Главная » Отопление » Все об эксплуатации котлов, работающих на твердых видах топлива

Все об эксплуатации котлов, работающих на твердых видах топлива

В отопительных классических котлах вся процедура сжигания основана на натуральном горении. Вода в теплообменнике нагревается от тепла, вырабатываемого в процессе горения твердого топлива. Оборудование и схема действия такого котла очень проста, к ней не предъявляются строгие ограничения к качеству сгорающего вещества (топлива). Простое устройство, исходя из своей конструкции, не усложняет эксплуатацию.

Интенсивность работы такого устройства находится в прямой зависимости от режима горения. Нижняя и верхняя границы регулировки соответственно от 60 % и 100%. Способ регулирования активности сжигания прост – изменяя положение заслонки, можно регулировать подачу кислорода воздуха к горящему топливу. Однако такая регулировка влечет за собой снижение КПД устройства до 75-80%. К серьезным отрицательным характеристиками таких видов нагревающего оборудования относится краткосрочный период горения одной загрузки, обычно до 3,5-4,5 часов.

Пиролизный котел на дровах

Газы, выделяемые от тления, перемешиваются с воздухом и через специальное отверстие (форсунка) поступают в камеру сгорания. Горение происходит во второй камере. Пиролиз – это специальный способ горения, используемый в котлах в целях подогрева помещения. Применяется в таких котлах сгорания не само твердое топливо, а горючий газ, так называемый угарный газ. Горючий газ выделяется в результате особых условий, поддерживаемых в рабочем пространстве котла, где создается недостаток воздуха при высокой температуре. Отопительный котел такой конструкции имеет КПД до 90 процентов.

Технические и эксплуатационные особенности такого отопительного устройства следующие:

1. Рабочее пространство разделено на две камеры. Одна из камер предназначается для загрузки твердого топлива, вторая для горения газов.

2. Поскольку температура для получения газа очень высока, внутренние поверхности данного оборудования защищают жаростойким материалом.

3. Топливо сгорает полностью, оставляя незначительные остатки пепла и золы, в зависимости от сорта топливного материала. Как топливо могут использоваться дрова, отходы деревообрабатывающих производств – стружка, опилки.

4. В данном виде котлов часто используется топливо с низкой влажностью, что вынуждает владельцев этого оборудования производить дополнительные процедуры сушки топлива.

5. Есть определенные требования к нагрузке такого нагревающего устройства. Нагрузка должна быть не менее 35%-50%, а если это условие не удается соблюдать, необходимо использовать альтернативное отопительное оборудование.

6. Параметры регулировки мощности находятся в пределах от 50 и до 100%. КПД до 90%.

Котлы с использованием вторичного воздуха (на дровах)

При использовании котлов с натуральным (природным) процессом горения для управления мощностью используется подача воздуха. Когда поступление в камеру сгорания (топку) воздуха недостаточно (что, соответственно, снижает поступление кислорода, содержащегося в нем), в рабочей камере происходит выделение отходящих, в том числе горючих газов.

Но эти газы, не будучи использованными, свободно выходят в трубу. Это процесс ведет к бесполезным тратам топлива и прямо влияет на КПД данного оборудования, соразмерно уменьшая его. В качестве усовершенствования данного технологического процесса производители дополнили схему работы подачей воздуха в верхнюю часть камеры сгорания. В результате такой доработки, те газы которые раньше свободно улетучивались из топки, сгорают внутри, давая дополнительное тепло.

Это усовершенствование в большей степени влияет на КПД, однако говорить о серьезных изменениях в главных характеристиках, таких как срок горения загрузки, простота обслуживания не приходится. Однако в некоторых случаях производителям удается убедить покупателей, что это пиролизная технологическая схема, что неверно, и является ложной информацией.

Различия между пиролизным устройством горения и устройством природного горения

Пиролиз в основе содержит такие условия, чтобы процесс горения проходил только в нижней части закладки, для чего тяга устанавливается в сторону от закладки или вниз. За счет медленного тления топлива (дрова, стружка, деревянные фрагменты паллет и проч.) выделяются горючие газы, сгорание которых и дает основную составляющую массы теплового потока.

В котлах обычного естественного процесса горения основной поток тепла формируется за счет горения закладки – твердого топлива. Тяга в таких котлах устремлена вертикально, при этом в процессе сжигания участвует вся масса закладки дров. Газ горит в таком котле при сокращении поступления воздуха, к чему прибегают, чтобы уменьшит мощность. Таким образом, однозначно пиролизной такую схему называть нелогично и с точки зрения технологии неправильно.

В качестве дополнительной информации для правильного выбора покупки следует упомянуть, что в некоторых случаях недобросовестные продавцы предпринимают попытки внушить покупателям идею о том, что топливо с высокой влажностью может давать эффект формирования горючего газа. Впоследствии, как могут представить продавцы, такой вариант топлива может повысить КПД котла. Влажное (недостаточно просушенное) топливо дает обратный эффект – выделяемый пар замедляет или останавливает горение газов своим присутствием.

Котлы для отопления с горением топлива в верхнем слое

Упомянутые в названии котлы, в отличие от описанных в тексте выше, характеризуются длительным горением. Камера сжигания (топка) имеет высокую вертикальную конструкцию, дрова укладываются плотно по всей высоте. Процесс горения начинается с того, что топливо тлеет сверху вниз как свечка. Такой прием дает возможность увеличивать срок сжигания до 25-30 часов и выше. Коэффициент полезного действия такого устройства достигает 90%.

Мощность котла может колебаться от 10% до 100% при необходимости. Если такое устройство котла работает на дровах, подключение к электричеству не требуется. В этих типах котлов не предусматриваются электронные приборы контроля. Такие котлы менее дорогостоящие. Но в этих конструкциях есть особенности, которые можно расценивать как серьезные, усложняющие факторы при эксплуатации:

1. Дрова должны быть подсушены до уровня влажности 20-30%.

2. Дозагрузка топлива недопустима. Из чего следует, что котел после полного сгорания загруженного топлива нуждается в очистке. После очистки цикл повторяется.

Производители в целях расширения рынка и удовлетворения многообразных потребностей владельцев домов оснащают котлы горения в поверхностном слое теплообменниками для подогрева воды. Такие котлы имеют автоматически управляемые электронагреватели. В зависимости от температуры меняется мощность котла. Такое оборудование имеет датчики контроля за уровнем топлива. Предусматривается также дозагрузка. Производители предлагают и такие котлы, которые могут работать в двух форматах: подача воздуха снизу или сверху. В связи с установкой электронного оборудования и усовершенствований такие котлы удорожаются.

Стоимость отопительного оборудования находится в прямой зависимости от его мощности. При покупке котла надо учитывать потребности конкретного здания в тепле – тепловым потерям.

Установка в здании слишком мощного котла, когда вырабатываемая теплоэнергия значительно превышает потребности, повлечет снижение КПД, накопление вредных отходов горения (сажа).

По истечении времени это разрушающе повлияет на внутренние поверхности в котле и дымоходе.

Расчет потребляемой теплоэнергии необходимо сделать в соответствие с правилами теплотехнических норм и делать это необходимо поручать специалистам. По понятным причинам продавцы, чтобы совершить, как можно выгодную продажу, будут рекомендовать приобретение отопительного оборудования с мощностью, как говорится, с запасом, но это неэффективный по многим, названным выше причинам путь. Котел должен по мощности соразмерно соответствовать требуемому количеству тепла в доме. Из практического опыта известно ориентировочное соотношение: каждые 10м² помещения потребуют не менее, чем 1 кВт потребляемой мощности.

Контроль перегрева твердотопливного котла:

1-блок безопасности; 2-емкость с водой для снижения температуры; 3-клапан; 4-клапан терморегуляции; 5-блок мембранной емкости; 6-блок обмена температуры; 7-блок поддержания температуры.

Инерционные процессы в котлах отопления очень сильны. Причина в большой массе оборудования, что, безусловно, и приводит к возникновению таких сил. Остановить выделение теплэнергии одномоментно технически невыполнимая задача. Следует помнить, что твердотопливное оборудование для отопления имеет большие риски перегрева.

Такие непредвиденные ситуации, как прекращение циркуляции воды и ее вскипание в результате разницы между выделяемым теплом и его отбором системе, и, как следствие, повышение давления внутри системы могут привести к катастрофическим для здания и здоровья людей последствиям.

Что предпринять для снижения риска перегрева в отопительной системе, которая не соединена с атмосферой?

1. Остановить подачу воздуха, тем самым максимально приостановить процесс горения.

2. Срочно, как только появились признаки перегрева, теплоноситель должен охлаждаться до такого температурного уровня, когда кипение не сможет продолжаться, если есть такие признаки, или вообще начаться.

Известен следующий технически несложный способ защиты котла от перегревания. Если нагрев теплоносителя достигает уровня 90-95 градусов, начинает работу термостат на котле, закрывающий подачу в камеру, где горит топливо, кислорода воздуха. В это время подается холодная вода в теплообменное устройство, которая и охлаждает теплоноситель, чтобы кипение стало невозможным.

При таком способе защиты потребуется постоянный аварийный запас воды и теплообменник. В настоящее время производители оборудуют современные котлы закрытых отопительных систем таким аварийным комплектом оборудования.

Защита котлов от коррозии

Нежелательное влияние и проблемы низкотемпературной коррозии в отопительном оборудовании можно предотвратить. Коррозионные процессы развиваются при относительно невысокой температуре – около 60 градусов. Задача – максимально сократить процесс достижения нужного уровня температуры в котле. Защитное устройство делит технологическую схему на 2 составляющие – собственно котел и отопительный контур системы.

Действующий элемент – клапан регулирует, в первую очередь, прохождение теплоносителя по контуру котла, поэтому котел быстро прогревается. После прогрева котлового пространства более 60 градусов, вода из отопительного контура поступает постепенно для смешения. Эта схема дает возможность начать циркуляцию отопления в системе после того, как прогреется котел. Вода в обратном потоке теплопровода поддерживается в пределах 60-65 градусов.

Защита оборудования от непредвиденных скачков напряжения в электрических сетях или внезапных остановок подачи энергии

Помещения котельной оборудуется приборами контроля и техническими устройствами, выполняющими обслуживающие функции. Все приборы потребляют электроэнергию. Аварийные или другие непредвиденные отключения электроэнергии могу повредить основное отопительное оборудование. Чтобы избежать нежелательных потерь, необходимо организовать бесперебойное питание приборов электроэнергией. Система бесперебойного электроснабжения является стандартным оборудованием котельной. Мощность аккумулятора должна обеспечить работу котельной как минимум в течение суток.