- газогенераторні котли
- Піроліз як фізико-хімічний процес
- Як працює котел
- Відео: піролізний котел: міфи і реальність
- Види газогенераторних котлів
- Переваги і недоліки
- Умови експлуатації
- Коли піролізні котли ефективні
Посилання на статтю успішно відправлено!
Відправимо матеріал вам на e-mail
До отли на твердому паливі - це альтернатива газовим і електричним опалювальних приладів. Газогенераторні або піролізні котли тривалого горіння з водяним контуром - це прилади, що дозволяють спалювати не тільки тверде паливо, а й паливні гази, які при цьому виділяються. Такий принцип використання енергії хороший для навколишнього середовища і дозволяє економити паливо. Є й недоліки - жорсткі умови експлуатації і висока ціна. Як визначити золоту середину і отримати максимальну вигоду - в матеріалі нижче.
газогенераторний котел
газогенераторні котли
Газогенераторні або піролізні котли тривалого горіння з водяним контуром - це котли, які самі генерують горючі гази з того палива, яке в них міститься. Водяний контур - це одночасно частина опалювальної системи і системи безпеки котла.
Котел в розрізі
Піроліз як фізико-хімічний процес
Горіння - складний процес, в результаті якого утворюється багато сажі і газів. 30% від усього обсягу виділених речовин становить вуглекислий газ, інше - це чадний газ, оксид азоту, метиловий спирт, фуран, оцтова кислота, бензол, ацетон і величезна кількість інших летких речовин. Все, крім СО2, можна доокісліть, тобто спалити знову, отримавши при цьому ще кілька теплової енергії.
процес піролізу
Піроліз - це двоступеневий процес, при якому спочатку стимулюють вироблення паливних газів, а потім їх спалюють. Для цього тверде паливо підпалюють і дають йому зайнятися, потім скорочують доступ кисню, стимулюючи тління. Тління дров протікає при температурі 200 - 800 градусів, вугілля і вуглеводневі матеріали тліють при температурах до 1300 - 1500 градусів. При цьому активно виділяються гази, які при атмосферних умовах мало активні або інертні.
відведення газів
У камері горіння всередині котла температури надзвичайно високі, ці гази вступають в реакцію з поступає ззовні киснем. Атмосферне повітря спочатку проходить по спеціальним воздуховодам, прогрівається до описаних вище температур і лише після цього його змішують з паливними газами. Відбувається інтенсивне дожигание газової суміші. Зовні це виглядає як горіння природного газу, що подається під великим тиском, утворюється потужний стійкий факел. Виділяється тепло становить від 4 до 10% від усього тепла, виробленого котлом.
Процес піролізу в казанах Буржуй-К
Як працює котел
Піролізні або газогенераторні котли тривалого горіння з водяним контуром представляють собою камеру, забезпечену спеціальними перегородками і повітроводами. Особлива конструкція піддувала дозволяє регулювати кількість подаваного кисню. У верхній частині котла, де відбувається дожигание, розташовані форсунки, які поділяють газ на дрібні потоки для того, щоб знизити інтенсивність горіння. Колосник розташований вище, ніж зазвичай, він встановлюється таким чином, щоб відстань до дна було не менше ¼ від загальної висоти котла. Це потрібно для того, щоб забезпечити достатній простір для відводу газів.
Схема котла з водяним контуром
Свіже повітря, необхідний для доокісленіе, подається знизу, проходить за спеціальним повітропроводу наверх до зони горіння газів, при цьому розігрівається до робочої температури. У верхній частині котла розташовані спеціальні трубки з отворами, які допомагають розподіляти гази рівномірно.
Всю циркуляцію всередині котла забезпечує електрична турбіна. Без неї в умовах нестачі кисню горіння і доокисление неможливі. При відключенні електрики необхідно відкривати шибер для забезпечення природної тяги, при цьому котел продовжує працювати в режимі звичайної твердопаливної установки.
Після згоряння утворюється чиста зола без домішок
Відео: піролізний котел: міфи і реальність
Види газогенераторних котлів
Принцип роботи всіх газогенераторних котлів однаковий, проте існують різні варіанти конструкції:
- Котел з водяною сорочкою - корпус його складається з двох шарів металу, між якими тече вода.
- Котли з змійовиками - пристрої з неефективною системою теплообміну, випускаються прилади малої потужності.
- Енергозалежні і енергонезалежні котли. Процес піролізу можливий тільки з примусовою циркуляцією. Енергонезалежні газогенераторні котли - це міф, без електрики цей пристрій може працювати тільки в режимі звичайного твердопаливного котла .
Котел, виготовлений своїми руками
Стаття по темі:
Переваги і недоліки
Принцип піролізу, який частково реалізується в побутових газогенераторних котлах, використовується в промисловості для утилізації різних відходів. Спалювання і багаторазове доокисление продуктів розпаду - це спосіб знизити кількість шкідливих викидів в атмосферу. Після того, як в газогенераторної установки або в побутовому котлі прогорає паливо і гази, в атмосферу викидається тільки вуглекислий газ і водяну пару.
Білий дим - ознака повного згоряння палива
Користь для екології від таких котлів очевидна, проте з точки зору ефективності та зручності вони серйозно поступаються наприклад, котлів тривалого горіння. Розігнати котел до таких параметрів, при яких можливий піроліз, непросто. Для цього потрібна висока температура і деякий час. Піролізні котли тривалого горіння з водяним контуром зупиняється при наступних умовах:
- падіння температури води в обратке;
- відключення електроживлення;
- паливо неналежної якості.
Схема підключення котла в систему опалення
Процес піролізу потрібно припинити негайно, як тільки зупинився циркуляційний насос в системі опалення . Без охолодження котел просто вибухне. Для зупинки процесу потрібно відкрити шибер, забезпечивши природну тягу і відведення горючих газів. Піддавали має бути відкрито на мінімум. Після того, як температура впала, слід загасити котел. Якщо обсяг опалювальної системи не великий і можлива природна циркуляція, котел може продовжувати працювати при 50% завантаження при відкритому шибері.
Полум'я в котлі, який розігнався до робочого режиму
Умови експлуатації
Піролізні котли здатні працювати в строго визначеному діапазоні температур. Система цього пристрою є замкнутої, тому повинна бути точно налаштована. Очевидно, що неможливо постійно контролювати якість палива, його вологість, і заміряти масу дров в момент завантаження. Завжди існує небезпека перегарту або навпаки, недостатньою температури.
Перша проблема може бути усунена за допомогою водяного контура. Корпус котла виступає в якості теплообмінника: його стінки подвійні, між ними циркулює вода. Іноді до однієї зі стінок котла додають додатковий змійовик, який служить аварійною системою охолодження і одночасно контуром ГВС.
Змійовик для додаткового охолодження
Якщо температура нижче робочої, процес піролізу припиняється або не починається зовсім. Котел при цьому функціонує в режимі звичайного твердопаливного пристрою. З цієї причини температура обратки повинна бути не нижче 60 градусів Цельсія, а при температурі 40 градусів піроліз припиняється у всіх типах котлів. З цієї причини в системі опалення монтується додаткова перемичка - байпас, який служить малим контуром і дає котла увійти в режим піролізу.
Блок управління піролізного котла
Необхідно встановлювати датчики температури щоб контролювати процес, але відкривати і закривати крани на байпас доведеться вручну. Піролізні котли це взагалі котли з ручним керуванням. Згідно з паспортом пристрою, в ньому можна використовувати дрова, брикети і пелети. В реальних умовах до дров додаються енергоємні види палива, наприклад вугілля. Існує практика спалювання побутового сміття, однак він містить гуму і інші полімери, що загрожує неприємними наслідками.
Важливо!Спалювання вугілля, гуми та інших енергоємних видів палива в котлах малої та середньої потужності (до 40 кВт) заборонено! Малий розмір камери, недостатня потужність вентилятора, малий обсяг теплоносія приведуть до перегріву і руйнування котла, яке супроводжується вибухом і пожежею! В котлах великої потужності потрібно строго дотримуватися пропорції: енергоємне паливо не повинно становити більше 20% від загальної маси завантаження.
Коли піролізні котли ефективні
Переваги піролізних котлів тривалого горіння з водяним контуром - це екологічність. Заявлена виробниками ефективність лише на 4 - 10% перевищує продуктивність звичайного твердопаливного котла. Очевидно, що вибір повинен ґрунтуватися на обліку індивідуальних особливостей опалювальної системи і переваг господарів.