Пиролизные котлы: вопросы и ответы

ВОПРОС	ОТВЕТ
Можно ли переделать обычный котел в пиролизный?	Нельзя. Но можно усовершенствовать обычный котел. Три варианта: Без вмешательства в конструкцию котла – установить теплоаккумулятор, система станет более эффективной. С минимальным вмешательством в конструкцию котла – установить ручной регулятор температуры или вентилятор. Как правило, на теле котла достаточно заглушенных технологических отверстий, куда можно установить ручной термостат. Установка вентилятора требует минимальной доработки нижней дверцы. С вмешательством в конструкцию котла – вмонтировать экономайзер.
Бывают ли пиролизные котлы на угле?	Да, бывают, причем их конструктивные отличия от дровяных – минимальны. Пиролизный котел обязательно должен иметь ФОРСУНКУ для сжигания пиролизных газов. У дровяных она выполнена из керамики (неподвижна) – самый термостойкий и долговечный материал. У универсальных пиролизных котлов (дрова-уголь) и у угольных — форсунка подвижная, выполнена из набора чугунных пластин, смонтированных на трубе – для удобства очистки котла от шлака. В дровяных котлах шлак не образуется.
Нужно ли заземлять пиролизный котел?	Да, нужно. Котел — это составная часть системы отопления, которая по правилам должна иметь заземление.
Пиролизный котел и котел длительного горения – это одно и то же?	Только в том смысле, что пиролизные котлы «горят» в разы дольше, чем обычные. Иными словами, пиролизные котлы – это всегда котлы длительного горения. Но котлы длительного горения – это не всегда пиролизные котлы. Котлы длительного горения – это котлы с большой продолжительностью горения на одной загрузке (от нескольких часов до нескольких дней). При этом качественные показатели горения (КПД и уровень вредных выбросов) у них такие же, как у обычных котлов, а высокая продолжительность горения обусловлена конструктивными особенностями: Большой объем загрузочной камеры. Это как если в обычный автомобиль установить топливный бак в 2 раза больше обычного. Конструкция камеры сгорания имеет вытянутую в вертикальном направлении форму и позволяет поддерживать горение в одной точке. Топливо горит снизу, там, где происходит подача воздуха, и все загруженное топливо опускается по мере выгорания. Или же топливо горит сверху, а рукав подачи воздуха имеет подвижную конструкцию и опускается по мере выгорания все ниже. Такой процесс сжигания топлива можно сравнить с горением бенгальского огня: чем длиннее палочка, тем дольше он горит. Широкий диапазон регулировки мощности (от 20 до 100%) с помощью термостата и воздушной заслонки. Тут надо учитывать, что длительное горение на одной загрузке не избавляет пользователя от необходимости периодически (раз в 2-4 часа) подходить к котлу для контроля и корректировки работы термостата и положения подающего рукава. Что практически сводит на нет все его достоинства.
Существуют ли энергонезависимые пиролизные котлы?	Да, существуют. Но они более требовательны к высоте и конструкции дымохода. Их мощностной ряд ограничивается 25 кВт. Иначе пиролизными их назвать нельзя.
Что случится с энергозависимым пиролизным котлом при внезапном отключения электричества?	В гравитационной системе отопления или при наличии теплоаккумулятора и Laddomat – ничего, в худшем случае он погаснет.   Это касается любого твердотопливного котла: при отключении электричества, котел может перегреться и закипеть.
Нужен ли полноценный (выше конька) дымоход пиролизному котлу, оснащенному вентилятором?	Да, нужен. По нескольким причинам: вентилятор (вытяжной или нагнетательный) очень маломощный и обеспечивает движение воздуха и дымовых газов только в теплообменнике котла, а удаление дымовых газов через дымоход происходит так же, как у обычного котла. низкий дымоход не обеспечит хорошую тягу и через открытые форточки может попасть в дом.
Нужен ли пиролизному котлу теплоаккумулятор?	С теплоаккумулятором любой твердотопливный котел станет более эффективным.
Можно ли устанавливать пиролизный котел с большим запасом (+30-80% от номинала) мощности?	Можно, но только при наличии теплоаккумулятора — избыток тепла нужно куда-то «складировать».  А работа котла на пониженной мощности чревата низкотемпературной коррозией.
Утверждается, что пиролизные котлы работают намного экономичнее обычных. За счет чего достигается экономичность и в чем она заключается?	Экономичность заключается в экономии топлива. КПД обычного котла 65-78%, КПД пиролизного котла — 82-91%. Это значит, что котел эффективнее сжигает топливо. Иными словами, при прочих равных условиях, топлива на отопительный сезон пиролизному котлу требуется до 26% меньше.
Газогенераторный и пиролизный котел это одно и тоже?	По сути, да. Но европейские производители выделяют газогенераторные котлы в отдельную категорию. Отличия таких котлов —  в конструкции пиролизной камеры: она имеет бОльшие размеры и улучшенную конструкцию. Температура генерации выше, качественный состав пиролизных газов лучше, и, как следствие, выше температура сгорания газа. Поэтому у газогенераторных котлов КПД больше 90% и класс энергоэффективности и экологической безопасности тоже выше.
На сколько хватает одной загрузки дров (котел 30 квт, «за бортом» -20°)?	В режиме поддержания системы отопления — гарантированно на 6-8 часов (80-90% нагрузки от номинала), при хорошей термоизоляции здания – на 8-10 часов.
Какую автоматику можно использовать при эксплуатации пиролизного котла?	Пиролизные котлы обычно снабжены штатной автоматикой управления. Дополнительно можно подобрать универсальную автоматику для такого типа котлов — Termoventiler, TECH, Siemens, Honeywell и др. Или в соответствии с рекомендациями производителей.
Сколько раз в сутки придется топить пиролизный котел?	Всё зависит от сезона – температуры на улице. В средней полосе: 1 раз в межсезонье и 1-2 раза зимой, а при наличии теплоаккумулятора —  1-1,5 раза в сутки зимой и 2-3 раза в НЕДЕЛЮ в межсезонье.
Есть ли в этих котлах защита от перегрева? Если нет, возможно ли ее установить дополнительно?	В правильных пиролизных котлах защита от перегрева предусмотрена.
Будет ли функционировать котел, если лопнула форсунка (или любая другая деталь из керамической оснастки)?	Сквозные трещины керамики не влияют на работоспособность котла. Но за ними может последовать более масштабное разрушение керамики, при котором эксплуатация станет невозможна. Это значит, что менять деталь нужно, но всегда есть запас времени для ее приобретения.
Требования производителя – сухие дрова (20%), что будет, если использовать дрова с высокой влажностью или откровенно сырые?	Котел работать будет и на влажных дровах, но на пониженной мощности.

Пиролизный котел в быту, или когда цена на газ не имеет значения / Хабр

Можно ли построить систему отопления собственного жилища без газовой трубы так, чтобы это было комфортно, не утомительно и даже увлекательно? И что может получиться, если приправить всё это информационными технологиями?
Давайте вместе в этом разберемся.

Немного теории

Системы отопления (СО) с твердотопливным котлом (ТТК) – это системы периодического действия, в которых котел генерирует тепло только когда в нем есть топливо. В этой связи, владельцы ТТК, рано или поздно, обзаводятся теплоаккумуляторами, которые накапливают излишек тепла, генерируемый в процессе работы ТТК и отдают его дому уже после того как топливо в котле закончилось.

ТТК принято делить на классические (колосниковые) и пиролизные (газогенераторные). Классический вариант подразумевает обыкновенное сгорание топлива с выделением тепла. Твердотопливные пиролизные котлы отличаются тем, что топливо и горючий газ, выделяемый при его горении, сжигаются раздельно. Это обеспечивает более высокий КПД, широкий диапазон мощности, простоту требований к дымоходу.

Под «обыкновенным сгоранием топлива» подразумевается, что топливо в таких котлах сгорает в камере загрузки, где одновременно идут все те же процессы что и при пиролизе древесины. По этой причине в классических (колосниковый) котлах нет возможности получить качественное (полное) сгорание топлива. В результате неполного сгорания топлива на теплообменнике котла оседают деготь, смолы, (продукты пиролиза), сажа, зола и образуется теплоизолирующий слой, что в свою очередь вынуждает котел щедро делится, вырабатываемым теплом с окружающей средой.

Как преимущество классических котлов иногда указывают то, что в них, якобы, можно сжигать дрова с высокой влажностью, но как по мне, топить сырыми дровами – себя не уважать.

Не важно, в каком котле, пиролизном или традиционном, дрова, прежде чем начать давать тепло, должны пройти начальные стадии пиролиза, а именно нагрев и испарение влаги. Значит если мы используем для отопления дрова с влажностью 20% (это на 10 кг. сухих дров вылить сверху 2 литра воды), то есть пятая часть по весу в них балласт, на нагрев и испарение которого также придется потратить часть топлива, которая уже не будет использовано для отопление дома.

Если уж быть абсолютно точным, то топливо не горит «напрямую», горят газообразные продукты пиролиза. Это означает, что прежде чем дрова начнут гореть, то есть окислятся кислородом воздуха с выделением тепла, они должны быть нагреты до температуры испарения влаги в них, после этого должен пройти сам процесс испарения этой влаги, а уже потом начнется собственно пиролиз и горение пиролизных газов. Причем, процессы первой и второй стадии идут с поглощением тепла, так необходимого для пиролиза самой древесины, без которого не будет и самого процесса горения.

Мой выбор

Если после прочитанного, вы уже не планируете топить сырыми дровами, то исходя из своего жизненного опыта, я бы рекомендовал именно пиролизный котел.

До этого, у меня уже был двухлетний опыт эксплуатации шахтного колосникового котла KALVIS–2-70. Из выявленных недостатков отмечу, что его теплообменник невозможно было почистить от осевших на нем смол без предварительного разогрева до температуры выше 60°С. В конечном итоге, осознав все технологические изъяны этой конструкции, я решил обратиться к специалистам для её радикальной переделки. В результате этой глубокой модернизации я и стал обладателем пиролизного котла.

Установка

Котел лучше располагать в специально отведенном для него помещении, так как я еще не встречал котлов, которые не дымят в помещении при догрузке топливом (а мой, к тому же, иногда дымит еще и по причине несовершенства конструкции).
Кроме того котлы обычно комплектуются дымососом или вентилятором наддува, которые обычно, довольно прилично шумят. Остальные механизмы управления узлами СО (циркуляционные насосы, приводы воздушных заслонок, заслонка дымохода и шаровые краны с электроприводами) работают почти бесшумно.

Кроме прочего, нужно учитывать, котел для своей работы потребует большого притока воздуха в то помещение, в котором он находится, что станет причиной возникновения холодных сквозняков. Из всего выше сказанного, котел лучше располагать в отдельном помещении в теле дома.

Дымоход у меня расположен вертикально без изгибов и является частью внутренней стены дома, и во время работы котла дополнительно излучает тепло в дом.

Так как котел – это агрегат, в котором генерируемое тепло передается теплоносителю воде, то на его поверхности нет «раскаленных» частей, так как он не нагревается выше температуры кипения воды. Кроме того водяная рубашка снаружи, обычно защищена кожухом, температура которой редко превышает 30 — 35 град.

Заготовка дров и не только.

Основным видом топлива для пиролизного котла является древесина.

Годятся любые дрова: хвойные, лиственные, сосновые, дубовые, березовые и т.д. Все они имеют примерно одинаковую теплотворную способность. Твердые породы, такие как дуб, имеют теплотворную способность выше, но они и стоят дороже, так что гонятся за ними я особого смысла не вижу. Для заготовки отлично подходит любое мертвое дерево, упавшее или сухостой. Главное, что бы дрова были не сырые и не дорогие, лучше лично заготовленные, и для кошелька и для здоровья полезнее (можно запросто сэкономить на абонемент в фитнес-клуб). Отчасти потому, что при покупке на стороне трудно соблюсти все выше перечисленные условия, я и не люблю покупать дрова. Мне как-то в первый отопительный сезон привезли машину дров из лесхоза, так их остатки весной выпустили побеги и укоренились у меня во дворе. С тех пор, дрова заготавливаю только самостоятельно.

Кроме дров пиролизный котел с удовольствием потребляет солому, пеллету, стружку, торфяные брикеты и обычный торф, сортированные бытовые отходы (бумага, пластик, упаковка, все кроме ПВХ) и все это приправленное отработанным маслом или любыми другими отходами жидких углеводородов.

Но лучшим топливом для котла может стать автомобильная покрышка. Теплотворная способность автомобильной покрышки значительно превышает теплотворную способность лучших пород древесины и составляет 32 ГДж/т. Сравнится с ней может, разве что, теплотворная способность высококачественного угля. Ко всему этому покрышка имеет нулевую влажность, что тоже является положительным моментом. Ну а если у кого-то еще есть сомнения в том, что покрышка может довольно прилично гореть, можете глянуть на выходящие газы из моей трубы и на огонь в пиролизной камере.

Газы от сжигаемых покрышек
Огонь горящих покрышек
Так выглядят, подготовленные к загрузке в котел, автомобильные шины
То, что не только я расцениваю шину как прекрасное топливо, можно оценить по количеству
объявлений, которые предлагают металлокорд, остающийся после ее сжигания. Экологические нормы и их нарушение

Также должен акцентировать внимание на том, что ни в ком случае не призываю к повсеместному сжиганию автомобильных шин в домашних отопительных агрегатах. Живя в обществе среди людей, обустраивая свой быт, мы не должны причинять неудобства своим соседям, в том числе наши действия не должны нарушать законодательства государств, гражданами которых мы являемся.
Шина как топливо упоминается мною в этой статье только как частный удачный опыт, который стал возможен после основательной модернизации серийного бытового котла, при условии постоянного пристального контроля за процессом горения через видеокамеру и оперативного управления.

Для обеспечения пожарной безопасности в котельной я на ее потолке разместил два автоматических порошковых огнетушителя типа Буран 2,5 и автономный датчик дыма.

Розжиг

Котел легче разжечь небольшим количеством дров (такая закладка осуществляется через нижнее окно загрузи дров), но при желании можно запустить котел и с полной загрузкой (для такой загрузки используется верхнее окно загрузки дров).

При запуске с полной загрузкой разжигаю котел через пиролизную горелку с помощью заранее вставленного в нее фитиля из гофрокартона (вид сверху на пиролизную горелку через нижнее окно загрузки топлива). Также облегчает розжиг небольшое количество отработанного моторного масла и мелкие дровяные щепки.

Продукты сгорания

Пиролизную камеру котла (он же зольник), чистить приходится каждый раз после отопительного цикла (примерно 10 – 12 часов непрерывной работы), так как объем ее ограничен, а пиролизным газам все же нужно где-то гореть.Теплообменники котла я стараюсь чистить через отопительный цикл, то есть примерно два раза в месяц, так как от степени их чистоты зависит эффективность отбора тепла сгенерированного в пиролизной камере. Обычно, после одного цикла отопления остается ведро золы и почти чистый металлокорд от шин. И зола и металлокорд, как оказалось, являются ценным продуктом для дальнейшего использования.

Продуктами полного сгорания топлива ТТК являются углекислый газ, вода и зола. Вот именно водяной пар и окрашивает дым в белый цвет на непрогретом дымоходе. Продуктом неполного сгорания топлива ТТК может стать сажа. Значительное ее количество может окрашивать дым в черный цвет, а незначительное, в смеси с водяным паром, в различные оттенки серого.

Конструкция котла

На фронтальной стороне моего котла расположены три дверцы:

• Верхняя дверца нужна для того, чтобы увеличить объем разовой загрузки. Чем больше за один раз удается загрузить дров, тем реже приходится это делать.
  
• Средняя дверца нужна для обслуживания котла (чистка от золы, подготовка к новой растопке), через самую верхнюю дверцу этого просто невозможно сделать. За ней находится камера загрузки.Внешний вид камеры загрузки Эта камера ещё называется газогенераторной, так как именно в ней и происходит процесс пиролиза дров.
  
• За нижней дверцей находится камера сгорания пиролизных газов.Некоторые подробности про расположение камеры сгоранияКамера сгорания (камера дожига) расположена под камерой загрузки топлива для того, чтобы локализовать определенный объем топлива участвующего в процессе горения. То есть, в пиролизном котле горят только те дрова, которые находятся в зоне охвата воздушных заслонок (это ниже средней дверцы и немного на высоте самой средней дверцы), остальное топливо — просто запас, который по мере выгорания опускается в зону горения. Если же пиролизную камеру расположить сверху, а топливо поджигать снизу, то пламя подымаясь снизу вверх по дровам будет пиролизовать все топливо сразу и вместо горения мы получим много дыма и как следствие смолистые вещества на теплообменнике.
  

Воздух на топливо в моем ТТК подается через три воздушные заслонки в разные зоны котла, что дает возможность получить наиболее эффективное сгорание топлива.

Наличие 3-х воздушных заслонок, графика температуры в дымоходе и видеокамеры в пиролизной камере позволяет минимизировать тепловые потери и получить наиболее эффективное сгорание не только различных видов древесины, но и более калорийного топлива, такого как сортированные бытовые отходы и изношенные автомобильные шины.

Немного теории

Обычно в ТТ пиролизные котлы воздух подается в строгом заранее спроектированном соотношении без учета особенности топлива, его фактической влажности и стадий, которые оно проходит по мере его выгорания в котле. Это приводит к тому, что иногда воздуха вполне достаточно для эффективного сгорания проектного топлива (к примеру сосновых дров), но чаще воздуха либо меньше чем нужно, (и тогда продукты неполного сгорания топлива конденсируются на теплообменнике ТТК в виде дегтя), либо больше чем нужно (и тогда лишний воздух не участвующий в процессе горения остужает теплообменник, и уносит в атмосферу драгоценное тепло которое сгенерировал ТТК).

Мой котел, как и большинство пиролизных котлов, родился с одной заслонкой (сейчас она средняя по высоте, она же и основная). Заслонка расположена на фронтальной части котла, ниже нижней двери загрузки топлива.

Воздух через нее подается на топливо, расположенное, над горелкой и охватывает примерно 100 см3 дров. Это тот объем топлива, который участвует в основном процессе горения. Этот же объем топлива формирует угольную подушку, на которой воспламеняются пиролизные газы.

Верхняя заслонка расположена под обшивкой, выше нижней двери загрузки топлива. Она появилась уже позже, в ее задачу входит формирование дополнительного объема пиролизных газов, уже после того как топливо расположенное в зоне охвата средней заслонкой прошло с первой по третью стадии пиролиза, и уже не выделяет в достаточном количестве горючих газов, по отношению к подаваемому через нее (среднюю заслонку) объему воздуха.

Верхняя заслонка
Нижняя заслонка появилась уже последней по причине необходимости подачи дополнительного объема воздуха при сжигании более калорийного топлива, чем дрова, к примеру, автомобильная шина. Расположена нижняя заслонка над дверью камеры сгорания и подает дополнительный воздух в камеру сгорания.Средняя и нижняя заслонки
В качестве приводов для этих заслонок используются недорогие, но вполне пригодные для этой цели сервомашинки MG996R 15кг.

Система отопления

Обычно, счастливые обладатели ТТК, проходят естественные стадии эволюции:

1. Приобретение котла и познание первой радость от тепла, принесенного им в дом. Кормят его маленькими порциями дров, кормят часто и с удовольствием.
2. Потом пытаются растянуть время между кормежкой. Потом пытаются экспериментировать с различными видами корма: топят исключительно дубом, акацией, и даже редким в наших краях, углем.
3. В конце концов, приходит понимание, что «котел существует для меня», а не «я для котла».
4. После этого владелец котла начинает подыскивать в доме место под теплоаккумулятор (ТА).

Мне повезло больше чем остальным, еще в процессе проектирования дома я спланировал себе место под ТА, благополучно миновав эту начальную стадию.

В качестве теплоаккумулятора можно использовать любую емкость, которая выдержит давление в Вашей СО (у меня оно не превышает 1,5 кг/см2), либо сделать ТА косвенного нагрева (водяной контур такого ТА обменивается теплом с контуром котла через дополнительный теплообменник), тогда его будет легче вписать в пространство комнаты. Здесь можно подробнее ознакомится с моим.

Необходимо также учитывать, что температура воды в ТА нередко доходит до 94°С, поэтому материал из которого изготовлен ТА и труба подводящая в него теплоноситель должны выдерживать эти температуры.

Теплоаккумулятор не обязательно ставить в котельной рядом с ТТК (даже лучше за ее пределами), монтировать его можно в любом удобном для Вас помещении дома (можно даже так).

Также пришлось приобрести Ладдомат 21, хотя вполне можно было обойтись трехходовым смесительным клапаном и циркуляционным насосом контура котла.

Понадобились так же термостатические смесительные клапаны для контура теплого пола и контура радиаторов, хотя жизнь в последствии показала, что радиаторы в СО с ТТК и ТА бессмысленны.

Оказался не лишним в СО с ТТК и бойлер косвенного нагрева, ну и дальше уже по мелочи: расширительный бак, кран шаровый с электроприводом контура ТА, контура котла и контура бойлера. Насосы циркуляционные для контуров бойлера косвенного нагрева, теплых полов и радиаторов.

Легенда

1. Заслонка подачи воздуха
2. Привод заслонки подачи воздуха TowerPro MG996R
3. Датчик температуры воды на входе в котел ( температура обратки) — ds18b20
4. Привод заслонки дымохода
5. Дымосос
6. Датчик температуры дыма — (ТХА)
7. Кран шаровый с электроприводом контура котла
8. Датчик температуры воды на выходе из котла ( температура подачи) — ds18b20
9. Насос циркуляционный контура котла, входящий в состав Ладдомат 21
10. Датчик температуры воды нижней части ТА №1 — ds18b20
11. Теплоаккумулятор №1 — 4м3
12. Датчик температуры воды в верхнем патрубке ТА №1 — ds18b20
13. Кран шаровый с электроприводом контура ТА
14. Расширительный бак
15. Насос циркуляционный бойлера косвенного нагрева
16. Вход системы водоснабжения
17. Бойлер косвенного нагрева
18. Термостатический смесительный клапан контура радиаторов
19. Радиаторы отопления
20. Насосы циркуляционные контура теплых полов и контура радиаторов
21. Теплый пол
22. Термостатический смесительный клапан контура теплого пола
23. Датчик температуры воды нижней части ТА №2- ds18b20
24. Датчик температуры воды в верхнем патрубке ТА №2 — ds18b20
25. Кран шаровый подпитки водой системы отопления
26. Теплоаккумулятор №2 (косвенного нагрева) — 4м3
27. Показания температуры с устройства «Комнатный термостат».
28. Показания температуры с устройства «Шлагбаум»

Автоматика

По мере эксплуатации своей СО постепенно пришло понимание, что система, в том виде в котором она родилась, имела существенные недоработки.

Оказалось, что системах отопления на базе ТТК + ТА, есть смысл соблюсти ряд условий:

1. Стремится отправлять в ТА только излишек тепла от ТТК.
2. Отсекать ТТК от остальной системы отопления (СО) после прекращения им генерации тепла, так как после выгорание топлива нем, ТТК из генератора тепла превращается в его потребителя и начинает высасывать ранее запасенное тепло из ТА.

Поначалу приходилось вручную подключать ТТК к СО во время запуска и так же вручную его отключать от нее. Вручную делить тепловые потоки как в начале запуска ТТК, так и уже в процессе работы котла, когда формируется избыток тепла. К тому же штатный регулятор воздушной заслонки был слишком инерционен и не справлялся с поставленными перед ним задачами.

И тогда некоторые свои простые функции по управлению котлом было решено переложить на хрупкие плечи автоматики. Использование электронного блока управления (БУ), избавило меня от выполнения множества рутинных операций. Также, попутно, БУ справляется с такой тривиальной задачей как, защита ТТК от перегрева, то есть делает то, что делают подавляющее большинство фабричных БУ ТТ котлов.

Мой первый блок управления ТТК был далёк от совершенства.

Принципиальная схема

Каждый раз, когда мне нужно было подправить или изменить логику работы СО у меня пухла голова когда я смотрел на эту схему и пытался понять как же она работает.

В конце концов, при участии добрых людей, БУ приобрел тот вид, который он имеет сегодня, а также столь необходимый для меня функционал.
На экране в графическом виде отображается текущее состояние основных узлов СО, которые необходимо контролировать. При этом экран не перегружен информацией, и она легко читается.
Дополнительную информацию о том, какое оборудование в данный момент задействовано блоком управления можно получить от светодиодов блока реле.

Схемотехника

БУ моего котла собран на базе модуля Arduino Mega 2560. Выбор пал на Ардуино, потому что широко распространено, легко доступно, хорошо документировано, в сети множество уроков по его программированию, огромное дружелюбное интернет-сообщество, которое поможет, подскажет, научит.

Именно Ардуино позволяет реализовать функционал Вашего устройства, ограниченный лишь Вашей фантазией. К примеру, Ваш БУ зимой может управлять ТТК, но достаточно сменить в нем прошивку и подключить разъем силовых устройств к другой группе, и он станет управлять системой полива Вашего приусадебного участка или, к примеру, теплицей. С фабричным БУ ТТК таких фокусов не проделаешь.

Список элементов блока управления1. Arduino Mega 2560
2. Arduino Ethernet Shield W5100
3. Графический дисплей QC12864B
4. 4-канальный реле модуль – 2 шт.
5. DC-DC конвертер понижающий 4…38В в 1.25…32В для питания блока реле и дисплея.
6. DC-DC конвертер понижающий 4.5…28 В в 0.8…20 В 3А на MP1584 для отдельного питания «бутерброда» Arduino Mega 2560 + Arduino Ethernet Shield W5100
7. Цифровой усилитель термопары MAX31855
8. Термопара ТХА
9. Датчик температуры Dallas DS18B20 – 4 шт.
10. Привод заслонки подачи воздуха TowerPro MG996R
11. Резистор металлопленочный 4.7 кОм

Для питания БУ используется 12 вольтовый аккумулятор, который в свою очередь подключён к инвертору (600Вт). Он же обеспечивает работоспособность циркуляционных насосов СО.

Программное обеспечение

Мой блок управления котла, подключён к облачному сервису, это позволяет удаленно контролировать состояние системы, и при необходимости, так же удаленно, вносить корректировки в работу котла и системы отопления в целом. Зачем спрашивается удаленный контроль системы отопления и в частности удаленный контроль за работой ТТК? Полагаю, что только очень смелый человек может себе позволить оставить работающий котёл только под присмотром БУ стоимостью чуть больше 100 долларов. Я же приобрел уверенность в необходимости удаленного контроля, по мере приобретения своего личного восьмилетнего опыта эксплуатации ТТК.

Этот сервис предоставляет чрезвычайно полезную возможность графического представления данных с температурных датчиков, расположенных в ключевых точках СО, что в свою очередь не только дает представление о текущем статическом состоянии СО, но и о динамике развития происходящих там процессов. Так в частности данные полученные из вкладки «Графики» дают представление о текущем состоянии СО, корректность работы отдельных ее составляющих в соответствии заданной БУ программой, и в отличие от данных полученных с монитора БУ, дают представление о динамике этих данных, скорость изменения и направления движения (рост или понижение), что особенно важно в момент пороговых (критических) значений температур.

Произошла ли подпитка ТТК холодной водой из ТА или нет, мы можем удаленно, оперативно отследить на графике «Котел вход», а имела ли эта подпитка ожидаемый результат по защите котла от перегрева можем отследить на графике «Котел выход». Если же ожидаемого снижения температуры воды на входе/выходе из котла не произошло, значит по какой-то причине не открылся кран контура ТА и владельцу котла нужно принять адекватные меры по защите ТТК.

Так же данные полученные с этих графиков позволяю оперативно заметить и устранить ошибки котельщика допущенные при управление котлом.

В частности, благодаря графику «Дымовая труба» я вовремя заметил, что забыл вернуть в рабочее положение распределительную заслонку, которая направляет продукты сгорания топлива минуя теплообменник котла в дымоход (обычно ее переводят в такое положение при догрузке топлива, для снижения дымления в помещение), что в свою очередь привело к забросу температуры в дымоходе выше 250°С.

Графики работы Ладдомата

Противофазное поведение температур на графиках «Котел выход» и «Котел вход» обусловлено особенностями работы такого узла СО как Ладдомат 21 (на схеме обозначен № 9). Дело в том, что в его обязанность входить обеспечение поддержания температуры теплоносителя (в нашем случае вода) на входе в котел выше 55°С. Эта функция обеспечивается термостатическим клапаном, который входит в состав Ладдомат 21.
Так как система ТТК + Ладдомат 21 достаточна инерционна, то мы и наблюдаем на графике противофазное колебание температур. Такое колебание температур, на графиках «Котел выход» и «Котел вход» свидетельствует о нормальной работе СО в целом.

Графики работы теплообменника

По достижении пороговой температуры на выходе из котла выше 85°С. БУ ТТК дает команду на открытие шарового крана (№13), при этом горячая вода поступает уже не только в отопительные приборы дома (теплый пол и радиаторы), но и в ТА (№12), при этом холодная вода выходящая из ТА поступает на вход в ТТК, что в свою очередь приводит к снижению температуры на выходе из котла. Другими словами, всё избыточное тепло направляется в теплоаккумулятор.

Графики защиты от перегрева

Если обычной меры (подпитки котла водой из ТА) оказалось не достаточной и температура на выходе из котла продолжает расти, то БУ ТТК даёт команду на закрытие воздушных заслонок и заслонки дымохода. Это позволяет снизить мощность котла и нормализовать температуру воды на его выходе. Таким образом происходит защита котла от перегрева.

Графики ручного регулирование воздушных заслонок

График температуры в дымовой трубе, дает представление о стадии в которой находится ТТК (розжиг, активный пиролиз или выгорание остатка топлива) и в совокупности с видео, получаемым из пиролизной камеры, позволяет сделать вывод о состоянии пиролизной камеры и при необходимости удаленно (через сайт) откорректировать положение воздушных заслонок управляющих качеством сгорания топлива.
Так к примеру через 85 минут после запуска котла, уменьшилось выделение пиролизных газов в зоне охвата средней воздушной заслонкой, что привело к снижению температуры дыма. После смены положение заслонок, верхней — с 0% на 48% и средней — с 100% на 50% (где 0 – полностью закрыта, 100% — полностью открыта) температура дымовых газов снова выросла.

Графики начала активной стадии пиролиза
На этой части графика отображено начало активной стадии пиролиза шины, это видно по стремительному росту температуры дыма и температуры теплоносителя на выходе из котла, и как следствие увеличичение мощности котла. В этот момент нужно откорректировать положение воздушный заслонок на период активной стадии пиролиза шины.
График дымохода

Глядя на этот график можно сделать вывод, что продолжительность работы котла составила примерно 20 часов 30 минут. После розжига котел перешел в активный режим (температура дыма более 110°С) примерно через 30 минут поджога дров. Еще через 30 минут температура дыма перешла границу 135°С и котел перешел в режим свободной тяги (БУ отключил дымосос и открыл заслонку дымохода). Далее котел работал на максимальной своей мощности, примерно, до 14 часов 30 минут (в это время, скорее всего, была произведена догрузка котла топливом).
В таком режиме котел доработал до 5 часов утра следующего дня и при понижении температуры в дымоходе ниже 110 град. БУ ТТК перевел котел в спящий режим (отключил циркуляционный насос («Ладдомат 21»), №9, закрыл шаровый кран контура котла №7, выключил дымосос №5, закрыл заслонку дымососа №4, открыл кран шаровый контура ТА №13).
Далее БУ снабжал дом теплом из ТА. У меня всего два ТА, каждый объемом, примерно по 4 м3. Разряжал я их поочередно, тепла накопленного в них мне хватило примерно на пять дней.

Таким образом, графики во вкладке «История» дают возможность анализировать работу всей системы за уже прошедшие периоды и прогнозировать очередной запуск ТТК в соответствии с потребностями жильцов дома. Кроме того, такой взгляд со стороны даёт понимание для дальнейшего совершенствования системы отопления.

Заключение

Иногда у меня спрашивают, почему я выбрал дровяное отопление? Я отвечаю, мне просто повезло что у меня не было рядом газовой трубы. Теперь я счастливый человек, я не знаю, сколько стоит «газ для населения», не принимаю участия в обсуждении тарифов за отопление, меня просто это не беспокоит.

Справится ли женщина или подросток с твердотопливным котлом? Думаю, да, особенно если не будет другой альтернативы. Справлялись ведь как-то раньше, пока не развилась всеобщая «газовая зависимость».

Справляются и сейчас в далеко не бедных странах, к примеру, Германии или Испании.

К слову сказать, я как-то, на всякий случай (ну там болезнь одолеет, или откровенно лень будет) установил дополнительно к ТТК еще и электрокотел на 45кВт, но за 6 лет я включал его только один раз, когда проверял после монтажа.

Мои хорошие знакомые, беспокоясь обо мне, иногда спрашивают: «Не в тягость ли тебе вся это возня? Не возникало ли желания бросить всё и переехать туда, где есть центральное отопление?». Так вот, не в тягость, наоборот, для меня это очень увлекательное занятие для реализации своих творческих потребностей. Я, видите ли, пою ужасно, танцую плохо, картины вовсе не пишу, чем спрашивается еще можно скрасить долгие зимние вечера?

Котел длительного горения своими руками – чертежи, изготовление

Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь заботят 3 параметра — тепловая мощность агрегата, его цена и длительность горения с 1 загрузки. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Единственный способ сократить затраты – сделать котел длительного горения своими руками либо поручить работу мастерам. Представляем 2 конструкции ТТ-котлов, подробные чертежи и порядок изготовления отопителей.

Как увеличивается длительность горения твердого топлива

Мечта многих домовладельцев – поставить котел на твердом топливе, к которому не придется бегать с дровами каждые 4—6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительной техники применяют приставку «продолжительность горения» ко всем подряд теплогенераторам, в том числе и пеллетным, работающим самостоятельно до 7 суток.

Разновидности классических котлов с увеличенной топливной камерой

Продолжительность процесса горения принято обосновывать использованием режима тления при ограниченной подаче воздуха. Но сжигать дрова и уголь подобным способом неэффективно, и вот почему:

1. Дровяные и угольные котлы достигают своего КПД 70—75% во время максимального горения. При тлении эффективность агрегата снижается до 40—50% (как у обычной буржуйки).
2. Тлеющие дрова выделяют мало тепловой энергии. Кому нужен «долгоиграющий» теплогенератор, не обогревающий дом в полной мере?
3. Свежесрубленное дерево определенных пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо невозможно нормально сжечь в режиме тления.

Заводской котел с увеличенным топливником, где дрова горят сверху вниз

В действительности, твердотопливные котлы длительного горения – это те, что имеют увеличенную топливную камеру, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше в топке дров, тем дольше они горят и выделяют тепло.

Бытовые котлы, способные работать с одной закладки 8—12 часов на дровах и до 24 часов на угле, бывают таких видов:

• классические, с принудительной подачей воздуха;
• действующие по принципу верхнего горения (типа прибалтийской «Стропувы»).

Эти конструкции ТТ-котлов вполне реально изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструментария и практики в сварочном деле. Еще на просторах интернета можно встретить чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие отопители довольно громоздкие и непростые в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.

Классический котел продолжительного горения

В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом Виталием Дашко. Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Краткий обзор ТТ-котла смотрите на видео:

Надежность и эффективность котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

• мощность – 22–24 кВт;
• длительность горения (в среднем) на дровах 10—12 часов, минимум – 8 ч;
• то же, на угле – до 1 суток;
• КПД — 75—77%;
• максимальное рабочее давление в системе отопления – 3 Бар, номинальное – 1.5 Бар;
• количество воды в котловом баке — 50 л;
• масса изделия — 150 кг;
• размер загрузочного проема (ширина х высота) 360 х 250 мм;
• общий объем топки — 112 л, полезный (под загрузку топлива) — 83 л;
• глубина топки — 46 см, оптимальная длина полена – 40 см.

Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения разной мощности, в линейку входят агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера составляет около 450 у. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, чьи контакты указаны на странице «Наши эксперты».

Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:

Теплогенератор успешно функционирует как на дровах, так и на угольном топливе. Полезная вместительность топливника посчитана до нижней кромки загрузочного проема, поскольку камеру нежелательно заполнять доверху. Работа котла происходит в таком порядке:

1. После закладки и розжига твердого топлива дверцы герметично закрываются.
2. На электронном блоке управления выставляется желаемая температура теплоносителя, рекомендуется не ниже 50 °С. Затем блок включается в работу нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.
3. При разогреве до установленной температуры вентилятор отключается, доступ воздуха в топливник прекращается. ТТ-котел находится в режиме ожидания, дрова тлеют очень слабо и практически не дают тепла.
4. После падения температуры в котловом баке контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

Контроллер изменяет производительность вентилятора по своему усмотрению с целью достичь максимальной эффективности горения. Сжигание тлением в данном самодельном котле отсутствует, он либо находится в состоянии ожидания, либо сжигает дерево и уголь в интенсивном режиме.

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

В отопительной установке реализован классический способ сжигания твердых видов топлива с прямой передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, являющемуся днищем котлового бака. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отбирающий теплоту дымовых газов. Подогретый в канале воздух подается в топку снизу, через колосниковую решетку. Длительность горения обеспечивается за счет:

1. Большого объема топливника.
2. Полного перекрытия доступа воздуха в топку в режиме ожидания. После отключения вентилятора срабатывает гравитационная заслонка, закрывающая воздуховод и таким способом не дающая тяге дымохода раздувать угли.

Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:

Инструменты и материалы для изготовления

На заготовки для сборки твердотопливного котла долгого горения обычно идет низкоуглеродистая сталь марок Ст 3, 10, 20. Лучший вариант – Ст 20, сделанные из нее теплогенераторы служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (Ст 35, 45) имеет свойство прикаливаться от высокой температуры, а потому для сварки теплогенератора непригодна.

Если у вас имеется достаточный опыт сварочных работ и возможность купить металл подороже, то камеру сгорания можно изготовить из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением, рассказано в этой статье.

Перечень заготовок, из которых вы станете собирать твердотопливный котел своими руками, приведен в виде таблицы:

Совет. Заготовки лучше всего рубить на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Так вы сэкономите массу времени на ручную резку и зачистку от заусенцев.

Дополнительно потребуются такие материалы:

• уголок равнополочный 50 х 4 мм для изготовления колосников;
• труба DN50 – на теплообменник и патрубки подключения системы отопления;
• труба DN150 – на дымоходный патрубок;
• труба профильная 60 х 40 мм для воздушного канала;
• полоса стальная 20 х 3 мм;
• базальтовый утеплитель плотностью 100 кг/м³ и толщиной 2 см;
• гладкий листовой металл 0.3—0.5 мм с полимерной окраской;
• готовые ручки на дверцы;
• шнур, картон асбестовый.

Из инструментов стоит отметить аппарат сварочный, болгарку и дрель, для сварки используются электроды АНО-21 либо МР-3С. Остальное — стандартный набор измерительных приспособлений и инструментов, имеющийся в каждом доме.

Вентилятор и блок управления польского производства подходит к любому самодельному ТТ-котлу

Применяемый в ТТ-котле комплект автоматики, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры – польского производства (не перепутайте с китайским, он выглядит так же). Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Сборка отопительного агрегата

Первый этап изготовления котла долгого горения заключается в сборке корпуса топливника из металла толщиной 4 мм сваркой на прихватках. Все начинается с днища агрегата, к которому прихватываются боковые стенки, крышка свода и проемы для дверок, как изображено на фото:

Лист днища выпускается в каждую сторону в соответствии с чертежом, в то же время он служит нижним обрамлением дверцы зольника. Внутри камеры на сварке закрепляются полочки из уголков, куда будет опираться колосниковая решетка. Собранный топливник тщательно проваривается по всем стыкам и проверяется на герметичность.

Второй этап – монтаж водяной рубашки из металла 3 мм. Ее толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топливника следует приварить отрезки стальной полосы, выпустив их на 20 мм. К ним прихватываются стальные листы обшивки.

Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне колосниковой решетки и не омывает зольную камеру.

Посередине в шахматном порядке ставятся так называемые клипсы. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке котлового бака и приваренный к топке встык. Второй конец клипсы обваривается вокруг отверстия, как показано на фото:

На фото справа видно, где находится низ водной рубашки, слева – котловой бак

Несколько слов о том, как сделать добавочные клипсы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенок на глубину 50—100 мм, а затем приварить с обеих сторон.

Третий этап – монтаж жаровых труб в верхнюю часть котлового бака. Для этого в задней и фронтальной стенке согласно чертежу прорезаются отверстия, куда вставляются трубы. Их торцы герметично провариваются, как и все стыки водяной рубашки.

Жаровые трубы теплообменника расходятся веером от дымоходного патрубка

Четвертый этап – изготовление дверец и колосниковой решетки. К дверкам изнутри приваривают полосу в 2 ряда, а между ними вкладывают асбестовый шнур, это будет уплотнение притвора. Колосники делают из уголков №5, приваренных наружным углом вниз. Так они служат рассеивателями воздуха, подающегося вентилятором в зольник.

На пятом этапе в стенки котлового бака врезаются штуцеры для присоединения подающего и обратного трубопровода, устанавливается патрубок дымохода и воздушный канал из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольную камеру на середине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.

Этап шестой – приварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной обшивки котла длительного горения.

Этап седьмой, последний. Котловой бак обкладывается с боковых сторон и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется с помощью шнура. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить дверцы.

Плотное базальтовое волокно хорошо утепляет корпус и спокойно выдерживает высокую температуру. Стекловату применять не стоит

В конце к ответному фланцу воздуховода крепится вентилятор, а блок управления устанавливается на котле сверху. Датчик температуры необходимо вложить под базальтовый утеплитель со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений, по вашему желанию:

• встроить в котловой бак водяной контур подогрева воды на ГВС;
• предусмотреть погружную гильзу для установки термометра – на случай отключения электричества, когда дисплей контроллера погаснет;
• то же – для монтажа группы безопасности;
• установить электрический ТЭН, подогревающий теплоноситель после прогорания дров.

Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле с целью ее нагрева на хозяйственные нужды. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8—12 мм и выгнуть из нее змеевик в виде спирали. Последняя наматывается внутри котлового бака вокруг жаровых труб, а концы выводятся наружу с задней стороны агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.

Примечание. Практика эксплуатации данных теплогенераторов показала, что монтаж электрического нагревателя необходим тем домовладельцам, кто желает отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях длительности горения хватает, чтобы не бегать в котельную среди ночи с целью подбросить дровишек.

Пленку с крашеного металла лучше снять сразу, а дверки покрыть термостойкой эмалью

Ножки агрегату можно приделать на любом этапе, выбрав подходящие отрезки металлопроката. Подробности и секреты сборки ТТ-котла смотрите в авторском видео мастера — создателя отопительного агрегата:

Котел с верхним горением топлива

На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:

1. Прибалтийские агрегаты фирмы «Стропува» (Stropuva) и их производные от других изготовителей.
2. Дровяные печи типа «Бубафоня».

Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.

Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:

Оригинальная схема котла, взятая с сайта stropuva.ru

В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:

1. Нельзя подкинуть в топку поленьев, пока не сгорит предыдущая закладка. Физически это возможно, но тогда принцип верхнего сжигания нарушится, пламя охватит все слои топлива.
2. При работе на свежих опилках и другом мелком мусоре остатки топлива «зависают» на стенках.
3. Эффективность ТТ-котла не слишком высока, поскольку в нем отсутствует теплообменник. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливника для теплообменника не осталось места.

Больше критических недостатков у теплогенератора нет, а кое-что в самодельной версии можно исправить по своему разумению. Например, поставить днище и колосники, организовав зольную камеру. Избавиться от недостатка с догрузкой тоже можно, если поставить между загрузочным и зольным проемом дополнительную дверцу. Данная идея модернизации котла верхнего сжигания принадлежит другому нашему эксперту – Владимиру Сухорукову, о чем он рассказывает в своем видео:

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, — топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:

Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:

• труба DN 400 со стенкой 5 мм – на топливник;
• то же, DN 50 – на подачу воздуха и водяные патрубки;
• то же, DN 100 – для дымохода;
• заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы с диаметром 38 см;
• полоса 40 х 4 мм – для распределителей воздуха;
• арматура диаметром 16—20 мм периодического профиля – на колосники;
• базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг/м³;
• тонколистовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):

1. Схема №1. Взять тонкостенную трубу большего диаметра, хотя найти таковую непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
2. Схема №2. Два листа металла согнуть в 2 местах под углом 60°, а потом сварить две половинки вместе. Понадобится пресс – листогиб.
3. Схема №2 в другом исполнении. Варить рубашку из 6 листов – сегментов на клипсах.
4. Схема №3. Сварить прямоугольный короб, отчего увеличится объем котлового бака.

Схему №2 можно реализовать двумя способами – сварить из 2 согнутых половинок или 6 плоских листов

Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.

Изготовление теплогенератора

Производство работ начинается с вырезания заготовок и проемов в стенке трубы по размерам на чертеже. Из вырезанных частей делаются дверцы, к ним прилаживаются навесы и покупные ручки. Из арматуры варится колосниковая решетка, показанная на фото:

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

1. В круглой заготовке для груза прорезать отверстие, вставить в него трубу и обварить.
2. К нижней части груза приварить 6 изогнутых полос, что послужат распределителями воздуха.
3. Прикрепить к топке днище, установить внутрь колосники.
4. Вырезав отверстие по центру крышки для воздушной трубы, приладить ее к топливнику. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
5. Приварить патрубок дымохода.
6. Смонтировать водяную рубашку по выбранной схеме, герметично обварить все стыки.
7. Произвести врезки патрубков для теплоносителя.
8. Выполнить утепление и обшивку котла, установить дверцы.
9. Поставить на верх воздушной трубы заслонку.

Для распределения воздуха достаточно шести полос-распределителей

Установить автоматику и наддув на котел длительного верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается вниз.

Проводить испытания котла лучше, конечно, на улице

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь. Но изготовить надежный отопительный агрегат непросто – стыки металла нужно проваривать качественно и герметично.  Без опыта и квалификации сварщика не обойтись. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.

Как правильно и эффективно топить котел на дровах?

Для топки твердотопливного котла применяются дрова, уголь, брикеты или пеллеты. В зависимости от конкретной модели агрегата, наиболее высокого КПД отопительной системы можно достичь применением определённого вида топлива. Также на эффективность работы котла непосредственно влияет качество горючего материала и способ его закладки. Грамотный ответ на вопрос «Как правильно топить твердотопливный котел?» позволит сэкономить значительное количество средств на покупке топлива, и в то же время положительно скажется на удобстве эксплуатации отопительного агрегата.

Чем лучше топить котёл?

Оптимальным топливом для котла является тот вид, на который он изначально рассчитан исходя из своей конструкции. Так, твердотопливные (ТТ) агрегаты длительного горения ориентированы на применение угля в качестве основного горючего. Обычные чугунные котлы типа Buderus, КЧМ-5, Viadrus или Прометей могут с одинаковым успехом перерабатывать как брикеты, пеллеты или дрова, так и уголь.

Множество нюансов возникает в процессе рассмотрения удобства самого топочного процесса. Самый важный вопрос в этом деле — как часто нужно закладывать топливо в котёл? И здесь, кроме ограничений объёмов топки той или иной модели, следует ориентироваться на скорость сгорания определённого горючего материала. Рассмотрим с этой точки зрения четыре наиболее распространённых вида топлива.

1. Быстрее всего прогорают сухие дрова. Для них даже существует ряд техник, позволяющих продлить процесс горения данного материала в топке. Подробнее об этих приёмах будет сказано далее, но они дают возможность увеличить промежутки между подходами к котлу только на несколько десятков процентов. Гораздо более заметное повышение продолжительности сгорания топлива обеспечивает применение опилочных брикетов или «евродров».
2. Евродрова — это спрессованные в небольшие брикеты высушенные древесные опилки. Горят в 1,5-2 раза дольше, чем сухое дерево. Аналогичным способом изготавливают также торфяные брикеты, которые показывают более высокую теплоотдачу. Но здесь важно учитывать, что топливо на основе торфа содержит значительное количество золы, сравнимое с углём. Поэтому применение торфяных брикетов уместно только для водонагревательных котлов с колосниками.
3. Дольше других горючих материалов прогорает уголь. Некоторые автоматические угольные котлы, так называемые «угольные автоматы», позволяют поддерживать стабильную температуру в доме даже при сильных морозах на протяжении до двух суток. Достичь такого эффекта возможно только с использованием качественного угля — антрацита, а также установкой дополнительного теплового аккумулятора.
4. Что касается пеллет, то их сжиганием можно добиться наиболее высокого КПД работы отопительной системы. Однако, данный вид топлива одновременно является и самым дорогим горючим материалом. Даже самый качественный уголь антрацит обойдется в итоге на 10-15% дешевле, чем отопление хорошими пеллетами. Хорошие пеллеты горят гораздо дольше опилочных брикетов и лишь незначительно уступают углю.

Технология топки дровами

Для начала следует растопить котёл. Чтобы в топке запустился процесс активного сгорания дров, нужно в самый низ положить небольшое количество щепок толщиной около 5 см. На них раскладываются более толстые дрова — до 15 см диаметром в количестве 3-4 штуки. Пространство между щепой можно заполнить бумагой, если в наличии нет длинных спичек и древесина не загорается сразу.

Когда подготовительная закладка разгорится, можно приступать к наполнению топки большими поленьями. Если есть необходимость в экономии дров и нужно получить максимальное количество тепла от каждого полена, то подкидывать их следует через каждые 30-40 минут. В топку забрасывается 1-2 крупных полена, что приводит к наиболее эффективному сгоранию древесины.

Обычный бытовой ТТ котёл способен на протяжении 3-4 часов поддерживать активное горение дров. Это достигается при полном заполнении топки крупными поленьями поверх горящей щепы, разложенной описанным выше способом.

Если речь идёт о котлах длительного горения, типа Стропува (Stropuva) или Бубафоня, то для них мелкие дрова не подходят. Применение поленьев небольшого диаметра становится причиной снижения КПД у подобных конструкций. Мелкие дрова в процессе горения в таких агрегатах образовывают большое количество газов, а сгорание древесины происходит не полностью.

Розжиг котлов типа Стропува осуществляется с помощью мелкой стружки. А закладка топки требует использования поленьев с диаметром в пределах от 15 до 30 см. Более крупные дрова закладывать не рекомендуется, так как работа котла при небольшой мощности приведёт к снижению эффективности агрегата. Температуры в топке будет недостаточно для сгорания пирогазов, что может стать причиной полного затухания пламени.

Что касается выбора дров, то твердотопливные котлы очень чувствительны к степени влажности древесины. Этот показатель не должен превышать 20%. В случае использования более влажного топлива, эффективность работы котла снижается. Существует способ продления времени горения котла за счёт закладки сырых дров, но применение данного метода становится причиной активного образования дёгтя внутри котла и дымохода. Чистка отопительного агрегата после таких экспериментов потребует много времени и сил.

Оптимальная влажность дров достигается в результате сушки свежих поленьев под навесом в течение 1,5-2 лет. Более влажные дрова не горят дольше, просто они дольше разгораются и в процессе горения выделяют большое количество дыма, сажи и дёгтя. Увеличить продолжительность сгорания топлива можно с помощью выбора оптимального положения терморегулятора и шиберной задвижки. Для различных моделей котлов эти положения будут своими и определяются исключительно экспериментально.

Инструкция по закладке угля в котёл

Первичная растопка осуществляется за счёт розжига небольшого количества древесной щепы. Для этого мелкие щепки, толщиной около 5 см, раскладываются на бумагу, а поверх них кладётся 3-4 небольших полена диаметром 10-15 см. Бумага поджигается, и топочная дверца закрывается. Поддувало нужно открыть настолько, чтобы тяги хватало для разгорания. Если есть шиберная задвижка, её на время растопки её надо только немного приоткрыть. При наличии регулятора подачи воздуха, он устанавливается на 70-80 °С.

После 15-20 минут активного горения дров в топке, котёл и дымоход прогреваются в достаточно степени, чтобы можно было забрасывать уголь. В этот момент шиберную задвижку можно полностью открывать, а терморегулятор выставлять на более низкую температуру. Процесс подкладки угля начинается с закрытия поддувала. Только после этого можно открывать дверцу топки и закладывать сначала небольшую порцию угля слоем 5-6 см. Когда первая партия прогорит, можно добавлять следующую порцию, засыпая уже до 15-20 см топлива.

Каждое последующее добавление угля выполняются по той же схеме, что и последняя закладка. Поддувало закрывается, после чего можно открывать топочную дверцу и засыпать необходимый объём топлива.

Если уголь содержит определённое количество пыли и мелкой фракции до 5 см, то его нужно смачивать. Добавление воды в топливо происходит из расчёта 1 литр на ведро угля. Этот приём позволяет избежать просыпания мелких частиц в зольник и засорения колосников. Единственный вид угля, не требующий смачивания — это антрацит крупной фракции от 60 мм и более. Его увлажнение просто бесполезно, так как по эффективности примерно соответствует использованию мокрых дров. Единственное исключение — необходимость защиты котла от перегрева.

Как топить брикетами?

Брикеты или «евродрова» производят из высушенных древесных опилок, шелухи семян и злаковых культур, а также на основе торфа. Технология протопки котла данным материалом схожа с техникой топки углём. Для начала нужно прогреть топку небольшим количеством брикетов или древесной щепы. Большие брикеты при растопке не используются. Берутся либо специальные маленькие брикеты для розжига, либо выполняется измельчение стандартных брикетов.

Смешанные с бумагой брикеты или щепки кладутся на дно топки и поджигаются. После образования стабильного пламени, поверх растопочного слоя раскладывается первая партия брикетов слоем 10-15 см. Затем, когда эта порция разгорится, можно добавлять следующую высотой уже 15-20 см. Каждый новый заброс сопровождается предварительным запиранием поддувала. После добавления нужного количества брикетов дверца топки закрывается, а поддувало открывается и устанавливается в нужное положение.

Перемешивать брикеты в топке желательно не очень часто, чтобы предотвратить охлаждение топки. В процессе шурования брикетная пыль будет стремиться подняться в воздух и может попасть в помещение. Этого допускать не следует, потому процесс перемешивания топлива выполняется предельно осторожно и без резких движений.

Топка торфяными брикетами

Брикеты из торфа не рекомендованы для использования в частных домах, банях или других жилых помещениях. Дело в том, что данный материал при сгорании образует большое количество золы, что становится причиной быстрого засорения зольника и колосников. Кроме того, данная особенность делает торфяные брикеты примерно сопоставимыми с углём по количеству грязи и пыли, которая образуется в котельной.

Однако, у торфа есть и свои преимущества — эти брикеты горят дольше древесных, а стоимость их заметно ниже. Процесс топки котла будет аналогичен технологии с использованием угля. Прежде чем забрасывать брикеты, топка и дымоход прогреваются небольшим количеством мелких дров. После чего в топочное отделение закладывается первая партия слоем 5-6 см. Когда топливо разгорится, докладывается вторая порция — 15-20 см.

Как продлить работу котла от одной загрузки?

КПД котла зависит не только от качества дров и правильного использования котла. Большое значение имеет также чистота отопительного агрегата. Его конструкция спроектирована таким образом, чтобы обеспечивать наибольшую эффективность сгорания топлива. Если внутри каких-то каналов или других конструктивных элементов котла скапливается сажа или копоть, его КПД начинает заметно снижаться.

Кроме чистоты самого котла, эффективность его работы зависит от режима эксплуатации. Речь идёт о том уровне нагрузки, на котором работает агрегат. Дело в том, что максимальная производительность возможна только при работе котла на полную мощность. Но это также приводит и к быстрому сгоранию топлива, что требует постоянного его подброса.

Чтобы избежать необходимости слишком часто посещать котельную, в отопительной системе следует установить теплоаккумулятор (ТА). Этот аппарат позволяет накапливать тепло, произведённое котлом. В результате, за небольшой промежуток времени котёл нагревает не только радиаторы внутри системы отопления, но и запас воды теплового аккумулятора. От него и будет происходить нагрев воды в системе в течение нескольких часов после того, как топливо в котле полностью прогорит.

Правильная топка ТТ котла всегда требует работы агрегата на полной мощности. Независимо от используемого типа топлива, его эффективное сгорание возможно только при условии грамотной эксплуатации котла. Применение описанных выше техник работы с углём, дровами и брикетами позволит обеспечить качественный постепенный прогрев камеры сжигания и дымохода. А хорошо прогретый котёл, работающий на пике мощности в связке с теплоаккумулятором покажет наиболее высокий КПД и заметно снизит расходы топлива в отопительный сезон.

Установка пеллетной горелки Общемаш ВС 4/35 в твердотопливный котел

Рано или поздно, любой владелец котла на твердом топливе (угле, дровах или брикетах) сталкивается с одной проблемой. Он просто устает топить этот прожорливый агрегат. Причем, если в межсезонье достаточно сделать это один раз в сутки, то в морозы добавлять топливо надо два, три, а то и четыре раза в день! А если потребуется уехать на несколько дней?!

Но есть простой и красивый выход! Практически в каждый твердотопливный котел можно без глобальных переделок установить пеллетную горелку и наслаждаться всеми преимуществами автоматического отопления. Да, именно автоматического! Котел сам будет разжигаться и гаснуть по необходимости, самостоятельно добавлять топливо и следить за своей температурой.

В качестве примера можно привести небольшой автосервис в Карелии, где исторически стоял твердотопливный котел Виадрус на 50кВт с теплоаккумулятором.

 

 

Массивный чугунный Виадрус активно эксплуатировался и вполне справлялся с отоплением комплекса. Наличие теплоаккумулятора позволяло сглаживать его избыточную для этой площади мощность. Единственный нюанс доставлял неудобство владельцам и посетителям — работники автосервиса регулярно забывали подкинуть дровишек, пока не становилось слишком холодно.

 

 

Поэтому было принято решение установить в существующий котел пеллетную горелку ВС 4/35 производства Общемаш. Горелка имеет механическую самоочистку колосниковой решетки, что позволяет использовать топливные пеллеты низкого качества. В качестве приятного бонуса в горелку встроены GSM-модуль, с которым можно управлять котлом по СМС, и Wi-Fi-модуль — следить с компьютера или планшета. В комплекте с горелкой идет бункер и шнек подачи топлива.

 

 

Основной трудностью при монтаже стало несоответствие размеров сопла горелки и топки котла. Отпилить, подточить «лишнее» в котле нельзя, так как у Виадруса это самое «лишнее» наполнено водой. Поэтому решили вынести горелку наружу на 5 см на простейшей сварной конструкции из уголков.

 

 

Основной переделке подверглась передняя дверца котла, в которой болгаркой было вырезано отверстие под крепежный фланец, идущий в комплекте с горелкой, высверлены отверстия для крепежных болтов и наварена конструкция из металлических уголков.

 

 

После установки горелки дверца свободно открывается, ничего не мешает и не задевает. Кстати, чтобы превратить котел из пеллетного обратно в твердотопливный, надо отвернуть два барашка и поставить идущую в комплекте крышку. Всё.

 

 

Осталось только засыпать в бункер пеллет и нажать «Пуск».

Частичная замена дизельного топлива в водогрейном котле синтез-газом, полученным путем термической конверсии древесных отходов

Разработка технологий, позволяющих эффективно использовать древесные отходы в энергетических целях, является важной задачей с точки зрения рационального использования природных ресурсов. При обработке древесины только 28% от первоначального веса древесины превращается в пиломатериалы, остальное — в отходы. Альтернативой прямому сжиганию древесных отходов является переработка в газ, пригодный для использования в качестве топлива для котлов существующих систем отопления.Способы термического преобразования древесной биомассы в газ можно разделить на два основных типа: газификация и пиролиз.

Газификация — это процесс частичного окисления для получения синтез-газа, основными горючими компонентами которого являются окись углерода, водород и метан. Также он содержит большое количество балластных газов: азот (газификация воздуха), углекислый газ и водяной пар. Кроме того, синтез-газ содержит различные примеси, такие как смолы, частицы золы и углеродистого вещества [3]. Воздух, кислород, пар или их смеси могут использоваться в качестве окислителя в процессе газификации.Синтез-газ, полученный воздушной газификацией, имеет низшую теплотворную способность не более 6 МДж / м ³ [7]. Этот газ можно сжигать в котлах.

Пиролиз — это термическое разложение сырья без доступа окислителя. Продуктами пиролиза являются газовая смесь (состоящая в основном из H ₂ , CO, CO ₂ , CH ₄ , C _n H _m и N ₂ ), жидкая фракция (смесь воды и пиролизного щелока) и твердый углеродный остаток.Газовые смеси, полученные из биомассы, имеют более низкую теплотворную способность 20 МДж / м ³ [4]. Соотношение масс жидких и газообразных продуктов составляет около 1,5 и наиболее существенно зависит от скорости нагрева [5]. Основными недостатками пиролиза с точки зрения получения газовых смесей являются относительно низкий удельный выход газа, не превышающий 0,3–0,4 м ³ на 1 кг сырья, и высокое содержание диоксида углерода (до 30 об.%). Это обуславливает низкую эффективность преобразования энергии сырья в газообразные продукты: отношение энергоемкости пиролизного газа к теплотворной способности сырья не превышает 0.3.

Повышение степени конверсии сырья может быть достигнуто за счет переработки жидкой фракции в газ. Различают каталитические [6] и некаталитические методы [5]. В данной работе для получения газа из древесных отходов использован метод, аналогичный тому, который предложен для переработки древесной щепы в [8] и затем подробно изучен в [1, 2]. Он основан на крекинге продуктов пиролиза, образующихся при нагревании сырья, в слое пористого углеродного остатка, поддерживаемого при фиксированной температуре около 1000 ° C.Данная схема принята за основу для создания опытной установки, позволяющей получать синтез-газ с улучшенными характеристиками (более 90% об. H ₂ и CO, низшая теплотворная способность около 11 МДж / м ³ , практически полное отсутствие смол в газе). Полученный синтез-газ можно эффективно использовать как замену дизельному топливу в существующих котлах.

Выбор пиролизного котла — проанализируем достоинства и недостатки

Поделиться в соц. Сетях: Поделиться на другой:

Купить пиролизные котлы для крупной (суточной) закладки дров? — или пусть и дальше радуют своим появлением продавца на полке своего магазина? Устройство явно неоднозначное, и в первую очередь нас, пользователей отопительного оборудования, поражает цена — в 2–3 раза больше, чем у обычного твердотопливного котла.Какие деньги?

Производитель и продавец охотно объясняют:

• Повышенный КПД за счет особого горения и теплопередачи до 95%, почти как у газа.
• Топливо можно закладывать один раз на сутки, хоть на сутки, и уже не влезает — дрова медленно тлеют … Это удобно, меняет образ жизни возле котла, а мы за это платим ..

Неужели все так просто и хорошо или что-то обратно?

Котлы пиролизные разные

Эффект пиролиза в разной степени проявляется в любом котле.При недостатке кислорода образуется окись углерода СО, которая затем выгорает, как только обнаруживается кислород, и СО2 превращается в двуокись углерода.

Идея пиролизного теплогенератора заключается в следующем. Большая куча дров просто тлеет из-за недостатка кислорода. Выброшенный окись углерода впрыскивается через сопло во вторичную камеру, где он фактически горит, как обычный газ. Отсюда и специальный теплообменник (газовый), способный дать большой КПД.

В котлах без форсунки и без большой укладки дров возможно тление при закрытой нижней заслонке, а затем дожигание всего несгоревшего при подаче вторичного воздуха (верхняя заслонка).То же самое может происходить под управлением вентилятора, а не только естественной тяги.

Поэтому пиролизный продавец может назвать практически любой котел. Продолжаем рассматривать исключительно котлы на большую закладку дров, которые нормально могут работать только в режиме пиролиза с тухлостью дров — бочкообразные для большого объема одновременно воспламеняемого топлива. Все ли с ними так уверены?

Сейчас есть разные конструкции, в том числе те, у которых сопло не снизу, а сбоку… Но в принципе это ничего не меняет, везде недоработки …

Только отборная древесина для обогрева

Выбор дров для котла — огромное неудобство. Дело в том, что установка пиролиза бочкообразная, не принимает добрую половину дров, которые обычно сжигают для обогрева частных домов.

Не подходит:

• ель, сосна и береза ​​смолистые, из-за больших отложений смолы на стволе и на сопле очистка очень сложная.
• дрова мокрые. Сырые дрова имеют низкую теплотворную способность, поскольку энергия используется для преобразования воды в пар. Они не хотят гноиться. Образуется много смолы, котел либо не работает, либо плохо работает.

Таким образом, не все будут в восторге от таких ограничений. Чаще всего сосна, да еще необработанная, и отходы от нее являются основным видом топлива …

Отличная цена и без окупаемости

Вам необходимо обратиться к прайс-листам известных компаний и оттуда узнать следующее.

• Пиролизные котлы на большой закладке — редкость, только для восточного рынка, при этом они в 3 раза дороже обычных.
• КПД — 85 — 87%, и вообще не афишируется неизвестными компаниями 93%.

Если посмотреть рекламу малоизвестных местных производителей, то цена котлов сопоставимой мощности выше в 2 раза.

Не стоит надеяться, что эффективность будет дороже. Повышенный на 10% КПД с учетом стоимости дров даст небольшую экономию за сезон на этой мощности.Но вентилятор инжектора 80W их «съест» практически полностью. Даже если есть «хвостик экономии», то 30–100 лет окупаемости переплаты выглядят издевательски, котел так не работает.

Почему тонуть неудобно и невыгодно

Чаще всего котлы еще работают в межсезонье, когда максимум энергии от них не требуется, а надо топить «немного» или «посредственно». С обычным котлом, если он прохладный, подбросьте еще дров. Но при большой закладке, на которой все тлеет, нужно сразу угадать нужную сумму.Ведь горение большой кучи дров при этом не прекращается, кроме как наполнить ведро водой …. На практике это приводит к перегреву, получению лишней энергии, приходится открывать форточки .. Чрезмерный КПД летит в трубу, вообще не принося никакой прибыли.

Энергетическая мощность котла (большая закладка) не соответствует реальной потребности жилого дома. В результате котел получается неудобным, непрактичным, дорогим и ненадежным. Естественно, что за эти деньги есть и другие способы повысить комфортность отопления.

• Оборудован буферной емкостью с обычным котлом большой мощности.
• Использовать автоматизированный твердотопливный котел с дозированной подачей топлива определенного объема …

Поделиться в соц. Сетях: Поделиться на другой:

(PDF) Реконструкция котельной системы

используется для сжигания различных видов топлива в период неурожая.

Случай современного завода не требует пояснений и рассматривается как

вместе со всем энергетическим островом: котел является только одним

из соображений.Для новых установок наблюдается тенденция к увеличению давления в котле

и температуры пара при одновременном снижении выбросов

, которые влияют на местную или глобальную окружающую среду. Это было значительно упрощено в большей части Европы благодаря наличию недорогого природного

уральского газа, который является почти идеальным топливом с точки зрения конструкции электростанции

и выбросов в окружающую среду; помимо глобального потепления

эффекты выбросов метана при транспортировке и углекислого газа

из дымовых труб котлов.Отрасль тростникового сахара имеет преимущество перед

в большинстве других отраслей в том, что у нее есть доступное топливо, которое можно полностью возобновить —

, ее проблема — удаленность и традиционное обращение с жомом

как бесплатное топливо или даже неудобство.

Варианты выработки энергии

Совместное производство энергии и тепла является термодинамически идеальным, поскольку энергия

gy всегда стоит больше, чем тепло, загадка заключается в том, насколько на

больше. В некоторых странах оценка мощности делает когенерацию

непривлекательной: Великобритания страдала от этого в течение многих лет, когда доступность не

была несправедливо наказана.В других странах цена на электроэнергию

может быть слишком низкой из-за того, что традиционные источники, такие как гидроэлектроэнергия

, дешевая, что тепловая генерация неэкономична, хотя энергия

крайне необходима, но не может быть произведена по политическим меркам

. Цены.

Когенерация обычно желательна по следующим причинам:

1. Высокая стоимость электроэнергии,

2. Проблемы надежности источников питания;

3. Ограничения местной электросети;

4.Увеличение использования электрического оборудования в производственных процессах; и,

5. Финансовые выгоды от снижения уровня выбросов в окружающую среду.

Обычно электростанцию ​​рассматривают как часть заводского энергобаланса

гай, в то время как ее можно в равной степени рассматривать как основной продукт. Мощность

, доступная от паровых турбин с противодавлением, может быть увеличена до

за счет минимизации противодавления, и она часто устанавливается выше, чем требуется

, когда пар используется для теплообменников, для которых не требуется высокое давление

.

9. Выработка вне урожая

Растет потребность в конденсационных турбинах, поскольку заводы вырабатывают электроэнергию в период отсутствия урожая. Наличие излишка

жома

или альтернативных видов топлива и мощности котлов, а также наличие

становятся основными соображениями, когда это рассматривается. В этом случае хранение топлива

может стать серьезной проблемой.

10. Сокращение выбросов

Сахарная промышленность имеет потенциал для сокращения глобальных выбросов на

с использованием возобновляемых источников энергии в больших масштабах, но в то же время

заводов работают с низкой эффективностью во многих случаях из-за отсутствия

инвестиций и традиций, которые, к сожалению, делают его источником загрязнения.

На рис. 1 показана типичная проблема заводов по производству тростникового сахара, где котлы

спроектированы как мусоросжигательные, а не энергоэффективные

, а излишки жома сбрасываются в горы. На этом участке имеется

избыточного жома за период сбора урожая, но он не генерируется за период урожая

. Местная энергетическая система и местная экономика предписывают

, что нет никаких оснований для работы в период неурожая

od или продажи избыточной энергии.Есть места, где эта философия

изменилась, но жом по-прежнему рассматривается как бесплатное топливо

или отходы только для местного использования.

Технология очистки дымовых газов котлов отработана; и

скрубберов, рукавных фильтров и электрофильтров —

в состоянии удовлетворить любые требования; К сожалению, это требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат

. Правила для нового завода, как правило, на

более строгие, чем для старого завода, но постепенно требования

применяются и к более старым заводам.

Технологии модернизации котельной

Всегда можно выделить ряд вариантов радикального улучшения

выработки пара или энергии из биомассы, например:

1. Преобразование для улучшения сгорания

2. Сушка влажного материала.

3. Улучшение контроля и сбора данных.

4. Паровые аккумуляторы

5. Спирт из потоков отходов

6. Газификация / пиролиз,

Кроме того, увеличение количества волокна может увеличить долю топлива.

Переоборудование на подвесное зажигание.

Это, вероятно, наиболее распространенная модернизация для традиционной старой установки

. Самый ранний метод сжигания жома заключался в том, чтобы сложить его в очаг

, поджечь, подождать, пока он сгорит, очистить кучу остатков

и начать все сначала. Существовали варианты ячеек с подом

типа

, в основном разработанные для обеспечения наилучшего горения сваи, но

также для облегчения рутинной работы по удалению золы.В эксплуатации еще много подовых агрегатов

.

Приведенное ниже сравнение применимо в большей или меньшей степени ко всем методам сжигания свай

.

Преимущества

• Кормушки обычно не используются, обычно используется ручная подача.

Обычно используется.

• Производит низкие количества летучей золы, тем самым уменьшая выбросы дымовых газов

• очагов, строятся из больших количеств огнеупорного

материала, способны удерживать высокое остаточное тепло, так что может справиться с

случайным введением влажнее нормальный жом.

Недостатки

• Высокие несгоревшие потери из-за высокого содержания углерода в золе, а

требует большого количества избыточного воздуха для горения.

• Не сжигает мелкий жмых, произведенный современной обработкой тростника.

ция.

• Высокая теплоотдача огнеупора означает, что котел

продолжает вырабатывать пар в течение некоторого времени после быстрого снижения нагрузки

, что приводит к потере пара или повреждению труб котла в случае потери питательной воды

.

• Выход пара снижается или полностью теряется во время удаления золы.

Прямое сжигание — обзор

4 Пиролиз

Пиролиз — это процесс, который происходит почти во время каждого типа термической обработки отходов / биомассы. Он работает как важный механизм прямого сжижения, газификации и сжигания. Для сжигания и газификации это обычно обозначается как «удаление летучих». Следующая реакция является наиболее упрощенным представлением сложной и изменчивой совокупности реакций:

(4.10) Отходы или биомасса → chars + volatilesg + waterg

При температуре выше 320 ° C углерод-углеродные связи или связи между углеродом и кислородом, азотом или серой в основной цепи органических соединений разрываются [66]. В начале реакции образуются нестабильные молекулярные фрагменты, которые в дальнейшем пиролизуются или вступают в реакцию с образованием стабильных соединений. Компоненты в смеси гемицеллюлозы, целлюлозы, лигнина, белка, липидов, углеводов, золы нуклеиновых кислот и небольшого количества других органических веществ пиролизуются или разлагаются с разной скоростью и по разным механизмам и путям [67,68].Во всех случаях пиролиз приводит к смеси паров смолы, газов и высокореакционных углеродсодержащих углей различной пропорции. Было проведено несколько исследований по многомасштабному моделированию этого процесса [69–72]. Несмотря на то, что они содержат различное количество летучих веществ, угля и золы, как правило, более 70% сухих кормов (для лесной биомассы) превращается в летучие вещества во время пиролиза. Здесь следует отметить, что, в отличие от HTL, пиролиз может более эффективно обрабатывать пластмассовые отходы [73]. Пиролизный газ в основном содержит водород, окись углерода, двуокись углерода, метан и углеводороды.Газ можно использовать для выработки электроэнергии. Жидкий продукт содержит кислородсодержащие органические вещества, полиароматические углеводороды, фенол, воду и т. Д. Твердый полукокс можно использовать для связывания углерода и кондиционирования почвы, обеспечивая необходимые питательные вещества (неорганические соединения и азот, фосфор и т. Д.) В качестве удобрения. Также этот полукокс можно сжигать или газифицировать для получения химикатов.

С точки зрения биопереработки полезными продуктами являются жидкость и уголь. Факторы, влияющие на эти пропорции, — это температура, давление, газовая среда, время пребывания, скорость нагрева, тип реактора и время реакции и т. Д.При более высокой скорости нагрева можно заморозить все вторичные реакции, чтобы получить более высокий выход первичных продуктов, в то время как более низкая скорость нагрева способствует реакциям обугливания, что дает более высокий выход полукокса из-за вторичной полимеризации смолы / жидкости. Как упоминалось ранее, этот процесс можно остановить, обеспечив производство и удаление горячего пара (конденсируемой жидкости) из сырья с большей скоростью за счет увеличения скорости нагрева. Также этот процесс чувствителен к температуре.При более высокой температуре жидкость / смола проходит вторичный крекинг в газ, а также реполимеризацию с образованием тяжелой смолы / сажи [74,75]. Чтобы избежать этого, температуру необходимо поддерживать на оптимальном уровне (около 500 ° C), достигаемом при высокой скорости нагрева с временем пребывания пара 2 с [76]. Эта жидкость, полученная в результате этого процесса «быстрого пиролиза», хорошо известна как «пиролизное масло» или «бионефть».

Быстрый пиролиз более универсален для разработки продукта, поскольку обеспечивает гибкость для изменения выхода и состава жидкой фракции.Однако сохраняется интерес к получению максимального количества жидкой фракции. Пиролизное масло обеспечивает гибкость хранения и транспортировки топлива на большие расстояния. Кроме того, для упрощения работы котлов его можно подавать так же легко, как топочный мазут на ископаемом топливе [77]. Из-за высокого содержания кислорода (~ 35% –40%) в пиролизном масле его нельзя напрямую очищать на нефтеперерабатывающем заводе. Чтобы получить значительную долю дизельной фракции, необходимо ее улучшить гидроочисткой с последующей переработкой. Для типичного бионефти с 25 мас.% Воды (38 мас.% O)

(4.11) Ch2.3O0.5 + 0.85h3 → Ch3 + 0.5h3O

Бриджуотер [76] суммировал ряд катализаторов, испытанных для этого процесса, включая Co, Mo, Ni, цеолит, Pd, Ru и другие драгоценные металлы. . Это определенно снижает общую эффективность процесса, поскольку для этого процесса необходимо сгенерировать и поставить H ₂ . Кроме того, дезактивация катализатора коксованием и требование высокого давления (200 бар) для процессов делают их экономически непривлекательными [78]. Прямой крекинг пиролизного масла цеолитом в отсутствие H ₂ также испытан, но он страдает техническими проблемами наряду с дезактивацией катализатора [79].Помимо этих методов, существует несколько других методов повышения качества пиролизного масла, включая этерификацию и газификацию (обсуждаемые в разделе 5).

На качество конечного биомасла в значительной степени влияют неорганические вещества, присутствующие в сырье. Если каталитический эффект реализуется только за счет присущих исходному сырью неорганических веществ, его можно обозначить как процесс «некаталитического быстрого пиролиза». Этот процесс был протестирован на нескольких типах реакторов для получения биомасла оптимального качества.Среди них реакторы с псевдоожиженным слоем, циркулирующий псевдоожиженный слой / транспортный реактор, циклонный / вращающийся конус и реакторы шнекового типа имеют прочную технологическую базу [80] и продемонстрировали свои возможности в небольших промышленных масштабах [76,77]. Чтобы избежать какого-либо воздействия неорганических веществ, присутствующих в сырье, некоторые исследователи предложили использовать методы предварительной обработки (например, выщелачивание неорганических веществ и паровой взрыв), чтобы лучше контролировать процесс [81]. Путем предварительной обработки биомассы слабой кислотой (или путем выщелачивания золы) можно получить ценные продукты (такие как левоглюкозан) в виде отдельных чистых компонентов.Это открывает возможности полигенерации из быстрого пиролиза на установке биопереработки.

Другой вариант — улучшить пиролизное масло в одну стадию с использованием катализатора. На основе этого принципа были разработаны два известных процесса, известных как термокаталитический риформинг (TCR) Fraunhofer UMSICHT, Германия [82], и интегрированный гидропиролиз и гидроконверсия (IH ² ) Институтом газовой технологии, США, в сотрудничестве с CRI Catalyst (компания Shell) [83].Однако разница между процессами сохраняется во введении H ₂ на стадии пиролиза (гидроочистка на месте) для процесса IH ² . Кажется, что углеводород, произведенный IH ² , имеет гораздо более низкое содержание воды и кислорода, чем TCR. В таблице 4.2 приведены характеристики масел (углеводородов), полученных с помощью различных процессов пиролиза, включая HTL. Существуют пилотные установки как для процессов TCR, так и для процессов IH ² , которые могут продемонстрировать производство соответствующих продуктов из различных типов сырья, таких как лигноцеллюлозные и твердые бытовые отходы.

Таблица 4.2. Типичные свойства масел, полученных в результате различных термохимических процессов в процессе производства

	Биокруд (HTL) [84]	Биомасло [76]	TCR 750 ° C [82]	IH 2 [83 ]
C (мас.%)	72,6	56,0	76,6	89,2
H (мас.%)	8,00	6,00	7703 (мас.%)	—	& lt; 0.10	2,20	& lt; 0,1
S (мас.%)	—	—	0,60	& lt; 0,1
O (мас.%)	16,3	38,0	11,2	& lt; 0,4
HHV (МДж / кг)	35,7	17	33,9	—
Плотность (кг / м 3 )	1150	1200	1200
Содержание воды (мас.%)	5.00	25	1,7	& lt; 0,05
TAN	—	~ 100 [77]	—	& lt; 0,05
Вязкость (40 ° C, мм 2 / с)	—	40–100	40	—

Котлы: экономическое изменение от угля к гранулированию

Торрефикация а газификация может предложить жизнеспособные и экономичные средства для перевода котлов, работающих на угле или мазуте, на биомассу.

Очевидно, что существуют серьезные экономические, экологические и политические причины для перехода с ископаемого топлива на возобновляемую биомассу. До сих пор перевод котлов, работающих на угле или мазуте, на биомассу был дорогостоящим мероприятием, при этом необходимо было значительно модифицировать или даже заменить котел, чтобы можно было сжигать материалы биомассы. Сотни миллионов долларов были потрачены за последние несколько лет на преобразование угля или нефти в тот или иной материал биомассы.Многие котлы были модифицированы для сжигания природного газа, но это еще одно ископаемое топливо с ограниченными запасами.

Разработки последних нескольких лет привели к появлению технологий, которые могут полностью изменить ситуацию. Одна из технологий — это комбинированное использование двух традиционных процессов, которые использовались в течение многих лет и в настоящее время используются в других отраслях промышленности. Биомасса теперь может быть преобразована в материал, который можно подавать в котел вместо угля без каких-либо изменений или незначительных модификаций котла.Это два процесса: торрефикация и гранулирование.

Еще одна технология, столь же известная и испытанная, но не менее многообещающая, — это газификация. Добываемый газ может заменить ископаемое топливо, будь то уголь, нефть или природный газ. Обе эти технологии позволят получить «зеленые» кредиты, что повысит экономичность их использования.

Торрефикация и гранулирование

Большинство из нас знакомо с торрефикацией как процессом обжаривания кофейных зерен с получением продукта, который мы измельчаем для приготовления кофе.В этом процессе летучие вещества удаляются, а оставшееся твердое вещество бобов, представляющее собой биомассу, в основном состоящую из углеводов, обжаривается для улучшения вкуса и подготовки бобов к измельчению. Тот же самый процесс, применяемый в тщательно контролируемых условиях к биомассе, такой как древесные отходы лесной промышленности, снижает общий сухой вес биомассы примерно на 30 процентов при сохранении примерно 90 процентов теплоемкости. Фактически, процесс увеличивает удельную энергию биомассы на 20-30 процентов в зависимости от исходного сырья и условий процесса.Полученная плотность энергии аналогична плотности полубитуминозного угля и примерно вдвое больше, чем у гранулированных опилок.

Торрефицированная биомасса, полученная в результате этого процесса, теперь может быть измельчена и гранулирована также с помощью обычного и хорошо известного процесса, который часто используется для производства кормов для животных, а также топлива для бытовых печей. Конечный продукт прост в обращении и транспортировке. Системы приема и обработки сыпучих материалов, а также загрузочное оборудование большинства угольных котлов могут работать с ним без каких-либо модификаций, либо в смеси с углем, либо отдельно.

Торрефицированные окатыши доставляются на электростанцию ​​с использованием того же оборудования, которое используется для обработки угля. Гранулы можно хранить вместе с углем, поскольку торрефикация превращает биомассу в гидрофобный материал, поэтому гранулы не будут поглощать воду при хранении. Транспортные расходы на единицу произведенной энергии намного ниже для торрефицированной и гранулированной биомассы, чем для необработанной биомассы, из-за плотности энергии и физического уплотнения.

Гранулы могут быть смешаны с углем перед измельчением для пылеугольного котла, или смешаны для сжигания, или отдельно в других типах котлов.Необходимо будет проверить меры по контролю за выбросами, но существующих средств контроля обычно достаточно для сжигания торрефицированного материала.

Самым большим препятствием для преобразования в торрефицированную / гранулированную биомассу является наличие достаточного количества продукта. В настоящее время в США нет действующих заводов, но есть демонстрационные заводы в Нидерландах и Швеции. Значительная работа по развитию технологий и оборудования была проделана в этих странах, а также в Украине и Австралии.В настоящее время различные производители оборудования имеют встроенные установки для торрефикации, а грануляторы доступны в широком диапазоне производительности в течение десятилетий.

На данный момент в мире действует только одна коммерческая установка торрефикации, расположенная в Нидерландах. Он поставляет гранулы торрефицированной биомассы на крупные угольные электростанции, которые получают зеленый кредит за каждую тонну сожженной биомассы. Integro Earthfuels и Agri-Tech среди других, которые сейчас планируют аналогичные заводы в Соединенных Штатах.

Торрефикация и гранулирование биомассы представляют собой жизнеспособную и экономичную альтернативу модификации угольных котлов. Существенная экономия затрат на переоборудование в Соединенных Штатах может быть достигнута после того, как коммерческие установки будут установлены и запущены. Капитальные затраты на установку установок с использованием торрефикации и гранулирования будут намного меньше, чем необходимо для суммы затрат на переоборудование каждого отдельного котла.

Газификация

Еще одной технологией, которая демонстрирует очевидные перспективы перевода котлов, работающих на угле, нефти или природном газе, на альтернативные возобновляемые виды топлива, является газификация.Опять же, это не новая технология, которая широко использовалась в Германии во время Второй мировой войны для замены дефицитного жидкого топлива на уголь и биомассу.
В недавнем прошлом газификация получила плохую репутацию из-за низкой надежности и эксплуатационной чувствительности, но новая технология привела к появлению газификаторов, которые одновременно просты и надежны.

Один поставщик оборудования разработал семейство газификаторов, которые могут обрабатывать от 150 до 600 тонн сухого остатка костей в день на единицу. Эти агрегаты оказались чрезвычайно гибкими и надежными на биомассе.Еще более интересно то, что они одинаково хорошо работают на топливе из отходов (RDF). Во время пробного сжигания топливо — свалочный материал (мусор, мусор, пластик и бумага) без предварительной обработки — было газифицировано, и газ сгорел без каких-либо проблем.

Конверсия угля в синтез-газ (синтез-газ) проста. Установлено необходимое количество газификаторов, обычно снаружи. Каждая установка имеет систему загрузки / дозирования, питающую газификатор. Сам газификатор представляет собой предварительно смонтированную установку, смонтированную на салазках, для которой требуется только фундамент, электроэнергия и топливо для зажигания.Выход из газификатора (ов) направляется в печь. Для сжигания в котле очистка газа не требуется. Зола из котла минимальна. Большая часть золы сбрасывается на выходе из газогенератора и состоит из неорганического материала и негазированной биомассы, которая оказалась ценным побочным продуктом в качестве кондиционера / удобрения почвы.

Средства контроля выбросов при сжигании синтез-газа обычно состоят из мокрого электрофильтра. Единица производства синтез-газа должна быстро окупить себя, избегая постоянных закупок угля, нефти или природного газа, даже если в качестве сырья используется относительно чистая биомасса.Если использовать RDF, окупаемость будет намного быстрее.

Эти два процесса, хотя и не полностью испытанные на коммерческой основе в США, достигли уровня развития, который позволяет с уверенностью прогнозировать, что они смогут значительно сократить инвестиции, необходимые для перевода котлов с ископаемого топлива на биомассу, особенно с учетом факторинга. в действии зеленых кредитов.

Там, где биомасса легко доступна, торрефикация / гранулирование может обеспечить жизнеспособные и экономичные средства перевода котлов на топливо из биомассы.Газификация, особенно RDF, может происходить аналогичным образом в областях, где биомасса менее доступна.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
«Обзор торрефикации для производства биоэнергетического сырья», Чолкош и Уоллес, октябрь 2010 г.
«Торрефикация для повышения качества биомассы», Бергман и Киль. Доступно по адресу: www.ecn.nl/biomass
«Торрефикация биомассы как этап предварительной обработки для термического преобразования», август 2009 г. © EverGreen Renewable LLC Справочник по газификации биомассы, под редакцией Х.ЯВЛЯЮСЬ. Knoef и опубликовано Biomass Technology Group, Нидерланды в 20 05

Авторы: Джеймс Л. Уайз
PE, инженер-технолог, Baisch Engineering Inc.
[email protected]
(920) 766- 3521
Гарет Джонс
Исполнительный консультант, Baisch Engineering Inc.
[email protected]
(920) 766-3521

Газификационные котлы с модификацией для пеллетной горелки

DC25S с газификационной модификацией для котлов

со встроенной горелкой ATMOS A25 / A45 для пеллет в верхних дверях — интересное решение, предназначенное для всех котлов мощностью до 40 кВт / 50 кВт (DC50S), оборудованных вытяжным вентилятором (кроме DCxxGD , Модели DCxxGS, DCxxGSX ).

2018 Модель котла с модификацией (от заводского номера котла 327 700) комплектуется: 2 модуля AD03, переключателем, датчиком температуры котла — KTF 20, термостатом насоса — 70 ° C, выходом для насоса в контуре котла.
Котлы с модификацией пеллетной горелки уже поставляются с двумя модулями AD03 для управления вытяжным вентилятором котла и насосом в контуре котла. Если эти котлы подключены к буферной емкости, достаточно приобрести только два датчика KTF 20 (TV и TS) с кабелем длиной 5 м.

Эти модели обычно выпускаются в таком варианте:

выход renge
дрова / пеллеты

• DC18S с модификацией для пеллетной горелки 20/6 — 20 кВт
• DC22S с модификацией для пеллетной горелки 22/7 — 24 кВт
• DC25S с модификацией для пеллетной горелки 27/7 — 24 кВт
• DC32S с модификацией для пеллетной горелки 35/7 — 24 кВт
• DC50S с модификацией для пеллетной горелки 49,9 / 13,5 — 45 кВт (для данного котла предназначена горелка ATMOS A45 )

выходная мощность
древесина и брикеты / пеллеты

C18S с модификацией для горелки

• DC24RS с модификацией для пеллетной горелки 26/7 — 24 кВт
• DC30RS с модификацией для пеллетной горелки 32/7 — 23 кВт

выходная мощность
бурый уголь / окатыши

• C18S с модификацией для пеллетной горелки 20/6 — 20 кВт
• C20S с модификацией для пеллетной горелки 25/7 — 24 кВт
• C30S с модификацией для пеллетной горелки 32/7 — 24 кВт
• C25ST с модификацией для пеллетной горелки 25/7 — 24 кВт
• C32ST с модификацией для пеллетной горелки 32/7 — 24 кВт
• AC25S с модификацией для пеллетной горелки 26/6 — 20 кВт
• AC35S с модификацией для пеллетной горелки 35/7 — 24 кВт

Горелки сконструированы таким образом, что корпус котлов изготавливается как сварной материал из качественных стальных листов толщиной от 8 до 3 мм, в состав которых входят:

• верхняя камера (6 мм), которая оборудована в верхней части дверцей с отверстием для установки пеллетной горелки и оборудована в нижней части соплом газификации или вращающейся чугунной решеткой для легкого удаления золы.
• нижнее пространство, оборудованное керамическими фитингами для идеального сжигания всех горючих веществ с высокой эффективностью и экологически безопасным сжиганием, которое служит золоуловителем.

Преимущества горелки, встроенной в стандартный котел

• Простое и доступное решение
• Возможность комфортного отопления пеллетами без ручной подачи
• Большой бункер для пеллет (500, 1000 л), текстильный резерв, часть котла как бункер = добавление топлива раз в 7 и 14 дней, раз в год
• Комфортное и беспыльное золоудаление с помощью вытяжного вентилятора 1 раз в 7-30 дней
• Автоматический розжиг пеллет с уже встроенной нитью зажигания в горелку
• Высокий КПД (от 83 до 91%) в зависимости от вида топлива и котла и заданной мощности = высокая экономия затрат на отопление
• Экологически безопасное сжигание — котел в соответствии с ČSN EN 303-5 класс 4, возможный грант программы Zelená úsporám Чешского государственного экологического фонда
• Охлаждающий контур защиты от перегрева = нет риска повреждения котла
• Автоматическое отключение котла после сгорания топлива
• Небольшие размеры и современный дизайн

Горелка Atmos A25 в верхней дверце

Модификация (регулировка) пеллетной горелки

Технические характеристики котла

ТИП КОТЛА Технические данные:		DC18S с модификацией	DC22S с модификацией	DC25S с модификацией	DC32S с модификацией	DC50S с модификацией	DC24RS с модификацией	DC30RS с модификацией	C18S с модификацией	C20S с модификацией	C30S с модификацией	C25ST с модификацией	C32ST с модификацией	AC25S с модификацией	AC35S с модификацией
Мощность котла на древесных гранулах	кВт	6–20	7–24	7–24	7–24	13,5 — 45	7–24	7–24	6–20	7–24	7–24	7–24	7–24	7–24	7–24
Тяга дымохода заданная	Па	20	23	23	25	25	22	24	22	23	25	23	25	20	24
Вес котла	кг	283	324	326	346	433	331	365	298	351	395	379	415	297	377
Объем воды	л	45	58	58	80	89	58	65	45	64	68	68	74	45	68
Вместимость бункера	дм3	66	100	100	140	180	93	93	66	100	125	100	125	66	100
Напряжение питания	В / Гц	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50	230/50
Макс.длина древесины	мм	330	530	530	530	730	330	330	330	330	430	330	430	330	330
Указанное топливо (предпочтительное)		Пеллеты древесные качественные диаметром от 6 до 8 мм (белые пеллеты).
Минимальная температура обратной воды	° С	65
КПД	%	91,5	91,2	91,2	91,8	90,4	86,4	92,9	91,5	91,1	92,4	91,1	92,4	91,5	91,1
Класс котла по ČSN EN 303-5		5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
Класс энергоэффективности		A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +	A +
Горелка		A25	A25	A25	A25	A45	A25	A25	A25	A25	A25	A25	A25	A25	A25

Горелка пеллет ATMOS A25 / A45

Дозирование топлива с внешним шнековым конвейером, управляемым электронным управлением котла.

Горелка ATMOS A25

• Внешние безвальные конвейеры DA1500 длиной 1,5 м, DA2000 длиной 2 м и конвейеры DA2500 длиной 2,5 м предназначены для горелки A25, все диаметром 75 мм.
• Внешние безвальные конвейеры DRA50 длиной 1,7 м, 2,5 м, 4 м и 5 м диаметром 80 мм предназначены для горелки А45.

Верхняя загрузочная дверца топливного бункера модифицирована для установки на горелку ATMOS A25.

ATMOS A25 / A45

Горелка ATMOS A25 / A45 предназначена для сжигания качественных белых пеллет из мягкой древесины без коры диаметром от 6 до 8 мм, длиной от 10 до 25 мм и теплотворной способностью от 17 до 19 МДж / кг.Преимуществом этих горелок является автоматическое зажигание топлива с помощью накаливания, которое воспламеняет пеллеты всякий раз, когда требуется их нагрев. Таким образом, горелка и котел работают на полную мощность с максимальным КПД и наилучшим качеством сгорания. В отличие от ряда продуктов конкурентов, которые не имеют устройства зажигания и должны поддерживать светящийся слой в пространстве сгорания. Таким образом, они работают на малой мощности, когда температура дымовых газов опускается ниже 100 ° C. Поэтому в камере сгорания образуются смолы и кислоты, что сокращает срок службы котла, снижает эффективность, увеличивает расход топлива, снижает качество сгорания и еще больше загрязняет котел, что требует более частой очистки.

Указанное топливо: древесные гранулы (белые) диаметром от 6 до 8 мм, длиной от 5 до 25 мм и теплотой сгорания 16-19 МДж.кг ^-1 .

Дисплей горелки служит для отображения текущего состояния горелки и настройки ее функций

Автомат горения: электронный регулятор AC07X (AC07), который управляет работой внешнего конвейера, двух спиралей зажигания и вентилятора в соответствии с требованиями к котлу и системе отопления.Электроника защищена предохранительным термостатом котла, предохранительным термостатом подачи пеллет в горелку, датчиком вращения вентилятора и фотоэлементом для регистрации пламени. Работа котла сигнализируется на электронном регулирующем дисплее.

Розжиг топлива: автоматический с помощью двух электрических спиралей зажигания.

Основные функции котла:
Возможность использования двух резервных выходов, R и R2 для различных приложений
Возможность подключения четырех разных датчиков, TS, TV, TK и TSV
TS — нижний датчик на баке
TV — верх датчик на баке
TK — датчик котла или датчик окружающей среды на баке
TSV — датчик горения или солнечная панель

• Автомат горения по двум температурам для буферной емкости
• Управление вентилятором котла от горелки с помощью резервной мощности
• управление насосом котла от горелки с помощью резервной мощности
• Управление солнечной энергосистемой напрямую от горелки

Внешние безвальные конвейеры DA2000 длиной 2 м и DA2500 длиной 2 м.5 м, все диаметром 75 мм, предназначены для горелки А25.

Для горелки ATMOS A25 предназначены следующие конвейеры:

• Винтовой конвейер для ATMOS A25 модели DA2000 длиной 2 метра и диаметром 80 мм
• Винтовой конвейер для ATMOS A25 модели DA2500 длиной 2,5 метра и диаметром 80 мм
• Винтовой конвейер для ATMOS A25 модели DA3000 длиной 3 метра и диаметром 80 мм
• Винтовой конвейер для ATMOS A25 модели DA4000 длиной 4 метра и диаметром 80 мм.

Для горелки ATMOS A45 разработаны следующие конвейеры:

• DRA50 шнековый конвейер длиной 1,7 метра и диаметром 80 мм (редуктор 40 Вт)
• DRA50 шнековый конвейер длиной 2,5 метра и диаметром 80 мм (редуктор 40 Вт)
• DRA50 шнековый конвейер длиной 4 метра и диаметром 80 мм (редуктор 40 Вт)
• DRA50 шнековый конвейер длиной 5 метров и диаметром 80 мм (редуктор 40 Вт)

Преимущества установки горелки в стандартный котел

• Простое и доступное решение
• Комфортная возможность сжигания больших кусков дерева или пеллет без ручного дозаправки
• Простая разгрузка дров, брикетов или угля без удаления дыма с помощью вытяжного вентилятора = чистая котельная
• Большой бункер для пеллет (500 и 1000 литров) (часть котельной) = дозаправка один раз в 7 и 14 дней (один раз в год)
• Комфортное и беспыльное золоудаление с помощью вытяжного вентилятора 1 раз в 14 до 30 дней
• Автоматический розжиг пеллет с уже встроенной нитью зажигания в горелку
• Высокий КПД (от 83 до 91%) по топливу и типу котла = высокая экономия затрат на отопление
• Экологически безопасное сжигание = котел согласно ČSN EN 303-5 Класс 3 = субсидируется программой «Экологичность для экономии» Чешского государственного фонда окружающей среды (SFŽP) (за исключением C18S и AC25S из-за возможности сжигания угля )
• Охлаждающий контур защиты от перегрева = нет риска повреждения котла
• Автоматическое отключение котла термостатом дымовых газов после полного сгорания топлива
• Небольшие размеры и современный дизайн

Если в качестве топлива для отопления используются дрова, древесные брикеты или уголь, горелку всегда следует снимать с дверцы котла, а отверстие горелки закрывать поставляемой крышкой, снабженной теплоизоляцией.

Установка

При установке горелки в верхнюю дверцу газификационного котла необходимо использовать конвейер с минимальной длиной 2 метра, чтобы длина шланга между конвейером и горелкой была не менее 15 сантиметров по соображениям безопасности. . Однако оптимальная длина шланга составляет примерно 40 см, чтобы дверцу пеллетной горелки можно было легко открыть при очистке камеры сгорания.

Условные обозначения: 1 — Дымоход | 2 — Дымоход | 3 — Котел | 4 — Горелка | 5 — Конвейер | 6 — Бункер

Рекомендуемое соединение

Мы рекомендуем конфигурацию с LADDOMAT 21 или терморегулирующим клапаном и компенсационным баком емкостью 500 или 1000 литров для достижения низкого расхода топлива и длительного срока службы горелки и котла.Используйте специально разработанный блок управления ATMOS ACD01 или комплект AS25, который используется для специальных функций горелки ATMOS A25 для дальнейшего снижения расхода топлива (до 20%) и обеспечения правильной работы подпитки компенсационного бака.

ИНФОРМАЦИЯ — Котлы с модификацией для пеллетной горелки с 1 марта комплектуются с производства двумя модулями AD03, переключателем (I / 0 / II), датчиком температуры котла TK (KTF 20), термостатом насоса — 70 ° C и с выходом для насоса в котловом контуре.
Датчик TK, размещенный в кармане котла (заводской), датчики TV и TS на накопительном баке, все подключены непосредственно к горелке. Модули (2x AD03) вставляются под приборный кожух котла и подключаются к клеммной колодке котла.
Оба модуля AD03 управляют вытяжным вентилятором котла и насосом в контуре котла.
Котлы версии 2016 имеют только один модуль AD02 для управления вытяжным вентилятором.

Подключение котла с горелкой A25 и комплектом AS25

Подключение котла к горелке A25 и электронному регулированию ACD01

Газификационные котлы ATMOS в модификации для пеллетной горелки A25 / A45 можно заказать напрямую у производителя в левом или правом исполнении.Модификация может быть произведена только для котлов, оборудованных вытяжным вентилятором мощностью до 40/50 кВт (кроме типа DCxxGS, DCxxGD). Если вы хотите встроить горелку в уже установленный котел ATMOS, можно заказать специальный набор для трансформации. Комплект состоит из полностью модифицированной двери, специальной электропроводки и аксессуаров, состоящих из 23 деталей.

2018 Модель котла с модификацией (с заводского номера котла 327700) комплектуется: 2 модуля AD03, переключателем, датчиком температуры котла — KTF 20, термостатом насоса — 70 ° C, выходом для насоса в контуре котла.
Котлы с модификацией пеллетной горелки уже поставляются с двумя модулями AD03 для управления вытяжным вентилятором котла и насосом в контуре котла. Если эти котлы подключены к буферной емкости, достаточно приобрести только два датчика KTF 20 (TV и TS) с кабелем длиной 5 м.

Комплект для установки пеллетной горелки в верхней дверце

• Правое отверстие — Горелка A25 — код: S0532 — Старая версия с одним модулем AD02
• s levým otvíráním — горелка A25 — код: S0533 — старая версия с одним модулем AD02
  
• Правое отверстие — Горелка A25 — код: S1222 — модель 2018 г.
• s levým otvíráním — горелка A25 — код: S1223 — модель 2018 г.

• Правое отверстие — горелка A45 — код: S0624 — старая версия с одним модулем AD02
• s levým otvíráním — горелка A45 — код: S0625 — старая версия с одним модулем AD02
  
• Правое отверстие — Горелка A45 — код: S1224 — модель 2018 г.
• s levým otvíráním — горелка A45 — код: S1225 — модель 2018 г.

Внимание — пеллетная горелка ATMOS A25 может быть установлена ​​только в газификационный котел, оборудованный вытяжным вентилятором мощностью до 40 кВт.Для котла DC50S мощностью 50 кВт предназначена горелка ATMOS A45.

Котлы на биомассе и газификация

Котлы BFB / CFB

Котлы с барботажным псевдоожиженным слоем

Инновационные технологии сжигания с псевдоожиженным слоем ANDRITZ для выработки энергии из биомассы основаны на многолетнем опыте и были внедрены во всех областях целлюлозно-бумажной промышленности, а также на коммунальных и муниципальных электростанциях .

Сжигание в котле с псевдоожиженным слоем характеризуется тщательным перемешиванием и интенсивным движением топлива в плотном облаке нагретых твердых частиц при контролируемых температурных условиях.Это превосходное смешивание приводит к улучшенному теплообмену и передаче материала во время горения, что позволяет одновременно сжигать различные виды топлива в одном котле.

ANDRITZ предлагает широкий спектр технологий псевдоожиженного слоя, различающихся мощностью, топливом и промышленным применением.

• Котлы EcoFluid с барботажным псевдоожиженным слоем (BFB) работают на твердом топливе, от чистой биомассы до альтернативных видов топлива и отходов. Эта эффективная технология сжигания обеспечивает чистое горение с минимальным воздействием на окружающую среду.
• Барботажный псевдоожиженный слой (BFB) — лучшая технология для сжигания широкого спектра биомассы и альтернативных видов топлива для производства пара и электроэнергии. Высокая теплоемкость псевдоожиженного слоя сглаживает колебания, вызванные изменением качества топлива, и эффективно поддерживает горение.
• Котел EcoFluid BFB предварительно спроектирован с использованием стандартизованных решений и процессов, с дополнительной гибкостью благодаря особенностям, строго адаптированным к потребностям клиентов. Все котлы EcoFluid спроектированы как паровые котлы высокого давления с естественной циркуляцией, оснащенные вспомогательным оборудованием и технологиями сокращения выбросов по мере необходимости.

Преимущества котла EcoFluid с барботажным псевдоожиженным слоем EcoFilter

• Топливная гибкость
  • Значительные колебания влажности топлива
  • Большие вариации размера частиц
• Высокая эффективность сгорания и котла
• Низкие выбросы
  • Низкие выбросы CO
  • Низкие NOx с воздушным каскадом (доступны SNCR и SCR)
  • Низкое содержание HCl и SO2 с впрыском сорбента и рукавным фильтром (при необходимости)
• Низкие затраты на техническое обслуживание
  • Простая и надежная конструкция
  • Отсутствие движущихся частей
• Высокая доступность и длительный срок службы.
  • Консервативная конструкция, эффективное удаление сажи, высококачественные компоненты.

Котлы с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB)

Котлы PowerFluid с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB) используются для производства пара и электроэнергии.Они отличаются непревзойденной топливной гибкостью и охватывают практически все твердые виды топлива, от угля и биомассы до альтернативных видов топлива и отходов. Технология чистого сгорания обеспечивает высокую эффективность и надежность при минимальных выбросах.

Технология циркулирующего псевдоожиженного слоя (CFB) — лучшая технология для многотопливного сжигания — возможность использовать различные виды топлива разного качества. Разнообразие видов топлива варьируется от обычного (уголь, нефть) и биомассы до альтернативных (биогенные остатки, шлам, отходы и фракции отходов, полученных из отходов, с высокой теплотворной способностью).Высокая теплоемкость псевдоожиженного слоя сглаживает колебания, вызванные изменениями качества топлива, и эффективно поддерживает горение.

Технология PowerFluid CFB использует стандартные функции и процессы со строго индивидуализированными функциями для обеспечения оптимальной производительности.

Преимущества котла PowerFluid с циркулирующим псевдоожиженным слоем

• Технологии ANDRITZ с циркулирующим псевдоожиженным слоем характеризуются непревзойденной топливной гибкостью, высокой эффективностью и способностью сжигать широкий спектр видов топлива, включая трудно сжигаемые.Котлы PowerFluid поддерживают почти полное сгорание с минимальными выбросами оксидов азота и серы и высоким КПД.
• Высочайшая топливная гибкость
  • Многотопливное сжигание
  • Широкий диапазон теплотворной способности, типов топлива и свойств
  • Устойчиво к колебаниям топлива и другим нарушениям
• Практически полное сгорание с минимальными выбросами
  • Низкое содержание CO, выбросы TOC
  • Низкое содержание несгоревшего углерода в золе
  • Низкое содержание SOx при прямой десульфуризации путем добавления известняка
  • Низкое содержание NOx при контролируемой температуре и ступенчатом подаче воздуха
• Высокая эффективность
  • Низкое количество избыточного воздуха
  • Высокая степень выгорания
• Отличная нагрузка следующие возможности и поведение при частичной нагрузке
• Надежная конструкция, высокая доступность и длительный срок службы

Котел-утилизатор крафт-сульфита и натрия

Крафт-утилизатор HERB

Котел-утилизатор крафт-бумаги ANDRITZ HERB разработан для обеспечения максимальной мощности — -тепловые коэффициенты от процесса восстановления.Вертикальная воздушная система улучшает процесс сгорания, так что печь-утилизатор работает более эффективно.

• Вертикальная воздушная система: Вертикальная воздушная система перемешивает воздух в процессе сгорания, чтобы печь-утилизатор работала более эффективно. Печь может работать с меньшим количеством избыточного воздуха, что снижает количество дымовых газов и потребление энергии вентиляторами. Уменьшение количества избыточного воздуха в сочетании с правильным распределением воздуха способствует потенциально значительному снижению выбросов NOx.
• Рекуперация тепла из дымовых газов: частью конструкции HERB является рекуперация тепла из дымовых газов после электрофильтра. Дополнительное охлаждение дымовых газов приводит к значительной экономии вспомогательного топлива. В качестве альтернативы можно добиться увеличения производства электроэнергии.
• Сжигание разбавленных неконденсируемых газов и отходящего газа резервуара растворения в котле-утилизаторе: все разбавленные неконденсирующиеся газы (DNCG), собранные на целлюлозном заводе, вместе с отходящими газами резервуара растворения, могут сжигаться в установке HERB для того, чтобы добиться мельницы без запаха с минимальными выбросами в атмосферу.
• Динамический тренажер: динамический тренажер IDEAS идеально подходит для проектирования и обучения. Виртуальный завод легко создается для проверки конфигурации DCS и обучения операторов задолго до завершения строительства фактического котла. Операторы могут научиться управлять нарушениями или изменять уставки в безопасной виртуальной среде, которая является точной копией обзора реальной РСУ.
• Котел-утилизатор ACE: Семейство программных средств ACE оптимизирует управление и работу любого котла-утилизатора крафт-бумаги.Программное обеспечение для оптимизации помогает добиться более равномерной и стабильной работы. Продукты ACE основаны на единой платформе программного обеспечения, оборудования и коммуникационной архитектуры.

Преимущества HERB

• Предназначен для производительности до 8000 тс / день
• Низкий уровень выбросов NOx и других выбросов в атмосферу
• Повышение мощности за счет той же начальной энергии
• Производство зеленой энергии (с нейтральным выбросом CO2)

Содовый щелок Котлы (SodEx)

Щелочно-содовые котлы SodEx используются для сжигания сточных вод химической и целлюлозной промышленности, содержащих натрий, калий или биогенные примеси.

Водогрейный котел SodEx — это индивидуальное решение для рентабельного слива и эффективного сжигания сточных вод от отбеливателя или другого химического процесса. Образующийся пар высокого давления можно использовать для выработки электроэнергии или в качестве технологического пара. Пахучие газы могут собираться и сжигаться в котле. Неорганический щелочной раствор производится на заводе по переработке остатков сжигания, который может использоваться для нейтрализации сточных вод.

Преимущества

За четыре десятилетия компания ANDRITZ выполнила множество установок щелочных котлов и накопила ценный опыт в этой области.Котел SodEx предназначен для дополнительного сжигания биогаза и пахучих газов (HVLC).

Котел-утилизатор сульфитного щелока (SulfitePower)

Котел-утилизатор сульфитного щелока SulfitePower помогает замкнуть химический цикл на целлюлозном заводе, обеспечивая экологически безопасное восстановление и повторное использование химикатов для приготовления пищи.

Котлы SulfitePower сжигают органические вещества, содержащиеся в концентрированном щелоке, и замыкают химический цикл во время варки целлюлозы. Этот процесс включает приготовление сырой кислоты и сжигание пахучих газов с соблюдением даже самых строгих экологических норм.В результате термического преобразования химикатов для варки целлюлозы целлюлозные заводы могут быть самодостаточными в удовлетворении своих внутренних потребностей в энергии.

В многоступенчатой ​​системе регенерации химических веществ используются высокоэффективные системы для разделения как водорастворимых, так и нерастворимых материалов. Система скруббера специально разработана для этой цели и гарантирует отличное качество сырой кислоты, что является основой для достижения высокого выхода при производстве сульфитной целлюлозы.

Преимущества котлов на сульфитном щелоке

Котлы на сульфитном щелоке ANDRITZ вырабатывают пар высокого давления, превращая основные химические вещества в отработанном варочном растворе в варочную кислоту для повторного использования в процессе варки целлюлозы.Это достигается с очень высокой эффективностью и низким уровнем выбросов в атмосферу. Котел предназначен для дополнительной интеграции и сжигания метанола, фурфурола, шлама (отходы производства), газов с высокой концентрацией SO2, биогазов и пахучих газов (HVLC).

Газификаторы BFB / CFB

Системы газификации ANDRITZ с простой и проверенной технологией заменяют ископаемое топливо возобновляемыми источниками топлива. Эти системы газификации обеспечивают высокую эффективность процесса и улучшенные экологические характеристики.

Технология газификаторов: Газификаторы ANDRITZ основаны на технологиях с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB) и барботажным псевдоожиженным слоем (BFB). Ориентировочный диапазон мощности 10-200 МВт топлива на единицу.

Газификация с барботажным псевдоожиженным слоем (BFB)

Технология с барботажным псевдоожиженным слоем (BFB), используемая ANDRITZ для газификаторов биомассы, может работать при любом разумном давлении и является ценной технологией для смягчения последствий изменения климата. Первоначально эта технология была лицензирована Институтом газовой технологии (GTI) в США (процессы U-газа и Renu-газа).С тех пор компания ANDRITZ доработала его для использования во многих областях применения для производства тепла, электроэнергии или синтез-газа.

Компания разработала газификатор биомассы низкого давления и систему очистки газа для использования на ТЭЦ на базе газовых двигателей. Первая станция (Скиве, Дания) производит централизованное теплоснабжение 6 МВт и 12 МВт тепл.

Первоначальный акцент при разработке газификаторов делался на газификацию воздуха под высоким давлением, которая будет применяться с комбинированным циклом газовой турбины (IGCC) для производства энергии из биомассы с максимально возможным электрическим КПД.В настоящее время ANDRITZ участвует в проектах по разработке первого завода IGCC.

Газификация кислорода под давлением для производства биомассы в синтез-газ и биомассы в жидкости (BTL) была разработана в рамках НИОКР и в пилотном масштабе в сотрудничестве с GTI. В связи с растущим интересом к производству синтез-газа из биомассы для различных экологически чистых газообразных и жидких видов топлива, мы разработали несколько программ развития с крупными промышленными партнерами, чтобы оставаться в авангарде этого развития.Наибольший потенциал использования синтез-газа на основе биомассы заключается в производстве жидкого транспортного топлива и синтетического природного газа (SNG) в очень больших масштабах.

Газификация с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB)

Газификатор с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB) был разработан в 1980-х годах бывшей компанией Ahlstrom Oy и использовался вместе с печами для обжига извести. Газификаторный газ из коры и древесных остатков заменил тяжелую нефть или природный газ в качестве топлива для печи. ANDRITZ находится в процессе обновления этой технологии газификатора и «перепродажи» ее для использования с современными печами и котлами.

Газификатор CFB предназначен для производства горючего топливного газа мощностью 10–150 МВт тепл. Система газификации способна заменить 100% потребления нефти / газа в котле или печи экологически чистым топливом из биомассы.

Конструкция основана на качественном, проверенном собственном коммерческом оборудовании: от оборудования для приема топлива биомассы до системы сжигания топливного газа, включая настройку всей системы. Последняя система была продана компании Metsä-Botnia, Финляндия, в 2011 году.

Большинство крупных угольных энергетических котлов можно хотя бы частично переоборудовать для использования газа-газификатора из биомассы.Если биомасса сначала газифицируется, а газ сжигается в котле, объем замены биомассы может быть значительно больше, чем замена мощности с прямым сжиганием биомассы.

Использование существующих мощностей по выработке электроэнергии для сокращения выбросов CO2 было бы экономически целесообразным способом использования местной биомассы в количестве, доступном в пределах разумных расстояний транспортировки. Кроме того, совместное сжигание газа биомассы на больших и эффективных электростанциях позволяет использовать биомассу с превосходной эффективностью по сравнению с распределенной генерацией на небольших электростанциях.