Биомасса как основное топливо для отопительных котлов

Для большинства жителей нашей страны применение возобновляемых (альтернативных) источников энергии связано с достаточно дорогостоящим оборудованием. Однако мало кто знает, что в наше время существуют относительно дешевые источники тепла, применяющие вполне доступную энергию биомассы. Наиболее популярной разновидностью топлива для котлов в современном хозяйстве считается древесина.

Всего несколько лет назад, если люди собирались отапливать жилое сооружение при помощи дров, то они приобретали твердотопливный котел – устройство, предназначенное для сжигания в нем угля с целью отопления. Следует отметить, что эти котлы предоставляли возможность сжечь абсолютно все, что только может гореть. На сегодняшний день производители занимаются непрерывным совершенствованием конструкции котлов, благодаря чему эти устройства способны максимально эффективно расходовать энергию каждой разновидности топлива. С этой целью необходимо учитывать его специфику. Именно поэтому сейчас не стоит удивляться тому, что одни котлы предусматривают сгорание угля типа орех, прочие для угольной пыли, дерева, пелетт, соломы и пр. 

Определение биомассы - что это такое?

Наиболее современным топливом в наше время считается биомасса. О ней заговорили недавно, даже, несмотря на то, что люди на протяжении столетий согревались, сжигая ветки, дерево или хворост, другими словами, самой настоящей биомассой. Эксплуатация биомассы в качестве топлива считается привлекательным, как с экономической, так и с экологической точки зрения. Биомасса – представляет собой продукт органического фотосинтеза. Ее сгорание не приводит к значительной эмиссии серного газа, а баланс углекислоты находится на нулевой отметке – в процессе сгорания биомассы её выделяется столько, сколько сгоревшие растения применяли раньше во время фотосинтеза. Биомасса, как топливо для отопительных котлов, в первую очередь, представлена деревьями и их отходами, а также пелеттами, соломой и энергетическими растениями, которые выращиваются специально для этих целей.

В домашнем хозяйстве среди представленных разновидностей топлива наиболее популярной является древесина. Сюда можно отнести, как колотые, так и резаные дрова. Помимо того, древесина может пройти дополнительную переработку. В качестве примера можно назвать брикеты, которые производятся за счет прессования размельченного дерева, древесная пыль, получаемая из сырьевого высушенного материала, расколотого на частицы, а также пелетты (небольшие гранулы).

Брикеты и пелетты не приводят к загрязнению окружающей среды и сгорают почти полностью. Стоит учесть, что их пепел можно применять в качестве минерального удобрения. За счет повышенной плотности и низкого содержания воды они характеризуются высокой теплоотдачей (в сравнении с непереработанной древесиной). Чтобы процесс сжигания пеллет проходил максимально эффективно, можно использовать котлы, оборудованные соответствующими горелками.

 
Биомасса из «энергетических» растений

На сегодняшний день биомасса может быть получена из энергетических растений, который выращиваются специально для этих целей. Они за незначительный промежуток времени отвечают за получение большого прироста в объеме. Продуктивность подобных кустов достаточно внушительная – прирост может достигать до двадцати пяти тонн сухой массы с одного гектара в год. В наше время самыми известными растениями, которые выращиваются в энергетических целях, считаются следующие: подсолнечник клубневой, сида гермафродитная, мискантус гигантский, роза многоцветковая, спартина перистая, мискантус сахароцветковый, а также тополь.

В последнее время наряду с энергетическими растениями в качестве важного источника альтернативной энергии всё чаще используется солома.  Во время ее сжигания выделяется такое же число углеродного газа, что и при процессе минерализации. Солома представляет собой непростое для сгорания топливо с точки зрения дозирования воздуха. Это приводит к тому, что его часть не сжигается. При стандартном сжигании коэффициент полезного действия процесса находится в пределах от 40 до 65%. Основным условием полного сгорания соломы считается удержание ее влажности на отметке в 14%.

В качестве топлива для отопительных котлов часто применяются зерна злаков. Наиболее популярной топливной культурой считается овес. Их трех килограмм этого материала можно получить примерно такое же количество тепла, как с одного литра мазута. Чтобы обогреть обыкновенный дом, потребуется примерно семь тонн овса на сезон.

Отопительные устройства для использования биомассы

Твердотопливные котлы наиболее простой конструкции представлены моделями с верхней подачей топлива. Их главный «минус» состоит с почти полном отсутствии хоть какого-либо контроля процесса сгорания. В них сжигается абсолютно вся порция загруженной биомассы. Продукты сгорания отправляются по специальному каналу, находящемуся в верхней части камеры, двигаясь сквозь весь объем использованного топлива. Следует отметить, что мощность такого котла может меняться в соответствии с изменением толщины загруженного топлива. Как показывает практика, подобные устройства не слишком приспособлены для сжигания биомассы, поскольку она сгорает крайне быстро и не слишком эффективно – незначительная часть тепла отдается отопительной системе, оставшаяся часть теряется с дымом.  Более современными и выгодными считаются котлы, характеризующиеся нижней подачей топлива. Они пригодны для сгорания дров и угля, а также опилок и различных биоорганических отходов. Представленные модели считаются более дорогими, чем приборы с верхней подачей, однако их коэффициент полезного действия в процессе топки намного больше, а, соответственно, они затрачивают меньше топлива и их приобретение окажется более выгодным с экономической точки зрения. Котлы, характеризующиеся нижней подачей топлива, обладают двух- или трехтяговой системой камер сжигания, за счет чего существует возможность дожигания частичек топлива, мгновенного улетучивающихся в дымоход в котлах с верхней подачей. Их достоинство состоит не просто в более экономном расходовании топлива, но и снижении различных опасных выбросов в окружающую среду.



Системы, отличающиеся нижней подачей топлива, предоставляют возможность руководить процессом сжигания и контролировать производительность устройства за счет дозирования воздуха, который попадает в топку при помощи регулятора тяги, а в дорогостоящих моделях за счет вентилятора с управляющей системой. Естественно, уровень регулирования твердотопливных котлов не такой, как в жидкотопливных или газовых котлах, но итоговый результат представлен в виде снижения затрат на топливо и стабильной температуры.