Твердотопливные котлы - виды, конструкция, принцип работы, преимущества и недостатки

- Конструкция

- Преимущества и недостатки котлов на твердом топливе

- Классические твердотопливные котлы

- Котлы длительного горения

- Пиролизные котлы

- Пеллетные котлы

Котлы на твердом топливе изготавливаются из стали или чугуна и применяются для обеспечения отопления, горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий. Принцип основан на выделении тепловой энергии в результате сгорания твердого топлива: угля, торфа, дров, пеллет, брикетов, щепы и т.

Твердотопливный котел представляет собой модульную конструкцию собранную в одном корпусе.

 

1. Теплообменник - одна из важнейших деталей котла, с его помощью осуществляется передача тепловой энергии разогретого дымового газа непосредственно теплоносителю. Скорость прохождения газа регулируется дымососом. В среднем срок эксплуатации теплообменника составляет около 20 лет. Для изготовления может применяться сталь или чугун. Стальной теплообменник обходится дешевле, однако скорее зношуеться.Чавунний теплообменник долговечнее, меньше подвержен образованию коррозии и требует поддержания температуры теплоносителя только от 50С и выше но дороже.

2. Камера сгорания с дверцей предназначена для загрузки и сжигания топлива.

3. Колосниковая решетка должны иметь высокую теплокоррозийную устойчивость, для изготовления часто применяется сплав железа и графита (серый чугун). Решетка обеспечивает доступ воздуха для горения, равномерное распределение топлива, а также отсев несгоревших остатков в зольник.

4. Люк для прочистки верхних ходов.

5. Регулятор температуры может быть как механическим (регулятор тяги), так и автоматическим (микропроцессорный контроллер).

Для более комфортной и безопасной эксплуатации котла могут применяться дополнительные устройства: регулятор тяги, газовая горелка для розжига, термостатический клапан для предотвращения перегрева и другие.

 

1. Главным преимуществом котлов на твердом топливе является возможность их автономной работы. Работа котла не зависит от наличия электричества, газа или других внешних источников энергоснабжения, позволяет эксплуатировать его в отдаленных районах, а также использовать в качестве дублирующего источника тепла в случае отключения электроэнергии или возникновения проблем с подачей газа.

2. Виды твербого топлива (дрова, уголь, торф, пеллеты, брикеты и другие) обходятся намного дешевле использования газа, электроэнергии или дизельного топлива. Однако следует учитывать дополнительные расходы на доставку, погрузочно-разгрузочные работы и хранение.

3. Максимальный КПД в стандартных котлов может достигать 85%.

4. Простое устройство котла существенно повышает его надежность и продлевает срок службы.

5. Большинство моделей котлов может работать на различных видах топлива.

6. Стоимость твердотопливного котла ниже газового или электрического аналогичной мощности.

К недостаткам твердотопливных котлов можно отнести необходимость в отдельном помещении для установки котла и хранения запасов топлива. Эксплуатация более трудоемкая, так как требует регулярного ручной загрузки топлива, вычищение золы, сажи и подачи воздуха в случае неавтоматического управления.

 

Стандартные твердотопливные котлы имеют простую конструкцию, обусловливает достаточно низкую стоимость и простоту эксплуатации. Такие котлы имеют объемное топочное отделение и неприхотливы к виду и качеству топлива. Полная энергонезависимость позволяет применять их в условиях отсутствующего или нестабильного электроснабжения. Простота конструкции имеет и отрицательные стороны - сравнительно низкий КПД, необходимость частого загрузки топлива, механическая регулировка температуры теплоносителя, чувствительность к уровню влажности топлива, достаточно частое очищение котла из-за накопления золы и другие.

 

Принцип действия котлов длительного горения направлен на длительное и экономное сжигание топлива. Период работы таких котлов на одной загрузке составляет до 5 суток при использовании угля и до 30 часов при использовании дров или брикетов. Для увеличения времени работы и количества тепла, выделяемого применяется метод «верхнего» или «верхне-нижнего» горения. Отличительной особенностью таких котлов является большой объем камеры сгорания, позволяет загрузить до 50 кг топлива. За счет ограниченной подачи воздуха происходит не столько сгорания, сколько тления топлива.

 

Эффективность работы пиролизных (газогенераторных) котлов достигается за счет раздельного сжигания твердого топлива и выделения в процессе горючих газов в отдельных камерах сгорания. Под воздействием высокой температуры (200-800С) и при ограниченном доступе воздуха в камеру сгорания происходит разложение топлива на твердый остаток и пиролизный газ (смесь азота, водорода, угарного газа и углеводородов). Горючий газ с помощью вентилятора подается по керамической форсунке во вторую камеру, где происходит подмешивание кислорода и сжигания газа.

В результате происходит дополнительное подсушивания органического топлива (преимущественно используются дрова или треска), что способствует более полному сгоранию и образованию меньшего количества золы и сажи. КПД пиролизных котлов может достигать 85-92% в зависимости от качества входного топлива.

К недостаткам пиролизных котлов можно отнести их сравнительно высокую стоимость, повышенные требования к влажности органического топлива (не более 25-30%), необходимость полной загрузки для эффективной работы, обязательная установка трехходового клапана для подмешивания горячей воды в обратную трубу (температура не должна опускаться ниже 65С, чтобы не допустить образования конденсата) и предохранительного клапана для аварийного сброса избытка воды при закипании.

Видео которое объясню работу пиролизных котлов: 

Для работы таких котлов применяется специальный вид топлива - пеллеты. Пеллеты производятся в основном из отходов деревообрабатывающей и агроперерабатывающего (солома, шелуха подсолнечника и т.п.) промышленности методом прессования.

Конструктивной особенностью пеллетных котлов является обязательное наличие емкости (загрузочного бункера) для хранения и подачи пеллет в камеру сгорания с помощью шнекового механизма. При этом время непрерывной работы котла зависит исключительно от объема бункера и составляет в среднем от 3-7 суток и более.

КПД пеллетных котлов может составлять до 95% в зависимости от качества топлива и модели котла. Работа большинства котлов полностью автоматизирована и безопасна. Пеллетные котлы являются энергозависимыми, так как для функционирования шнекового механизма, автоматического розжига и системы подачи воздуха необходимо наличие электроэнергии.

Итак определяйтесь с нужным вам типом твердотопливных котлов в зависимости от ваших условий, возможностей того или иного типа оборудования и имеющегося у вас бюджета.