Požadavek na piliny jako palivo
Pokud víme, piliny jsou velmi jemně nasekané dřevo získané při nárazu řezného nástroje: pily, obráběcí stroje. Z tohoto důvodu se piliny zpravidla označují jako dřevozpracující odpad, náklady na suroviny pro palivo jsou minimální a v některých případech dokonce zdarma.
Složení pilin je až 70% sacharidů (jedná se o celulózu a hemicelulózu), 27% ligninu. Množství uhlíku v pilinách dosahuje 50%, vodíku 6% a kyslíku 44%, obsahu dusíku - 0,1%.
Obr. jeden Druhy dřevěného paliva, produkce dřevěného odpadu
A - deska Obzol zpracovaná na palivové dřevo; B - Řasák jehličnanů; B - Čipy různých frakcí; D - Piliny z přírodní vlhkosti do velikosti 3 mm; D - Piliny pouličního skladování, surové; E - Jehlovité piliny přirozené vlhkosti; F - Piliny s vlhkostí W do 30%; З - Shnilé zbytky pilin a dřevních štěpků; I - suché piliny a hobliny; K - malé hobliny pouličního skladování; L - Odpadní dřevěný odpad (bývalý nábytek, palety, dveře, stavební konstrukce; M - Dlouhé hobliny
Abyste mohli piliny používat jako palivo, musíte znát jejich technické vlastnosti. Hlavními parametry, které nás zajímají, jsou proměnné a konstanty. Proměnlivým, ale velmi důležitým parametrem pilin je vlhkost W. Se zvyšováním vlhkosti se zbytkový obsah kalorií snižuje, respektive se stejným objemem pilin s různou vlhkostí lze získat různá množství tepla a množství tepla se může výrazně lišit. Obsah vlhkosti v pilinách lze nejen regulovat, ale také dosáhnout požadované hodnoty. Druhým důležitým parametrem je obsah popela - čím vyšší je obsah popela v pilinách, tím více nečistot v nich je ve formě písku a kůry. Přítomnost nečistot v palivu poněkud snižuje jeho výhřevnost, ovlivňuje počet čištění za jednotku času. Pokud se vyrábějí piliny, získávají se jako výsledek práce strojů na laminované dřevotřískové desce, dřevotřískové desce, MDF atd. to znamená, že z lepeného dřeva budou v pilinách nutně přítomny pryskyřice a lepidla, použití těchto pilin je možné pouze s dalšími studiemi o obsahu formaldehydů a zvláště škodlivých látek. U zbytků popela škodlivých látek musí být rovněž zajištěna likvidace.
Podíl pilin ovlivňuje jejich hustotu, zavěšení pilin v automatických krmných systémech. Po seřízení zařízení, jak tomu bylo zpravidla, se piliny snaží vydržet stejný zlomek nebo v určitých mezích, aby se zařízení znovu seřizovalo. Takže piliny rozdrcené na prach hoří horší s velkým proudem tlakového vzduchu než piliny ve struktuře blíže k hoblinám.
Obr. 1 - B Je uvedena klasifikace dřevěného paliva podle GOST 33103.1 - 2014. Společnost GRV vyvinula a vyrábí univerzální kotle na všechny druhy dřevěného paliva
Při nákupu pilin na základě smluv a dohod je třeba dodržovat GOST 33103.1 - 2014, který podrobně popisuje všechny vlastnosti, kterým je třeba věnovat pozornost, GOST také reguluje metody pro stanovení obsahu vlhkosti v palivu a spalného tepla, což je důležité protože v době uzavření dohody o vývozu pilin může být pouze obsah vlhkosti a popela, ale ve skutečnosti se po určité době exportu může obsah vlhkosti pilin několikrát zvýšit, například na jaře ve srovnání s podzimem.
Tabulka č. 1 - Obecné složení a obsah látek ve dřevěném palivu
Skladování pilin
Základ pro skladování: čím vyšší je vlhkost, tím nižší je výhřevnost pilin.
Piliny mohou obsahovat hodně vlhkosti, dostatečné pro proces rozpadu a rozkladu.Skladování pilin by proto nemělo dlouhodobě probíhat za atmosférických srážek. V procesu hnijících pilin se mění jejich struktura (obr. 1 - H) a dochází ke ztrátě spalovacího tepla. Před přímým spalováním musí být piliny vysušeny a uloženy pod vrchlíkem (obr. 2).
Obr. 2 Skladování pilin pod baldachýnem větraného skladu
Sušení pilin se provádí v sušicích bubnech, na místech s ochranou před srážkami, vždy větraných. Chcete-li sušit piliny, dřevěné štěpky, je třeba je převracet ze spodních vrstev na horní. Dále je možné uspořádat nucený přívod vzduchu pod tlakem vzduchovými kanály ze spodních vrstev pilin. Při skladování pilin je třeba dodržovat všechna pravidla a předpisy požární bezpečnosti. Pokud jsou piliny druhotnou surovinou po zpracování dřeva, je třeba zohlednit jejich vlhkost a při nízké vlhkosti 20 - 30% je vhodné piliny co nejdříve poslat ke spalování do kotle nebo zdroje tepla .
Umístění kotle, kotelna
První pravidlo každé kotelny je - nehořlavé stěny, střecha. K pilinám se přidávají také požadavky na umístění hlavního skladu paliva; neměly by být umístěny ve stejné místnosti jako kotel nebo zdroj tepla. U zařízení se předpokládaný bunkr nazývá funkční, protože jeho objem je dostatečný pouze na několik hodin provozu, je to primárně kvůli požadavkům na požární bezpečnost. Kotelna musí mít přívodní a odtahové větrání nebo možnost větrání místnosti. Protože vzduch pro proces spalování je odebírán zevnitř kotelny, měl by být zajištěn přívod.
Obr. 3 Kotle na piliny GRV a hlavní zásobník na piliny
Rozměry kotelny závisí také na způsobu plnění provozního bunkru. Při použití dopravníku nebo šneku jsou rozměry kotelny menší, než když do nich přijde speciální zařízení pro vykládku pilin. Je možné umístit provozní kotel v samostatné kotelně, aby se zmenšila velikost hlavní kotelny.
Při výrobě nábytku se často používají uzavřené zásobníky, což je velmi pohodlné a co nejbezpečnější (viz obr. 3).
Obr. čtyři Kotel na piliny a nízkoenergetická kotelna GRV
U kotlů na piliny s výkonem do 50-400 kW si vystačíte s jedním zásobníkem na palivo, přičemž není třeba organizovat dopravní systém z hlavního skladu paliva do provozního zásobníku.
Domácí konstrukce: materiály a objednávka montáže
Když jsme tedy přišli na zařízení a princip fungování průmyslového designu, můžeme začít hrát s malou jednotkou pro domácnost podobnou akci. Nejprve je třeba se zásobit potřebným nářadím a materiálem, ze kterého budou kamna sestavena, jmenovitě potřebujeme:
- svářečka;
- trubka dostupného průměru (32 - 56 mm);
- výstupní potrubí plynu (100 mm);
- sada nastavitelných a plynových klíčů;
- Bulharský;
- ruleta;
- hodinové relé;
- tepelný senzor;
- ventil proti výbuchu;
- vodní čerpadlo;
- kulové ventily (3 ks) a šroubové spojky;
- krmný šnek;
- šroub pro odstraňování popela (volitelně);
- kovový roh 45 - 50 mm;
- hydraulický válec;
- 200 l sudy na popelník a piliny (2 ks);
- elektrický větrák;
- plech (4 mm);
- koudel nebo kouřová páska.
Pracovní proces
Montáž domácích pilinových kotlů začíná výrobou tělesa a spodní části jednotky. Rozměry konstrukce si každý volí sám pro sebe. Pomocí svařovacího stroje se vytvaruje těleso kotle bez dna a zakryje se vodním pláštěm... Domácí kotle se mohou skládat z prázdných plynových lahví, nicméně se zaměříme na svařovanou verzi, která vám umožní měnit rozměry a výkon instalace.
Dále je nutné vytvořit výztužná žebra mezi vodním pláštěm a zajistit technologické otvory, kterými bude přiváděn vzduch z ventilátoru do spalovací komory. "Živé" dno je namontováno z kovového rohu, pokud je k dispozici, pro které je rozřezáno na velikost 50x25 mm a dřík je připevněn k válci pro výstup. Když je těleso pece na pilinách připraveno, je namontováno na sedlo, je nainstalován šroub pro odstranění popela a nádoba je pod ním upevněna.... Nyní můžete namontovat ventilátor, šnek, který přivádí třísky, stejně jako zásobník na palivo, a můžeme říci, že hořák na piliny je sestaven vlastními rukama.
Jak zapálit kamna
Aby domácí kamna na piliny fungovala co nejefektivněji, je nutné správně spalovat palivo. Zpočátku je drcené dřevo umístěno do sudu (nebo do bunkru „živého“ dna) na 75% svého objemu, poté je spuštěno hodinové relé a šnek přivádí piliny do pece, kde jsou zapáleny extrémní opatrnost u benzinu nebo nafty. Dále musíte zapnout ventilátor.
Existuje další schéma pro vytápění dřevní štěpkou, které se mírně liší od předchozí verze, protože je vhodné pro jednodušší vlastní pilinový kotel (viz foto).
Pro jeho realizaci je nutné palivovou komoru naplnit pilinami na tři čtvrtiny jejího objemu, přičemž se nařezané dřevo doporučuje nalisovat na zúženou trubku. Po naražení se potrubí odstraní, kotel na vytápění pilin se uzavře víkem a otevře se klapka na komíně. Ve spodní části pece je položeno a zapáleno palivové dříví, z jehož tepla pomalu doutnají piliny.
Nyní víte, jak sestavit pilinovou pec vlastními rukama, jak by měla fungovat a jak ji správně ohřívat. Dobře vyrobená jednotka je schopna zajistit hospodárné vytápění malého obytného prostoru nebo jakékoli jiné přístavby a další informace o fungování sporáku se dozvíte z níže uvedeného videa.
Přívod paliva - piliny do násypky kotle
U kapacit zařízení nad 1 MW by měl být použit hlavní sklad paliva se systémem „pohyblivého dna“, který je plněn čelním nakladačem nebo sklápěči. Z hlavního skladu jsou piliny dopravovány dopravníky do provozního zásobníku kotle. Je třeba poznamenat, že palivo ve formě třísek (obr. 1 - M) je prakticky nemožné dodávat se standardními dopravníky a šneky, existuje velmi vysoký stupeň vznášení těchto třísek, z tohoto důvodu v počáteční fázi, měly by být vybrány všechny vlastnosti paliva, včetně geometrického tvaru. K přepravě jsou vynikající následující typy: obr. 1 - B - K.
Modely kotlů na pilinách GRV
Obecně převládají univerzální kotle na piliny, palivové dříví, dřevní štěpku a uhlí. Sypká paliva, jako jsou piliny, se automaticky přivádějí do vířivého hořáku. Hořák z hořáku poté praskne do vnitřku pece, ve které je palivo úplně spáleno. Stěny paliva vnímají tepelnou energii a přenášejí ji do chladicí kapaliny, produkty spalování ve formě směsi plynů jsou žhavé a přesouvají se do výměníku tepla kotle v důsledku rozvinuté oblasti výměníku tepla, dochází k přenosu tepla z produktů spalování do chladicí kapaliny.
Obr. Pět Modely pilin GRV na piliny
A) - Univerzální kotle do 300 kW využívající vířivý hořák; B) - Univerzální kotel na piliny s pohyblivým roštem, bez ohřevu vzduchu; B) - Univerzální kotle na piliny, dřevní štěpku, pelety bez pohyblivého roštu, s automatickým vypouštěním popela; D) - Univerzální kotel na piliny, dřevní štěpku s čištěním roštu, ohřátý proud vzduchu
Charakteristickým rysem univerzálních kotlů na piliny:
Zásobník paliva se používá s míchadlem pilin, aby se zabránilo zavěšení
Všechny univerzální kotle GRV mají rošt, který je stejně jako stěny pece chlazen tepelným nosičem
Zvýšené rozměry pece univerzálních kotlů
Prostorná popelníková část kotle, oblast popelníkové části zcela pokrývá plochu pece
Výměník tepla pouze s tokem spalin mimo trubky, a ne naopak, což výrazně zvyšuje intervaly mezi čištěním od uhlíkových usazenin, vodního kamene
· Univerzální kotle na piliny, také pracují na plný výkon s ručním plněním, zatímco rozměry (délka a šířka pece) umožňují spalování, palety, likvidaci velkých větví atd.
· Pro spalování na dřevo je instalován samostatný foukací ventilátor, zatímco hořák na piliny má vlastní foukací ventilátor. Tento design je spolehlivější, kdykoli můžete přepnout na rezervní palivo bez změny nastavení a designu kotle na piliny
Použití oceli od 5 do 12 mm zajišťuje dlouhou životnost zařízení
Obr. 6 Kotel na piliny. Zásobník kotle se systémem míchání a pohyblivým dnem
Obr. 7 Kotel na piliny GRV během výroby
Na obr. Na obrázcích 6 a 7 je znázorněna technologie GRV pro kotle na piliny se systémem ohřevu vzduchu pro spalovací proces. Takové systémy se používají ve velkých zařízeních na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny, které k výrobě elektřiny používají vytápění. Využití tepla z odcházejících spalin k ohřevu tlakového vzduchu v tomto případě zajišťuje stabilní provoz kotle na pilinách s vlhkostí 50-55%, což významně šetří náklady na přípravu paliva.
Obr. 8 Kotle na piliny bez systému ohřevu vzduchu
Použití suchých pilin s obsahem vlhkosti W <20% umožňuje použití kotlů řady GRV (znázorněných na obr. 8 a obr. 5 A, B, C), u nichž nedochází k předběžnému ohřevu vzduchu. Tyto kotle mají o 7–8% nižší aerodynamický odpor a lze je instalovat tak, aby fungovaly na přirozený tah. Požadavky na komín jsou v tomto případě až 10–12 metrů, s výjimkou kotlů s výkonem nad 400 kW.
Obr. devět Kotel GRV na pilinách, můžete zvážit pohon přívodu paliva
Vlastnosti kotlů
Kotle na piliny dostupné na domácím trhu (většina z nich také pracuje na štěpkách) mají kapacitu 10 až 500 kW. Vezmeme-li v úvahu využití 1 kW pro dodávku tepla asi 10 čtverečních. m, to znamená možnost vytápění místností s plochou až 5 000 "čtverců" pomocí takového zařízení. A pro jejich práci to bude trvat od 2 do 100 kg surovin za hodinu. Samostatně vyrobená zařízení mohou mít téměř jakýkoli výkon, ale obvykle se vyrábějí na základě poskytnutí tepla na 100 až 500 čtverečních metrů. m.
Výhody takových kotlů s dlouhým spalováním oproti běžným systémům jsou:
- schopnost pracovat na dřevěných pilinách, pilinách a lisovaných hoblinách (pelety);
- maximální účinnost;
- vysoká rychlost ohřevu vzduchu;
- používat nejen k ohřevu, ale také k ohřevu teplé vody, sušení věcí a dokonce i k vaření a ohřívání jídla.
Kotle s dlouhým spalováním na dřevní štěpku a piliny se instalují pouze na podlahu. Montáž na stěnu není možná z důvodu velké hmotnosti zařízení. Údržba těchto zařízení je poměrně jednoduchá - popel se odstraňuje nejvýše 1–2krát za měsíc u kotle používaného v obytných prostorách a jednou týdně u průmyslového zařízení.
Kamna na piliny nejsou novým fenoménem, ale dnes jsou stále žádané. Tyto jednotky každoročně zvyšují svou popularitu mezi populací pouze díky významným výhodám.Konstrukční vlastnosti zařízení pracujících na dřevní odpad přispívají k dlouhodobému spalování paliva s maximálním přenosem tepla. Topení pilinami, levný a ekologický materiál, vám umožňuje výrazně ušetřit peníze nákupem levných surovin pro vytápění soukromého domu.
Krbová kamna na pilinách, jak se jim také říká, dělají vynikající práci při vytápění skleníků, dílen, čerpacích stanic, garáží a ne příliš velkých obytných místností... Výroba těchto běžných kotlů lze provést bez zvláštních obtíží vlastními rukama, po náhledu výkresů a studiu procesu montáže. Jako výchozí materiál můžete použít jakékoli improvizované nádoby, jako jsou staré kovové sudy, trubky, plynové lahve, samozřejmě bez obsahu, a další podobné nádrže. Než začnete s vlastními rukama vařit kamna na piliny, které plánujete vytápět v chladném období, doporučujeme vám seznámit se s konstrukcí a vlastnostmi průmyslového zařízení a na základě toho vyvodit závěry, co by měl být kotel na dřevní štěpku, a jak se vyrovnat s jeho sestavením.
Rozdíl mezi přívodem paliva do pístu a šnekem
Použití posuvu pístu z pneumatického válce zajišťuje rychlé plnění paliva, bezpečnost, protože píst, který pohání palivo, je také bránou, která zabrání zpětnému zážehu. Pneumatika sama o sobě se používá v mnoha oblastech automatizace jako nejspolehlivější a ne rozmarná. Pokud vniknou cizí předměty, řídicí jednotka, která ovládá kotel, pomalu nezapne výstražnou sirénu a zastaví přívod vzduchu. Tento systém vyvinutý inženýry GRV byl testován na palivech, jako jsou granule pelet, piliny s různým obsahem vlhkosti, dřevní štěpka, dřevní buničina a uhlí.
Hasení, rizika, prevence
Před použitím pilin jako paliva si musí třísky plně uvědomit nebezpečí požáru a nejprve musí být přijata veškerá opatření k zajištění požární bezpečnosti.
Využití pilin a dřevní buničiny v kotlích je desetkrát ekologičtější než skladování pilin na skládkách, protože to vede k požáru a popálení pilinami s velkým chemickým podhořením, které více souvisí s procesem pyrolýzy, ale nikoli otráven je pouze vzduch, ale půda produkty pyrolýzy, včetně kyselin. Na obr. 11 ukazuje příklad hoření pilin v zimě pod vrstvou sněhu.
Obr. deset Požáry skládek desek a pilin
Obr. jedenáct Doutnající skládky pilin v zimě
Bezpečnostní opatření a kontrolní opatření na kotli, zdroji tepla:
1. Kontrola polohy pístů, když se poloha pístu odchyluje od nastavené, spustí se alarm a kotel na piliny zastaví svou práci
2. Řízení zapnutí odsávače kouře, když je odsávač kouře vypnutý, aby se zabránilo možnosti zpětného proudění a kouře v místnosti, jsou zastaveny ofukovací ventilátory kotle GRV a automatický přívod paliva
3. Regulace teploty v tunelu přívodu paliva, pokud dojde k překročení normálně nastavené teploty, kotel zastaví provoz, tunel se může zahřát kvůli předčasnému čištění výměníku tepla
4. Uzavření zásobníku paliva automatickou uzávěrkou po přívodu paliva
5. Povinná kontrola teploty chladicí kapaliny, včetně generátorů tepla GRV
6. Samozřejmě je nutné navrhnout samostatný sklad paliva od kotelny, na samotný kotel je použit pouze mezilehlý zásobník a provozní objem provozního zásobníku je omezen
7. Výměník tepla musí být čištěn se zapnutým odsávačem kouře a bez procesu spalování v kotli.
8. Všechny otvory pro čištění tepelného výměníku jsou vybaveny speciálními reflexními deskami
Automatické kotle na uhlí a dřevní štěpku
Technické zařízení a základní princip fungování těchto kotlů se příliš neliší od jejich protějšků na pelety. Automatický přívod uhlí do pece provádí podobně šnekový dopravník. Proces zapalování a přívod vzdušné hmoty se provádí automaticky se zaměřením na informace speciálního senzoru.
Nějaký rozdíl lze vidět v konstrukci šneku. Uhelné kotle pracující v automatickém režimu mají mohutnější šnek, který je poháněn dostatečně silným elektrickým pohonem.
Automatický kotel na dřevní štěpku
Čipové kotle obsahují ve své konstrukci další prvek. Toto je drtič dřeva. Rozměry třísek mohou být skutečně velmi různorodé a některé prvky takového paliva jednoduše nemohou pojmout šnek. Speciální sekací nůž, který je poháněn současně s dopravníkem, pomáhá upravit velikost třísek přibližně na jeden standard.
Existují také univerzální zařízení, která mohou kombinovat funkce několika zařízení. Například automatický kotel na uhlí je vybaven přídavným zásobníkem s dodávkou palivového dřeva. Účinnost spalování jiného než hlavního typu paliva bude samozřejmě nižší, ale zařízení bude i nadále fungovat.
Ekonomická účinnost pilinových kotlů
Kotle a generátory tepla se používají k výrobě tepla ze spalování paliva, v tomto případě BIO hmoty ve formě pilin. Ekonomická účinnost je ovlivněna náklady na dopravu, náklady na suroviny a údržbu zařízení. Všechny tyto faktory můžete ovlivnit, ale nejdůležitějším ukazatelem v tomto případě je výhřevnost paliva. Piliny s obsahem vlhkosti 30% a obsahem vlhkosti 50% se budou lišit výhřevností dvakrát. Aby se obsah vlhkosti pilin zvýšil na 30%, je zapotřebí prostor, sklady pro skladování, případně další sušící zařízení, vše závisí na rozsahu zpracování pilin na teplo.
Slibnou oblastí, na které specialisté GRV pracují, je výroba pyrolýzního plynu z masy pilin v retortových zařízeních, čištění plynu a jeho použití ve spalovacích motorech. Tato technologie je známá již dlouho. Pracujeme na kombinování výroby plynu a výroby tepla pro potřeby výroby, topných systémů. Vzhledem k tomu, že zařízení je umístěno na ulici, není v tomto případě nutné řešit mnoho otázek týkajících se ochrany před oxidem uhelnatým.
Použití pyrolýzního zařízení v kombinaci s tepelným generátorem nebo kotlem vám umožní umístit TPP ve vašem závodě na zpracování dřeva, v zemědělském podniku, ve skleníkových komplexech atd.
Vlastnosti provozu kotlů na pilinách, generátorů tepla na pilinách
Použití pilin ve formě paliva znamená existenci minimální infrastruktury pro skladování pilin, přítomnost kotelny a osobu odpovědnou za provoz kotlového zařízení.
Rozsah práce
Domácí kotle na piliny
Nejprve je těleso pece vyrobeno z plynové lahve. Chcete-li to provést, odřízněte jeho horní část podél stávajícího svaru a potom opatrně vyčistěte zbytky švu zvenčí. Výsledné víko bude muset těsně přiléhat k topeništi, takže je třeba z okraje silného kovu po obvodu válce vytvořit okraj, který vyčnívá 15–20 mm nad okraj. Poté můžete k tělu připevnit západky krytu libovolného designu a přivařit 2 pohodlná rukojeti z kovové tyče k samotnému krytu. Je třeba do něj vytvořit otvor podél vnějšího průměru vzduchového potrubí.
Kotel na piliny musí mít nahoře tradiční vývod spalin, takže pro to bude nutné vyříznout otvor v těle.Komínové potrubí můžete okamžitě svařit, ale při instalaci vodního pláště by to mohlo způsobit nepříjemnosti, zde si každý zvolí postup práce sám.
Další fází je výroba nákladu, který bude stlačovat palivo. Průměr součásti by měl být o něco menší než vnitřní velikost válce. Po vystřižení z tlustého plechu jsou k jedné rovině výrobku přivařena žebra k rozptýlení vzduchu a ve středu je vytvořen otvor, který se rovná vnějšímu průměru vzduchového potrubí. Ten je do něj vložen a hermeticky opařen v kruhu.
Zbývá vyrobit vodní plášť. Tělo válce má kulatý tvar, takže zde musíte vrtat s plechem, abyste tento tvar zopakovali. Nejprve je však nutné vystřihnout z tlustého plechu a přivařit výztuhy z vnějšku k tělu topeniště, což nedovolí, aby kov vodního pláště hrál kvůli tepelné roztažnosti. Poté by měl být kovový plášť přivařen ke každé výztuze. Poslední fází je vyřezávání otvorů pro armatury pro chladicí kapalinu a svařování závitových pouzder pro připojení k topnému systému. Níže je video s doporučeními pro výrobu kotle.
