Біомаса як основне паливо для опалювальних котлів

Для більшості жителів нашої країни застосування поновлюваних (альтернативних) джерел енергії пов'язано з досить дорогим обладнанням. Однак мало хто знає, що в наш час існують відносно дешеві джерела тепла, що застосовують цілком доступну енергію біомаси. Найбільш популярним різновидом палива для котлів в сучасному господарстві вважається деревина.

Усього кілька років назад, якщо люди збиралися опалювати житлову споруду за допомогою дров, то вони купували твердопаливний котел - пристрій, призначений для спалювання в ньому вугілля з метою опалення. Слід зазначити, що ці котли надавали можливість спалити абсолютно все, що тільки може горіти. На сьогоднішній день виробники займаються безперервним удосконаленням конструкції котлів, завдяки чому ці пристрої здатні максимально ефективно витрачати енергію кожного різновиду палива. З цією метою необхідно враховувати його специфіку. Саме тому зараз не варто дивуватися тому, що одні котли передбачають згоряння вугілля типу горіх, інші для вугільного пилу, дерева, пелетів, соломи та ін.

Визначення біомаси - що це таке?

Найбільш сучасним паливом в наш час вважається біомаса. Про неї заговорили недавно, навіть, незважаючи на те, що люди протягом століть зігрівалися, спалюючи гілки, дерево або хмиз, іншими словами, справжнісінькою біомасою. Експлуатація біомаси у якості палива вважається привабливою, як з економічної, так і з екологічної точки зору.

Біомаса - являє собою продукт органічного фотосинтезу. Її згоряння не призводить до значної емісії сірчаного газу, а баланс вуглекислоти перебуває на нульовій позначці - в процесі згоряння біомаси її виділяється стільки, скільки згорілі рослини застосовували раніше під час фотосинтезу. Біомаса, як паливо для опалювальних котлів, в першу чергу, представлена деревами та їх відходами, а також пелетів, соломою та енергетичними рослинами, які вирощуються спеціально для цих цілей.

У домашньому господарстві серед представлених різновидів палива найбільш популярною є деревина. Сюди можна віднести, як колоті, так і різані дрова. Крім того, деревина може пройти додаткову переробку. Як приклад можна назвати брикети, які виготовляються за рахунок пресування подрібненого дерева, деревний пил, що отримується з сировинного висушеного матеріалу, розколотого на частки, а також пелети (невеликі гранули).

Брикети і пеллети не призводять до забруднення навколишнього середовища і згоряють майже повністю. Варто врахувати, що їх попіл можна застосовувати в якості мінерального добрива. За рахунок підвищеної щільності і низького вмісту води вони характеризуються високою тепловіддачею (в порівнянні з непереробленому деревиною). Щоб процес спалювання пелет проходив максимально ефективно, можна використовувати котли, обладнані відповідними пальниками.
 
Біомаса з «енергетичних» рослин

На сьогоднішній день біомаса може бути отримана з енергетичних рослин, який вирощуються спеціально для цих цілей. Вони за незначний проміжок часу відповідають за отримання великого приросту в обсязі. Продуктивність подібних кущів досить значна - приріст може досягати до двадцяти п'яти тонн сухої маси з одного гектара в рік. У наш час найвідомішими рослинами, які вирощуються в енергетичних цілях, вважаються наступні: соняшник бульбовий, сіда гермафродитна, міскантус гігантський, троянда багатоквіткова, спартіна периста, міскантус цукроквітковий, а також тополя.

Останнім часом поряд з енергетичними рослинами в якості важливого джерела альтернативної енергії все частіше використовується солома. Під час її спалювання виділяється така ж кількість вуглецевого газу, що і при процесі мінералізації. Солома є непросте для згоряння паливо з точки зору дозування повітря. Це призводить до того, що його частина не спалюється. При стандартному спалюванні коефіцієнт корисної дії процесу знаходиться в межах від 40 до 65%. Основною умовою повного згоряння соломи вважається утримання її вологості на позначці в 14%.

В якості палива для опалювальних котлів часто застосовуються зерна злаків. Найбільш популярною паливної культурою вважається овес. З трьох кілограм цього матеріалу можна отримати приблизно таку ж кількість тепла, як з одного літра мазуту. Щоб обігріти звичайний будинок, буде потрібно приблизно сім тонн вівса на сезон.

Опалювальні пристрої для використання біомаси

Твердопаливні котли найбільш простої конструкції представлені моделями з верхньою подачею палива. Їх головний «мінус» складається з майже повній відсутності хоч якого-небудь контролю процесу згоряння. У них спалюється абсолютно вся порція завантаженої біомаси. Продукти згоряння відправляються по спеціальному каналу, що знаходиться у верхній частині камери, рухаючись крізь весь обсяг використаного палива. Слід зазначити, що потужність такого котла може змінюватися відповідно до зміни товщини завантаженого палива. Як показує практика, подібні пристрої не дуже пристосовані для спалювання біомаси, оскільки вона згорає вкрай швидко і не надто ефективно - незначна частина тепла віддається опалювальній системі, решта втрачається з димом.

Більш сучасними і вигідними вважаються котли, які характеризуються нижньою подачею палива. Вони придатні для згорання дров та вугілля, а також тирси і різних біоорганічних відходів. Представлені моделі вважаються більш дорогими, ніж прилади з верхньою подачею, однак їх коефіцієнт корисної дії в процесі топки набагато більший, а, відповідно, вони витрачають менше палива і їх придбання виявиться вигіднішим з економічної точки зору.

Котли, які характеризуються нижньою подачею палива, мають дво- а бо трьох тяговою систему камер спалювання, за рахунок чого існує можливість допалювання частинок палива, миттєво випаровується в димар в котлах з верхньою подачею. Їх перевага полягає не просто в більш економному витрачанні палива, а й зниженні різних небезпечних викидів в навколишнє середовище.




Системи, що відрізняються нижньою подачею палива, надають можливість керувати процесом спалювання та контролювати продуктивність пристрою за рахунок дозування повітря, який потрапляє в топку за допомогою регулятора тяги, а в дорогих моделях за рахунок вентилятора з керуючою системою. Природно, рівень регулювання твердопаливних котлів не такий, як в рідкопаливних або газових котлах, але підсумковий результат представлений у вигляді зниження витрат на паливо і стабільної температури.