Пелетні котли

Як відомо, недостатньо мати сам енергоносій, а потрібно ще мати певне обладнання, яке дасть змогу використати цю енергію. Як з багатьох інших енергоносіїв, так і з пелет енергію отримують шляхом їхнього спалювання. За постійного зменшення запасів енергоресурсів людство не може дозволити собі спалювати їх з малою віддачею енергії. Тому до котлів, в яких відбувається спалювання пелет (це стосується й інших установок), ставлять певні вимоги щодо їхнього коефіцієнта корисної дії і безпеки.

Нині виробники пропонують декілька видів котлів, що працюють на пелетах. За принципом відведення тепла котли можна розділити на такі групи:

– з водяним теплообмінником (рис. 1);

– з повітряним теплообмінником (рис. 2).

На рис. 1 і 2 показано котли малої потужності, які використовують для опалення невеликих приміщень (як житлових, так і виробничих).

У наведеній конструкції котла із водяним теплообмінником бункер із запасом пелет розташований окремо від котла. Таке розташування бункера пов’язано із можливістю його завантаження. Слід зауважити, що завантаження бункера може відбуватися вручну або із використанням пневмотранспорту. Хоча використання пневмотранспорту для котлів малої потужності не зовсім доцільне, адже завантаження бункера (невеликого за об’ємом) відбувається раз на 24–100 год.

Транспортування паливних гранул із бункера до котла відбувається з допомогою шнекового конвеєра. У наведеній конструкції котла використовують два конвеєри – один для подання пелет до котла, а другий для їх подання безпосередньо в зону спалювання. Таке конструктивне рішення дає змогу розмістити накопичувальний бункер практично в будь-якому зручному для завантаження місці.

У котлі, над конвеєром, розміщено трубопровід, поякому в зону горіння подають повітря. Подача повітря здійснюється з допомогою вентилятора.

Синім кольором показано систему для нагрівання води і її циркуляції через котел.

Внизу котла (показано чорним кольором) розташоване відділення для накопичення відходів горіння.

У наведеній конструкції з повітряним теплообмінником (рис. 2) бункер із пелетами встановлено безпосередньо на котлі. Така конструкція дає можливість значно зменшити витрати на шнековий конвеєр. Пелети конвеєром, а потім по похилому каналу подаються до зони горіння. Вентилятор здійснює подачу повітря для забезпечення процесу горіння. Гаряче повітря, яке нагрівається від спалювання пелет, видаляється із котла другим вентилятором (жовтий) і по системі трубопроводів надходить безпосередньо в приміщення. Стрілками показано напрями руху повітря у котлі.

Котли для спалювання пелет виготовляють різної потужності. За потужністю їх поділяють на:

– котли малої потужності;

– котли середньої потужності;

– котли великої потужності.

Котли малої потужності (до 100 кВт) використовують для обігріву невеликих приміщень. Вони можуть працювати в автоматичному режимі, тільки потрібно регулярно поповнювати запаси пелет у бункері. Зола з часом зашлаковує пальник котла, що призводить до зменшення потужності, а з часом і до припинення процесу горіння. Інтервал між зупинками котла для проведення чищення залежить від зольності пелет. Що більша зольність пелет, томенший інтервал між зупинками котла.

У конструкції котлів середньої потужності передбачена система видалення золи і шлаку без їхньої зупинки. Потужність таких котлів може бути від декількох сотень кіловат до декількох мегават. Шнеки системи подання палива мають більший діаметр (порівняно з котлами малої потужності) і відстані, на які транспортується паливо, також є більшими, тому вимоги до щільності пелет також вищі. Оскільки об’єм бункера є достатньо великим, то для його завантаження пелетами використовують пневмотранспорт, що дає змогу здійснювати завантаження бункера безпосередньо з складу пелет чи кузова машини.

Котли великої потужності (десятки і сотні мегават) використовуються для промислових котелень. Останнім часом у Німеччині такі котли почали встановлювати на теплоелектростанціях. Але для отримання великої потужності пелети перемішують із вугіллям. Вимоги до таких пелет менші – в них допустимою є підвищена зольність і великий процент кори. Такі деревні гранули отримали назву „технологічних”. Використання пелет на таких потужних установках призводить до зменшення негативного впливу на навколишнє середовище.

В окрему групу слід виділити комбіновані котли. Вони можуть працювати як на пелетах, так і на іншому виді палива причому, перехід з одного виду на інший відбувається автоматично. Потужність таких котлів може досягати 50 МВт. Можливі такі варіанти комбінацій: пелети–газ, пелети–дизпаливо, пелети–кускова деревина.