Древесными отходами можно топить только котлы на твердом топливе. Для этого используется ряд основных моментов, которые позволяют существовать данному виду котла:
- Речь идет о принципе сжигания топлива в топке.
- О материале, который используется для производства.
- О внутренней конструкции оборудования.
Если у вас нет технического образования, все равно, можно купить правильно котел, который будет иметь необходимую мощность, чтобы отопить вашу квартиру. Подобрать такое оборудование самостоятельно сложно, но можно.
Виды котлов по принципу сжигания топлива
Выделяют два вида котлов, которые работают на древесных отходах. Их основным отличием можно назвать категорию сырья, на котором работает котел. Речь идет:
- Об оборудовании, для которого нужно классическое горение.
- О котлах, которые применяют долгое горение
Классическое горение
В котлах при классическом горении не нужно контролировать отопление. Так как материал горит сам постоянно, пока не закончится сырье. Благодаря автоматическому контролю температуры, можно контролировать без вмешательства человека то, как быстро горит топливо. Для этого используется механический датчик. Он отделен от места топки цепью из металла. Когда температура достигает заданной отметки, то больше не поступает воздух. Поэтому понижается скорость горения, а потом вообще может перестать сырье гореть. Для этой цели устанавливается особое оборудование:
- Во-первых, речь идет о вентиляторе наддува. Он может увеличить скорость и возможность горения. Можно жечь брикеты с биомассой, имеются в виду отходы после обработки семечек подсолнуха. Это можно использовать даже тогда, когда сырье имеет повышенную влагу.
- Во-вторых, речь идет о датчике, измеряющим температуру самостоятельно. Благодаря им можно поддерживать нужную температуру в печке, что защитит от перегрева котла.
- В-третьих, все на автомате. Поэтому управляйте процессом горения, используя пульт управления. Даже есть возможность воспользоваться мобильным устройством, чтобы все контролировать, не вставая с дивана, это возможно благодаря особому оборудованию.
Данная группа котлов, работающая на сырье из древесных отходов, стоит недорого. Работает котел правильно и без человека, так как нет ничего сложного. Его обслуживание можно проводить самостоятельно. Изготовлен корпус котла из чугуна. Можно использовать сталь. Тогда срок службы котла будет очень долгим.
Но есть и недостатки у классических котлов. Это скорость сгорания топливного сырья. Если посчитать, то получается, что каждые четыре или восемь часов нужно заходить в котельную и подбрасывать топливо.
Длительное горение
К группе котлов, которые топят с использованием твердого топлива, можно отнести длительное горение. Входят в эту группу разные виды котлов. Древесные отходы при этом сжигаются быстро и эффективно.
- Речь идет о пиролизных котлах.
- О технике, которая известна, как тлеющий тип.
Первый вид котлов требуется для того, чтобы сжигать сырье и поддерживать высокую температуру в результате чего. Также в процессе сгорания выделяется газ, который тоже сгорает в топке, увеличивая температуру котла, что приводит к повышению температуры в доме.
Преимуществом данного котла можно назвать его высокий коэффициент полезного действия. Одна закладка сырья при этом будет гореть дольше, чем столько же топлива в классическом котле. Для того чтобы котел работал правильно, используется электроника. Поэтому без вашего участия котел сам будет контролировать температуру помещения, скорость сгорания. Топка выполнена из керамического материала, что намного лучше, чем чугун. Получается, что производительность выше, эффективность лучше.
Есть котлы, которые пользуются методом горения путем тления или сгорания лишь поверхностно. Такое оборудование имеет контролируемую работу. Существует водяной контур, который располагается вдоль всей камеры топки. Топливо поджигается вверху, потом оно тлеет потихоньку до низу. Есть модели, которые при таком виде закладки топлива, работают до пяти суток.
Важно учесть, что котлы, которые греют воду, используя древесные отходы, сжигание которых происходит медленно, тлеюще, имеют ряд недостатков. В частности, после поджога топлива уже будет нельзя догрузить его. При этом влажность сырья должна быть не больше пятнадцати или двадцати процентов.
Выбираем правильно котел
При выборе котла подумайте о том, из какого материал он устроен. Это поможет правильно его выбрать. Так как котел, с возможностью подогрева воды, имеет помимо принципа горения еще разные типы по качеству материала.
Самый лучший материал - это чугун. Его качество и прочность выше, чем у всех других материалов. Например, всем известный керамический тип топки хорошо удерживает тепло, но уступает чугуну по прочности. Стальной же материал сгорает очень быстро, особенно в котлах с контролируемой функцией горения.
Рассчитаем производительность котла, используя данные того, что один киловатт мощности может отопить десять квадратных метров площади. Но это касается только отлично утепленной комнаты. В местах, где окна пропускают тепло, или плохо закрываются двери, требуется большая мощность котла. Поэтому при установке его важно проконсультироваться со специалистом, чтобы мощность котла была выше.
Древесные отходы
Оборудование, которое сжигает древесные отходы, относится к твердотопливным котлам, предназначенным работать лишь с ним. Поэтому учтите три момента, которые нужно знать прежде, чем подбирать подобный котел:
- Как сжигается сырье в топке.
- Какой материал используется, чтобы произвести котел.
- Какова конструкция внутри теплообменника.
Если у вас нет технического образования, то все равно можно правильно выбрать котел, учитывая эти три принципа. Тогда ваш котел идеально подойдет для вашего дома.
Принцип сжигания отходов
Выделяют две вещи, по которым делят котлы, имеющих разный способ сжигания топлива:
- Используется котел, у которого топливо горит классически.
- Есть котел, который использует долгое сгорание отходов.
Классическое горение у котлов на твердом топливе
Главное отличие таких котлов в том, что у них сырье горит неконтролируемо. То есть естественным образом. Уровень тепла отслеживается с использованием обычного датчика, который имеет самое простое соединение с заслонкой. Когда температура повышается, доходя до требуемого ограничения, то перекрывается поток воздуха в котел, в результате чего горение замедляется.
Существует дополнительное оборудование у современных котлов. Это:
- Вентилятор, поддерживающий наддув. Он может увеличить скорость горения, которое будет проходить более эффективно. Котел сможет справиться даже с брикетами, которые содержать биомассу, например, шелуху от подсолнечных семечек. И при том даже, когда они имеют высокий процент влажности.
- Наличие электрического датчика, регулирующего температуру, может помочь точно следить за процессом нагревания помещения. Тогда в камере не будет излишнего перегрева.
- Еще скажем об автоматизации. Можно используя мобильное устройство, управлять котлом, его работой, если установлено дополнительное оборудование.
Только важно обратить внимание на то, что отопительные котлы стоят сравнительно немного. Это касается того оборудования, которое сжигает древесные отходы. Выполняются они с использованием чугунного или стального материала, что в первом случае обеспечивает долгую службу оборудования.
Есть один существенный недостаток. Закладку топлива нужно проводить от шести до трех раз в сутки. Поэтому все-таки часто придется ходить в котельную.
Длительное горение сырья в котлах на твердом топливе
Речь идет, в первую очередь, о пиролизных, а во вторую очередь, о тлеющем типе котлов. В первом случае используется тепло, выделяемое при сгорании древесного сырья. В этом случае даже выработанный газ тоже сгорает, что увеличивает в разы коэффициент полезного действия. Так можно отметить, что используется еще электронный датчик, который может позволить гореть топливу долго. Преимуществом является и возможность оборудования топки из кремня.
При тлеющем использовании топлива, можно добиться того, что целых пять суток вы не будете заходить в котельную. Правда, нельзя будет подкинуть уголька, имеется в виду древесного топлива в топку, пока не прогорит все до конца.
Какой котел можно назвать необходимым
Все связано в первую очередь с материалом, из которого создан котел. Чугуну многие отдают большое внимание. Он действительно лучший. Ну уж очень тяжелый. Поэтому используют чаще керамику. Она легче в разы, но не такая прочная, как чугун. Ее можно ненароком разбить. Что же касается стали, то она быстро сгорает.
Еще важно обратить внимание на производительность котла. Его мощность зависит напрямую от того, какие параметры нужно отапливать. Лишь все просчитав и померив, можно делать следующий шаг - выбирать котел.
Водогрейный котел УТПУ-МТ многотопливный предназначен для выработки тепловой энергии прямым сжиганием в автоматическом режиме без предварительной подсушки высокозольных (Aр до 25%), влажных (Wотн до 55%) и сухих (Wотн до10%) топлив максимальной фракцией до 250 мм при температурах теплоносителя 95-75 °С. Котлы на отходах используют механизированную топливоподачу из топливного склада «живое дно» и автоматизированное удаления золы из топки с помощью шнекового конвейера
Автоматические котлы серии УТПУ-МТ сжигают отходы:
- Древесные отходы мебельных и деревоперерабатывающих предприятий: опилки, щепу, крупнокусковый мусор, дсп-отходы, кору
- Специализированные отходы: лузга, торф, шелуха риса, подстилочный помет, уголь
- Прессованные биотоплива: брикеты, торфобрикеты, пеллеты, евродрова
- Твердые бытовые отходы, пластиковые, тбо мусор, строительный отход
Преимущества котлов УТПУ-МТ:
- Многотопливность, котел способен сжечь практически любое биотопливо
- Сжигание высоковлажных отходов за счет зоны подсушки топлива на входе, механического перемещения отходов по колосниковой решетке и подачи воздуха в топку, подогретого в облицовочном контуре
- Исключения перегрева в зоне состыковки с гидропитателем за счет применения водяного охлаждения
- Полная механизация подачи и удаления золы
- Надежность механизированных узлов за счет их водяного охлаждения
- Модульная конструкция: на одной раме с котлом установлены механизмы топливоподачи с гидравлическим толкателем и золоудаления с шурующей планкой, вентилятор поддува, шкаф управления
- Простота монтажа: доставляется на подготовленную площадку и подключается к электропитанию, водоснабжению и газоудалению.
Техническое описание котла на отходах:
- Tопка котла. Контейнерного типа, в сборе с гидравлической топливоподачей и золоудалением, с неподвижной колосниковой решёткой, футерована шамотным кирпичом с рабочей температурой до 1300оС. Обеспечивает слоевое горение при температуре 1000 о С.
- Теплообменник. Съемный водотрубный, с технологическими прочистными люками, для ручной прочистки внешней поверхности труб от налета и накипи, с возможностью установки автоматической пневмоочистки внешней конвективной поверхности. Трубы и корпус теплообменника изготовлены из специальной котловой стали.
- Котел на отходах оснащен системой автоматизации и управления с щитами на основе японских микроконтроллеров «OMRON» с выводом информации на ЖК-экран и сенсорным управлением. Возможна подготовка компьютеризированного рабочего места с архивированием и GSM информированием.
- Гидравлический механизм топливоподачи котла. Из низколегированных сталей, с водоохлаждаемым со стороны топочной зоны контуром, привод от гидростанции с рабочим давлением на толкателе, гарантирующим подачу крупных, до 250 мм фракций различных топлив в автоматическом режиме.
- Гидравлическая система золоудаления котлов. Водоохлаждаемая шурующая планка из жаропрочной нержавеющей стали с приводом от гидростанции для перемещения слоёв топлива в зону горения и удаления золы на винтовой транспортер. Частота движения устанавливается программой в зависимости от зольности топлив и регулируется автоматикой для поддержания в топке котлов установленной температуры.
Невозвратные горючие отходы производства всегда представляют интерес как дешевое топливо для производственных и бытовых нужд. В ходе первичной деревообработки (распиловки круглого леса) такими отходами являются опилки, которые образуются в немалых объемах.
Периодический вывоз или утилизация их выливается в значительные расходы, а постоянное складирование их на производственной площадке чревато санкциями органов экологического и санитарно-эпидемиологического контроля. Использование опилок, с учетом их постоянного образования, для отопления частных домов и дач выглядит весьма привлекательно.
Учитывая специфику топлива, полезно предварительно внимательно ознакомиться с характеристиками и особенностями эксплуатации. Кроме того, несколько слов нужно сказать о самом топливе.
Обеспечение топливом
Итак, для постоянного отопления опилки должны:
- Образовываться в необходимых для отопления объемах. Нет смысла устанавливать такой котел при недостаточном их количестве. На это следует обратить внимание в первую очередь. К примеру, котел мощностью 25 кВт в отопительный сезон потребляет до 40 кг опилок в час. С другой стороны, избыточный объем опилок на складе тоже нежелателен, поскольку их складирование резко ухудшает качество: опилки становятся плотными и сырыми, плохо горят с низкой теплоотдачей.
- Обходиться дешево. Поскольку опилки обычно отпускаются производителем бесплатно, единственным видом затрат станут транспортные расходы на доставку их к дому для отопления. Следует учитывать, что они имеют малую плотность и неудобны для транспортировки.
Посчитайте, во что вам обойдется доставка топлива, и какова, соответственно, будет его цена.
Требования к топливу
Эффективность работы котлов прямо зависит от влажности опилок. Использование в качестве топлива сухой стружки и опилок столярных производств проблем не вызывает. Основную же массу опилок составляют, как отмечалось, отходы цехов распиловки круглого леса.
Производственные отходы распиловки леса-кругляка на ленточных пилорамах представляют собой мелкие (до 0,3 мм) опилки влажностью до 80%. Даже при постоянной принудительной подаче воздуха в топку такие опилки сгорают очень медленно, поскольку требуется время для их подсушки. Еще большую проблему при сжигании представляют собой сырые, долго хранившиеся опилки, уплотненные в сырую пылеобразную массу.
Сжигать такое топливо следует в определенном режиме:
- В топочную камеру должно подаваться сухое и сырое топливо в соотношении 3:1.
- Подачу сырого топлива можно начинать только с набором полной мощности котла после розжига.
- Постоянно принудительно подавать воздух вентилятором в топочную камеру.
Преимущества
В основе рабочего процесса лежит температурный распад древесины, называемый пиролизом. В режиме тления в камере газогенерации выделяется пиролизный газ, выгорающий затем в камере сгорания в условиях принудительной подачи воздуха.
Неоспоримыми преимуществами являются
- Высокий КПД (до 85-90%).
- Высокая экономичность (до 8-12 часов обогрева на одной загрузке котла). Пиролизные котлы экономичнее классических дровяных в 3-5 раз, а газовых котлов – в 10 -11 раз, при примерно одинаковом выделении тепла.
- Быстрый нагрев помещения (30-40 минут) после розжига котла.
- Простота и надежность конструкции.
- Низкое потребление топлива.
- Низкая стоимость топлива.
- Возможность перевода в режим обычного дровяного котла.
- Независимость мощности от сортности сырья. Котел, кроме опилок, может работать на коре, щепе, сучьях, древесине.
- Простота обслуживания и чистки котла.
- Экологическая безопасность.
- Простота эксплуатации позволяет не тратить средства на дорогостоящее обучение персонала котельной.
- Благодаря дешевизне опилок и высокому КПД, подобные котлы очень быстро окупаются.
Варианты комплектации и принципиальные схемы работы
Рассмотрим несколько вариантов котельного оборудования, предназначенного для отопления жилого или дачного дома.
Котельная установка
Наиболее удобной и современной является автоматизированная водогрейная установка, работающая на опилках, щепе, стружке. При наличии большого объема крупнофракционной части топлива можно приобрести дробильную машину для переработки крупной фракции в мелкую.
Установка включает в себя следующие узлы:
- Бункер для топлива
- Газогенератор
- Котел водогрейный (камера сгорания и теплообменник)
- Блок автоматического управления
Проектом жилища могут быть предусмотрены различные варианты размещения оборудования: полностью снаружи или внутри помещения, а также с выносом отдельных узлов наружу.
Описание процесса работы:
Опилки выгружаются в отопительный бункер автосамосвалом (трактором, фронтальным погрузчиком). Для предупреждения слеживания опилок в бункере предусмотрен ворошитель для периодического их рыхления.
По транспортеру (ленточному или шнековому) они подаются в камеру газогенерации, где в режиме медленного горения происходит термическое разложение топлива с выделением пиролизного газа. Подача топлива на транспортер и в камеру газогенерации осуществляется автоматически.
Пиролизный газ, поступающий из газогенератора в камеру сгорания, выгорает полностью, нагревая воду. Содержание в дымовых газах несгоревших компонентов минимально: окиси углерода всего до 1%, окиси азота до 300 мг/м³. В камеру сгорания вентилятором подается горячий воздух, что способствует глубокому выгоранию компонентов пиролизного газа.
Система автоматики управляет следующими процессами:
- Подачей топлива в газовый генератор
- Подачей вентилятором горячего воздуха пропорционально объему топлива в камере сгорания
- Температурой теплоносителя и ее изменением
- Пожаротушением
Котлы на и опилках HARGASSNER (Австрия) являются типичным оборудованием такого уровня, используемым для отопления частных домов, гостиниц, офисов, коттеджей в Европе. Мощность таких котлов 25 — 55 кВт, отапливаемая площадь 200-600 кв. м.
Отечественные производители
Отечественные производители также предлагают широкий выбор котлов на опилках и пеллетах для отопления индивидуального жилья и небольших производственных помещений.
Предлагаемые котлы, в основном, пиролизные, работающие в автоматическом режиме. Технологически процесс горения аналогичен приведенному выше. Единственное отличие от импортного оборудования состоит в том, что российские котлы, как правило, не обеспечены автоматическими линиями подачи топлива.
Автоматика регулирует работу вентилятора поддува для стабильной заданной температуры теплоносителя, которая задается блоков управления. При плановом или аварийном отключении вентилятора котел продолжает работать на пониженной мощности. Закладка опилок, стружки и других отходов дерева выгорает в них в течение 4-12 часов, в зависимости от выбранного режима горения.
Шахтные котлы длительного горения
Особого внимания заслуживает шахтные котлы длительного горения (котлы Холмова). Это пиролизные котлы особой конструкции. Конструктивное преимущество их в том, что топливо, закладываемое в специальную шахту, частично подсыхает, что позволяет использовать для отопления опилки повышенной влажности.
- Автоматика (контроллер) управляет процессом горения, заданной температурой теплоносителя и работой центробежного насоса.
- Система безопасности обеспечена контуром аварийного охлаждения котла и предохранительным клапаном.
- Обслуживание котла занимает несколько минут 1-2 раза в сутки.
- Применение таких котлов позволяет отапливать коттеджи и малые производства площадью 60 -250 кв. м.
Собственные конструкции
Конструкции таких котлов, предлагает в сети множество доморощенных «самоделкиных». Не заостряя внимания на творческих новациях в рекламируемых аппаратах, отметим, что такое оборудование не может быть надежным и долговечным, в принципе.
Материалы, из которых оно изготовлено, чаще всего не отвечают условиям эксплуатации, сами конструкции примитивны, в них отсутствует самый элементарный автоматический контроль и системы безопасности. В то же время, полностью укомплектованный заводской котел на опилках или пеллетах мощностью 20 кВт, с гарантией, способный отапливать коттедж или дачный домик, стоит всего около 40 -50 тысяч рублей. Согласитесь, это не та сумма, экономя которую можно рисковать собственным здоровьем и жилищем.
Котлы, работающие на опилках и других отходах деревообработки, сегодня являются самым экономически оправданным оборудованием для отопления частных домов. При принятии решения о выборе такого оборудования, особое внимание следует уделить наличию необходимого объема отвечающего по влажности топлива. Если предполагается сжигать опилки влажностью более 55-60%, то они должны составлять не более 20-25% от загружаемого в топку материала. Основным же топливом должны быть отходы дерева влажностью до 20%.
В условиях жесткой конкуренции мебельные предприятия и пилорамы, вынуждены постоянно оптимизировать свои издержки. Одним из способов их минимизации является использование собственных древесных отходов для отопления производственных помещений. С этой целью на предприятиях устанавливаются котельные, работающие на отходах деревообработки. Рассмотрим принцип работы такой котельной на примере самых распространенных на сегодняшний день котлов серии КТУ от компании Теплоресурс.
Общая схема и принцип работы
Сразу следует отметить, что закладка топлива для отопления происходит механически с помощью шнековой системы или гидравлического толкателя. Это избавляет от ручной работы по закладке топлива в котел. В обязанности обслуживающего персонала входит:
1. Контроль работы котла
2. Регулярное закладывание топлива в специальный бункер, из которого топливо подается в котел.
3. Прочистка зольника. В расширеннойкомплектацииприсутствует функция механическогоудаленияотработанныхостатковтоплива, вбазовой -приходитсяэтуработувыполнятьвручную.
В работе котла можно выделить следующие три этапа.
1. Подсушивание топлива. Большинствоотходовпоступаетсдеревообрабатывающихпредприятий, поэтомуимеютповышеннуювлажность. Чтобыобеспечить равномерное и стабильное горение, опилки подсушиваются на колосниковой решетке.
2. Выделение СО. На колосникахподдерживаетсяизначальноневысокаятемпература, благодарячемуопилкиприсгораниивыделяютмаксимум углерода.
3. Догорание СО. Продукт сгорания подается в зону дожигаисгораетпритемпературе 900-950 градусов. Этопозволяетпройтипроцессуокисленияуглерода.
Такая схема позволяет существенно увеличить КПД сжигания и практически использовать весь потенциал древесной стружки для отопления помещения. Данный принцип работы носит название слоевое сжигание на колосниковом полотне. Способствует эффективности горения также автоматическое распределение воздуха.
Системы безопасности и автоматика
Для того чтобы работа котла проходила наиболее безопасным способом используется следующие приборы защиты.
1. Тепловая изоляция облицовки.
2. Антивзрывные клапаны. Сбрасывают чрезмерное давление пара.
3. Температурные датчики на входе и выходе теплоносителя.
4. Температурный датчик отходящих газов.
Все эти элементы помогают эффективно заботиться о безопасности работы котла и предупредить возможные опасные ситуации, а в случае необходимости подать сигнал и остановить работу агрегата. Скорость сгорания топлива регулируется при помощи дозирования кислорода на окисление. Подача материалов в топку осуществляется с помощью шнековой системы или гидравлическим толкателем.
Преимущества использования котла, работающего на опилках
В качестве основных преимуществ, стоит отметить низкую стоимость топлива, по сравнению с ископаемым топливом, и как следствие низкие эксплуатационные затраты. Возможность перехода с одного вида топлива на другой (торф, опилки, стружка и т.д.) с минимальными изменениями настроек котла - также стоит отнести к весомым плюсам. Благодаря котлам такого типа удается значительно сэкономить. Особенно это ощутимо, если приходится отапливать большие помещения. Приобретение топлива также не является проблемой, большинство лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятий с готовностью избавятся от нескольких тонн отходов, которые необходимо утилизировать.
С ростом тарифов на газ и электроэнергию возникает потребность в применении более дешевых видов топлива. К ним относятся торф, отходы древесины, отходы сельского производства. Многие предприятия создаются на площадках с отсутствующей коммуникацией тепловых сетей. Возникает проблема с теплом, необходимым для нормальной работы предприятия. Это решается постройкой автономной котельной. Для получения тепла созданы котлы на отходах.
Котлы на отходах решают две важные проблемы. Во – первых, они помогают избавиться от ненужных отходов деревообрабатывающих предприятий, соломы, жмыха. Во-вторых, помогают решить проблему с теплом для нужд предприятия, бытовых нужд.
Котел на древесных отходах
Котлы твердотопливные делятся на две группы. Первая группа - котлы, использующие в качестве топлива древесину, опил, щепу, дрова до 1,5 м длиной, кусковые отходы. Вторая группа – котлы с пиролизным сжиганием древесины, в комплектацию входит вихревой газогенератор. Используется горение древесного газа, исключающее образование сажи. Котел на древесных отходах позволяет регулировать мощность в пределах 30-100%,при этом КПД остается высоким. В качестве теплоносителя выступает вода, в комплектацию входит накопитель топлива – бункер, что помогает обеспечить круглосуточную бесперебойную работу. Загрузка топлива нужна один раз в сутки. Котел на отходах деревообработки создает возможность передачи тепловой энергии на большие расстояния, применять для сушки в сушильных камерах. Пиролизная система позволяет использовать древесину с влажностью не более 20%. Котел на отходах деревообработки предусматривает механическую подачу топлива, это гарантирует устойчивое горение топки, позволяет регулировать производительность по теплу. Котел на древесных отходах поддерживает заданную температуры воды на выходе. Работа котла контролируется с помощью автоматики. Модификации этих котлов могут быть представлены моделями КВСм-ОД и КВ-Ва.
Котел на отходах деревообработки
Котел на отходах совершенно безопасен в работе, в комплект входит система защиты, которая соответствует нормативным требованиям противопожарной и технической безопасности; представляет практически готовую к эксплуатации конструкцию. Котел на отходах оригинально решает задачу с топливом, используя различные виды отходов деревообработки и лесопиления. Для них характерна надежность, простота и удобство в обслуживании.
