T-w-f.ru

Ремонт от TWF
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сжигание соломы для производства тепловой энергии

Сжигание соломы для производства тепловой энергии

Во многих европейских государствах важное место в их топливно-энергетическом балансе занимает солома. Сжигание соломы, которая не используется как корм или подстилка для животных, в котлах специальной конструкции является рациональным способом получения тепловой энергии.

Рис. 1. Схема котла для сжигания соломы с периодической загрузкой тюков

Рис. 2. Схема подключения соломосжигающего котла малой мощности к системе отопления [3]

Табл. 1. Затраты труда на различные методы прессования тюков на загрузку/разгрузку. Сбор соломы — 3 т/га, расстояние транспортирования — 500 м

Табл. 2. Работа котельной мощностью 600 кВт на соломе и природном газе

У соломы как у топлива есть ряд преимуществ :

  • солома это СО2 — нейтральный вид топлива, и поэтому представляет собой экологически чистый источник энергии;
  • является местным видом топлива, достаточно распространенным в сельскохозяйственных районах;
  • солома — побочный продукт производства зерна, а значит, относительно дешевый вид топлива, в сравнении с традиционным топливом (газом, углем, мазутом).

Однако, с другой стороны, солому очень непросто использовать в качестве топлива как на этапах сбора, транспортировки и хранения, так и на этапе непосредственно сжигания. Это связано с ее неоднородностью, относительно высокой влажностью, малым объемным энергосодержанием, низкой температурой плавления золы и повышенным содержанием хлора. Выход летучих при сжигании соломы (около 70 %) обуславливает специальные требования к распределению и смешиванию воздуха, поступающего в зону горения, а также к конструкции котла. Диапазон влажности, допустимый для сжигания соломы, составляет 10–25 % (оптимальное значение — 15 %).

Сбор, хранение и транспортировка соломы

В большинстве стран восточной Европы наиболее распространенным методом сбора и транспортировки соломы является ее измельчение и накопление в грузовых прицепах. После этого солома хранится в больших стогах, как правило, некрытых. Такой способ не совсем подходит для зим Западной Европы, отличающихся большим количеством осадков и сильными ветрами.

В странах западной Европы наиболее распространенным способом обработки соломы является прессование тюков. Солома прессуется в малые, цилиндрические или большие тюки. При прессовании солома может измельчаться, для того, чтобы тюки легко разнимались на части при использовании в качестве подстилки для животных. Солома, предназначенная для сжигания, должна храниться в сухих условиях.

Лучше всего хранить ее под крышей, например, в относительно дешевых полевых сараях без боковых стен (т.е. под навесами) или в закрытых помещениях. При использовании навесов, они должны иметь большой козырек, чтобы дождевая вода не попадала на солому. Важно обеспечить свободный доступ к соломе, чтобыупростить процедуру ее хранения и загрузки-разгрузки. При перемещении и хранении малых тюков очень удобно использовать конвейер.

Для операций с большими тюками необходим трактор с фронтальным погрузчиком, в помещении должно быть достаточно места для маневра трактора. Можно хранить солому под пленочным покрытием, но это не рекомендуется в условиях климата, характеризующегося сильными ветрами. При хранении соломы на открытом воздухе существует риск повышения ее влажности (особенно в верхних слоях) до уровня, который выше допустимого для сжигания соломы (25 %).

Погрузку и транспортировку соломы можно организовать различными способами. Маленькие тюки можно грузить вручную или при помощи более или менее сложных устройств. Теперь на смену малым тюкам пришли большие или цилиндрические, что значительно сократило затраты труда. В табл. 1 приведены результаты исследования различных методов хранения и транспортировки различных тюков [1]:

Котлы для сжигания соломы

Сделаем акцент на котлы, которые могут быть установлены уже сейчас в фермерских хозяйствах. Фермерские котлы мощностью до 1 МВт делятся на установки с периодической и автоматической загрузкой топлива. Котлы периодического действия представляют собой жаротрубные котлы с большой топкой, которая окружена водяной рубашкой. В зависимости от мощности, топка котла может быть приспособлена для сжигания малых, цилиндрических или больших тюков.

Котлы разного размера могут вмещать от трех малых до двух-трех больших тюков. Подача воздуха в зону горения может регулироваться вентилятором по сигналу от термостата, установленного в жаровой трубе, или в системе контроля за содержанием кислорода в дымовых газах. Кроме того, для улучшения условий протекания процесса горения расход воздушного дутья регулируется, постепенно изменяясь по мере выгорания тюка.

Путем постепенного перемещения области подачи воздуха достигается равномерное горение тюка соломы. КПД работы котла периодического действия составляет примерно 77–82 %, уровень содержания СО в продуктах сгорания — меньше 0,5 % [2]. Для обеспечения более качественного сжигания и стабильной скорости горения при максимальной нагрузке котла все котлы периодического действия оснащены баком-аккумулятором.

Объем бака-аккумулятора обычно составляет 60–80 л воды на 1 кг соломы, который подается в топку. Типичный бак аккумулятор выполняется в виде отдельного резервуара, расположенного над котлом. Котлы с автоматической загрузкой сырья отличаются тем, что в состав установки входит устройство непрерывной автоматической подачи соломы в котел. Различаются устройства подачи для целых тюков соломы и для соломы-сечки.

В установке отсутствует теплоаккумуляционный бак, но появляется необходимость в промежуточном хранилище соломы, из которого онанепрерывно подается в котел. Автоматические котлы, как правило, имеют более высокий КПД и меньшие выбросы в атмосферу. Однако основное преимущество неавтоматических котлов периодической загрузки над автоматическими — более низкие капитальные затраты на их внедрение и более высокая надежность при применении соломы повышенной влажности и загрязненности. Стоимость котлов одинаковой мощности может отличаться в два-три раза.

Установка котла и его работа

На рис. 2 приведена схема подключения соломосжигающего котла к системе теплоснабжения. Объем расширительного бака должен составлять не менее 8 % от общего объема воды в котле. При отсутствии бака-аккумулятора объем воды в котле (в литрах) должен быть как минимум в четыре раза больше мощности установки (в кВт). Так, установка мощностью 90 кВт должна иметь бак объемом 360 л.

С помощью фронтального погрузчика в топку котла помещаются два тюка. Они поджигаются, и дверца топки закрывается. Горение тюков продолжается около 5 ч. При этом автоматика регулирует расход дутьевого воздуха в зависимости от содержания кислорода в дымовых газах, а также направление дутья в зависимости от степени выгорания тюков и перемещения фронта горения.

За это время теплота, которая выделяется, аккумулируется в водяном баке-накопителе. Через теплообменник она из циркуляционного контура котла передается в тепловую сеть и подводится потребителям. По мере потребления теплоты температура в баке-аккумуляторе падает, и через определенное время необходима новая загрузка тюков.

Безопасность эксплуатации котла, работающего на соломе

Котел должен быть установлен таким образом, чтобы отвечать всем нормам пожаробезопасности, в т.ч. в зданиях, расположенных поблизости. Необходимо обеспечить соответствующие противопожарные меры, ведь солома представляет собой горючий материал, легко рассеивающийся при загрузке-разгрузке и транспортировке. В случае взрыва газов в котле горящие частицы могут легко вызвать возгорание соломы.

А если между котлом и хранилищем для соломы не предусмотрены необходимые противопожарные средства, огонь может распространиться и на солому в хранилище. Аналогичные установки требуют обязательного обслуживания оператором. В зоне постоянного пребывания оператора должны быть размещены показатели уровня воды с нанесенными нижним и верхним допустимыми уровнями. Кроме того, установка должна иметь тягонапоромер для контроля тяги газохода.

Дополнительные лестницы/площадки, специально оснащенные смотровые окна могут быть необходимыми для установок большей мощности.

Удаление золы после сжигания соломы

При сжигании соломы образуется достаточно большое количество золы (ее содержание в соломе составляет 3–5 %). Более того, зола мешает нормальному протеканию процесса горения из-за ее достаточно низкой температуры плавления. Ошлаковывание может начаться уже при температуре 800–850 °С. В золе содержится ряд питательных веществ (в виде солей), главным образом калий, фосфор, кальций.

Эти вещества могут быть возвращены назад в почву вместе с золой. Основной вклад в процесс шлакования вносит калий. Если перед подсушкой и прессованием тюков солома очень сильно промывается дождями, часть солей калия из нее вымывается. В результате качество соломы как топлива повышается, а возможные проблемы при сжигании уменьшаются. Золу можно раскидывать по полю при помощи разбрасывателя.

Экономические показатели работы соломосжигающих котлов

Первым соломосжигающем котлом, установленным на Украине, был котел мощностью 980 кВт в селе Дрозды Киевской области на агрофирме «ДиМ». Это произошло в рамках украино-датского пилотного проекта в 2000 г., в котором НТЦ «Биомасса» выступил в качестве субподрядчика. Успешная работа этого первого котла привела к тому, что вскоре украинская компания «ЮТЭМ» приобрела у датской компании Passat Energy — поставщика оборудования для первого на Украине проекта, лицензию на производство таких котлов периодического действия на Украине.

Отсутствие на Украине рынка таких котлов, вызванное в основном информационным барьером и низкой на то время стоимостью природного газа привело к тому, что все производимые котлы экспортировались в те же европейские страны, например, в Данию или Польшу. Лед тронулся в январе 2006 г., когда в с. Струтинцы Винницкой обл. заработал первый котел украинского производства.

Фермерское хозяйство ТОВ «Рапсодия» самостоятельно, за счет собственных средств, решило установить котел мощностью 250 кВт для обеспечения тепловой энергией мельницы [4]. Сначала планировалось отапливать мельницу, сжигая природный газ. Было потрачено даже 40 тыс. грн на проект подведения газопровода. Но, как говорится, «не было бы счастья, да несчастье помогло» — стоимость природного газа в конце 2005 г. выросли, и собственнику пришлось искать альтернативу.

Теперь он вряд ли жалеет о своем выборе в пользу новой технологии. Стоимость проекта составила примерно 200 тыс. грн. Себестоимость тепловой энергии с учетом амортизационных затрат составляет примерно 42 грн/Гкал. Прошлой зимой при температуре –20 °С уходило три-четыре 400 кг тюка соломы в день, что позволило поддерживать температуру в баке-аккумуляторе на уровне 65–68 °С — и этого вполне хватило для обеспечения теплом мельницы площадью 336 м 2 и высотой 6 м.

После того как природный газ для коммерческих потребителей на Украине вырос в цене примерно в два раза за последний год и его цена теперь составляет около1000 грн/1000 м 3 , следует наверняка ожидать, что количество соломосжигающих котлов в нашей стране будет только расти. Следует отметить, что средняя стоимость 1 МВт установленной тепловой мощности котла датского производства составляет примерно $ 100, а котла украинского производства — около $ 60.

Сравнение работы котельной мощностью 600 кВт на соломе и природном газе приведено в табл. 2. Проект замены газовой котельной мощностью 600 кВт на котельную такой же мощности, работающую на соломе, в существующих условиях (цена природного газа — 1000 грн/1000 м 3 , цена соломы — 35 грн/т, цена электроэнергии 35 коп/(кВт &#729ч), средняя заработная плата оператора — 1000 грн/мес, ставка дисконтирования — 8,5 %) имеет следующие экономические показатели: общие инвестиционные затраты — около 85 тыс. евро (из них 32 700 — стоимость котла), срок окупаемости — два года, чистая приведенная стоимость проекта — 183 тыс. евро, внутренняя норма рентабельности — 47 %.

В данный момент существует немало барьеров для широкого и быстрого распространения новых энергоэффективных технологий использования соломы в качестве топлива для производства энергии. В первую очередь агропредприятия не располагают собственными (свободными) финансовыми ресурсами на внедрение таких проектов, а кредитование является для них пока еще достаточно дорогим удовольствием.

Также отсутствует последовательная государственная политика в области развития возобновляемых источников энергии. Большой проблемой является информационный барьер — информация по энергетическому использованию соломы очень слабо распространяется в селах, среди самых заинтересованных пользователей новой для нас технологии. На Украине, по данным статистики, в последние годы каждый год производится около 25 млн т соломы, из которых 20 % (5 млн т) не используется ни в качестве подстилки, ни в качестве корма для животных.

Очевидно, что эта масса должна быть направлена на производство тепловой энергии. Так, общий потенциал оборудования, необходимого для ее сжигания, оценивается в 113 тыс. фермерских установок мощностью 0,1– 1 МВт и в 700 установок централизованного теплоснабжения мощностью 1–10 МВт. Первые котлы ужеустановлены, рынок потребителей и производителей оборудования начал свое формирование, теперь рост стоимости природного газа и других традиционных энергоресурсов будет работать только на развитие этого рынка.

Котлы на опилках, щепе и древесных отходах

Сегодня хотим рассмотреть твердотопливные котлы на щепе и опилках с автоматической подачей топлива на примере моделей российского производства популярной торговой марки « Пиролиз Мастер». Завод изготовитель выпускает 2 серии котлов на щепе и опилках — котлы серии BIO для отопления домов площадью от 100 квадратных метров и промышленные котлы сери BIO VULKAN PRO для отопления производств, тепличных комплексов, для выработки тепловой энергии в сфере ЖКХ.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

  • Таблицы модельных рядов
  • Принцип работы
  • Система подачи топлива
  • Достоинства и недостатки

Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO

Таблицы модельных рядов

Итак, приведем таблицы моделей, основных характеристик и цены, по которым можно купить подходящую вам модель котла.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

МодельМощность, кВтПлощадь, до м²Цена, руб.
BIO VULKAN PRO-1001001000662 600
BIO VULKAN PRO-1601601600696 200
BIO VULKAN PRO-2002002000722 900
BIO VULKAN PRO-2502502500865 600
BIO VULKAN PRO-32032032001 083 600
BIO VULKAN PRO-40040040001 143 600
BIO VULKAN PRO-50050050001 219 600
BIO VULKAN PRO-60060060001 488 600
BIO VULKAN PRO-75075075001 595 600
BIO VULKAN PRO-85085085001 780 600
BIO VULKAN PRO-1000100010001 990 600

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Среди производителей промышленных котлов на щепе и опилках стоит отметить отечественную компанию Пиролиз Мастер и её серию BIO VULKAN PRO 100-1000 кВт.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Промышленный котел на щепе и опилках Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO

С их помощью можно отапливать бытовые, производственные и другие помещения, готовить тепло для технических нужд.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Котлы снабжены cистемой механической подачи щепы, опилок в камеру горения.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Фракция топлива – 40 мм, влажность — до 50 %.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Максимальная температура горячей воды составляет 110 ºC.

p, blockquote 9,0,1,0,0 —>

В случае необходимости можно использовать в качестве топлива загружаемые вручную дрова, уголь, брикеты, загружаемого вручную, но мощность уменьшится на 15 – 20 %.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Устройство котла Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO

Среди особенностей твердотопливных котлов BIO VULKAN PRO отметим следующие:

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

  1. Корпус сварен из стальных листов и труб, а снаружи покрыт щитами с термоизоляционным материалом.
  2. Топка выложена шамотным кирпичом, что повышает температуру горения.
  3. Снабжены большими, плотно закрывающимися дверками топки, а их корпус залит жаропрочным бетоном. Производятся в правостороннем варианте, но по желанию заказчика могут быть и левосторонними.
  4. В дверях теплообменника установлен взрывной клапан. В результате при взрыве смеси горючих газов в топке котла, взрывная волна разрывает мембрану клапана и уходит по каналу вверх.
  5. Теплообменник котла – барабанного типа, жаротрубный. С целью эффективного отбора тепла в трубы устанавливаются изымаемые турбулизаторы . Дно барабана защищено от известковых насыпей, оборудовав в нем эффективную циркуляцию воды двумя слоями.

В зольнике Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO, под колосниками , находится желоб подачи топлива, в него монтируется шнековый конвейер котла, с помощью которого, по «вулкану», между колосниками, и рамой из плит термостойкого бетона, укрепленного опорной конструкцией, в топку котла механизированна подается сыпучее топливо.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Пламя горящего топлива нагревает шамотные плиты топки, внутренние ее стенки и низ барабана, а образовавшиеся горячие продукты сгорания проходят трубами нагрева теплообменника так, отдавая тепло циркулирующей воде, остывают и через дымоход удаляются из котла.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Котлы на опилках, лузге , щепе, торфе, пеллетах серии BIO 15-500 кВт.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

МодельМощность, кВтПлощадь, до м²Цена, руб.
BIO-1515150185 000
BIO-2020200190 000
BIO-3030300210 000
BIO-4040400225 000
BIO-505050265 000
BIO-6060600294 000
BIO-8080800357 000
BIO-1001001000420 000
BIO-1201201200483 000
BIO-160161600555 000
BIO-2002002000621 000
BIO-2502502500667 000
BIO-3203203200930 000
BIO-40040040001 380 000
BIO-5005005001 610 000

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

Пиролиз мастер BIO

В базовую комплектацию котла BIO входит:

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

  • корпус котла отопления на биомассе;
  • базовый топливный бункер для биомассы;
  • шнековый транспортер;
  • горелка;
  • вентилятор;
  • автоматический блок управления.

При желании бункер можно увеличить, оснастить котел автоматической очисткой горелки, GSM и WiFi модулями.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Котлы Пиролиз Мастер серии BIO отличаются наличием 5-ти ходового теплообменника. В результате котлы отличаются самым высоким КПД , если сравнивать с котлами, у которых 2-3 хода в конвективных каналах топки.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Сжигание биомассы производится при помощи ретортной горелки горизонтального типа. Это позволяет сжигать пеллеты в любом качестве, опилки, щепу с фракцией до 4 см, лузгу масличных культур, торф.

p, blockquote 19,1,0,0,0 —>

Автоматика , электроника и вентиляторы представлены лучшими европейскими производителями.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Из приведенных выше таблиц можно заметить, что это самый богатый ассортимент котлов на щепе и опилках, среди всех представленных на российском рынке производителей. Такой набор вариантов мощностей позволит решить задачу отопления на щепе и опилках на любых объектах и для любой площади.

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Отдельно хотим отметить, что промышленная линейка котлов серии BIO VULKAN PRO позволяет построить котельную на щепе и опилках с минимальными издержками, благодаря самым низким габаритным требованиям данного оборудования, снижающим издержки не только на транспортировке котлов на объект заказчика, но и расходы на строительство котельных помещений. Для тех, кто хочет изучить характеристики данных котлов по подробнее, предлагаем ознакомиться с ними на официальном сайте производителя.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Принцип работы

Теперь рассмотрим общее устройство котлов на щепе и опилках.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Корпус устройства состоит из таких элементов:

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

  • топка;
  • зольник ;
  • змеевик;
  • дымовая труба;
  • поддувало;
  • распределитель тепла;
  • датчики.

Устройство котла Hargassner

В топке, на специальной решетке, происходит процесс сгорания щепы и опилок, благодаря этому весь пепел и зола остаются в зольнике. Чистку этого приспособления надо совершать примерно 2 раза в месяц.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Благодаря тому, что щепа и опилки являются отходами деревообработки и не образуют большого пламени, теплообменник в таких котлах нагревается посредством горячих газов, проходящих сквозь него.

p, blockquote 26,0,0,0,0 —>

Теплообменник представляет собой трубки, которые соединены параллельно. Он изготавливается из материала, который хорошо выдерживает высокие температуры и не ржавеет, а также ему присуще такое качество, как высокий уровень теплопроводности.

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

Древесные опилки и щепа — особенно экономичный вид топлива, если рядом есть источник топлива: деревообрабатывающее производство.

Котёл на щепе Hargassner WTH 150-200

p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

Чтобы газ сжигался, топка котла состоит из двух обособленных камер. В одной горит само топливо, в другой сгорает газ, поступающий из первой камеры.

p, blockquote 29,0,0,1,0 —>

Котлы для отопления, функционирующие на опилках и щепе, как и другие отопительные приборы, бывают одноконтурными и двухконтурными.

p, blockquote 30,0,0,0,0 —>

Первые предназначены исключительно для обогрева помещения, вторые способны еще и нагревать воду. Такие агрегаты пользуются спросом у владельцев частных домов, т.к. позволяют не только обеспечить дом теплом, но и обустроить водопровод в доме.

p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

КПД котлов, работающих на опилках и щепе, — порядка 90 %.

Система подачи топлива

Твердотопливные котлы длительного горения на щепе и опилках, работающие в автономном режиме, практически не требуют обслуживания.

p, blockquote 33,0,0,0,0 —>

Топливо подается посредством нескольких транспортеров:

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

  1. Преемник — бункер имеет свободный доступ снаружи здания. В нем установлена шнековая передача, которая соединена с основным хранилищем. После того, как топливо загружено в бункер, включается транспортер, который подает топливо в механизированное хранилище.
  2. Выделяют два типа хранилища, с разным способом подачи древесной щепы в котел. В первом случае в виде бункера выступает наклонное основание, которое образует конус, внизу его находится шнековая передача. Во втором используется ворошитель с подсоединенными к нему лопастями. В процессе вращения устройства, щепа попадает в шнек .
  3. После хранилища щепа попадает в котел не сразу. Пиролизные отопительные водогрейные котлы, функционирующие на опилках и щепе, осуществляют подачу топлива частями. Каждая новая порция топлива попадает в топку с помощью специального барабана, который соединен со шнековой передачей, подающей щепу на горелку.

Система загрузки топлива из топливохранилища с помощью горизонтального рессорного перемешивателя с поднимающим шнековым транспортером для котлов HERZ firematic 20-301 и HERZ BioMatic 220-500

Достоинства и недостатки

Как и любое другое отопительное устройство, твердотопливные котлы имеют свои плюсы и минусы. Большинство недостатков, связаны именно с видом топливом — древесной щепой. У нее низкие сыпучие свойства, за счет чего ее сложно транспортировать. Щепе и опилкам характерна повышенная влажность, поэтому и горят они хуже, чем древесина или уголь.

p, blockquote 35,0,0,0,0 —>

Котёл на щепе и пеллетах Termal SF

Однако, несмотря на ряд отрицательных моментов, выделяются и положительные стороны таких устройств:

p, blockquote 36,0,0,0,0 —>

  • недорогое топливо, т.к. в качестве его используются отходы;
  • благодаря абсолютной автоматизации работы твердотопливных котлов, они могут функционировать даже если в доме нет людей;
  • все топливо из древесины — экологически чистое, поэтому никакого вреда для окружающей среды не будет;
  • высокий КПД (90 % и более);
  • отличаются экономичностью, на одной загрузке топлива могут обогревать помещение 10-12 часов;
  • нагрев происходит быстро, спустя 30-40 минут после розжига;
  • конструкция таких устройств простая, но в то же время надежная.

На рынке можно найти различные варианты подобных котлов от иностранных (например, Termal, Faci, HERZ, Hargassner ) и российских производителей (например, Zota ).

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

p, blockquote 38,0,0,0,0 —> p, blockquote 39,0,0,0,1 —>

Поэтому стоит повнимательнее присмотреться к твердотопливным котлам на опилках и других отходах деревообработки.

Использование соломы в качестве топлива

Аннотация

Компания ПроЭнергоМаш предлагает схему использования соломы в качестве топлива для котлов. Замещение традиционных видов топлива соломой позволит сельхозпроизводителям минимизировать затраты в энергетическом секторе. Наиболее перспективно использования схемы агрохолдингами, располагающими одновременно как производственными мощностями, так и значительным количеством потребителей тепловой энергии.

Современное общество пребывает в состоянии дисбаланса. С одной стороны, запасы традиционных источников энергии – ископаемых органических топлив являются ограниченными, с постепенным удорожанием продукции по мере исчерпания наиболее доступных и разработанных месторождений. С другой стороны, человеческая деятельность сопровождается постоянной выработкой и накоплением различных горючих отходов, в том числе твердых бытовых, отходов деревопереработки и сельского хозяйства. Помимо неиспользованного энергетического потенциала горы этих отходов представляют серьезную экологическую угрозу. Например, только бытовых и производственных отходов к 2016 году в России накоплено около 100 млрд тонн, которые занимают порядка 4 млн гектар.

Экономическая ситуация в процессе реформирования сельского хозяйства России привела к образованию агрохолдингов. При такой структуре в рамках одного комплекса находятся как источник растительных отходов, так и потребители тепловой и электрической энергии, например, пшеничные поля, элеваторы, мукомольные заводы.

Использование соломы, как и биомассы в целом, в качестве топлива, имеет ряд особенностей, отличных от традиционных энергоресурсов. Загрязнение поверхностей нагрева котлов на соломенном топливе происходит значительно интенсивнее, чем при сжигании угля или жидкого печного топлива. Из-за отложений повышается температура уходящих газов, снижается тяга и мощность котла, падает коэффициент полезного действия. Места шлакования и способы их очистки определяются конструкцией котла, а интенсивность загрязнения, в большей степени, определяется режимом горения.

Энергетическая ценность соломы зависит от ее влажности, а также от химического состава, который изменяется в зависимости от типа соломы (зерновые, рапс и т. д.) и от условий вегетации растений. Все твердые топлива, в том числе и биомасса, содержат в своем составе негорючие компоненты – золу. Часть зольного остатка соломы происходит от частиц почвы и песка, которые оседают на листостебельную массу в процессе роста, уборки и т. п., другие частицы попадают из почвы в стебли с солями Si, Ca, Mg, K, Na, P в период вегетации растений.

Зольность соломы злаковых культур [1]

Зольность на сухую массу, %

Небольшое количество образующейся при сжигании золы не создает проблем с ее утилизацией (таблица 1), образованную золу можно вывозить на поля в качестве удобрения. Основные трудности связаны с низкой температурой плавления и возгонки некоторых ее компонентов, особенно соединений калия и натрия, в результате слой топлива на колосниковой решетке может спекаться, интенсивно шлакуются поверхности топочной камеры и конвективных газоходов котла, препятствуя его нормальной работе. Сравнение [2] основных характеристик соломенного топлива с традиционными энергетическими углями представлено в таблице 2. Как видно из таблицы, несмотря на близкие количественные показатели для горючей массы бурого угля, температура размягчения золы у соломы гораздо ниже.

Сравнительные характеристики топлив

Теплота сгорания, МДж/кг

Температура золы, 0 С

Главная проблема использования соломы в качестве топлива состоит в создании эффективного и экономичного топочного устройства, которое позволило бы сжигать парусное и склонное к зашлаковыванию поверхностей нагрева топливо.

Обзор использования соломы как топлива показал, что в Европейских странах накоплен большой практический опыт. Солому применяют в качестве топлива в Дании, Швеции, Польше, Украине и т.д. При этом, демонстрируется достаточно широкий спектр конструкций: от фермерских котлов с большой жаротрубной топкой до топочных устройств с циркулирующим слоем. Солома может подаваться в топку, как в виде тюков, так и измельченная в различных устройствах.

Выявленные проблемы можно классифицировать следующим образом:

  1. Малые объёмы производства сырья у одного поставщика;
  2. Нестабильное качество подаваемого сырья, которое зависит от условий и места произрастания и хранения соломы;
  3. Зашлаковывание стенок топочных камер при сжигании;
  4. Трудность удержания легких, парусных частиц топлива до полного выгорания в топке;
  5. Значительные содержания оксидов азота и соединений хлора в продуктах сгорания.

Решение для первых двух пунктов в рамках одного агрохолдинга не вызовет трудностей. Остальные же требуют взвешенного подхода к проектированию топочных устройств.

На европейских станциях применяются следующие основные технологии сжигания биомассы:

  • сжигание топлива на слоевой решетке, движущейся или неподвижной;
  • сжигание топлива в псевдоожиженном слое;
  • факельное сжигание пылевидного топлива.

Использование каждой из обозначенных технологий для сжигания соломенного топлива сопряжено с рядом трудностей и недостатков. Основные и них:

  • при работе слоевой топки в очагах сжигаемого топлива, из-за неравномерного распределения по решетке, присутствуют зоны высоких и низких температур. В зонах перегрева происходит расплавление, испарение золы с последующим шлакованием котла, а в низкотемпературных – интенсивный выход химического недожога, СО.
  • низкотемпературный кипящий слой практически невозможно использовать для сухих и парусных частиц, так как сильно различается скорость витания частиц топлива и инертного заполнителя слоя.
  • пылевой факел горит при высоких температурах, неизбежно происходит расплавление и возгонка легкоплавких компонентов золы с последующим шлакованием конвективных поверхностей нагрева, а также повышенное образование термических оксидов азота.

Наиболее распростаненными в Европе котлами в области промышленной теплоэнергетики, работающими на биомассе, являются жаротрубные. Это котлы с большой футерованной топочной камерой, скомпонованной с наклонно-переталкивавшей решеткой. Распространен котел такого типа фирмы Vyncke. Конструкция проверена десятилетиями и обладает не плохими эксплуатационными качествами, однако является очень громоздкой, с высокой металлоемкостью и, соответственно, стоимостью.

Из российских разработок, наиболее подходящей для утилизации сухих парусных топлив, является вихревая низкотемпературная топка «Торнадо» компании ПроЭнергоМаш [3]. Вихревая топка успешно применяется для сжигания шелухи подсолнечника, овса и др. сильношлакующих сухих растительных отходов, с характеристиками близкими к соломе. Вихревая топка обладает рядом преимуществ перед описанными выше вариантами сжигания:

  • частицы удерживаются внутри топочной камеры до полного выгорания за счет циклонного эффекта, не требуется наличие большого объема для гравитационной сепарации уноса;
  • ступенчатая подача дутья и хорошее перемешивание продуктов сгорания обеспечивают низкий недожог;
  • полностью экранированная камера позволяет удерживать процесс горения в низкотемпературном диапазоне, предотвращая интенсивное шлакование;
  • Для котлов большой мощности используется установка спаренной дубль-топки, с двумя циклонными камерами.

Рисунок 1. Паровой котел на соломе с вихревой топкой «Торнадо».

Вихревые топочные камеры имеют форму, близкую к цилиндру, выполненную из сварных мембранных панелей. Наиболее близкая к форме вихря геометрия топочной камеры позволяет избавиться от застойных зон, распределить горение по всему объему. Настенные отложения срываются потоком топочных газов еще на начальной, стадии упрочнения, в рыхлом состоянии.

Продукты сгорания на выходе из вихревой топки не забалластированы уносом и имеют приемлемую температуру для непосредственной подачи в плотные конвективные пучки без опасности шлакования. Благодаря этому, отсутствует необходимость в длинных экранированных охладительных газоходах, характерных для жаротрубных котлов с футерованными топками. За счет этого, и с учетом отказа от многотонной огнеупорной футеровки топки, массогабаритные характеристики котла с вихревой топкой относительно, например, котла фирмы Vyncke аналогичной мощности, уменьшаются в несколько раз, рисунок 1.

Рисунок 2. Сравнительные размеры котлов для сжигания лузги фирм ПроЭнергоМаш и Vyncke, паропроизводительностью 25 и 24 тонны в час соответственно.

Поскольку в вихревых топках наилучшим образом сжигаются мелкие парусные частицы, солому перед сжиганием требуется измельчить до фракции 0-15 мм. Для этого в топливном складе устанавливается измельчительная машина. Подача в топочные камеры котлов осуществляться по системе пневмотранспорта.

Предлагаем использовать в агрохолдингах энергосберегающую технологию, основанную на схеме сжигания измельченной соломы в котлах с вихревыми топками с целью покрытия потребностей в технологическом паре и тепловой энергии перерабатывающих подразделений хозяйственного комплекса. Зола от сжигания соломы может возвращаться на поля для восстановления минерального баланса, либо использоваться в строительных смесях в качестве заполнителя.

Рисунок 3 – Схема котельной установки с паровым котлом на соломе

1 – Котел; 2 – Вихревая топка, 2шт; 3 – Кипятильный пучок; 4 – ГПЗу; 5 – Дозатор шлюзовый, 2шт.; 6 – Устройство шурования, 2шт.; 7 – Вентилятор дутьевой, 2шт.; 8 – Вентилятор пневмоподачи, 2 шт.; 9 – Устройство золоудаления; 10 – Экономайзер, 2 шт.; 11 – Дымосос; 12 – Золоуловитель; 13 – Аппарат обдувочный, 2шт.; 14 – Транспортер золоудаления; 15 –Затвор с электроприводом 500х600; 16 – Вентилятор слоевого дутья; 17 – Шибер золоудаления; 18 – Измельчитель рулонов соломы, 2 шт.; 19 – Пылевой вентилятор, 2 шт; 20 – Циклон- разгрузитель; 21 – Ворошитель бункера; 22 – Бункер расходный. 23 – Рольганг подачи рулонов, 2 шт.

Литература

  1. Семирненко С. Л. Исследование рационального использования соломенной биомассы с целью уменьшения техногенной нагрузки // Молодой ученый. — 2013. — №3. — С. 98-102.
  2. Справочник потребителя биотоплива / [Виллу Варес, Юло Каськ, Пеэтер Майсте и др.]; под ред. Виллу Вареса. — Таллин, 2005. -183 с. — ISBN 9985–59–586–6.
  3. В.А. Голубев, Е.М. Пузырёв, М.Е. Пузырёв. Использование вихревых топок для сжигания низкосортных видов топлива в паровых котлах. Новости теплоснабжения №2, февраль 2015г – стр. 29 – 33.

Проектирование и производство
оборудования для теплоэнергетики

Что такое котлы на тюках

На полях Украины пропадают миллионы тонн соломы, которая, как свидетельствует опыт передовых хозяйств, способна сэкономить немалые деньги в качестве топлива.

Экономия энергозатрат на отоплении, особенно в многострадальной бюджетной сфере, пожалуй, один из самых актуальных аспектов. Украина потребляет пока традиционные энергоресурсы: природный газ, уголь, нефть. Лишь незначительную часть (примерно около 0,3 %) составляет такой возобновляемый источник энергии, как биомасса, и вообще, «живые энергорезервы». А между тем Украина имеет годовой избыток обыкновенной соломы, по некоторым данным, более пяти миллионов тонн. Что же происходит с этим избытком в сельскохозяйственных уголках нашей страны? Пардон за гусарскую прямоту: гниет-с. В Запорожской области три административные территории рискнули изменить мышление и не побрезговали соломкой…

Многим ли известно, что три тонны соломы (точнее 2,9) по своей теплотворной способности эквивалентны 1000 м3 природного газа? В условиях «дружественного» повышения цены на газ из России, согласитесь, убедительно выглядит средняя цена соломы в брикетах (или, как чаще говорят, тюках) — 120 грн за тонну! Это несравнимо со стоимостью не только «голубого» топлива, но также угля и мазута — традиционных для аграрных территорий источников энергии.

— Энергоемкость соломы в режимах пиролиза (а сейчас оборудование работает именно в таком режиме) вполне сопоставима с углем. Мы говорим, конечно, не об объемах, а о тоннах, то есть о весовых эквивалентах, — рассказал для «УТГ» начальник территориального управления государственной инспекции по энергосбережению в Запорожской области Сергей Ушенко. — Даже, пожалуй, выше, чем уголь, учитывая его качество. Вы же понимаете, что уголь у нас — это уже больше порода. Проще говоря, энергетическая емкость соломы будет примерно процентов на 10 выше, чем угля.

Рентабельность соломосжигающих котлов не подлежит сомнению. Конечно, сначала нужно вложить в реконструкцию котельных деньги, но специалисты уверяют: период окупаемости крупных установок в среднем не превысит трех лет, а менее мощных — восьми месяцев. Но главное — соломы предостаточно, по крайней мере, в сельскохозяйственных регионах.

— На сегодняшний день Запорожская область обладает такими ресурсами. По оценкам специалистов, в среднем ежегодно около 1,5 тонны соломы с гектара получают хозяйства после уборки урожая, — продолжает Сергей Ушенко. — Из этого объема в лучшем случае 5—7 процентов расходуется на хозяйственные потребности, на корм, подстилку для скота.

Собственно, ничего хитрого в этой технологии нет. В котлах специальной конструкции сжигают солому, не используемую в хозяйстве. А вот себестоимость тепловой энергии, произведенной в котельной на соломе почти в два раза ниже, чем котельной на природном газе: 87,1 грн/Гкал и 187,1 грн/Гкал соответственно.

Теплогенерирующая установка на соломе мощностью около 0,5 МВт потребляет в среднем 450 тонн соломы (что эквивалентно энергопотреблению 6,800 ГДж). Предположительно она заменит мазутный котел с коэффициентом полезного действия 80%. Попутно заметим, что в инвестиционном эффекте следует также учитывать 25% сбережения тепловой энергии.

В таких котлах сжигают тюки (брикеты) соломы зерновых культур, что позволяет обеспечить отоплением и горячим водоснабжением школы, детские сады, предприятия и другие объекты. Экономия энергоносителей очевидна.

Справка

Кто изготавливает такие котлы у нас?

Единственный в Украине производитель лицензионных котлов на соломе — ОАО «ЮТЭМ» («Южтеплоэнергомонтаж»). Эта компания уже 80 лет работает на рынке энергетического строительства — производит теплогенераторы на соломе мощностью до 1 МВт по лицензии датской компании Passat Energi. «ЮТЭМ» может обеспечить, наряду с поставкой теплогенераторов, проектные работы, обустройство тепловых сетей и сервисное обслуживание котлов на протяжении трех лет. Официальный портал компании сообщает: «Сегодня диапазон выпускаемой нами продукции включает теплогенераторы мощностью от 150 до 860 кВт».

Специалисты предприятия советуют: при выборе теплогенератора, с точки зрения его мощности, нужно руководствоваться следующими параметрами: 1 кВт мощности требуется для отопления 10 м2 площади при высоте потолка не более 3,5 м.

— Проект мы заказали более двух лет назад в Одессе, — рассказала голова Чкаловского сельсовета (Приазовский район Запорожской области) Светлана Закуцкая. — Котел обошелся в 328 тысяч гривень. Провели тендер. Потом все старые трубы теплосети вообще выбросили, проложили новые. Это еще 562 тысячи. Обогреваем школу, детсад, Дом культуры. В этом мы, можно сказать, пионеры!

Сегодня солома в качестве топлива используется и на других территориях.

— У нас система рассчитана на два теплогенератора, — сообщил начальник отдела коммунального хозяйства Приморской РГА Виталий Кононов. — Прошлой зимой один уже работал и оправдал себя. Сожгли приблизительно 150—200 тонн соломы. Экономия — 300 кубов газа! Когда пустим второй теплогенератор, вообще отпадет потребность в газе.

Переориентироваться на дешевую солому вместо дорогого газа (или угля) планируют в ближайшее время еще в одном райцентре Запорожской области, но по телефону нас попросили пока не сообщать, чтоб не сглазить, дело-то хлопотное. Хотя деньги из бюджета на закупку котла и замену системы уже выделены.

Как же все это внедряется? Системы отопления и горячего водоснабжения, как правило, остаются прежними. У такого агрегата есть только одна особенность — наличие специального соломосжигающего котла, который входит в нагревательный контур системы. Котлы устанавливают индивидуально или пристраивают к уже существующим котельным, и тогда они работают параллельно на одну тепловую сеть. Таким образом частично, а то и полностью компенсируется потребление традиционного топлива старой доброй и привычной для нас котельной. Угольный или газовый котел, установленный ранее, можно сохранить «на всякий пожарный». Кстати, данная система всегда имеет резерв по запасу мощности.

«Сельское» топливо: за и против

Определенные проблемы, конечно, есть.

— Мы столкнулись с такой ситуацией, — продолжает начальник отдела коммунального хозяйства Приморской РГА Виталий Кононов. — Солому нужно собирать, складировать, прессовать, тюковать. На это приходится выделять определенные средства на сезон. Мы подсчитали: в прошлом году — 300—400 гривень.

И все же, согласитесь, эти хлопоты возникают только из-за того, что районы еще не «распробовали» новую технологию. Те же фермеры пока не понимают, что и они будут иметь выгоду. Потому коммунальщики Приморска вынуждены пока предусматривать в проекте бюджетные затраты.

Позволим себе немного забежать вперед. По некоторым данным, сейчас сельхозпредприятия имеют возможность поставлять брикетированную солому в объеме 150—300 тонн ежегодно. Если агрофирме удастся выгодно продать солому, она сможет отнести эти доходы на себестоимость зерна, то есть снизить ее себестоимость примерно на 6—10%.

Кроме того, при переходе с традиционного топлива (мазут, уголь и т.п.) на солому появятся новые рабочие места. Во-первых, кому-то нужно собирать, перевозить и обеспечивать хранение соломы. Во-вторых, широкомасштабное (впоследствии) внедрение котельных, работающих на соломе, потребует и новых технических специалистов. И, в-третьих, со временем увеличение спроса на такие агрегаты приведет к налаживанию производства соломосжигающих котлов.

Как уже отмечалось, избыток соломы в Украине оценивается, как минимум, в 5 млн тонн. Специалисты подсчитали: общий потенциал использования соломы как топлива может обеспечить создание 13 тыс. малых теплогенерирующих мощностей (0,1—1,0 МВт тепла), плюс 700 теплогенерирующих мощностей для систем централизованного теплоснабжения (1,0—10,0 МВт тепла). Для сравнения: в Дании лишней соломы для производства тепла лишь один миллион тонн.

Еще пара нюансов, которые формально можно отнести к минусам. Поскольку солома легко возгорается (особенно опасно, когда она рассеивается при загрузке, транспортировке и разгрузке), важно принимать всевозможные противопожарные меры. Кстати, по правилам эксплуатации котельного оборудования его должен обслуживать оператор.

После сжигания соломы остается зола (ее содержание в соломе — 3—5%). Эти остатки мешают нормальному процессу горения из-за того, что у золы достаточно низкая температура плавления. Уже примерно при 800°С может начаться «шлакование». И все же не следует называть золу врагом предприимчивого фермера. В ней имеются питательные вещества, не лишние в хозяйстве, в частности калий, кальций, фосфор. Их можно вернуть в почву — разбросать золу по полю, например, при помощи разбрасывателя гноя, извести.

Главное — начать. В Запорожской области уже начали.

Принцип работы

«Соломенная» печка

Теплогенератор для соломы — это своего рода термос, то есть изолированная установка, монтаж которой не требует дополнительных работ, как и отдельного помещения. Нужно только устроить фундамент и смонтировать дымовую трубу. Монтаж и наладка теплогенератора осуществляются в течение одного дня.

Котлы мощностью до 1 МВт бывают двух типов: с периодической и автоматической загрузкой топлива.

Котлы периодического действия — это так называемые жаротрубные котлы с большой топкой, которая окружена специальной водяной «рубашкой». В зависимости от мощности топку приспосабливают для сжигания малых, цилиндрических или больших тюков соломы. Котлы разного размера могут вмещать от трех малых тюков до двух-трех больших.

Подача воздуха в зону горения может регулироваться по-разному. Например, вентилятором — по сигналу от термостата, установленного в жаровой трубе. Или же обеспечивается специальная система контроля за содержанием кислорода в дымовых газах. Чтобы улучшить условия горения, расход воздушного дутья регулируется — его постепенно меняют по мере сгорания соломенного тюка. Области подачи воздуха постепенно меняются, что обеспечивает равномерное горение тюка соломы.

КПД котла периодического действия примерно 78—82%, уровень содержания СО в продуктах сгорания — меньше 0,5%. Чтобы скорость горения была стабильной при максимальной нагрузке агрегата, все котлы такого типа оснащают баком-аккумулятором. Его объем, как правило, — 60—80 литров воды на 1 килограмм соломы, загруженной в топку. Типичный бак-аккумулятор имеет вид отдельного резервуара, расположенного над котлом. Объем расширительного бака должен составлять не менее 8% от общего объема воды в котле. При отсутствии бака-аккумулятора объем воды в котле (в литрах) должен быть, как минимум, в 4 раза больше мощности установки (в кВт). Например, установка мощностью 90 кВт должна иметь бак объемом 360 литров.

Котлы с автоматической загрузкой сырья отличаются тем, что в состав установки входит еще и устройство непрерывной автоматической подачи соломы в котел. Кстати, эти устройства различают также по виду материала — целые тюки соломы или солома-сечка. В таких установках нет аккумуляционного бака, но необходимо промежуточное хранилище соломы, из которого она непрерывно подается для сжигания. С помощью специального фронтального погрузчика в топку котла помещаются, скажем, два тюка. Подожгли, дверцу топки захлопнули. Горение тюков продолжается 4—5 часов. При этом автоматика регулирует расход дутьевого воздуха в зависимости от содержания кислорода в дымовых газах, а также направление дутья с учетом того, в какой степени сгорели тюки и куда переместился фронт горения в топке. За это время теплота аккумулируется в водяном баке-накопителе. Через теплообменник она из циркуляционного контура котла передается в тепловую сеть и подводится к соответствующей инфраструктуре — детсаду, фермерской конторе… По мере потребления теплоты температура в баке-аккумуляторе падает, и через определенное время необходима новая загрузка тюков. Процесс горения регулируется компьютером. В теплую погоду достаточно загрузить котел один раз в день, в холодную — дважды. Подойдут тюки весом от 20—30 до 500 кг.

Чем отличаются эти типы котлов? У автоматических более высокий КПД, они меньше загрязняют атмосферу. Неавтоматические котлы (с периодической загрузкой) имеют свои преимущества — значительно меньше (в 2—3 раза) нужно капитальных вложений на их внедрение (без компьютера-то!). Кроме того, они более надежны в тех случаях, когда приходится «кормить» топку соломой загрязненной или излишне влажной. Влажность, допустимая для сжигания соломы, — 10—25%. Автоматика в таких случаях может, образно выражаясь, «подавиться».

Партнерство

Заграница нам поможет! А мы — ей…

В Европе давно оценили выгоду получения тепловой энергии из соломы. Серийное производство соломосжигающих котлов налажено в Англии, Польше, Германии, Литве, России, Эстонии, Молдове. А в Дании такие агрегаты разных мощностей выпускают шесть компаний. Значительная часть жилого сектора Копенгагена, столицы Дании, отапливается именно энергией соломы.

Кстати, интерес к этой технологии стимулировал Киотский протокол. Дело в том, что при использовании соломы вместо, например, угля значительно снижаются вредные выбросы. Молдавские специалисты подсчитали, что если установить сотню-полторы котлов, выбросы сократятся на несколько тысяч тонн в год. Эти квоты реально продать в рамках Киотского протокола по цене 5—6 долларов за тонну. Нетрудно подсчитать, сколько это будет за 3—5 лет!

Дания выразила готовность помочь нашей стране внедрить технологии производства тепла в результате сжигания соломы. При этом изготавливать агрегаты можно и в Украине, где производство соломосжигающего котла дешевле, а следовательно, почти вдвое дешевле и 1 МВт произведенной мощности (примерно 60 долларов).

Впервые в Украине установили соломосжигающий котел мощностью 980 кВт в селе Дрозды Киевской обл. в агрофирме «ДиМ». Это произошло в рамках украинско-датского пилотного проекта в 2000 году, в котором НТЦ «Биомасса» выступил в качестве субподрядчика. Успешная работа первого котла привела к тому, что вскоре украинская компания «ЮТЭМ» приобрела у датской компании Passat Energy — поставщика оборудования для первого в Украине проекта — лицензию на производство таких котлов периодического действия в Украине.

Первый котел украинского производства заработал в январе 2006 года в селе Струтинцы Винницкой области в фермерском хозяйстве — ООО «Рапсодия». На проект подведения газопровода потратили 40 тыс. грн. Общая стоимость проекта составила примерно 200 тыс. грн. Себестоимость тепловой энергии с учетом амортизационных затрат составляет примерно 42 грн/Гкал. И теперь соломосжигающие котлы, произведенные в Украине, экспортируются в европейские страны — Данию, Польшу.

Разновидности твердотопливных котлов — что такое, установка

Среди большого ассортимента котлов для системы отопления, выделяются модели, работающие на твердом топливе. В отличии от газовых приборов, они имеют некоторые особенности, которые следует учитывать при подборе установки для дома. О том, что такое твердотопливный котел и как правильно должна производиться его эксплуатация, поговорим в этой статье, а также разберем самые популярные модели этой категории.

Что такое твердотопливный котел

Главная отличительная особенность бытовых твердотопливных котлов, в том, что для их розжига и эксплуатации, необходимо твердое горючее. В таких установках используют не только дрова, уголь и торф, но и специальное гранулированное топливо — пеллет. Сегодня наибольшей популярностью пользуются твердотопливные котлы длительного горения — в таких агрегатах требуется реже менять и подкидывать топливо, а также их легче очищать.

Преимущества и недостатки

Перед обычными газовыми котлами, у твердотопливных есть определенные недостатки и преимущества. Большое разнообразие агрегатов для отопительных систем достигнуто не только большим количеством производителей, но и широким списком различных технологий, реализованных в современных установках. Основные положительные особенности твердотопливных котлов:

  1. Простота эксплуатации — в отличии от других установок, традиционное отопление на дровах и угле, не требует специальных навыков, а современное гранулированное топливо, способно избавить от любых забот, мусора и грязи, которые обычно сопровождают дровяные печи;
  2. Срок службы — работают такие агрегаты дольше газовых, об этом свидетельствую как отзывы, так и установленный гарантийный срок работы от производителя;
  3. Безопасность — циркуляция теплоносителя, дымоудаление, температурный контроль, все эти системы защищают от возгораний или поломок;
  4. КПД — конструкция, система горения и инженерные решения, довели коэффициент полезного действия до 90-95%;
  5. Экономичность — эффективность и стоимость твердого топлива позволяют владельцу котла экономить на горючем.

Интересно! В отличие от газовых, котлы на твердом топливе для отопления частного дома можно устанавливать без разрешительной документации, самостоятельно, без работников газовой службы.

Даже при том, что такие установки имеют небольшую цену — они всё равно не имеют огромной популярности, уступая газовым аналогам. Связанно это с недостатками твердотопливного котла. Главным отличием от конкурентов на жидком газовом топливе — необходимость в постоянном внимании владельца. Котел отопительный твердотопливный должен:

  • Регулярно чиститься;
  • Располагаться в отдельном помещении;
  • В процессе отопления необходимо подкладывать топливо;

Кроме того, нужны в запасе дрова или уголь, которые будут хранится на специальном складе. Именно требовательность к вниманию, постоянному надзору и уходу, является существенным его минусом перед конкурентами.

Устройство и принцип работы

В твердотопливной системе нагрева воды любого типа, устройство и принцип горения зависят от того, к какому виду они относятся. Например, в пиролизных котлах, газы после горения и топливо сжигаются по отдельности. Поэтому у них две камеры сгорания, что повышает мощность, КПД и обеспечивает чистоту дыму. Обычно в котлах на твердом топливе следующее устройство:

  1. Топка — в которой происходит горение древесины, полетов, брикетов или угля;
  2. Система для циркуляции теплоносителя, которая обеспечивает нагрев воды;
  3. Система вентиляции, благодаря которой происходит дымоудаление;
  4. Терморегулятор — для контроля за температурой.

Устройство агрегата с плитой на твердом топливе схож, но в его конструкции присутствует дополнительный элемент — плита для нагрева пищи. Благодаря этой особенности, такие котлы называются комбинированными.

При выборе, нужно осмотреть всю конструкцию. Возможны дефекты на загрузочной дверце. Она обеспечивает чистоту воздуха в помещении, поэтому ей следует уделить внимание.

Разновидности

Так называемые энергонезависимые котлы подразделяются на несколько категорий. Твердотопливные установки разделяют по типам конструкции и количеству топок, они бывают следующими:

  • Классические — стандартная конструкция, с одной топкой, можно загружать пеллетами, дровами, углем и другим твердым топливом.
  • Длительного горения — пиролизные котлы, с двумя камерами горения, для твердого топлива и для продуктов сгорания отдельно.
  • Пеллетные — специальные установки, с дозировщиком пеллета, подходят для производств, ферм и дачных участков.
  • Энергозависимые — работающие с электрическим тэном, насосом и терморегулятором.
  • Автоматические — современные установки, с терморегулятором, «умным ОС», являются энергозависимыми, не нуждаются в постоянном контроле.
  • С охлаждающим водяным контуром — энергонезависимые, в которых можно регулировать температуру и интенсивность сгорания топлива, водяным теплообменником.

Самыми удобными в эксплуатации, считаются энергозависимые котлы. В них установлено электрическое оборудование, которое контролирует температуру и помогает следить за нагревом воды. Топливо в таких установках расходуется в меньшем количестве, поэтому они считаются экономными. Вода нагревается быстрее благодаря циркуляционным насосам, которые работают на электричестве. Недостатком энергозависимых котлов является необходимость подключения к электросети, а также большая стоимость.

Популярные производители

Ниже приведены марки, которые пользуются наибольшим спросом у покупателей.

Гефест

Гефест на твердом топливе имеет классическую конструкцию, с большой загрузочной дверцей, широкой камерой горения и привлекательным дизайном.

Гефест зарекомендовал себя в низких температурах, может использоваться без электричества, поэтому широко используется среди жителей тайги. Котел прост в эксплуатации и имеет невысокую цену.

Компания TIS является ассоциацией нескольких предприятий из Белоруссии, Литвы, Польши и Венгрии.

Пользователи котлов ТИС указывают на огромную топку, что выделяет установку от аналогов. В конструкции предусмотрен термометр, который устанавливаются в водопровод и контролирует температуру на выходе из котла.

Теплодар Куппер ОК 15

Отличная механическая модель, с одним контуром. Теплодар «Куппер ОК 15» является энергонезависимым комбинированным котлом.

Как и другие вышеуказанные модели, можно устанавливать котел самостоятельно — своими руками, без вызова специалиста газовой службы. Теплодар Куппер данного наименования, имеет мощность в 15 кВт, поэтому способен отапливать помещения с площадью до 150 квадратных метров.

Дакон

Котел с вертикально установленной загрузочной дверцей. Модель Dakon DOR F способна отапливать помещения до 450 квадратных метров, что значительно превосходит всех известных конкурентов.

Конструкция установки выполнена из стального сплава, который выдерживает запредельные температуры. Температура в Дакон контролируется грамотной подачей вторичного и первичного воздуха.

Дефро

Установки от производителя из Польши. Компания производит как небольшие, так и мощные производственные модели. В ассортименте устройств Defro есть пеллетные, пиролизные, энергозависимые и энергонезависимые котлы.

В промышленности водогрейные котлы из Польши незаменимы. Среди пользователей данные установки относят к «премиум-классу». Связанно это с характеристиками, которые превосходят все показатели конкурентов, что сказывается на цене — она значительно выше чем на аналогичные модели отечественного производства. Главным преимуществом считается наличие загрузочного контейнера для пеллета почти во всех энергозависимых котлах.

Каракан

Небольшой напольный котел, с механическим управлением. При работе на твердом топливе с одним контуром, Каракан 8ТПЭ способен нагревать помещение площадью до 80 квадратных метров, при мощности 8 кВт. Котел является энергонезависимым, поэтому может эксплуатироваться без электричества.

Установка отлично себя показала даже при низких температурах и зарекомендовала себя помощником для лесников. Модель выглядит менее привлекательно аналогов, напоминая самодельный агрегат, но зато имеет низкую цену.

Критерии выбора

Перед покупкой котла для дома, первоначально нужно посчитать площадь помещения, которое планируете отапливать. Твердотопливный котел следует покупать при отсутствии газопровода и в согласии с правилом: на каждые 10 квадратов приходится 1 кВт мощности. Также сразу обдумайте, возможно ли подключение установки к электричеству — в противном случае понадобится энергонезависимый котел, который показывает низкое КПД.

Страна производитель не является важным параметром — эта категория котлов производится одинаково качественно как западными, так и отечественными производителями. Лучше уделить внимание размеру камеры — от этого параметра зависит как долго будет нагревать воду контур без подброса топлива.

Обратите внимание! Если решено установить котел в небольшом частном доме — есть смысл покупать комбинированную модель. В ней предусматривается наличие варочной плиты.

Сопоставьте размеры устройства с располагаемой площадью. Выбирайте модели которые могут работать на всех видах твердого топлива. Метод загрузки горючего и сложность монтажа — параметры по которым пользователи оценивают котлы в индивидуальном порядке.

Если планируется выбирать твердотопливный котел для предприятия, то есть смысл покупать пеллетные агрегаты с загрузочными контейнерами и большой мощностью. В этом случае понадобится отдельная комната для установки и хранения топлива. За автоматическими установками не нужен надзор, но они энергозависимы и нуждаются в уходе.

Инструкция по установке и эксплуатации

Установить котел твердотопливный своими руками не сложно, особенно если он энергонезависимый. Обычно система устанавливается на пол, трубопровод с водой подключается согласно инструкции, как и дымоход. У каждой модели собственная конструкция и система горения, поэтому рекомендации по диаметру труб и дымохода следует использовать из официального документа к котлу.

Рекомендуется сконструировать рядом с агрегатом топливное хранилище. Для того чтобы не ошибиться при монтаже, нужно сделать чертеж, на котором нужно указать точки подключения труб и габариты. Это упростит процесс сборки системы. В любом случае при монтаже следует использовать официальную инструкцию по эксплуатации.

Отзывы

Андрей, Астрахань: «Купил себе дачу, а для подачи горячей воды и с целью отопления, приобрел „Каракан“. Не пожалел — выбор сделал правильный. Площадь домика небольшая — 40 квадратов, мощностью остался доволен. Небольшая масса и удобные размеры, позволили транспортировать Каракан на огромное расстояние».

Алина, Екатеринбург: «Использую на даче модель „Гефест“ уже больше двух лет. Довольна мощностью, воздух не загрязняет, удобная загрузочная дверца. Из недостатков могу выделить только малый объем камеры горения — нужно регулярно подкладывать дрова».

Марк, Сургут: «Купил себе котел на твердом топливе для рыбацкого домика, остановился на небольшом агрегате от Теплодара. Отличная штука — работает на ура, даже в сильный мороз. Использую привезенный с собой гранулы или дрова местного происхождения. Всем рекомендую эту модель!».

Обратите внимание! Твердотопливный котел подходит для эксплуатации в различных помещениях. Установку применяют в частных домах без подведенного газопровода и электричества, а также в сторожках и избах. Агрегат полезен на даче, в сараях, на животноводческих фермах. Благодаря высокому КПД и возможности использования доступного топлива — эти котлы подойдут всем, кто хочет провести отопление, но не имеет возможности подключить газ к постройке.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Обогреватель конвекторного типа: секреты выбора и эксплуатация
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector