Твердотопливные котлы — оборудование, которое необходимо для генерации тепловой энергии. В свою очередь тепловая энергия используется для различных целей: отопление жилых объектов, производственных площадей, складов, фермерских и тепличных хозяйств. Также тепловая энергия требуется для технологических процессов и функционирования ряда производств металлургической, химической, перерабатывающей, пищевой промышленности. Во всех этих случаях требуются агрегаты, которые из топлива генерируют тепловую энергию. Речь идет о котлах различной мощности и принципа работы.
В зависимости от используемого вида топлива, котлы классифицируются на такие основные группы:
- Твердотопливные котлы. В качестве топлива часто используют древесное сырье в различном виде: поленья, кусковые заготовки в виде дров, ветки, измельченная древесина (щепа, опилки, стружка), прессованная древесина (брикеты различных типовых форм, гранулы). Также используют каменный уголь, торф, отходы мебельной промышленности и сельского хозяйства (шелуха, лузга зерновых и масличных культур, солома, стебли растений). Деление на типы: пиролизные котлы или классические подробно будет рассмотрено далее.
- Газовые котлы: природный газ (пропан, метан и другие).
- Электрические котлы: источником тепловой энергии является электроэнергия.
По причине того, что для длительной стабильной работы газовые и электрические котлы требуют источника "топлива", которое зачастую поставляется сторонними организациями (магистрали, газопроводы, электрические сети, коммуникации). Исключением можно назвать те объекты, которые имеют альтернативные источники энергии такие как автономная газогенераторная установка (биогаз), солнечные электростанции, ветровые электростанции. Однако стоит отметить, что затраты на покупку такого оборудования и его обслуживание колоссальные и имеют экономическое обоснование, если это распланированный долговременный проект и нет более лояльной с финансовой точки зрения альтернативы.
Поэтому твердотопливные котлы на сегодняшний день занимают существенную долю отопительного оборудования. Котлы на твердом топливе востребованы в различных секторах промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.
Твердотопливные котлы: основная классификация
Твердотопливный котел — это конструкция из стойких к высоким температурам материалов, внутри которой происходит термическое разложение твердого топлива. Тепловая энергия, которая выделяется, передается теплоносителю. Существует множество конструкций твердотопливных котлов.
Твердотопливные котлы и печи за долгие годы прошли множество вариантов модификаций и современные модели создавались с целью рационально использовать топливное сырье и получать максимальный коэффициент полезного действия из топлива и из процесса теплопередачи.
Условно твердотопливные котлы можно разделить на три основных типа:
- Классические твердотопливные котлы (прямое горение по типу "буржуйки"). Дрова или другое топливо внутри топливной камеры горит сразу всем объемом. Топлива в такой твердотопливный котел можно загрузить небольшое количество. Учитывая, что оно горит "все сразу", — требуется очень частое добавление новых и новых порций топливного сырья. Сгорание топлива в таких котлах не полное. Твердотопливные котлы классического типа имеют низкий КПД и требуют постоянного внимания человека (кочегара) для поддержания стабильной генерации тепловой энергии.
- Котлы длительного горения шахтного типа. Твердотопливные котлы данного типа имеют конструкцию, которая предполагает наличие относительно большой по объему топливной камеры, внизу которой организованы каналы подачи воздуха. При правильной работе такого твердотопливного котла горение происходит только в нижнем слое этой вертикальной камеры — "шахте". Конструкцией предусмотрено, что пламя должно направляться "в бок": в сторону дымоходной трубы через теплообменник (пластинчатый или трубный).В отличии от классических котлов, твердотопливные котлы длительного горения шахтного типа имеют гораздо более продолжительное время работы на одной загрузке топливом. Это очень весомое преимущество. Однако вопрос полноты сгорания высококалорийных составляющих топливного сырья остается не решеным и из дымоходной трубы продолжает струится дым темных оттенков. А это значит, что котлы длительного горения шахтного типа также имеют КПД с низкими значениями, что говорит о не эффективном сжигании топливного сырья, а значит перерасходе топлива и загрязнении атмосферы.
- Пиролизные котлы. Твердотопливные котлы нового поколения, которые создавались для получения максимальной эффективности от процесса сжигания твердого топлива растительного происхождения. Пиролизные котлы предусматривают особую конструкцию. В первой камере в нижний слой топлива подается определенная порция воздуха и при так называемом "недостатке кислорода" сырье тлеет, термически разлагается, генерируется газ. Поэтому пиролизные котлы также называют газогенераторными. Далее этот газ сквозь форсунку направляется во вторую камеру пиролизного котла. В смеси с новой порцией воздуха (называют вторичным) происходит воспламенение горючих компонентов газа. Выделяется тепловая энергия, температура в этой второй камере пиролизного котла достигает 1200°С (для сравнения температура в классических твердотопливных котлах обычно не превышает 650°С).Для еще более эффективной работы и повышения эффективности сжигания топлива и организации процесса теплообмена некоторые пиролизные котлы имеют в совей конструкции еще и третью камеру, где организован процесс дожигания пиролизных газов.
Пример современных эффективных котлов — это пиролизные котлы БРИК, в которых происходит практически полное сгорание горючих высококалорийных компонентов топлива плюс еще очень грамотно организован процесс передачи тепла. Вертикальный теплообменник из цельнотянутых труб оборудован металлическими пластинами в виде спирали. Такая форма необходима для разделения ламинарных потоков горячего воздуха и заставляет горячие газы перемешиваться и эффективно участвовать в процессе обмена тепла. Все эти конструктивные особенности способствуют такому протеканию физическим и химическим процессов, которые имеют отличные показатели при лабораторных испытаниях и в практическом применении на многочисленных объектах различного типа назначения. Это делает пиролизные котлы БРИК популярными и востребованными благодаря реально ощутимой экономии топлива и высокому коэффициенту полезного действия.
Твердотопливные котлы: вопросы перед покупкой
Таким образом, в процессе выбора отопительного оборудования важно знать, что твердотопливные котлы отличаются не только мощностью и списком допустимого к использованию вида топливного сырья, а еще и принципиально конструктивно. Именно это в дальнейшем — в процессе всего срока эксплуатации — будет очень ощутимо для пользователя (например: расход топлива, частота загрузок и чистки).
Прежде чем выбрать и купить твердотопливный котел задайте вопросы:
- Это классический котел (по типу "буржуйка") или котел длительного горения (шахтного типа, пиролизный котел)?
- Какой объем камеры для загрузки топлива? Зная объем, можно перепроверить действительно ли это котел длительного горения. Сравните твердотопливные котлы нескольких производителей: чем больше камера — тем дольше горение.
- Есть ли дым из дымоходной трубы? Это скажет об эффективности сжигания топлива. Если дым есть — часть топлива бесполезно улетела в атмосферу, а значит перерасход дров. Правильно — когда бездымное горение.
- Какая температура газов на выходе в дымоход? Температура в пределах 110-150°С скажет про эффективный отбор тепла, чтобы не допускать бесполезного удаления горячих газов в атмосферу.
И еще важный момент: все вопросы задавай только напрямую производителям отопительного оборудования. Именно они доподлинно знают конструкцию, особенности работы твердотопливных котлов и смогут предоставить достоверную техническую информацию.