Ogrzewanie kotłem na paliwo stałe PRZEGLĄD CEN KOTŁÓW NA PELLET TOBY - kotły monoblokowe na pellety WIRBEL ECO-CK110 w Sołowkach

Krótko o spalaniu pirolizy

Proces pirolizy to powolny rozkład paliw węglowych, który zachodzi pod wpływem wysokich temperatur przy braku tlenu. Na wyjściu uzyskuje się gaz palny lub paliwo ciekłe, w zależności od surowca i warunków reakcji chemicznej.

Kotły pirolityczne produkują i spalają dokładnie gaz, stąd druga nazwa - gaz generujący lub zgazowujący. Surowce wyjściowe - suche drewno opałowe, węgiel, brykiety opałowe.

Schemat instalacji generatora gazu produkującego paliwo do silnika spalinowego

Odniesienie. Do spalania pirolitycznego stosuje się szeroką gamę paliw stałych zawierających związki węglowodorowe. Przykładem jest produkcja paliwa płynnego ze starych opon samochodowych lub spalanie odpadów w przemysłowych piecach gazowych.

Jak zachodzi piroliza drewna:

1. Określona ilość posiekanego drewna lub trocin jest ładowana do zamkniętego zbiornika (reaktora).
2. Naczynie metalowe jest ogrzewane z zewnątrz do 500 ... 900 ° C, powietrze doprowadzane jest przez dysze (otwory nadmuchowe) w ograniczonym zakresie.
3. Drewno tli się i rozkłada na składniki - wodór, metan, tlenek węgla, parę wodną, ​​dwutlenek węgla. Pod koniec reakcji na dnie pozostaje trochę popiołu.
4. Powstała mieszanina gazów jest schładzana, czyszczona, a następnie pompowana do cylindrów w celu dalszego wykorzystania.

Przed załadowaniem do generatora gazu drewno jest suszone. W przeciwnym razie energia grzewcza zostanie zużyta na odparowanie wody, reakcja pirolizy znacznie spowolni, a na wyjściu otrzymamy garść pary wodnej.

Zwróć uwagę, że każdemu procesowi spalania paliwa stałego towarzyszy wydzielanie się gazu drzewnego, nawet podczas pożaru (patrz zdjęcie). Piroliza jest opisana bardziej szczegółowo w naszej innej publikacji.

Kotły opalane gazem pirolitycznym o długim spalaniu na paliwo stałe

Działanie takich kotłów opiera się na zgazowaniu paliwa. Piec takiego kotła jest podzielony poziomo na 2 połówki. W górnej połowie, będącej jednocześnie komorą załadunkową na opał, drewno się nie pali, ale się tli. Doświadczając skutków wysokich temperatur, drewno opałowe wydziela różne substancje palne, które stają się głównym paliwem do kotła, spalając się w drugiej komorze znajdującej się poniżej.

Opisana zasada działania kotłów znacząco podnosi sprawność takich próbek, w tym przypadku możemy mówić o 85 lub nawet 90%. Znacząco wydłuża się również czas spalania paliwa, sięgający nawet 12 godzin. Faktem jest, że w rozważanych kotłach proces bezpośredniego spalania paliwa zachodzi tylko w dolnej komorze.

W górnej, komorze załadunkowej, drewno opałowe tylko się tli, wydzielając substancje łatwopalne. Następnie substancje palne miesza się z powietrzem i przez specjalną dyszę przesyła do drugiej, dolnej komory, gdzie stają się głównym paliwem do takiego kotła. W procesie spalania mieszaniny powietrza i gazów uwalnianych z drewna opałowego możliwe jest osiągnięcie odpowiednio wysokich temperatur, dlatego dolna komora, w której zachodzi proces spalania, jest osłonięta specjalnym żaroodpornym wykończeniem.

Paliwo w rozważanych kotłach wypala się prawie całkowicie, co pozwala nam również mówić o sprawności kotła. Dodatkowo ze względu na swoje właściwości techniczne kocioł podczas pracy nie tworzy sadzy i popiołu. Aby kocioł pirolityczny w pełni spełniał swoje funkcje, konieczne jest pełne wpompowanie powietrza do urządzenia.

Przedmiotowe kotły to skomplikowane i drogie urządzenia. W większości przypadków projekt takich kotłów obejmuje:

• Wyciągi dymu;
• Elektroniczne urządzenia do kontroli procesu pracy kotła i skutecznej nad nim kontroli.

Ważnym warunkiem prawidłowego działania kotła pirolitycznego jest wilgotność paliwa. Wilgotność drewna, które zostanie umieszczone w takim kotle, nie powinna przekraczać 25%. Praktyka pokazuje, że drewno opałowe składowane w stosie może pochwalić się taką wilgotnością dopiero po 24 miesiącach od rozpoczęcia składowania. Kocioł jest również wybredny pod względem wielkości opału: grubość drewna opałowego przygotowywanego do ułożenia w takim kotle nie powinna być mniejsza niż 100 milimetrów. Minimalna moc kotła jaką można uznać za regulowaną to 50%, w przypadkach gdy moc kotła spadnie poniżej wskazanej wartości praca urządzenia staje się niestabilna. Sugeruje to, że kocioł jest dobrze przystosowany do pracy w zimnych porach roku, jednak całkowicie nie nadaje się do wydajnej pracy poza sezonem.

Kotły pirolityczne takich producentów jak VERNER i ATMOS mogą pochwalić się doskonałymi recenzjami użytkowników, którzy przestudiowali i przetestowali tę technikę w procesie praktycznego zastosowania.

Zasady eksploatacji

Aby uzyskać dobre przenoszenie ciepła z grzejnika generatora gazu przy minimalnym zużyciu paliwa, producenci zalecają przestrzeganie następujących zasad:

• używać tylko suchego drewna, dopuszczalna wilgotność 12 ... 20%;
• podczas montażu i orurowania kotła konieczne jest zastosowanie trójdrogowego zaworu mieszającego lub złożonego urządzenia Laddomat-21, aby utrzymać temperaturę powrotu na poziomie 65 ° C;
• temperatura pracy czynnika grzewczego na zasilaniu - 80 ... 90 ° C;
• generator ciepła musi pracować z mocą bliską maksymalnej; niemożliwa jest eksploatacja urządzenia przez długi czas w trybie niskiej wydajności (poniżej 50%);
• bardzo wskazane jest utonięcie dużymi kłodami, ale nie okrągłymi kłodami;
• wraz z kotłami pirolitycznymi zdecydowanie zaleca się stosowanie zbiornika buforowego, który będzie gromadził nadmiar energii cieplnej;
• minimalna pojemność akumulatora ciepła wymaga 25 litrów na każdy kilowat mocy grzałki.

Wyjaśnienie. Jeżeli do zbiornika kotła trafi zimny płyn chłodzący o temperaturze poniżej 65 stopni, to w procesie zgazowania paliwa w komorze pierwotnej powstanie kondensat i smoła. Przeczytaj więcej na temat prawidłowego orurowania w osobnej instrukcji podłączania kotłów TT.

Dopływ czynnika grzewczego do kotła musi być regulowany zaworem trójdrogowym. Za zbiornikiem buforowym zainstalowano kolejny zespół mieszający w celu obniżenia temperatury wody
Zastosowanie zbiornika buforowego wynika z efektywnego trybu pracy kotła - intensywne spalanie, temperatura na wylocie 80 ... 90 stopni. W takich warunkach uzyskuje się wysoką sprawność rzędu 86–87%. Nie da się „zdławić” wytwornicy ciepła powietrzem, sprawność spalania spadnie do 40-50%, jak w domowym piecu.

Zasada działania długo spalającego się kotła na paliwo stałe.

Zazwyczaj te kotły na paliwo stałe działają na zasadzie „spalania od góry”. Jak działa długo palący się kocioł? Zanim tlen wejdzie bezpośrednio do paleniska, w którym ma miejsce spalanie, zostaje podgrzany. Jest podgrzewany w celu ostatecznego zmniejszenia ilości odpadów paleniskowych: sadzy, popiołu. Tlen jest dostarczany nie od dołu do góry, ale od góry do dołu. W ten sposób pali się tylko górna warstwa paliwa stałego przechowywanego w palenisku. Dzięki temu, że powietrze wlatuje od góry, nie przedostaje się w dół i tam proces spalania jest niemożliwy. Spala się tylko górna warstwa paliwa. Gdy górna warstwa wypali się, włącza się podawanie do dolnej warstwy. Tak więc stopniowo, w miarę postępu spalania, powietrze jest dostarczane coraz niżej. Dzięki takiemu podejściu górna warstwa paliwa zawsze się pali, a ta poniżej pozostaje nienaruszona aż do swojej kolejki.Pozwala to na bardzo ekonomiczne zużycie paliwa i kontrolę procesu spalania. To dzięki tej technologii paliwo stałe pali się przez bardzo długi czas.

Takie kotły są nie tylko ekonomiczne, ale także przyjazne dla środowiska. Oczywiście pod warunkiem zastosowania ognioodpornych materiałów budowlanych, które nie tylko zapewnią maksymalną sprawność kotła izolując ciepło, ale również uchronią przed ewentualnymi pożarami.

Z tego filmu możesz jasno zrozumieć, jak działa kocioł do pirolizy:

Prawdziwe zalety grzejników do pirolizy

Wymieńmy zalety kotłów zgazowujących deklarowane przez sprzedawców, a potem wyrzucimy szczere historie:

• źródła ciepła pirolizy to pełnoprawne generatory gazu wydzielające palny gaz syntezowy;
• jednostki są bardzo ekonomiczne i przyjazne dla środowiska ze względu na ich wysoką wydajność;
• kotły całkowicie spalają węgiel i drewno opałowe, praktycznie bez pozostałości;
• czas palenia - ponad 10 godzin (najskromniejszy wynik to 8 godzin).

Uwaga. Reklamodawcy i niezbyt sumienni producenci zawsze porównują agregaty gazowe z konwencjonalnymi kotłami z bezpośrednim spalaniem, „zapominając” o równie wydajnych piecach na pelety. Ale nawet to porównanie nie jest zbyt wygrywające.

Pierwsze stwierdzenie jest zbyt odważne. Pamiętajmy: intensywna piroliza zaczyna się od mocnego nagrzania i braku tlenu, ale co się dzieje w kotle? Wentylator wdmuchuje powietrze w nadmiarze do paleniska, nie ma tlenia. Uwalniany jest oczywiście gaz syntezowy, ale występuje również bezpośrednie spalanie paliwa.

Po lewej stronie palnik w komorze dopalacza podczas pracy kotła, po prawej płomieniówkowy wymiennik ciepła (widok z góry)

Przyjrzyjmy się pozostałym korzyściom:

1. Stwierdzenie o ekonomii i przyjazności dla środowiska nie jest bajką. Dzięki przyzwoitej sprawności kocioł lepiej przyswaja energię paliwa i emituje do atmosfery znacznie mniej toksycznych związków - tlenku azotu i tlenku węgla. Warunek 1: w pełni przestrzegane są zalecenia dotyczące trybu pracy i zawartości wilgoci w drewnie opałowym.
2. Przyczyną pełniejszego spalania jest suche drewno i wtrysk wymuszonego powietrza. Jeśli w tradycyjnym kotle z turbodoładowaniem umieścisz brykiety z trocin lub suchą akację, pozostałości popiołu również będą zerowe. Dużo lekkiego popiołu jest po prostu wydmuchiwane przez wentylator do komina. Oznacza to, że ten fakt nie jest zaletą.
3. Czas spalania zależy od 2 czynników: wydajności i pojemności komory paliwowej. Pod względem wydajności kotły na paliwo stałe tracą na kotłach pirolitycznych o 10%, jest to niewielki wzrost czasu pracy. Głównym czynnikiem jest objętość komory spalania, jeśli osiągnie 80 litrów lub więcej, drewno opałowe wypali się w ciągu 6-8 godzin.

Odniesienie. Czeski producent Atmos opisuje zalety swoich wytwornic ciepła (dosłownie): duży zbiornik paliwa - długi czas spalania. Stąd wniosek: stwierdzenie o czasie trwania pracy jest prawdziwe, tylko powód jest inny - pojemność paleniska, a nie fakt wytwarzania gazu drzewnego.

Ponadto wiele bajek mówi o ekonomicznym sposobie tlenia się, którego po prostu nie ma w jednostkach pirolizy. Jest napisane w instrukcji obsługi „Atmos DC15E” - zmniejszenie intensywności płomienia prowadzi do spadku wydajności i wzrostu zużycia paliwa.

Najnowszy wytwornica ciepła „Atmos” typu piroliza na wystawie „Aquatherm-2019”

Kilka schematów kotła do pirolizy

Przed przystąpieniem do produkcji kotła wytwarzającego gaz własnymi rękami należy zapoznać się z możliwymi opcjami jego urządzenia. Takie jednostki mogą mieć inne rozwiązanie konstrukcyjne. Ale w praktyce zasada ich działania jest taka sama: wszystkie mają dwie komory spalania paliwa. Pierwsza z nich służy z reguły do ​​załadunku paliwa i jego spalania pirolitycznego, a druga do spalania palnego gazu uwalnianego podczas pirolizy.W zależności od konstrukcji kotła mogą one mieć różne kształty, rozmiary i zajmować różne pozycje względem siebie.

Ponadto różne modele kotłów pirolitycznych mogą różnić się sposobem dostarczania powietrza pierwotnego i wtórnego: może być naturalne lub wymuszone, za pomocą wentylatora. Poniżej rozważane są najczęstsze schematy urządzenia takich kotłów, które można wykorzystać przy ich budowaniu własnymi rękami.

Kotły pirolityczne z naturalnym dopływem powietrza

Opcja 1.

Komora ładowania i spalania paliwa pirolitycznego znajduje się poniżej, a dopalacz gazu pirolitycznego znajduje się nad nią (rys. 1). Doprowadzenie powietrza pierwotnego i wtórnego według takiego schematu odbywa się od dołu przez drzwiczki dmuchawy, które połączone są łańcuchem z czujnikiem-regulatorem wbudowanym w „płaszcz wodny” kotła. Powietrze pierwotne doprowadzane jest przez komorę dmuchawy i ruszt w takiej ilości, aby zapewnić powolne spalanie paliwa stałego z uwolnieniem palnego gazu, który podawany jest do górnej komory za pomocą ciągu naturalnego. Powietrze wtórne jest wstępnie podgrzewane w dolnej i doprowadzane do górnej komory za pomocą rur z kalibrowanymi otworami, zapewniającymi proces spalania gazu.

Rys. 1 Schemat kotła pirolitycznego z naturalnym dopływem powietrza i górną lokalizacją dopalacza

Opcja 2.

Schemat ten (rys. 2) przewiduje umiejscowienie załadunku paliwa i komory spalania pirolizy na górze, a komory spalania gazu na dole. Po zapaleniu takiego kotła przepustnica otwiera się w jego górnej części i paliwo zaczyna się palić jak w konwencjonalnym kotle na paliwo stałe, a spaliny odprowadzane są bezpośrednio do komina. Po zapaleniu się paliwa klapa zamyka się i kocioł zaczyna pracować w trybie gazowym: gaz pirolityczny wpada do dolnej komory i tam się pali, uwalniając energię cieplną i podgrzewając chłodziwo w swoim wymienniku ciepła („płaszczu wodnym”).

Rys. 2 Schemat kotła pirolitycznego z górną komorą załadunkową i spalaniem pirolitycznym

Wariant 3.

Ten schemat kotła pirolitycznego różni się od poprzedniego tym, że drzwi ładunkowe znajdują się nie z boku, ale na górze. Dodatkowo wymiennik ciepła uzupełniono o rurki, które pozwalają zwiększyć powierzchnię styku z gorącymi gazami i zwiększyć efektywność wymiany ciepła. Górne umiejscowienie drzwiczek ułatwia załadunek paliwa. Dodatkowo, w razie potrzeby, komorę taką można wysunąć do góry, zwiększając tym samym objętość jednocześnie ładowanego paliwa, a tym samym czas pracy kotła.

Figa. 3 Schemat kotła pirolitycznego z umiejscowieniem drzwi załadunkowych na górze

Opcja 4.

Ten schemat (rys. 4) różni się od innych zarówno położeniem wymiennika ciepła (w górnej części), jak i konstrukcją samych komór spalania. Załadunek - wykonany w formie bunkra z pochyloną podstawą, co zapewnia samoczynny przepływ spalanego paliwa do miejsca pierwotnego spalania. Dopalacz jest tutaj wykonany w postaci rury z materiału ogniotrwałego i znajduje się wewnątrz leja zasypowego, nad pierwotną komorą spalania. Aby podnieść w nim temperaturę i stworzyć lepsze warunki do spalania palnego gazu, konstrukcja ta przewiduje ogrzewanie jego ścian od zewnątrz częścią gorących spalin.

Figa. 4 Schemat kotła pirolitycznego umieszczonego w górnej części wymiennika ciepła

Kotły do ​​pirolizy z wymuszonym obiegiem powietrza

Opcja 1.

Komora do załadunku i pierwotnego spalania paliwa w tym schemacie znajduje się na dole (rys. 5). Jego podstawa wykonana jest z materiału ogniotrwałego (np. Cegieł szamotowych) z otworami doprowadzającymi powietrze pierwotne z komory palnikowej, które znajdują się w pobliżu tylnej ściany kotła.Doprowadzenie powietrza wtórnego do spalania gazu drzewnego odbywa się za pomocą wentylatora zamontowanego na przedniej ścianie kotła, nad drzwiami załadowczymi.

Figa. 5 Kocioł pirolityczny z górną komorą spalania i wymuszonym dopływem powietrza wtórnego

Opcja 2.

Schemat ten (rys. 6) różni się tym, że dopływ powietrza zarówno pierwotnego, jak i wtórnego odbywa się za pomocą wentylatora umieszczonego na przedniej ścianie kotła lub na kominie (oddymiaczu). Taki schemat pozwala na bardziej efektywną regulację pracy bloku, ale jest uzależniony od dostępności energii elektrycznej. Ponadto na przedstawionym schemacie zakładka między komorami wykonana jest z materiału ogniotrwałego, w którym znajdują się kanały doprowadzające powietrze wtórne oraz znajduje się dysza do doprowadzania gazu pirolitycznego do dolnej komory spalania.

Figa. 6 Kocioł gazowy z dolną komorą spalania gazu i wymuszonym doprowadzeniem powietrza pierwotnego i wtórnego

Istotne wady kotłów

Jeśli odwiedzisz dowolny sklep internetowy z urządzeniami grzewczymi i zapytasz, ile kosztują generatory ciepła do pirolizy, od razu zobaczysz ich główną wadę. Nie najdroższy rosyjski kocioł „Suworow M” K-20 (20 kW) będzie kosztował 1320 cu. Oznacza to, że ATMOS DC 20 GS o identycznej mocy ma 2950 cu. e. Dla porównania: cena drogiego tradycyjnego grzejnika Buderus Logano S131-22 H to 1010 $. mi.

Wyznaczmy inne wady zgazowania źródeł ciepła:

• 2 komory, okładzina ceglana lub ceramiczna plus płaszcz wodny w dolnej części korpusu - powyższe rozwiązania konstrukcyjne znacznie zwiększają wagę i wymiary jednostek;
• wysokie wymagania dotyczące jakości paliwa;
• chłodziwo o temperaturze 80 ° C jest rzadko używane do ogrzewania domów prywatnych, co oznacza, że ​​nie można obejść się bez drogiego akumulatora ciepła + elementów rurowych;
• ceramiczne elementy wykładziny nie trwają wiecznie - dysza może pęknąć od przegrzania i będzie wymagała wymiany.

Muszę powiedzieć, że kotły pirolityczne przyciągają rzemieślników domowych. Ale wykonanie takiej jednostki własnymi rękami jest bardzo trudne, potrzebujesz doświadczenia i inwestycji w zakup materiałów. Nie ma możliwości darmowego zrobienia grzejnika. O wiele łatwiej jest spawać kocioł konwencjonalny lub kopalniany.

Uwaga. Sądząc po recenzjach właścicieli kotłów na forach tematycznych, nadal można używać surowego drewna opałowego. Algorytm jest następujący: urządzenie jest topione i podgrzewane suchymi kłodami, a następnie wyrzucane wilgotne drewno. Ale udział takiego paliwa nie powinien przekraczać 30%, w przeciwnym razie sadza i sadza pójdą. Posłuchajmy opinii eksperta na temat filmu:

Wnioski i zalecenia dotyczące wyboru

W tej sytuacji warto wybrać kotły pirolityczne ze wszystkich istniejących kotłów:

• jesteś skłonny zapłacić za efektywność i ochronę środowiska;
• budżet pozwala na zakup grzejnika i akumulatora ciepła o wymaganej objętości;
• w kotłowni jest wystarczająco dużo miejsca na sprzęt;
• istnieje możliwość pozyskania wysokiej jakości drewna opałowego, zakupu brykietu lub suszenia świeżo ściętego drewna.

Model generatora ciepła dobierany jest pod względem mocy i funkcjonalności. Jak wybrać odpowiednie źródło ciepła opalane drewnem do swojego domu, przeczytaj nasze instrukcje.

Początkowo kotły domowe do pirolizy są zaprojektowane do zainstalowania zbiornika magazynowego i wykorzystania dobrego paliwa. Jest to praktyka w Europie Zachodniej, w której jednostki na paliwo stałe nie mogą pracować bez zbiornika buforowego.

Nasze dochody nie są tak wysokie, dlatego właściciele domów oszczędzają na wszystkim - sprzęcie, paliwie, sposobie spalania. Stąd wniosek: w tej chwili generatory gazu są niekompatybilne z potrzebami i kosztami większości właścicieli domów, ponieważ nie można ich prawidłowo obsługiwać.