admin / 22.05.2018

Пиролизный котел диво

Устройство и принцип работы пиролизного котла

Статья Фото Видео

Пиролизный или так называемый газогенераторный котел – нагревательное оборудование, работающее на твердых видах топлива. Твердотопливный пиролизный котел характеризуется высоким КПД и эффективностью, время работы теплового агрегата на одной закладке топлива может достигать от 10 часов до двух суток. Газогенераторные установки могут быть использованы для отопления как жилых зданий, так и промышленных сооружений.

Газогенераторный тепловой агрегат имеет довольно сложную конструкцию, устройство пиролизного котла включает множество узлов и деталей, главной отличительной чертой пирокотла от традиционного твердотопливного аппарата – топка, состоящая из двух камер.

Особенности конструкции

  • камера загрузки или камера пиролиза;
  • камера сгорания;
  • дроссельная заслонка (шибер);
  • колосниковая решетка;
  • каналы подачи воздуха (первичный и вторичный);
  • водный теплообменник;
  • дымоход.

Как упоминалось выше, топка газогенераторного агрегата состоит из двух камер, расположенных одна над другой и разделенных между собой колосниковой решеткой. Топка пиролизного котла, как правило, изготовлена из легированной жаропрочной стали. Колосники из чугуна, стали либо огнеупорной керамики. Посредством первичного канала подачи кислорода происходит транспортировка наружного воздуха в камеру пиролиза, второй канал обеспечивает подачу воздуха в камеру сжигания. Водный теплообменник пиролизного котла или так называемая «водяная рубашка» предназначена для нагрева жидкого теплоносителя отопительной системы. В конструкциях пирокотлов используют трубчатые или же пластинчатые теплообменники. Через дымоход происходит отвод отработанных продуктов горения в атмосферу.

Конструкция газогенераторного котла предусматривает возможность регулировки мощности отопительного агрегата в диапазоне от 30 до 100%. В качестве регулирующего элемента выступает заслонка, расположенная в задней части теплового агрегата. В зависимости от заданной температуры теплоносителя на выходе регулятор в автоматическом режиме приоткрывает либо закрывает заслонку.

Виды пиролизных котлов

В зависимости от конструктивного исполнения пирокотлы подразделяют на агрегаты с естественной тягой и принудительным надувом. Главным достоинством пиролизного котла с естественной тягой является независимость агрегата от электричества. К недостаткам можно отнести повышенные требования к дымовым каналам. Пирокотлы с естественной тягой оснащаются дымоходами высотой не менее 5 м. Тяга дымохода должна обеспечить разрежение воздуха в топке в диапазоне от 16 до 20 Па, тяги должно хватить на преодоление силы сопротивления газовоздушного тракта котла и дымового канала.

Конструкция пирокотла с принудительным надувом предусматривает использование вентилятора. Подача воздуха в камеру газификации и сгорания может обеспечиваться тремя способами:

  1. нагнетательный вентилятор монтируется на передней стенке котла;
  2. вентилятор (дымосос) устанавливается на дымовой трубе;
  3. оборудование монтируется и на выходе, и при входе в газовоздушный тракт.

От типа конструкции пиролизного котла зависит и месторасположение камер газификации и сгорания. В агрегатах с естественной тягой дымохода камера дожигания располагается над камерой газификации, таким образом, поток воздуха происходит в направлении снизу вверх. В аппаратах с искусственной тягой, напротив, топочная камера находится над камерой сжигания, движение воздуха сверху вниз.

Преимущества и недостатки

К достоинствам пиролизного теплового агрегата относят:

  • КПД до 90%;
  • экономию топлива;
  • экологичность;
  • удобство в обслуживании;
  • минимальное количество золы, отсутствие сажи.

Еще одним весомым преимуществом газогенераторных котлов является их совместимость с любыми система отопления.

Минусами являются:

  • высокая стоимость;
  • сложная конструкция;
  • громоздкость;
  • повышенные требования к топливу относительно влажности;
  • необходимость подключения к электричеству (относятся к моделям котлов с принудительной подачей воздуха).

Функционирование котла с пиролизным горением

Принцип работы пиролизного котла основывается на термическом разложении твердого топлива на химические составляющие:

  • углерод;
  • пиролизный газ.

Процесс генерации горючего пиролизного газа из древесины и других видов твердого топлива возможен при высоких температурах, находящихся в диапазоне 200-8000, в условиях дефицита кислорода и последующего дожигания выделившегося газа, который смешивается с вторичным разогретым воздухом в камере дожига. При процессе пиролизного сжигания дымовые газы на выходе из котла главным образом содержат углекислый газ и водяные пары, количество вредных примесей сведено к минимуму.

Режимы работы газогенераторного котла

Все пиролизные котлы предусматривают работу в трех режимах:

  1. режим розжига. При данном режиме работы пирокотла дроссельная заслонка максимально открыта, отвод дымовых газов осуществляется прямо в дымовентканал;
  2. рабочий режим – шибер полностью закрыт, в камере проходит процесс пиролиза. Подача воздуха в зависимости от модели котла обеспечивается естественным либо принудительным путем;
  3. режим дозагрузки – процесс разложения твердого топлива под воздействием температур продолжается, дроссельная заслонка открыта, выполняется догрузка топлива.

Догрузку топлива следует проводить в быстром темпе во избежание наполнения воздуха угарным газом и тепловых потерь.

Схема работы пирокотла

Схема пиролизного котла заключается в последовательности следующих процессов:

  • загрузка топлива в топку котла, розжиг;
  • после того как топливо разгорелось, заслонка прикрывается, процесс горения постепенно переходит в стадию тления;
  • по первичному каналу в камеру загрузки подается наружный воздух, часть которого используется на поддержание процесса тления и достижения необходимой температуры газификации;
  • пиролизные газы через колосниковую решетку поступают в камеру сгорания;
  • для обеспечения процесса горения пиролизных газов в камеру дожигания по вторичному каналу подается воздух;
  • летучие продукты сгорают, выделяя определенное количество тепла, часть которого направляется под колосниковую решетку и используется для поддержания пиролиза, вторая непосредственно идет на нагрев котла;
  • отработанные продукты горения проходят через водный теплообменник и выводятся в дымовую трубу;
  • поддержание оптимальной температуры сгорания поддерживается системой терморегулирования.

Дополнительную информацию о работе пиролизного котла можно почерпнуть из видео

Установка пиролизного котла

Для обеспечения безопасной работы теплового оборудования должны быть соблюдены основные правила:

  • пиролизный котел устанавливается в отдельном помещении;
  • расстояние от теплового пункта до стены не менее 200 мм;
  • сечение вентиляционного канала в котельной не должно быть меньше чем 100 см2.

Топливо для пиролизного котла

В газогенераторных аппаратах в качестве топлива могут быть использованы следующие материалы: древесина; бурый и черный уголь; топливные брикеты; торф; отходы деревообработки.

От качества и вида топлива напрямую зависит коэффициент полезного действия тепловой установки, время автономной работы на одной загрузку, срок эксплуатации теплового агрегата. Так, время сгорания древесины в пиролизном котле в зависимости от вида и твердости материала составляет порядка 6 часов. Время сгорания бурого угля – 8 часов, черного порядка 10 часов.

Проведенные исследования показали, что самым рациональным видом топлива для пирокотлов, является сухая древесина, влажность которой не превышает 20%. Несмотря на то что время сжигание у древесины меньше чем у угля, однако количество выделяемого пиролизного газа в разы больше. Эксперты утверждают, что древесина не только повышает КПД пиролизного котла, но и увеличивает срок его эксплуатации.

Влажность древесины напрямую связана с количеством выделяемого тепла, так килограмм древесины с влажностью 20% имеет теплоотдачу 4 кВт/час, когда такое количество дров с влажностью 50% — 2 кВт/час. Камера загрузки газогенераторного твердотопливного котла предусматривает использование древесины диаметром от 10 до 250 мм и длиной от 40 до 65 см.

  • Как выбрать чугунную печь для бани
  • Проектирование системы отопления частного дома
  • Каменная печь для бани и дома
  • Чем замазать печь, чтобы не трескалась

Обсудить статью на форуме Рекомендуем

Твердотопливные пиролизные котлы: устройство, принцип действия, особенности

Статьи

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения приобретают все большую популярность благодаря своим особенностям и возможности экономно расходовать топливо. Современные технологии позволяют использовать агрегаты в автоматическом режиме наподобие газовых котлов, что делает их эксплуатацию более удобной. Мы расскажем, как устроены пиролизные отопительные котлы и в чем их основные особенности.

Твердотопливный пиролизный котел на дровах для системы отопления дома.

Газогенераторные котлы на твердом топливе

Устройство и принцип действия

Основные узлы газогенераторного котла.

Пиролизный твердотопливный котел работает по принципу генерации горючего газа из твердого топлива при нагревании его в отсутствие кислорода. Затем выделяющийся газ подается в камеру сгорания, где обогащается кислородом и сгорает. Процесс сжигания выделенных летучих веществ и нагрев теплоносителя напоминают работу обычного газового котла.

Работа топки похожа на сжигание природного газа в газовом котле.

Пиролиз – это процесс разложения веществ на составляющие при нагревании. Наиболее пригодным видом топлива для пиролиза является древесина, бурый уголь и топливные брикеты из отходов древесины. При нагревании дров до температур 200 — 800 градусов и выше они выделяют смесь углеводородов (бензол, ацетон, фуран, метиловый спирт), азота, угарного газа, уксусной кислоты и водорода.

Важно! Строго говоря, любое горение древесины происходит посредством пиролиза, так как горит не углерод, а продукты распада дерева – углеводороды.

Твердотопливные котлы пиролизные работают по одной схеме.

В котле создается тяга за счет работы дымоотсоса или дутьевого вентилятора, и летучие продукты распада древесины увлекаются в камеру сгорания. Там к ним подмешивается воздух и происходит воспламенение. Выделяемое тепло идет на прогрев теплоносителя – воды, воздуха или другого вещества.

Как правило, камера загрузки расположена сверху, а ее полом является колосник. Дрова загружают в камеру загрузки и поджигают, затем камеру закрывают и включают дутьевой вентилятор или дымосос, при этом возникает тяга, которая направляет потоки воздуха сквозь дрова и колосник в нижнюю камеру. В нижней камере смесь летучих продуктов обогащается свежим воздухом и воспламеняется.

Движение пиролизных газов и воздуха в камерах.

Горящие газы проходят сквозь теплообменник, по которому циркулирует вода, и удаляются через дымоход. Все детали топки и газовых каналов выполняют из жаропрочной легированной стали и керамобетона, теплообменники – из меди или другого металла с высокой теплопроводностью.

Важно! С помощью регулировки подачи первичного воздуха в камеру загрузки можно влиять на интенсивность горения, более того, этот процесс можно автоматизировать через обратную связь с термодатчиками в отопительной системе. Таким образом, производители могут делать пиролизные котлы отопления на твердом топливе с автоматическим управлением.

Особенности

На фото изображен современный заводской газогенераторный котел, сделать такой своими руками невозможно.

Отопительные пиролизные котлы имеют ряд характерных особенностей, которые следует иметь в виду при покупке агрегата.

Наиболее существенны такие свойства:

  • Агрегат работает за счет принудительной тяги. Дымосос или вентилятор производит двойное верхнее дутье, без которого процесс пиролиза и сжигания газов не получится. Вывод: устройство может работать только при наличии напряжения в сети питания вентилятора;
  • Инструкция предъявляет достаточно строгое требование по влажности топлива – она не должна превышать 20 – 35 %, иначе водяные пары разбавят углеводородную смесь и горение прекратится;
  • Диапазон загрузки первичной камеры должен составлять 50 – 100 %, так как именно при таком режиме обеспечивается КПД на уровне 85 – 92 %. Использовать котлы пиролизные твердотопливные с загрузкой 30 % и ниже производители не рекомендуют;
  • Агрегат может дублироваться газовым и жидкотопливным котлом. Если влажность дров высокая или нет напряжения в сети такое решение спасет вас от мороза.

Обязательно учитывайте особенности данной техники перед покупкой.

Важно! Приобретать пиролизный агрегат имеет смысл, если у вас есть источник дешевых дров и условия для их нормальной сушки и хранения. Иначе газовый котел будет выгоднее.

Современные модели имеют небольшие габариты и хорошо смотрятся в доме.

К достоинствам газогенераторных установок можно отнести такие их качества:

  • Регулировка процесса горения позволяет работать длительное время с одной закладки дров. Для устройств с нижним горением это время составляет до 12 часов, с верхним – до 30 часов. Горение такого же количества топлива в обычной печи составляет 3 – 4 часа;
  • Возможность автоматического управления процессами и регулирования в реальном времени;
  • Полное сгорание топлива обеспечивает экономию дров и уменьшение отходов в виде золы, дегтя и других соединений;
  • Двухступенчатая схема сжигания топлива позволяет повысить КПД установки;
  • Высокая температура в верхней камере подавляет выделение CO, что делает устройство более экологичным.

Важно! В результате данного подхода удается добиться заметного экономического эффекта (7 – 10 %) и повысить удобство использования отопления за счет автоматического управления процессом горения.

Важно обеспечить сухое помещение для хранения дров.

Недостатки газогенератора сводятся к таким его особенностям:

  • Высокая цена. Современные твердотопливные системы обходятся в 2 и более раз дороже конкурентных устройств;
  • Зависимость от электроэнергии;
  • Требовательность к состоянию топлива – его влажности;
  • При малых нагрузках горение становится нестабильным;
  • Невозможность автоматической подачи топлива.

Подкидывать дрова приходится вручную.

Важно! Для успешной эксплуатации газогенераторного котла существенную роль играет грамотная организация всей отопительной системы. При наличии правильной разводки, тщательной подборке аппарата и хорошей автоматики одной закладки дров хватает на сутки работы.

Вывод

Котлы на твердом топливе с пиролизом отличаются большей экономичностью и высоким КПД по сравнению с дровяными печами. При этом при покупке аппарата следует учитывать его особенности, иначе его использование может стать невыгодным (см.также статью «Боринские газовые котлы отопления – модели и их особенности»).

Смотрите видео для более полного впечатления и лучшего понимания темы.

Поделитесь: Елисей АГАФОНОВ Опубликовано: 20.05.2015

FILED UNDER : Статьи

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*