо не содержит пыли, которая ухудшает горение и приводит к быстрому засорению котла.

При отсутствии антрацита подойдут и другие разновидности угля, но необходимо приготовиться к частому очищению котла от кусков, которые не сгорели, и золы. Если же этого не делать, КПД системы значительно снизится.

Стоит отметить, что влажный антрацит горит лучше, чем высушенный, поэтому не стоит опасаться его намокания в процессе хранения.

Способы экономии угля

Расход угля на протяжении отопительного сезона большой, поэтому владельцы домов хотят уменьшить его. Существует несколько способов, помогающих немного сэкономить:

1. Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
2. Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
3. Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
4. В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.

1. Утеплить окна и исключить попадание холодного воздуха через другие щели. Благодаря этому в помещении будет тепло, если котел работает в умеренном режиме.
2. Проведение качественного отопления по всему дому также экономит топливо, поскольку в комнатах будет оптимальная температура.
3. Разрешается пересеивать остатки горения, которые регулярно извлекаются из зольника. В них часто находятся куски угля, которые можно повторно загружать в топку. Однако необходимо тщательно перебирать отходы, поскольку те, что непригодны к горению, будут ухудшать процесс и снижать КПД новой порции топлива.
4. В процессе горения необходимо контролировать подачу воздуха. При слишком сильной тяге уголь перегорает быстрее, поэтому требуется повторная закладка. При этом теплее в доме не становится, так как значительная часть тепла теряется из-за усиленной тяги.

Некоторые вовсе убирают задвижку, ошибочно предполагая, что это поможет быстрее прогреть помещение. Вследствие этого уголь сгорает моментально, а тепла в доме нет. Если ни один из способов не помог сократить количество используемого топлива и в комнатах по-прежнему прохладно, рекомендуется еще раз проверить все окна и двери, а также исключить возможность попадания холодного воздуха через отверстия в полах. Довольно часто они незаметны под плинтусами и не позволяют добиться оптимального температурного режима.

Правила эксплуатации

Для бесперебойной работы отопительного приспособления необходимо соблюдать несколько правил, которые помогут продлить срок его службы. Поджигать непосредственно уголь не получится, поскольку для этого необходимо создать температуру не менее +400 °C. Именно поэтому необходимо использовать дрова для разжигания.

При горении дров все задвижки рекомендуется оставлять открытыми, чтобы обеспечить доступ воздуха. Через некоторое время дрова сгорают до тлеющих поленьев.

На них и необходимо насыпать уголь слоем, толщина которого составляет не более 15 см. После разгорания разрешается добавить его еще. Рекомендуется использовать куски примерно одинакового размера.

Чтобы вода в котле не закипала, следует контролировать горение и при необходимости закрывать все заслонки. Для эффективной работы котла нужно регулярно вычищать зольник, чтобы отходы не препятствовали поступлению воздуха. Если добавлять чрезмерное количество топлива, котел может потухнуть. В этом случае следует дождаться его полного остывания, вычистить и снова начать растопку.

Не рекомендуется ставить в непосредственной близости от работающего отопительного прибора деревянную мебель, чтобы исключить вероятность пожара.

Популярные модели

Популярные модели

Сегодня различные компании выпускают твердотопливные котлы по доступным ценам. Популярной моделью считается Protherm Бобер. Производится аппарат в Словении, изготовлен из чугуна и отличается высоким качеством, а также оригинальным дизайном. Способен отапливать помещение площадью до 350 квадратных метров.

Доступный вариант для каждого — Данко 20 ТН. Имеет привлекательный дизайн, экономичен. Загрузка топлива осуществляется 1 раз в 8 часов. Топка небольшого размера, что уменьшает количество используемого топлива. Позволяет обогреть дом площадью до 180 квадратных метров.

Dakon — котел чешского производства с массой преимуществ. Имеет доступную стоимость, экономичен, обладает высоким КПД и привлекательным дизайном, не зависит от источника энергии. Часто устанавливается в частных домах, хорошо работает на разных видах угля.

Твердотопливный котел — прекрасная альтернатива обычной русской печи в населенных пунктах, где отсутствует возможность подключения газа. При правильном выборе и эксплуатации позволяет создать в доме оптимальный микроклимат.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Как работают котлы длительного горения и пиролизные

Содержание:

Чтобы не ошибиться при выборе и покупке котельного оборудования, важно четко понимать принципы работы котлов длительного горения, в том числе и пиролизных. Это связано с тем, что для разных домов и систем отопления требуются установки с различными характеристиками. Специалисты компании Котел 52 подготовили этот сравнительный обзор классических и пиролизных твердотопливных котлов, который поможет Вам сделать правильный выбор.

Устройство классических котлов длительного горения

Основной плюс оборудования этого класса в том, что устройство котлов длительного горения позволяет использовать различное твердое топливо с увеличением интервала между загрузками. Дрова, уголь и торф, пеллеты и щепа, даже отходы деревообработки — такой перечень дает возможность подобрать установку, которая будет отапливать Ваш дом наиболее дешевым в регионе видом топлива. При этом нет необходимости постоянно контролировать работу котла. Объем топки и установленная система автоматики позволяет устройству работать без участия человека сутки, а для некоторых моделей даже больше.

Но следует понимать, что для большинства модификаций средний КПД обычно не превышает 70–80%. Это связано с тем, как работает котел длительного горения. Самое простое решение — увеличение объема топки. Но для увеличения продолжительности работы на одной закладке применяют и другие способы регулирования интенсивности сгорания топлива.

Все котлы этого класса работают по одному из двух основных принципов:

• Верхнее горение — в этом случае в первую очередь используются вышерасположенные слои топлива. Свежий воздух, необходимый для поддержания пламени, подается непосредственно в зону горения, поэтому и не происходит воспламенение нижних слоев закладки, к ним просто не поступает необходимое количество кислорода.
• Нижнее горение — чаще всего эта технология применяется в котлах шахтного типа и она практически повторяет принцип работы классических твердотопливных котлов. Свежий воздух поступает в топку через зольник и колосниковую решетку.

В обоих случаях нагрев теплообменника происходит благодаря высокой температуре продуктов сгорания. При этом они не успевают полностью охладиться и через дымоход удаляется довольно высокотемпературная смесь газов. А это значит, что значительная часть тепловой энергии, полученной при сгорании топлива, просто выбрасывается в атмосферу. Именно поэтому КПД котлов этого типа обычно не превышает 80%.

Особенности и принцип работы пиролизных котлов

Совсем другой принцип работы пиролизных котлов длительного горения. Они также могут работать по схемам с верхней или нижней подачей воздуха, но позволяют получить в 2-4 раза большее количество тепловой энергии.

Основная особенность связана с тем, что при повышении температуры топлива в условиях недостатка кислорода выделяется смесь пиролизных газов, которая по своей теплотворности мало чем уступает природному. И если в классических котлах часть этих газов уходила через дымоходы, то в пиролизных установках она становится основным источником тепловой энергии.

Общая схема работы пиролизных котлов выглядит следующим образом:

• В первом отделении камеры сгорания (топки) происходит процесс пиролиза. При медленном тлении дров выделяется смесь газов.
• Полученная смесь поступает во второе отделение, куда нагнетается воздух, который предварительно прогревается при прохождении по каналам внутри котла.
• Полученная газовоздушная смесь сжигается, что и дает дополнительную тепловую энергию.

Отметим, что конструкция водяной рубашки (теплообменника) создана так, чтобы для нагрева теплоносителя использовать энергию, получаемую и в первом, и во втором отделении камеры сгорания. Именно за счет этого и обеспечивается повышение коэффициента полезного действия котла.

Сравнение эффективности котельного оборудования этих классов

Для наглядности давайте сравним эксплуатационные показатели традиционных и пиролизных котлов длительного действия.

Показатель	Классический твердотопливный котел	Бытовой пиролизный котел	Всеядные промышленные пиролизные котлы утилизаторы
Максимальный КПД	До 86%	До 95%	До 92%
Тепловая мощность бытовых котлов	До 50 кВт	До 120 кВт	До 400 кВт
Время работы на одной закладке топлива	От 1 до 3-4 суток в зависимости от модели котла	Обычно не превышает 24 часа	От 4 до 24 часов в зависимости от типа топлива
Используемый тип топлива	Практически весь перечень твердого топлива в зависимости от модели котла	Дрова, влажность которых не должна превышать 30–35%	Дрова, щепа, брикеты, уголь, отходы РТИ и ПВХ
Средний расход топлива	В пределах 1,6 кг в час	В пределах 1 кг в час	В зависимости от мощности до 80 кг в час
Периодичность чистки и удаления золы	При каждой новой растопке через 1–4 суток	Допускается чистка с периодичностью 1 раз в неделю	В зависимости от типа используемого топлива

 

Как видите, пиролизные котлы проигрывают классическим только по продолжительности работы на одной закладке дров, и то, не у всех моделей. Но по всем другим параметрам они, бесспорно, лидируют. Именно поэтому расходы на отопление при установке пиролизных котлов существенно сокращаются. Что и объясняет все возрастающий спрос на котельное оборудование этого класса. И это несмотря на то что стоимость таких котлов несколько выше. Все первоначальные затраты окупаются за несколько лет работы.

Принцип работы и устройство котлов длительного горения с водяным контуром

Добрый день, дорогие друзья! В этой статье я коротко расскажу вам основные принципы работы котлов длительного горения.

Здесь я буду говорить о тех отопительных аппаратах, к которым можно не подходить продолжительное время.

Выды котлов длительного горения

Итак, перейдем непосредственно к делу и для начала определимся с видами обсуждаемых котлов:

• Пиролизные котлы.
• Котлы на дровах.
• Котлы на угле.
• Пеллетные котлы.

Начнем рассматривать все виды котлов по порядку.

Принцип работы пиролизного котла длительного горения

В таком котле используется физическое явление под названием пиролиз — термическое разложение вещества в условиях недостатка кислорода.

Внутри пиролизный котел состоит из двух камер. В первую загружают топливо (чаще всего это сухие дрова, иногда бурый или каменный уголь), а во второй происходит воспламенение и сгорание смеси из пиролизного газа и воздуха.

Принцип работы доходчиво поясняет следующая картинка:

Как работает пиролизный котел длительного горения

Стрелками на рисунке показано направление движение газов внутри котла.

Обеспечивается такое направление при помощи принудительной тяги (вентилятор-дымосос).

Камера сгорания пиролизных газов расположена ниже, чем камера с топливом. Это обеспечивает обратный приток тепла к дровам и поддерживает процесс пиролиза.

При всей внешней простоте пиролизный котел — высокотехнологичное и дорогое устройство.

Дело тут не только в автоматике, управляющей работой вентилятора, но и в качестве стали элементов камеры сгорания.

Она должна выдерживать высокие температуры длительное время.

Кроме этого, на уровень КПД в таких котлах зависит от влажности топлива. Например, для дров влажность не должна превышать 25-30%.

Что касаемо длительности горения таких котлов, то она зависит не только от объема топлива, но и от режима горения.

В режиме полной мощности котел может работать до 12 часов, а в режиме поддержки до 30 часов.

Существуют также пиролизные котлы, в которых камера дожига газов находится сверху.

Принцип их работы можно посмотреть на следующем видео:

Котел длительного горения на дровах: принцип работы

Что такое котел длительного горения на дровах проще всего объяснить на примере котла фирмы Stropuva.

Чтобы было понятно о чем идет речь сразу приведу рисунок:

Схема котла длительного горения на дровах stropuva

Главной «фишкой» котлов Stropuva является верхнее горение топлива.

Обеспечивается оно при помощи оригинального устройства в виде металлического диска, диаметр которого на чуть меньше внутреннего диаметра котла.

В центр диска находится труба, по которой воздух попадает к топливу из камеры подогрева вверху котла.

По мере сгорания дров диск постепенно опускается ниже до полного прогорания топлива.

На мой взгляд, это очень сложная конструкция с подвижными частями является потенциальным источником проблем.

После прогорания топлива этот диск поднимается вручную при помощи цепочки, что тоже весьма опасно.

Ведь он тяжелый, а цепочка под действием температуры может стать хрупкой и оборваться.

В конструкции котла предусмотрена специальная биметаллическая воздушная заслонка, перекрывающая поток воздуха при нагреве его поверхности до определенной температуры.

Это весьма оригинальный и даже странный способ защиты от перегрева и больше его никто не применяет

Еще одной интересной особенностью Stropuva является цилиндрическая форма котла.

По сути он представляет собой бочку с двойными стенками, между которыми циркулирует теплоноситель.

Такая конструкция, по мнению производителя, позволяет увеличить площадь поверхности, на которой происходит теплообмен, а значит и увеличивается КПД котла.

Тут спорить не буду, есть бойлеры косвенного нагрева, в которых реализована похожая схема «бак в баке» и она показывает хорошие результаты

А самое странное, что есть в конструкции этого котла — у него нет дна.

Его нужно устанавливать на бетонное основание и крепить на раствор. Зачем так сделано лично для меня не понятно.

Длительность работы котлов Stropuva определяется следующими факторами:

• Режим работы — чем менее интенсивно горит топливо, тем на большее время его хватит.
• Вид топлива —  (по словам производителя) на дровах возможно поддерживать горение до 30 часов, а на топливных брикетах до 48 часов, а на угле до 5 суток.

Недостатки Stropuva:

1. Высокая стоимость — они дороже обычных котлов в 1,5-2 раза.
2. Сложность конструкции — в котле есть много потенциально проблемных узлов.
3. Отсутствие дна — тут без комментариев.
4. Котел невозможно остановить пока он не прогорит полностью — то есть хотите вы того или нет, он будет выделять тепло. И его нужно будет куда-то девать.

Предлагаю вам посмотреть следующее видео. Там все проблемы рассматриваются детально.

Принцип работы пеллетных котлов

Главной особенностью таких котлов является топливо, на котором они работают.

Пеллеты — это гранулы из прессованных опилок, которые хранятся в специальном бункере и подаются в горелку при помощи металлического шнека. Смотрим вниз на картинки:

Внутреннее устройство пеллетного котла

Из рисунка видно, что сжигание пеллет происходит в малом объеме горелки, а тепло снимается дальше в дымоотводящих трубах.

Дым на выходе из пеллетного котла будет иметь температуру не больше 200 градусов Цельсия.

Это может стать причиной появления конденсата в дымоходе со всеми вытекающими последствиями.

Горением топлива в пеллетных котлах управляет автоматика, главным элементом которой можно считать вентилятор принудительной подачи воздуха или дымосос (в зависимости от модели).

Наличие электроники означает, что вам нужно будет оборудовать котел источником бесперебойного питания.

То же самое касается и циркуляционных насосов. В случае остановки циркуляции котел может получить повреждения

Длительность работы котла на одной загрузке здесь зависит от режима работы котла и объема бункера.

Обычно, бункер выбирают так, чтобы не подходить к котлу несколько дней.

Сами пеллеты тоже могут быть изготовлены из разного сырья и давать разное количество тепла при сжигании.

Их главным недостатком для России и СНГ является их экзотичность. Нельзя гарантировать, что их можно будет купить всегда, как каменный уголь или дрова.

Предлагаю вам посмотреть видео, посвященное пеллетным котлам:

Котлы длительного горения на угле

Давайте рассмотрим два вида котлов, работающих на одной загрузке топлива продолжительное время:

1. Полуавтоматические котлы — пользователь загружает топливо в котел и производит розжиг. Последующим процессом горения уже управляет автоматика (контроллер с вентилятором).
2. Автоматические котлы — здесь ко всему описанному выше добавляется подача топлива из бункера. В подразделе о пеллетных котлах как раз описан автоматический котел.

Полуавтоматический и автоматический котел

Автоматический котел имеет более сложное техническое устройство, чем полуавтоматический.

Например, сгорание топлива внутри автоматического котла происходит не в большом объеме топки, а в маленькой ретортной горелке.

Топливо к этой горелке подается из бункера при помощи шнека.

Чтобы вся эта техника работала без перебоев, необходимо использовать уголь определенной фракции.

А в нашей стране это не всегда удобно. Сегодня он есть в наличии, а завтра нет.

Смотрим обзор автоматического котла:

Преимуществом полуавтоматических котлов является их более простое устройство.

В общем, если снять с такого котла вентилятор, то он ничем не будет отличаться от обыкновенного.

Некоторые модели полуавтоматических котлов можно переоборудовать под энергонезависимые системы отопления.

Для этого на него вместо вентилятора устанавливается термостатический регулятор тяги с цепочкой.

Термостатический регулятор тяги котла

Для полной энергонезависимости в система отопления должна быть гравитационной, то есть в ней теплоноситель должен циркулировать без применения насосов.

Видео о таком котле смотрите ниже:

Кроме этого, разные модели полуавтоматических котлов работают по схеме с верхним или с нижним горением топлива.

Верхнее горение топлива имеет ряд недостатков, которые описаны выше в подразделе о котлах на дровах. Тут все остается тем же самым кроме топлива.

Теперь перейдем к описанию недостатков этих котлов:

• Большая стоимость — хороший полуавтоматический котел будет стоит как минимум в 1,5 раза больше своего «обычного» собрата. Автоматические котлы дороже в 3-4 раза и их применяют в основном на больших объектах.
• Техническая сложность — здесь «чемпионами» являются автоматические котлы, в которых есть множество проблемных узлов. Например, шнек бункера часто клинит из-за плохого качества топлива.Обслуживать такие отопительные аппараты может только сервисный инженер. В полуавтоматических котлах проблемы могут возникать из-за поломок вентилятора или контроллера.
• Большие габариты и вес — например, «полуавтомат» мощностью 25 кВт может весить больше 250 кг. А у автоматических котлов вес может легко преодолевать 500 кг, не считая веса топлива в бункере.

Выводы

Современные котлы на твердом топливе действительно могут работать долгое время на одной загрузке топлива. Весь вопрос тут в количестве выделяемой энергии.

Долго котел может работать только в режиме поддержки. При этом длительное горение можно сделать и на обычном котле, установив контроллер или регулятор тяги. На этом пока все. Жду ваших комментариев и вопросов.

Твердотопливные котлы длительного горения. Принцип работы котла длительного горения

Твердотопливные котлы длительного горения. 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.

Твёрдотопливные котлы длительного горения загрузка раз в неделю. Твердотопливный котел длительного горения — способы горения топлива

Традиционные энергозависимые котлы.

В традиционных моделях, обычно реализуется простейшая схема сжигания топливных запасов. По конструкции они напоминают обыкновенную печь, с нехарактерным специальным окошком, расположенном в верхней части котла и служит для загрузки дров или угля.

Принцип его работы основывается на процессе тления, не предполагающем горения яркого пламени. Выделять при тлении достаточное количество тепла для обогрева, помогает специальный вентиляционный насос, который включается автоматически и удаляет из топки избыточный объем кислорода.

Производители научили отслеживать устройства процент содержания кислорода в топочной камере, допуская необходимое количество лишь для поддержания тления, не давая разгораться открытому пламени. Тлеющее состояние, которое поддерживает твердотопливный котел длительного горения, обеспечивает очевидную экономию дорогостоящего топлива, а также освобождает владельца от рутинной, ежечасной подкладки дров или угля.

Инженеры позаботились, чтобы традиционный твердотопливный котел длительного горения включал в себя специальное отделение дожига остатков топлива. Камера дожига, представляет извилистый лабиринт, способствующий максимальному теплообмену.

Простое решение, позволило обеспечить практически полное догорание и уничтожение токсичных продуктов, возникающих во время эксплуатации котла. Таким образом, повышается экологическая безопасность и экономичность устройства в целом. В тоже время, вырабатываемое тепло идет на нагрев теплоносителя, повышая КПД котла до 85%.

Основным элементом в осуществлении теплообмена в традиционном котле служит теплообменник. Протекающий через него теплоноситель обеспечивает дальнейший перенос тепловой энергии непосредственно к радиаторам отопления.

Традиционный твердотопливный котел длительного горения славится простотой эксплуатации, высокой степенью надежности и долгим сроком службы. К недостатком относится посредственный КПД, который оставляет желать лучшего. Более существенную проблему может оказать энергозависимость.

Электронное регулирование подачи кислорода и работа вентилятора — не возможны без питания от электросети. Так, работа систему отопления становится уязвимой при аварийных сбоях электроснабжения. Конечно , на помощь придет заблаговременно установленный прибор бесперебойного питания. Но, во первых его надо купить, а во вторых, его работа не подразумевает долгого срока эксплуатации.  

энергонезависимые котлы длительного горения

Второй способ сжигания, представлен многочисленными  газогенераторными аппаратами. Такую конструкцию чаще называют пиролизный  котел. Характеризуется повышенным значением КПД достигающим 90%. Высокая интенсивность выработки тепловой энергии, достигается особым методом сжигания топлива.

Сначала топливный материал подсушивается. Дальнейший процесс сопровождается дегазацией, в результате чего, порядка 85% веществ при горении преобразовываются в горючий пиролизный газ.

Преимуществом пиррольных  котлов, является их полная энергонезависимость, аппарат отлично подойдет к установке в проблемных регионах с трудностями в подаче электроэнергии. Второй плюс — автономность. Не требуется постоянная регулировка, а температурный режим поддерживается в заданном режиме с погрешностью не более ± 3°C.

Экономичность в пять раз лучше котла с прямым пламенем. Понадобится 10 кг топлива в сутки, чтобы хватило отопить площадь 100 м2. Практически полное сгорание — освобождает вас от частой работы по очистке котла от золы. Длительность горения составляет порядка 12 -16 часов.

Источник: https://remont.ru-best.com/dizayn/o-tverdotoplivnyh-kotlah-dlitelnogo-goreniya-tradicionnye-energozavisimye-kotly

Котлы длительного горения на дровах загрузка 24 часа своими руками. Из чего состоит котел и как это работает?

Топливо в таких котлах горит намного дольше, чем в обычных агрегатах. Это обусловлено их принципом работы, который предусматривает сжигание дров в топке по направлению сверху вниз. Камера сгорания имеет цилиндрическую форму и полностью загружается древесиной через дверцу в верхней части корпуса. Розжиг производится через эту же дверцу, конструкция твердотопливных котлов длительного горения такова, что воздух в зону горения подается тоже сверху по вертикальной трубе. К концу этой трубы прикреплен плоский груз круглой формы из толстого металла (10—15 мм), снизу к нему приварены дугообразные распределители воздуха из полосового металла. Подобную конструкцию также можно применить для изготовления котла на опилках.

Груз для самодельного котла

Размер груза на 5 мм меньше внутреннего диаметра цилиндра топки, что позволяет перемещаться конструкции вверх-вниз. Другой конец трубы проходит сквозь верхнюю стенку котла, на нем устанавливается заслонка, с помощью которой количество воздуха можно регулировать вручную. Длина трубы на 15—20 см больше высоты камеры сгорания. Последняя может быть произвольной, самодельные агрегаты длительного горения работают тем дольше, чем больше диаметр и высота топки. При этом увеличивается объем водяной рубашки агрегата и его тепловая мощность.

Конструкция котла длительного горения

После розжига труба с грузом опускается, придавливая массив дров. Воздух поступает непосредственно в зону горения, конструкция котла длительного горения предусматривает работу на естественной тяге, создаваемой дымоходом необходимого диаметра и высоты. Выделяющееся тепло нагревает воду в рубашке установки, она начинает поступать в систему отопления через верхний патрубок. Здесь работает принцип конвекции, применение циркуляционного насоса необязательно. Водяная рубашка в самодельном аппарате располагается не только вокруг боковых стенок топки, но и в ее верхней крышке.

Колосниковая решетка самодельного котла длительного горения на дровах не выполняет своей привычной функции, воздух в рабочую зону через нее не проходит. Решетка лишь служит опорой массиву топлива, а сквозь ее ячейки зола и пепел попадают в нижний отдел, из которого они свободно вынимаются железным совком. По мере прогорания топлива в камере груз опускается и по верхнему концу трубы можно определять, сколько дров еще осталось. После окончания процесса дверца зольного отдела открывается, из него вычищаются продукты горения, груз вместе с трубой поднимается и фиксируется в таком положении. Можно делать следующую загрузку.

Источник: https://interior.ru-best.com/interer-dlya-kvartiry/o-kotlah-tverdotoplivnyh-dlitelnogo-goreniya-tradicionnye-energozavisimye

Твердотопливный котел для отопления частного дома, какой лучше выбрать. Лучшие твердотопливные котлы цена/качество

Protherm Бобер 50 DLO 39 кВт

Классический твердотопливный котел, работающий на дровах и угле . Открытая камерасгорания требует наличия стационарного дымохода.

Максимальная тепловая мощность составляет 39 кВт, чего хватит для отопления помещения с площадью до 300 кв.м.

Встроенные термометр и манометр позволяют контролировать состояние отопительной системы .

Управление механическое, требует определенного навыка от оператора. Устройство достаточно громоздкое по габаритам и весу, требует отдельной котельной.

Вес и габариты обусловлены высоким качеством материалов, чугунными дверцами и корпусом котла.

Технические характеристики :

• Тип: классический;
• Контуры: одноконтурный;
• Энергонезависимость: да;
• Камера сгорания: открытая;
• КПД: 90,2%;
• Размещение: напольное;
• Тип топлива: дрова, уголь.

Stropuva Mini S8 8 кВт

Агрегат длительного горения, работающий на дровах и древесных брикетах . Небольшаямощность позволит отапливать помещения общей площадью до 80 кв.м.

Не зависит от коммуникаций и электроэнергии, удачный вариант для коттеджа или деревенского дома.

Поддерживает температуру до 20 часов . Не доставляет хлопот в сборке и установке, продается в укомплектованном собранном виде.

Экономичен, расход топлива невысок.

Компактные размеры идут в совокупности с ярким внешним видом – дополнительный эстетический плюс .

Но, несмотря на габариты, весьма тяжел – вес устройства составляет 145 кг, поэтому при транспортировке и установке потребуется помощь.

Технические характеристики :

• Тип: длительного горения;
• Контуры: одноконтурный;
• Энергонезависимость: да;
• Камера сгорания: открытая;
• КПД: 85%;
• Размещение: напольное;
• Тип топлива: дрова, древесные брикеты.

Теплодар Куппер Практик 14 14 кВт

Классическая одноконтурная модель способна отапливать помещение площадью до 140 кв.м.,однако наибольшая эффективность достигается при площади до 80 кв.м .

Работает не только на дровах и угле, но также и на торфяных брикетах, что обеспечивает экономичность модели.

Подходит для систем с принудительной циркуляцией воды .

Небольшие габариты, глубокая топка, стальной теплообменник и предустановленный ТЭН для поддержания температуры – те параметры, за которые модель пользуется популярностью.

Вместительный зольник позволит сократить количество чисток . По соотношению мощности и цены – один из самых выгодных котлов.

Видео котел длительного горения — твердотопливный. Удачный пример

Эффективность котла – обзор

В целом, обогащение угля включает сушку, сжижение, газификацию, брикетирование или коксование. Сушка и брикетирование являются наиболее распространенными методами обогащения низкосортного угля.

Модернизация повышает плотность энергии угля, повышает эффективность электростанции и снижает выброс регулируемых веществ.

11.5.1 Сушка низкосортного угля

Подготовка угля к сжиганию пылеугольного топлива (ПУТ) всегда включает сушку, которая должна быть очень интенсивной, особенно при использовании влажного бурого угля.Распылению бурых углей способствует наличие горячих дымовых газов (с температурой до 1000 °С), которые выводятся из котла по рециркуляционным каналам. Бурый уголь подается из бункеров через горизонтальные закрытые питатели в вертикальные каналы рециркуляции дымовых газов и попадает в буроугольную мельницу. Веерная мельница либо с крыльчаткой вентилятора, либо с рядом ударных лопастей, расположенных перед крыльчаткой вентилятора, используется для измельчения бурого угля. Мельница должна решать три задачи: измельчать, сушить и затем распределять топливо в камеру сгорания.Частицы лигнита обычно уменьшаются до размера менее 90 мкм (примерно 60% через сито 70 меш). Теплота дымовых газов снижает влажность бурого угля до 5–15 %, т. е. до уровня, необходимого для оптимальных условий горения. Вентилятор усиливает турбулентное перемешивание и увеличивает относительную и абсолютную скорость частиц и газа. Недостатки этого простого способа сушки заключаются в том, что буроугольная пыль подается в котел вместе с дымовыми газами сушки и всем образующимся водяным паром.Таким образом, сушка способствует только сокращению времени воспламенения и выгорания буроугольных частиц, но незначительно увеличивает эффективность котла и уменьшает его размер. При использовании в качестве топлива бурого угля чрезвычайно высокой влажности перед подачей его в камеру сгорания необходима дополнительная стадия для более эффективного удаления влаги из бурого угля. Для этого после мельниц поток, богатый лигнитом и влагой, направляется в специально сконструированные электрофильтры, где происходит отделение сухих частиц бурого угля, которые затем подаются на горелки нижнего котла.Из буроугольных электрофильтров смесь дымовых газов и влаги через вытяжные вентиляторы направляется в дымовую трубу или в установку сероочистки дымовых газов (ДДГ). Если лигнит сушится снаружи, можно использовать котел гораздо меньшего размера.

Если для сушки используются дымовые газы, теплота сгорания угля расходуется на испарение влаги. Использование внешнего тепла для сушки более эффективно. Доступен ряд как классических, так и передовых методов с использованием внешнего тепла для сушки угля.

Трубчатая сушилка является одной из технологий с наибольшим опытом промышленного масштаба. Он широко используется в Австралии, Германии и Индии в связи с брикетированием лигнита/бурого угля. Установка обычно состоит из наклонного вращающегося корпуса с трубчатым теплообменником (см. рис. 11.3). Оболочка обогревается паром низкого давления (отработанным) с давлением 0,4–0,5 МПа и температурой 160 °С, который конденсируется внутри межтрубного пространства. Бурый уголь крупностью менее 10 мм поступает в трубы диаметром 100 мм с верхней стороны кожуха, проходит по трубам и высушивается до влажности 12–15 %.На нижней стороне кожуха собирается высушенный уголь для последующего использования, а воздух с испарившейся влагой выдувается через электрофильтр, где отделяются мелкие частицы угля.

11.3. Паровая трубчатая сушилка.

Интенсивность сушки можно увеличить за счет использования сушилки с псевдоожиженным слоем вместо трубчатой. Метод с использованием сушилки с псевдоожиженным слоем (известный как WTA или «Wirbelschicht-Trocknung mit interner Abwarmenutzung» на немецком языке) был продемонстрирован в экспериментальном масштабе в Германии (Klutz et al ., 1996). Энергия, необходимая для сушки, подается через теплообменники, встроенные в псевдоожиженный слой и нагреваемые паром низкого давления. Флюидизация достигается за счет частичной рециркуляции пара. Сушка производится почти чистым паром, слегка перегретым. При постоянном давлении достигается равновесие между температурой пара и остаточной влажностью высушенного бурого угля. Требуемое содержание влаги в высушенном угле можно регулировать и поддерживать постоянным, контролируя температуру псевдоожиженного слоя.При температуре системы примерно 110 °C остаточное содержание влаги около 12 % было достигнуто для немецкого рейнского угля с влажностью на входе до 60 % (Elsen et и др., 2001). Сушка бурого угля в паровой атмосфере, не разбавляемой воздухом или дымовыми газами, позволяет энергетически эффективно утилизировать испарившуюся угольную воду. Для промышленного использования были разработаны две концепции использования пара:

•

рекомпрессия пара в качестве процесса открытого теплового насоса для нагрева сушилки;

•

конденсация паров во внешнем теплообменнике для подогрева питательной воды котла на электростанции.

Процесс сушки WTA был разработан для двух различных размеров входного зерна. Крупнозернистый вариант с частицами от 0 до 6 мм используется там, где высушенный уголь должен иметь определенный минимальный размер зерна, например, для газификации в высокотемпературном процессе Винклера (ВТВ) или для производства кокса из лигнита. Для всех других применений мелкозернистый вариант с размером частиц до 2 мм обычно является более привлекательным вариантом с технической и экономической точек зрения.Процесс мелкозернистой WTA можно использовать в качестве стадии предварительной сушки на обычных электростанциях с котлами PC. Мелкозернистый вариант WTA с предварительным тонким измельчением и встроенной механической парокомпрессией показан на рис. 11.4. После очистки в электрофильтре пар, полученный из выпаренной угольной воды, разделяется на два потока. Основной поток проходит через паровой компрессор, где его температура и давление повышаются примерно до 150°С и 0,4–0,5 МПа. Компрессия позволяет использовать пар для косвенного нагрева псевдоожиженного бурого угля через теплообменные трубки в сушилке, где пар конденсируется.Образовавшийся конденсат используется для предварительного нагрева сырого лигнита, поступающего с мельницы, примерно до 65–70 °C. Остальную часть очищенного пара рециркулируют и используют для псевдоожижения слоя. При необходимости высушенный уголь охлаждают и измельчают до размера зерен, подходящего для последующего использования. На рис. 11.5 показан мелкозернистый вариант WTA без парового компрессора. Тепло для сушки получают от внешнего (отработанного) пара низкого давления. Пар из осушителя используется для предварительного подогрева питательной воды котла в рамках водопарового цикла на электростанции.

11.4. Вариант WTA со встроенной механической парокомпрессией.

11.5. Вариант WTA с внешним подогревом.

Сушилка крупного зерна WTA со встроенной компрессией пара и подогревом угля прошла всесторонние испытания на пилотной установке производительностью 53 т/ч во Фрехене. В Нидераусеме строится сушилка мелкозернистого зерна с использованием конденсации паров с расходом сырого угля около 210 т/ч.

Другой метод, включающий механическое-термическое обезвоживание, доступен, но он был опробован только в меньшем масштабе.Основной принцип этого метода, который также называется МТЭ (или «Mechanisch-Thermische Entwasserung» на немецком языке), основан на том факте, что большая часть содержащейся воды не прочно связана с углем. Процесс МТЭ (рис. 11.6) сочетает в себе концепцию обезвоживания механическим прессом с использованием повышенных температур в диапазоне 150–180 °C. Такие температуры обеспечивают возможность обезвоживания при существенно более низких механических давлениях и времени пребывания. Сырой уголь поступает в барокамеру, где подвергается предварительному небольшому давлению пресс-штемпелем.Горячая вода равномерно распределяется по его поверхности разбрызгивателями. В камеру вводится насыщенный пар, и горячая вода течет через уголь, выделяя почти все его теплосодержание. Вода, выходящая из камеры при температуре окружающей среды, собирается в резервуаре для холодной воды для последующего использования в системе охлаждения электростанции. Процесс повторяют, используя давление до 6 МПа. Потенциал обезвоживания MTE был признан как для влажного лигнита Германии (Elsen, 1999), так и для австралийского бурого угля Виктории (Chun-Zhu, 2004).Лабораторные исследования показали, что процент удаления воды зависит от используемого давления и увеличивается примерно линейно в зависимости от температуры.

11.6. Принципиальная схема обезвоживания МТЭ.

На станции Coal Creek компании Great River Energy в Андервуде, Северная Дакота (США), была разработана система низкотемпературной сушки лигнита, использующая отходящее тепло электростанции. Бурый уголь с типичной влажностью до 40% поступает из шахты Фолкерк. Этот принцип применим для электростанций, работающих на лигните и полубитуминозном угле, которые охлаждаются испарительными градирнями.Тепло, извлеченное из охлаждающей воды, может использоваться для сушки бурого угля с высоким содержанием влаги перед его подачей в измельчители. Циркуляционная охлаждающая вода, выходящая из конденсатора, используется для предварительного нагрева воздуха, используемого для сушки угля. Температура циркулирующей воды, выходящей из конденсатора, обычно составляет около 49 °C, и ее можно использовать для получения воздушного потока с температурой примерно 43 °C, который подают в сушилку для угля с псевдоожиженным слоем. При сушке из лигнита удаляется примерно четверть угольной влаги. Его содержание воды уменьшается с 38% до 29%.8% и выше теплотворная способность улучшается на 14% с 14,4 МДж/кг до 16,4 МДж/кг. Затем влажный воздух из сушилки выпускается, а высушенный уголь возвращается в процесс выработки электроэнергии. Помимо других преимуществ, сушка угля отходящим теплом снижает потребность в подпиточной воде градирни, а также обеспечивает снижение теплоотдачи и снижение выбросов. Разновидность сушки угля может осуществляться как при прохождении через сушилку теплого воздуха, так и при прохождении потока горячей циркулирующей охлаждающей воды через теплообменник, расположенный в сушилке (см.11.7). Более высокая температура осушающего воздуха может быть достигнута, если горячие дымовые газы из котла или отработанный пар из турбинного цикла используются для дополнения тепловой энергии, получаемой от циркулирующей охлаждающей воды. С января 2006 года компания Great River проводит испытания прототипа производительностью 75 т/ч на месте. В настоящее время ведется проектирование и установка четырех демонстрационных сушилок промышленного масштаба.

11.7. Система низкотемпературной сушки бурого угля.

Технология сушки с использованием электромагнитной энергии была разработана компанией CoalTek (США) для снижения влажности низкосортных углей перед сжиганием.В процессе используется строго контролируемая электромагнитная «микроволновая» энергия для уменьшения содержания влаги в углях низкого качества. Уникальные желаемые конечные характеристики угля, включая МДж/кг и содержание серы, могут быть запрограммированы в процессе для создания «предназначенного» угля, отвечающего конкретным потребностям отдельной генерирующей установки или котла. Переработанный уголь может стать альтернативой установке дорогостоящих скрубберов на предприятиях, которым необходимо обеспечить соответствие предельным значениям выбросов SO ₂ . Первый коммерческий перерабатывающий комплекс был открыт в Калверт-Сити (Кентукки, США) в 2006 году и в том же году начал отгружать переработанный уголь промышленным потребителям на Среднем Западе.Первоначальная мощность завода в 120 000 т/год была увеличена в 2008 году. Компания ожидает существенного роста на других мощностях в 2009 году и в дальнейшем.

Fuels Management, Inc. (FMI) разработала технологию обогащения низкосортного угля с использованием установленного оборудования реактора с псевдоожиженным слоем и запатентованной технологии для снижения содержания влаги, значительного повышения теплотворной способности и снижения содержания ртути. Уголь сушат в реакторе с псевдоожиженным слоем в окислительной среде, что является ключевым элементом обеспечения стабильности.Процесс протекает при низкой температуре (315 °C) и не требует внешнего источника тепла, поскольку в процессе сжигается 6–8% исходного угля. Готовый продукт стабилен при влажности 0,5%. Демонстрационная коммерческая установка работает с 2009 года. Эта установка производит 20 000 тонн продукта в год для пробных сжиганий и оптимизации коммерческой конструкции.

Компания Evergreen Energy Inc. разработала процесс очистки перед сжиганием низкосортного угля с использованием тепла и давления. Полученный продукт, по-прежнему являющийся твердым топливом, имеет влажность от 8 до 12% по сравнению с приблизительно 30% в сырье, и продается под торговой маркой K-Fuel.Этот процесс улучшает теплотворную способность примерно на 30%. В процессе K-Fuel сырой уголь поступает в большой сосуд, который подвергает его воздействию более высоких температур и давлений, как в скороварке. В этих условиях пористая структура угля разрушается и нагретая вода выдавливается, образуя топливо с гораздо меньшей влажностью. В то же время тепло и давление выталкивают часть каменноугольной смолы на поверхность. Это покрывает и герметизирует внешнюю сторону угля и помогает предотвратить повторное поглощение им потерянной влаги.Количество энергии, используемой в процессе для удаления воды, составляет примерно половину того, что потребовалось бы для испарения того же количества воды в угольном котле во время сгорания. В Джиллетт (штат Вайоминг, США) построен завод по переработке K-Fuel мощностью 750 000 т/год. Завод производит очищенный уголь и отгружает его потребителям для пробных сжиганий, а также на коммерческой основе.

11.5.2 Брикетирование

При механизированной добыче часто увеличивается содержание мелочи в угле и снижается доля размерных фракций, пригодных для промышленного и бытового использования.Брикеты или пеллеты могут обеспечить удовлетворительную замену топлива, используя избыток мелкого угля. Брикетирование является традиционной формой обогащения угля для бытового использования, однако его значение для промышленного использования растет. Угольные брикеты в прошлом широко использовались в качестве бездымного топлива в таких странах, как Германия, Великобритания и США. Кроме того, брикеты могут заменить фракционный уголь в промышленных котлах и угольных газовых печах, используемых в химическом производстве, машиностроении и стекольной промышленности.Брикеты также широко используются в газификаторах с подвижным слоем, где необходимо свести к минимуму содержание угольной мелочи в угле.

Брикеты производятся методом горячего прессования из предварительно высушенного угля. Они состоят из частично карбонизированного угля. В процессе брикетирования часть (или большая часть) летучих веществ удаляется из угля, и продукт сгорает без дыма.

Whitehead (1997) обобщил преимущества и недостатки различных методов технологии агломерации.

•

Агломерация в смесителе: это самый простой и дешевый метод, дающий самый слабый продукт, можно использовать простые связующие вещества (например, воду), преобразование пыли в продукт размером с крошку, возможное применение для кондиционирования угля для использования поблизости.

•

Дисковые грануляторы (или барабаны): это простая и следующая по дешевизне концепция, позволяющая производить относительно слабые гранулы диаметром 5–80 мм.

•

Вальцовый пресс: относительно дорогой метод, требующий хороших связующих, однородного размера продукта с яйцевидным или подушкообразным брикетом; это единственный метод, используемый в Западной Европе для производства бездымных брикетов для бытового использования.

•

Экструзия: это относительно дорогой метод, не требующий связующего вещества, обычно с продуктом в форме кирпича и сомнительной прочностью продукта; традиционный метод брикетирования торфа и бурого угля.

Выбор технологии для конкретного применения зависит от природы используемого угля и требуемых характеристик продукта, включая его пригодность для обработки и прочность. Все процессы имеют угольное применение.Успешная разработка зависит как от обширных испытаний, так и от работы по оценке, включая оценку репрезентативных свойств угля в течение следующих 10 или 15 лет. Также необходимо учитывать экономические критерии, такие как разница между стоимостью угля и стоимостью продукта или наличием связующего и стоимостью. Брикеты могут быть изготовлены из угольной мелочи, которая является очень дешевым сырьем, или из некоторых низкосортных углей. Кроме того, брикеты могут быть изготовлены из известняка в качестве добавки для улавливания серы и уменьшения выбросов SO ₂ при сжигании.

Для брикетирования требуется уголь с очень низкой влажностью. Если используется влажный бурый уголь, его необходимо высушить до содержания воды около 15%. Как правило, на заводах по производству брикетов используются трубчатые паровые сушилки или сушилки дымовых газов. Напротив, гранулирование возможно для тонкого угля, содержащего до 30% воды (Conkle and Raghavan, 1992).

Брикетированный и гранулированный уголь производится в ограниченных масштабах в различных местах, но крупномасштабное применение ограничено, поскольку эти процессы относительно дороги.В Австралии брикеты без связующего используются на электростанциях для поддержания стабильности горения, когда добытый бурый уголь имеет низкое качество. В Китае большое количество брикетов используется как внутри страны, так и в промышленности, а общий объем производства составляет более 50 млн тонн в год. Широко используются так называемые сотовые брикеты.

При более крупномасштабном использовании брикеты сгорают более эффективно, и использование брикетов, вероятно, будет расти. Решение для крупномасштабной переработки низкоэнергетического каменного или бурого угля предлагает компания White Energy Company, которая является эксклюзивным держателем всемирной лицензии на использование запатентованной технологии White Coal (WCT).Этот процесс (см. рис. 11.8) улучшает качество низкосортных углей за счет снижения влажности и агломерации малоразмерного угля в физически и химически стабильные брикеты без связующего вещества, с которыми можно обращаться, транспортировать и утилизировать как обычный уголь. Процесс включает дробление и сушку низкосортных углей, что приводит к удалению содержания воды в угле. Горячие сушильные газы образуются за счет раздельного сжигания небольшой части угля. Затем уплотнение создает тесную связь между высушенными частицами угля и устраняет почти все пустоты.При этом образуются брикеты высокой плотности с более высоким содержанием энергии и очень низкой проницаемостью, что является ключевым фактором в обеспечении устойчивости к самовозгоранию. Процесс брикетирования представляет собой чисто механическую процедуру, включающую распределение материала, уплотнение, охлаждение и хранение. Продукт находится в форме, с которой можно обращаться, хранить и транспортировать так же удобно и безопасно, как и с обычным углем. Этот процесс не требует никаких связующих веществ, которые обычно используются для брикетирования угля, что существенно снижает производственные затраты.Безсвязующее брикетирование использует естественные механизмы связывания угля. Способность создавать тесную связь между частицами угля (т. е. приложение силы уплотнения таким образом, чтобы частицы вступали в тесный контакт и устанавливали связь между ними) отличает процесс WCT от предшествующего брикетирования и делает его более успешным. попытки.

11.8. Принципиальная схема установки брикетирования WCT.

Процесс доведен до коммерческой стадии.Он способен производить физически и химически стабильные брикеты с низким содержанием влаги из полубитуминозного угля в больших масштабах и с привлекательной экономикой. Продукт WCT имеет энергосодержание на 50–100% выше, чем сырой уголь, из которого он получен.

На сегодняшний день в программах испытаний улучшено более 20 000 тонн угля. В Австралии был построен завод по разработке WCT мощностью 90 000 т/год, и этот процесс доказал свою эффективность. Образцы угля из Китая, США, Австралии, Индонезии и Южной Африки были успешно модернизированы.Полнофункциональная демонстрационная установка находится в эксплуатации с конца 2007 года. Будут проводиться дальнейшие исследования и разработки в области масштабирования и проектирования установки, а также работа с различными типами угля.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КОТЛОВ | Руководство по котлам

Котлы являются частью водяной системы отопления. Гидравлические системы используют воду для передачи тепла к источнику распределения, например радиатору, для обогрева дома. Водяные системы могут нагреваться горячей водой или паром, в зависимости от типа используемого котла.Бойлер является частью системы, которая нагревает воду для распределения. К основным элементам котла относятся горелка, камера сгорания, теплообменник, выхлопная труба и органы управления. Аксессуары для котлов, включая экономайзер дымовых газов, также широко используются в качестве эффективного метода рекуперации тепла из котла.

Ключевые компоненты котлов: —

• Горелка – Горелка является компонентом котла, обеспечивающим тепло для нагрева воды в системе.В качестве топлива может использоваться природный газ или нефть.
• Теплообменник – Теплообменник котла позволяет теплу горелки нагревать воду в системе. Работа теплообменника заключается в передаче тепла от горелки к воде без прямого контакта с водой. Это похоже на кипячение воды в кастрюле.
• Линии подачи – Системы водяного отопления используют трубопроводы для доставки нагретой воды или пара к точкам распределения, а линии подачи представляют собой трубы, которые распределяют горячую воду или пар к распределителю.
• Обратные линии – Когда вода остывает или пар охлаждается и снова переходит в состояние воды, обратные линии возвращают эту воду обратно в котел для повторного нагрева.
• Топка – Топка находится там, где топливо системы встречается с воздухом, образуя пламя.
• Огнеупорный материал . Огнеупорный материал на самом деле относится к огнеупорным материалам, которые используются для заполнения любых зазоров и/или отверстий, которые могут быть вокруг топки. Это помогает гарантировать, что огонь остается в топке.
• Циркуляционные насосы – Циркуляционные насосы подают горячую воду или пар из системы к распределителям тепла в наших домах.
• Деаэраторы/конденсаторы – Баки деаэраторов и конденсаторов используются только в системах паровых котлов, а не в системах горячей воды и кипячения масла, поскольку в этом случае жидкость всегда находится в жидкой форме. Конструкция этих двух типов танков практически идентична, но, как следует из их названий, они используются для разных целей.

  В этой форме конструкции резервуара используются два основных принципа: тепловой и вакуумный.Это зависит от того, какой тип котла используется. Каждый принцип также имеет различные требования к конструкции насоса.

  
  Термопринцип

  Резервуар по тепловому принципу соединен с атмосферой. Эта конструкция обычно используется на небольших предприятиях. Здесь пар используется для поддержания температуры воды в резервуаре на уровне около 105°C, что позволяет удалить воздух из воды.

  
  Вакуумный принцип

  Здесь для создания вакуума в баке используется эжекторный насос.Это приводит к тому, что вода в резервуаре начинает кипеть из-за низкой температуры, что, в свою очередь, приводит к удалению воздуха из воды. Этот принцип обычно используется для паровых турбин.

• Экономайзер

  Исторически экономайзеры использовались только на крупных электростанциях. Однако потребность в более эффективных котлах в промышленности и на судах означает, что экономайзеры теперь стали гораздо более распространенным явлением. Экономайзер представляет собой теплообменник, который размещается в выхлопе котла или в выхлопной трубе главного двигателя корабля.Требования к насосам сильно различаются в зависимости от того, где установлен экономайзер.

• Перегреватель

  Является составной частью котла и размещается на пути горячих дымовых газов из топки. Тепло, полученное от дымовых газов, используется для перегрева пара перед входом в турбину (т. е. первичный двигатель). Его основная цель — повышение температуры насыщенного пара без повышения его давления.
  В котлах, работающих на природном газе, используется один из двух типов горелок: атмосферные горелки, также называемые горелками с естественной тягой, и горелки с принудительной тягой, также называемые механическими горелками.Из-за более строгих требований к качеству воздуха горелки с низким содержанием NOx и горелки с предварительным смешиванием становятся все более распространенными и даже обязательными в некоторых областях. Обеспечивая эффективное смешивание воздуха и топлива на входе в горелку, эти типы горелок обеспечивают снижение выбросов NOx.
  В камере сгорания, обычно изготовленной из чугуна или стали, находятся горелки и процесс горения. Температура внутри камеры сгорания может очень быстро достигать нескольких сотен градусов.

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна, пучков стальных труб или, в случае некоторых небольших котлов, из меди или стали с медным покрытием.

Выхлопная труба или дымоход представляет собой трубопровод, по которому горячие дымовые газы отводятся от котла наружу. Обычно этот трубопровод изготавливается из стали, но в случае конденсационных котлов он должен быть изготовлен из нержавеющей стали для работы с коррозионно-активным конденсатом. Еще одно соображение заключается в том, будет ли выхлопная труба находиться под положительным или отрицательным давлением. Это может определить, как стыки выхлопной трубы должны быть герметизированы.

Блок управления котлом

помогает производить горячую воду или пар регулируемым, эффективным и безопасным способом.Органы управления горением и эксплуатация регулируют расход топлива в соответствии с потребностью. Главный орган управления контролирует температуру горячей воды или давление пара и посылает сигнал для управления скоростью горения, скоростью, с которой топливо и воздух поступают в горелку. Общие последовательности розжига горелки включают в себя включение/выключение, высокий/низкий/выключенный режим и модуляцию.

Средства контроля безопасности котла включают средства контроля высокого давления и температуры, высокого и низкого давления газа/мазута, а также средства контроля высокого и низкого уровня воды и контроля пламени. Эти элементы управления считаются предохранителями или ограничениями, которые разрывают электрическую цепь, чтобы предотвратить возгорание котла.Например, если давление события в котле превышает настройку ограничения давления, топливный клапан закрывается, чтобы предотвратить небезопасное состояние высокого давления. Цепь безопасности системы контроля пламени обычно включает в себя переключающие контакты для отсечки при низком уровне воды, высоких предельных значений, переключатели подачи воздуха, резервные элементы управления безопасностью и работой, а также датчики пламени. Детекторы пламени часто состоят из стержней пламени и ультрафиолетовых или инфракрасных сканеров для контроля состояния пламени и отключения горелки в случае невозгорания или других небезопасных условий.Средства контроля пламени запрограммированы на работу горелки и ее циклическое прохождение через этапы работы.

Котлы на природном газе |

Котлы на природном газе

По экономическим причинам, а также в соответствии с правилами, связанными с котлами MACT/MATS, работающими на природном газе, природный газ быстро заменяет уголь в качестве предпочтительного топлива. Большая часть новых мощностей, работающих на газе, представляет собой установки с комбинированным циклом, включающие в себя турбину внутреннего сгорания и HRSG.

Однако существует большое количество настенных или тангенциально-водотрубных коммунальных котлов, которые ранее работали на угле. Настенные блоки имеют несколько горелок на одной или противоположных стенках печи, в то время как котлы с тангенциальным нагревом имеют вертикальные ряды горелок в каждом из четырех углов печи.

Что такое природный газ?

Природный газ состоит в основном из метана (обычно >85%), а остальное состоит из различных количеств этана, пропана, бутана и некоторых инертных компонентов (азота, двуокиси углерода и гелия).Средняя валовая теплотворная способность составляет 1020 БТЕ/куб. куб. футов.

Выбросы при сжигании природного газа

Выбросы при сжигании природного газа могут включать закиси азота (NOx), окись углерода (CO), двуокись углерода (C02), метан (Ch5), закись азота (N2O), летучие органические соединения (ЛОС) и следовые количества двуокиси серы ( SO2) и твердые частицы (PM).

NOx

Основным механизмом образования NOx при сжигании природного газа являются тепловые NOx, которые сильно отличаются от сжигания угля в современных котлах, где NOx в основном представляют собой топливные NOx.Термический NOx возникает в результате термической диссоциации и последующей реакции молекул азота (N2) и кислорода (O2) в воздухе для горения, который составляет примерно 78% N2 и 20,9% O2.

Большая часть NOx образуется в высокотемпературной зоне горелки, на которую влияют 3 фактора:

• Избыточный воздух (Избыток кислорода).
• Пиковые температуры пламени и топки.
• Время воздействия пиковой температуры.

Окись углерода (CO)

Эффективность сгорания ниже оптимальной приводит к высокому уровню CO.Неоптимальная настройка котла, недостаточное количество воздуха для горения, плохое распределение воздушного потока, плохое смешивание в зоне горелки или механические проблемы горелки — вот несколько причин, вызывающих высокие выбросы CO.

Летучие органические соединения (ЛОС)

Эффективность сгорания ниже оптимальной также увеличивает выбросы летучих органических соединений. Выбросы летучих органических соединений сведены к минимуму благодаря правильному сгоранию, что способствует хорошему перемешиванию на горелках. Более энергичное и турбулентное перемешивание, которое способствует более высокой температуре пламени и более длительному времени пребывания при высокой температуре, снижает содержание летучих органических соединений, но должно быть тщательно сбалансировано с выбросами NOx.Следовые количества ЛОС, содержащиеся в сыром топливе, такие как бензол и формальдегид, способствуют выбросам ЛОС при плохом или неполном сгорании в печи.

Твердые частицы

Поскольку природный газ является газообразным топливом, выбросы твердых частиц (ТЧ) низки. ТЧ из природного газа очень мелкие, обычно менее (1) одного микрометра. Твердые частицы при сжигании природного газа обычно представляют собой углеводороды с более высокой молекулярной массой, которые не сгорают полностью.Учитывая это, увеличение выбросов ТЧ является результатом плохого сгорания, вызванного плохим смешиванием, чрезмерным поступлением воздуха для настройки котла, механическими проблемами горелки и/или несбалансированным воздухом для горения, поступающим в горелки.

Оксиды серы

Природный газ содержит очень мало серы, поэтому выбросы SO2 очень малы. Наиболее распространенной добавкой для придания запаха природному газу является меркаптан (Ch4SH: метантиол).

ЧЕГО ОЖИДАТЬ ПРИ СЖИГАНИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА В УГОЛЬНОМ КОТЛЕ

⇧ Вероятно повышение температуры газа на выходе из печи (FEGT)

Коэффициент излучения пламени при сжигании природного газа ниже, чем у угля.Это означает, что поглощение воды стенками печи обычно ниже при сжигании природного газа. Количество тепла, поглощаемого водяными стенками, регулирует FEGT. Когда меньше тепла от сгорания поглощается водяными стенками печи, результатом является более высокий FEGT, поступающий в конвекционный проход (также известный как обратный проход).

⇩ Нижний КПД котла

В зависимости от ряда факторов, включая свойства угля, КПД котла при сжигании угля обычно составляет от 87% до 89%. КПД котла обычно снижается до 84-85% при переводе угольного котла на природный газ.Самое большое изменение связано со сжиганием водорода. Обычно потери тепла составляют 4% при сжигании угля и около 11% при сжигании природного газа. При сжигании природного газа другие потери, такие как потери сухого газа, влага в топливе и несгоревший углерод, ниже по сравнению с сжиганием угля, примерно на 1% для каждой из этих потерь.

⇔ Расход воздуха и дымовых газов немного ниже или примерно такой же

Котлы, работающие на природном газе, работают при более низком избытке воздуха (O2) и другом расходе воздуха, необходимом для стехиометрического сжигания.Угольные котлы обычно работают с 3-3,5% O2 (около 20% избытка воздуха). В то время как котлы, работающие на природном газе, обычно работают при 1-1,5% O2 (около 7% избытка воздуха).

? Температура пара и выходящего газа

При переходе с угля на природный газ ухудшатся характеристики теплообмена котла. Характеристики этих воздействий в значительной степени зависят от конструкции и конфигурации агрегата и зависят от конкретного агрегата. Уголь содержит золу, а природный газ – нет. При сжигании угля возникает зола, а также обрастание или шлакообразование на поверхностях нагрева.Эти отложения отсутствуют при сжигании природного газа, а теплообмен в конвекционном тракте может увеличиться на 10–20 % в зависимости от ряда факторов.

Обучение HVAC; Вот как компания Fire tube Boiler Works

Stromquist and Company не продает жаротрубные котлы, но мы продаем огромное количество средств управления для этих котлов от таких производителей, как Conbraco, Honeywell, Asco, McDonnell & Miller, Maxitrol и многих других. производителей контроля.Понимание этих котлов является серьезной проблемой в наших постоянных усилиях по информированию наших читателей.

ЖАРОТРУБНЫЕ КОТЛЫ:

В паровом жаротрубном котле тепло и газы сгорания проходят через трубу, окруженную водой. Жаротрубные котлы Паровые котлы могут быть как котлами высокого, так и низкого давления. Три типа паровых жаротрубных котлов — это горизонтальный возвратный трубчатый котел, шотландский морской котел и вертикальный жаротрубный котел.

Все жаротрубные котлы имеют одинаковые основные принципы работы.Тепло, выделяемое газами сгорания, проходит через трубы, а вода окружает трубы. Однако жаротрубные котлы имеют разные конструкции, такие как 2-ходовые, 3-ходовые и 4-ходовые, в зависимости от условий применения и установки.

Трубы жаротрубных котлов всегда измеряются по их наружному диаметру (НД). Жаротрубные котлы обычно рассчитаны на максимальное давление 250 фунтов на квадратный дюйм и примерно 750 лошадиных сил.

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

При нагревании вода увеличивается в объеме и становится легче.Эта более теплая вода, теперь более легкая, поднимается вверх, а более холодная вода опускается, чтобы занять ее место. Образовавшиеся пузырьки пара прорываются через поверхность воды и попадают в паровое пространство.

Добавление трубок внутри барабана, содержащего воду, увеличивает нагревающую поверхность. Поверхность нагрева – это та часть котла, с одной стороны которой находится вода, а с другой – тепло и газы сгорания.За счет увеличения поверхности нагрева от продуктов сгорания отбирается больше тепла. Это приводит к более быстрой циркуляции воды и более быстрому образованию паровых пузырьков.

При выделении большего количества пара тепловой КПД котла увеличивается. Термический КПД – это отношение тепла, поступающего от топлива, к теплу, поглощаемому водой. Современные жаротрубные котлы с улучшенной конструкцией и коэффициентом теплопередачи достигли показателей теплового КПД от 80% до 85%.

Размещение внутренней топки в корпусе котла значительно увеличивает поверхность нагрева, обеспечивая максимальное поглощение тепла, тем самым сокращая время образования пара.

Безопасность котла

Из-за большого объема котла пожарной трубы воды может возникнуть, могут возникнуть катастрофические взрывы. Взрывы могут произойти из-за внезапного падения давления без соответствующего падения температуры.Знание основных принципов работы котла может предотвратить серьезные несчастные случаи.

Вода закипит и превратится в пар, когда достигнет 212 градусов по Фаренгейту при атмосферном давлении.

Чем выше давление пара, тем выше температура кипения воды в котле.

По мере увеличения давления пара в котле происходит соответствующее повышение температуры.

 

Когда паровой котел работает при манометрическом давлении 100 фунтов на квадратный дюйм, температура воды и пара будет около 337 градусов по Фаренгейту.Если происходит внезапное падение давления со 100 фунтов на квадратный дюйм до 0 фунтов на квадратный дюйм без соответствующего падения температуры, вода при температуре 337 градусов по Фаренгейту превращается в пар. Когда вода превращается в пар, ее объем сильно увеличивается. Это может привести к катастрофическому взрыву.

Крайне важно соблюдать максимальную осторожность при эксплуатации и техническом обслуживании жаротрубного котла. Это включает в себя ежегодные осмотры котлов со стороны воды и топки котла. Элементы управления, такие как отсечка при низком уровне воды, предохранительные клапаны, защита от пламени, должны быть в исправном рабочем состоянии.

Для просмотра видеороликов о работе жаротрубных котлов нажмите здесь.

Основные компоненты котлов для работы Принцип работы

Горячий пар является очень важным источником энергии в промышленном мире. Поэтому производственные компании должны иметь парогенератор для поддержания производственного процесса. Одним из парогенераторов является котел. По сути, котел — это устройство, служащее для производства водяного пара, имеющего высокую температуру.

Просто можно объяснить, что вода в котле нагревается за счет тепла от сгорания топлива.Таким образом, тепло передается от источника тепла к воде, в результате чего вода нагревается и превращается в пар. Чтобы получить идеальный горячий пар, обрабатывающая промышленность должна понимать принцип работы котла и несколько важных компонентов, таких как печь, барабан, испаритель, пароперегреватель, пароохладитель и конденсатор.

Печь

Первый компонент — Печь. Этот компонент выполняет функцию приемника тепла для топлива для сжигания. Вокруг стенок камеры сгорания расположены котельные трубы, которые будут получать тепло от топлива.Этот компонент очень важен как путь передачи тепла излучением, проводимостью и конвекцией.

Теплопередача излучением происходит потому, что излучение тепла от огня или газа прилипает к стенке трубы, так что тепло поглощается протекающей в ней жидкостью. В то время как кондуктивная теплопередача происходит потому, что вода течет по линии со стороны трубы, которая получает тепло, в сторону трубы, которая отдает тепло воде. А конвекционный теплообмен происходит при соприкосновении молекул воды, так что тепло будет распространяться на каждый водяной поток.

Паровой барабан

Паровой барабан является составной частью котла. Он служит для удержания воды, подлежащей нагреву, и для удержания водяного пара, который будет направляться в пароперегреватель. Этот барабан содержит насыщенный водяной пар и воду в соотношении 50% воды и 50% горячего пара. Во избежание уноса воды паром устанавливаются переборки; вода с низкой температурой будет опускаться вниз, а вода с высокой температурой подниматься вверх и затем испаряться.

Испаритель

Испаритель — это компонент котла, предназначенный для преобразования воды в насыщенный пар.Он способен полностью или частично превращать растворитель из раствора в виде жидкости в пар. Так что он только оставляет более плотный или густой раствор. Процесс, происходящий в испарителе, называется испарением. В промышленном секторе преимущества испарителя обычно заключаются в первоначальном сгущении жидкости перед дальнейшей обработкой, уменьшении объема жидкости и снижении активности воды.

Пароохладитель

Следующим компонентом является пароперегреватель и пароохладитель .Пароперегреватель работает как нагреватель насыщенного пара от испарителя до осушенного пара. Затем высокотемпературный сухой пар поступает в турбину. Для регулировки температуры с помощью турбины температура будет снижена на Пароохладитель . Пароохладитель или часто называемый пароохладителем , — это компонент котла, который служит для снижения температуры сухого пара, поступающего в турбину.

Необычным принципом работы котла является наличие цикла.Нагретая вода, превращающаяся в горячий сухой пар, в некоторых процессах снова превращается в воду, которая подается в котел. Компонент, работающий в этом цикле, — конденсатор.

Типы пожаров в котлах, работающих на выхлопных газах (EGB), и способы их предотвращения

Котлы, работающие на выхлопных газах, — это тип системы рекуперации тепла на судах, которая позволяет выхлопному теплу главного двигателя производить пар при выходе в атмосферу.

Любая система, работающая при высокой температуре, всегда имеет риск возгорания.Это относится к ЭГБ, у которых температура выхлопных газов на входе 300-400 град. C. Наиболее распространенным типом котлов на выхлопных газах (EGB), используемых на судах, являются водотрубные котлы.

В водотрубном исполнении вода проходит через трубную решетку, расположенную на пути отработавших газов внутри газохода главного двигателя. Выхлопной газ проходит по трубным решеткам и нагревает воду, в результате чего образуется пар.

 

Основным компонентом сажевых отложений являются твердые частицы, но, кроме того, в котле могут откладываться несгоревшие остатки топлива и смазочных масел.

Нагар и возгорание в EGB могут быть-

1. Из-за плохого сгорания топлива в основном двигателе
2. Из-за длительного медленного приготовления на пару
3. Длительное маневрирование корабля
4. Частый запуск и остановка двигателя
5. Некачественное топливо/цилиндровое масло
6. Низкая скорость выхлопных газов при прохождении EGB
7. Низкая скорость подачи воды в водопроводные трубы
8. Коэффициент расхода низкой циркуляционной воды

Типы выхлопных газов/копоти в котле-утилизаторе (EGB)

Для лучшего понимания пожар ЭГБ лучше различать по стадиям, а не по видам.Пожары EGB можно разделить на две или три стадии в зависимости от интенсивности пожара.

Стадия 1: Обычный пожар сажи

Этап 2: Водородный огонь

Стадия 3: Железный огонь

Стадия 1: Обычный пожар сажи:

Копоть откладывается в водяной трубе котла-утилизатора. При движении корабля на малой скорости температура выхлопа главного двигателя может варьироваться от 100 до 200 град. С. Этой температуры достаточно для воспламенения «мокрой сажи», температура воспламенения которой составляет около 150 град.С.

Если сажа «сухая», то она не воспламенится при такой низкой температуре (150 град. С), но при работе двигателя на более высоких оборотах и ​​температуре газов выше 300 град. C, то в присутствии избытка кислорода отложения горючих материалов будут выделять достаточно паров, которые могут воспламениться от искры или пламени.

Вышеупомянутые возгорания сажи называются малыми или обычными сажевыми возгораниями, поскольку тепловая энергия отводится циркулирующей котловой водой и паром.Кроме того, искры остаются внутри воронки или уменьшаются при прохождении через пламегаситель в верхней части воронки.

Этап 2: водородный огонь

Водородный пожар в ЭГБ возникает при протекании химической реакции диссоциации воды при температуре выше 1000 град. C. Это приводит к образованию водорода (h3) и монооксида углерода (CO), которые являются горючими по своей природе.

2h3O= 2h3 + O2 (диссоциация воды, приводящая к образованию водорода-h3)

H 2 O + C = H 2 + CO (Реакция воды с углеродистым отложением, приводящая к образованию монооксида углерода-CO)

Этап 3: Железный огонь

На этом этапе начинается цепная реакция окисления металлического железа при высокой температуре 1100 град.C, что означает, что при такой высокой температуре трубка начнет гореть сама, что приведет к полному расплавлению трубных пакетов.

2Fe + O2 2=FeO+ тепло

Строго не рекомендуется использовать воду или пар на этом этапе для тушения пожара, потому что перегретый утюг будет вступать в реакцию с водой, чтобы продолжить эту реакцию.

Fe + h3O = FeO+ h3 + теплота

Меры по предотвращению пожара

• Избегайте медленного пропаривания главного двигателя
• Обеспечить хорошее сгорание топлива в главном двигателе
• Убедитесь, что топливо обработано и имеет хорошее качество при подаче в двигатель
• Регулярная продувка труб котла сажей
• Проводить промывку водой в портах через регулярные промежутки времени
• Убедитесь, что конструкция выхлопной трубы обеспечивает равномерный нагрев всей трубы
• Предварительно нагретая оборотная вода, подаваемая в котел в основном во время пуска
• Циркуляционный насос нельзя выключать в любое время при работающем основном двигателе
• Не останавливайте циркуляционный насос в течение как минимум двух часов после остановки главного двигателя
• Запуск циркуляционного насоса за 2 часа до запуска главного двигателя

Как бороться с пожаром EGB?

Реакция на отслеживание огня EGB будет разной для разных стадий.

При возгорании 1 степени, т. е. обычном возгорании сажи :

а) Остановить главный двигатель и тем самым подачу кислорода к огню

b) Продолжайте эксплуатировать водяной циркуляционный насос. Никогда не останавливайте насос

c) Никогда не используйте для тушения пожара сажеобдувочные аппараты любого типа – паровые или воздушные, так как оба они усилят действие огня

d) Убедитесь, что все выпускные клапаны на остановленном главном двигателе находятся в закрытом положении, чтобы исключить любую возможность подачи воздуха в очаг возгорания сажи

д) Крышка фильтра турбокомпрессора

f) Промывка водой, если она предусмотрена, может использоваться для тушения пожара.Обычно подключается к судовой противопожарной системе

.

g) Возможно внешнее граничное охлаждение

Для крупного пожара :

а) Остановить главный двигатель, если он еще не остановлен

b) Остановите насос циркуляционной воды.

c) Закройте все впускные и выпускные клапаны на линии циркуляции воды

d) Слить (оставшуюся) воду из секций котла-утилизатора путем слива

e) Охладите большим количеством брызг воды, чтобы охладить очаг возгорания (следите за тем, чтобы вода не попала в другие части, так как вода может ускорить реакцию)

СохранитьСохранить

Теги: судовой котел

Что такое котел | Типы котлов

Что такое котел?

Это закрытый сосуд высокого давления, в котором вода превращается в пар за счет получения тепла из любого источника (угля, нефти, газа и т. д.).

Котел на теплоэлектростанции аккумулирует пар и создает давление, чтобы направить его в турбину и преобразовать тепловую энергию в механическую. Генератор, подключенный к турбине, преобразует механическую энергию в электрическую.

Типы котлов

1. На основе содержимого тубы

2. База по рабочему давлению

• Ультрасверхкритический котел: давление ≥ 27,0 МПа или номинальная температура на выходе ≥ 590 ℃ котел
• Сверхкритический котел: 22.1 МПа ≤ Давление ≤ 27,0 МПа
• Подкритический котел: 16,7 МПа ≤ давление ≤ 22,1 МПа
• Котел сверхвысокого давления: 13,7 МПа ≤ давление ≤ 16,7 МПа
• Котел высокого давления: 9,8 МПа ≤ Давление ≤ 13,7 МПа
• Котел низкого давления: 5,4 МПа ≤ давление ≤ 9,8 МПа
• Котел среднего давления: 3,8 МПа ≤ Давление ≤ 5,4 МПа

3. База по используемому топливу

• Работающие на твердом топливе
• Топливные котлы со стокером
  • Котлы на пылевидном топливе
  • Котлы для сжигания в кипящем слое (FBC)
• Масляный обогрев
• Газовые котлы

4.На основе проекта системы

• Естественная тяга
• Механическая тяга
  • Система принудительной тяги
  • Система принудительной тяги
  • Система сбалансированной тяги

На субкритических, сверхкритических и ультрасверхкритических угольных теплоэлектростанциях используются два типа котлов:

1. Котел на пылеугольном топливе
2. Котел для сжигания в кипящем слое (FBC)

Примечание: Оба типа котлов водотрубные

Котел на пылеугольном топливе или котел на пылевидном топливе

Котел, работающий на пылеугольном топливе, — это промышленный котел, вырабатывающий тепловую энергию за счет сжигания пылевидного угля.

Как работает паровой котел?

В пылеугольном котле уголь измельчается до мелкого порошка, так что менее 2 % составляет +300 микрон, а 70–75 % меньше 75 микрон. Пылевидный уголь вместе с частью воздуха для горения вдувается в котельную через ряд форсунок горелок. Горение происходит при температуре от 1300 до 1700 °С, в зависимости от марки угля.

Дымовой газ, образующийся в топке, проходит через пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, ЭЦН и, наконец, отводится вытяжным вентилятором в дымовую трубу.

Зола из топочной камеры, падающая вниз, собирается в нижних бункерах для золы. Мелкодисперсная зола, летящая с дымовыми газами, отделяется электрофильтром и собирается в бункерах электрофильтра.

Питательная вода поступает в котел через трубы экономайзера, предусмотренные на пути дымовых газов. Питательная вода нагревается в экономайзере и затем поступает в барабан котла, расположенный вне топки в верхней части котла.

Вода циркулирует в трубах и превращается в пар, получая тепло внутри печи.Сухой и насыщенный пар из барабана котла затем проходит через секцию пароперегревателя и, наконец, поступает в выходной коллектор котла.

Преимущество пылеугольного котла

• Способность сжигать уголь всех рангов.
• Допускает комбинированное сжигание (т.е. может использовать уголь, мазут и газ в одной горелке)

Недостаток пылеугольного котла

• Высокая мощность для измельчения.
• Требуется дополнительное обслуживание.
• Эрозия летучей золы
• Загрязнение осложняет работу агрегата

Котел для сжигания в кипящем слое (FBC)

Пылеугольный котел был предпочтительным методом для сжигания твердого топлива, но в последние несколько лет котлы для сжигания в кипящем слое начали нарушать это равновесие, предлагая надежные решения в областях, которые плохо обслуживаются пылетопливными котлами.

Принцип работы котла для сжигания в кипящем слое

Когда газ или воздух пропускаются через инертный слой твердых частиц, таких как песок или известняк , закрепленный на мелкой сетке или сетке, частицы не возмущаются при низкой скорости.По мере постепенного увеличения скорости воздуха достигается стадия, когда отдельные частицы взвешиваются в воздушном потоке. При дальнейшем увеличении скорости воздуха частицы достигают состояния высокой турбулентности. В таких условиях слой принимает вид жидкости и проявляет свойства, связанные с жидкостью, отсюда и название «горение в псевдоожиженном слое».

Если песок или известняк в псевдоожиженном состоянии нагреть до температуры воспламенения угля и непрерывно впрыскивать уголь в слой, топливо сгорит быстро, а слой достигнет однородной температуры благодаря эффективному перемешиванию.

Сжигание в кипящем слое происходит при температуре от 840°C до 950°C. Поскольку температура ниже температуры плавления золы, можно избежать плавления золы и связанных с этим проблем.

Существует три типа котлов для сжигания в кипящем слое:

1. Система сжигания в атмосферном кипящем слое (AFBC) или сжигание в барботажном кипящем слое (BFBC)

AFBC — это сжигание в кипящем слое при атмосферном давлении, где давление в топке равно атмосферному давлению, а скорость псевдоожиженного воздуха находится в диапазоне 1.от 2 до 3,7 м/сек. Трубки в постели, несущие воду, обычно действуют как испаритель. Дымовые газы из топки проходят через секции пароперегревателя потока котла мимо экономайзера, пылеуловителя и воздухоподогревателя, прежде чем выбрасываются в атмосферу.

2. Сжигание в циркулирующем кипящем слое (CFBC)

В этой системе скорость псевдоожиженного слоя в циркулирующих слоях составляет от 3,7 до 9 м/с, а дымовой газ рециркулирует с помощью циклона для улавливания несгоревшего углерода.Трубки для производства пара, погруженные в бад, отсутствуют. Генерация и перегрев пара происходит в конвекционной части, водяной стене и на выходе из стояка.

3. Система сжигания с псевдоожиженным слоем под давлением (PFBC)

В PFBC компрессор подает воздух с принудительной тягой (FD), а камера сгорания представляет собой сосуд высокого давления. Скорость выделения тепла в плохом состоянии пропорциональна давлению в слое, поэтому для извлечения большого количества тепла используется глубокий слой. Это повысит эффективность сгорания.Пар, генерируемый за счет тепла в псевдоожиженном слое, направляется в паровую турбину, а горячие дымовые газы приводят в действие газовую турбину, вырабатывающую электроэнергию.

Система PFBC может использоваться для работы в комбинированном цикле (газовая турбина и паровая турбина). Это повышает общую эффективность преобразования на 5–8 %.

Преимущества котлов с кипящим слоем (FBC)

• Снижение выбросов NOx за счет более низкой температуры.
• Сократить выбросы SOx за счет улавливания известняком.
• Низкая коррозия и эрозия.
• Более легкое удаление золы, т.е. отсутствие образования клинкера
• Простое управление и быстрый запуск.
• Уменьшить техническое обслуживание
• Высокая эффективность производства электроэнергии

Теплообмен в паровом котле

Паровой котел предназначен для поглощения максимального количества тепла, выделяющегося в процессе горения. Существует три способа передачи тепла в котле (излучение, конвекция и теплопроводность), и относительный процент каждой теплопередачи внутри системного котла зависит от типа парового котла, топлива и расчетной поверхности передачи.

1. Радиация

Излучение – это процесс непрерывного обмена энергией посредством электромагнитных волн без изменения температуры среды между двумя вовлеченными телами.

Поверхность нагрева в печи получает тепло в основном за счет излучения. Трубы парового котла поглощают лучистое тепло пламени и отдают небольшую часть тепла обратно в топку.

2. Конвекция

Конвекция — это процесс передачи тепла за счет энергии движения через материал.

Пример передачи тепла конвекцией в паровом котле:

• Поверхность нагрева в паровом котле получает тепло за счет конвекции от горячих дымовых газов.
• вода или пар в паровом котле получают тепло путем конвекции от поверхности нагрева.
• При нагревании любой жидкости в паровом котле ее плотность уменьшается, а жидкость становится легче. Затем более тяжелая или более холодная жидкость потечет и заменит нагретую часть жидкости. В свою очередь более холодная часть нагревается, что является примером конвекции.

3. Проводка

Теплопроводность – это передача тепла от одной части тела к другой или от одного тела к другому при физическом контакте.

Тепло, полученное поверхностью нагрева, проходит через металл за счет теплопроводности.

Крепления парового котла Крепления котла

— это устройства безопасности, которые устанавливаются на котел для его безопасной и эффективной работы. На котел обычно устанавливаются следующие крепления:

Предохранительный клапан, индикатор уровня воды, манометр, паровой запорный клапан, обратный клапан подачи, удар крана, человек и грязевая яма.

Аксессуары для паровых котлов

Комплектующие для котлов – это компоненты, устанавливаемые для повышения эффективности паросиловой установки.