Принцип роботи піролізного котла, що працює на твердому паливі, види та класифікація

У пошуках способу опалення заміських котеджів, комерційних будівель та промислових об'єктів, які знаходяться на відстані від магістральних ліній тепло- та газопостачання, власники розглядають десятки можливих варіантів.

Зі всіх існуючих сьогодні альтернатив твердопаливного обігріву піролізні або газогенераторні котли становлять найбільший інтерес.Завдяки зручності у практичній експлуатації та високому ККД газогенераторні моделі зарекомендували себе як надійний елемент опалювальної системи.

Де застосовуються газогенераторні котли

гаряче водопостачання та обігрів,
утилізація відходів виробництва та ТПВ.

Використання газогенераторних пристроїв набуло широкого поширення як у побутовій, так і в промисловій сфері. Піролізні котли незамінні на деревообробних підприємствах, лісогосподарських базах та у будівельних центрах.

усі види пластику;
макулатуру;
метал;
Скло;
органіку (таку, як соняшникова лушпиння, деревна тріска, горіхова шкаралупа тощо).

Особливість піролізних апаратів полягає в тому, що крім згоряння в них палива також спалюються і газоподібні речовини, що утворюються під впливом високої температури в безкисневому середовищі.

Це значно підвищує енергоефективність газогенераторної установки та мінімізує викид продуктів горіння в атмосферу. Тепловіддача досягає найвищого ступеня у разі згоряння палива, для якого характерний великий обсяг виділення газів.

Різновиди піролізних котлів

Залежно від варіанта розташування відсіку допалювання твердопаливні агрегатигазогенераторного типу поділяються на моделі з верхньою та нижньою камерою. Кожна з цих модифікацій має свої конструктивні особливості, що впливають на продуктивність і рівень комфорту при використанні.

Нижня камера допалення

Найзатребуванішими є прилади з нижньою камерою допалу, оскільки закладати паливо в них набагато зручніше. Вихід відпрацьованих газів здійснюється через димову трубу, що знаходиться знизу. Таке конструкторське рішення не потребує наявності допоміжних пристроїв і забезпечує природне відведення летких речовин. Проте подібне обладнання не позбавлене певних недоліків.

Газогенераторний котел з нижньою камерою допалювання потребують частішого обслуговування. Пов'язано це з тим, що зола з первинного відсіку постійно обсипається в піролізне відділення топки, що вимагає регулярного проведення очисних процедур.

Верхня камера допалення

Системи з верхнім розташуванням газогенераторної камери менш поширені, порівняно з попередньою моделлю. Незважаючи на те, що твердопаливні піролізні газогенераторні котли даного типу практичніші в експлуатації, їх монтаж тягне за собою вагомі витрати.Виготовлення димового тракту для таких апаратів передбачає велику витрату матеріалів.

Основна перевага пристроїв з нижнім відсіком допалювання полягає в тому, що леткі речовини прямують через форсунки в газогенераторну камеру, звідки після згоряння надходять у димар з подальшим охолодженням та виведенням назовні. Процес не супроводжується скиданням золи в піролізний відділ котла, що дозволяє проводити чищення обладнання набагато рідше.

Класифікація за принципом допалювання

Безнадувні

Перший різновид не оснащуєтьсяхитромудрої електронікою та вентиляторами. Робочий процес здійснюється без наддуву. Основне паливо горить у відсіку газифікації. Піролізний газ, що виділився, піднявшись за рахунок природної тяги, комбінується з вторинними повітряними масами. Зміна об'єму первинного повітря, що надходить, забезпечує можливість контролю потужності котла за допомогою механічного тягорегулятора. Середня температура у відсіку допалювання становить 700 °С.

Внутрішні стінки агрегату не потребують обмурівки, тому що вони виконують роль теплообмінника. Робота енергонезалежних піролізних апаратів може здійснюватися у режимах підтримки та набору потужності.Такі пристрої повинні бути обладнані високим димовим трактом для кращої циркуляції повітря та створення необхідної тяги.

Ці конструкції використовуються дуже рідко.

Дутові енергозалежні котли мають обмуровану шамотним каменем камеру допалювання, температура якої досягає 1200 °С. Дані агрегати обладнуються турбінами та димососами, керування якими повністю автоматизовано.

Спеціальний програматор дозволяє вибрати оптимальний режим опалення. Піролізний газ видмухується в дощувальній відсік через спеціальну форсунку і горить майже білим полум'ям. За рахунок високого температурного режиму згоряння піддаються практично всі хімічні сполуки у складі палива.

Дутьові енергозалежні апарати здатні функціонувати в динамічному режимі набору потужності та у стані скидання тепловіддачі (дуття увімкнено/вимкнено).Для таких пристроїв характерно тривалий час ефективного горіння після однієї закладки паливних ресурсів.

Відмінності за матеріалами корпусу

Піролізні котли також розрізняються по корпусу, який може бути виготовлений із сталі абочавуну.

Найчастіше твердопаливні апарати представлені в сталевому виконанні. Вони нагріваються набагато швидше, але так само стрімко і остигають після закінчення процесу горіння. Як правило, товщина листів сталевого корпусу становить не менше ніж 5 мм.

Чавунним котлам властива більш висока стійкість до корозії, смол та кислот порівняно зі сталевими аналогами. Такі агрегати можуть проводити ефективну роботу з 50% потужністю в періоди міжсезоння. Котлам з чавунним корпусом властива хороша тепловіддача, у зв'язку з чим їх ККД набагато вище, на відміну від приладів зі сталі.

Види палива

З теоретичної точки зору для піролізних систем допустиме використання будь-яких різновидів органічного палива:

дрова та деревні відходи;
буре та чорне вугілля;
пелети;
кокс.

Дрова є бюджетним варіантом пального. Газогенераторні котли на дровах мають розміри, що залежать від параметрів топки. Для піролізних котлів найкраще підходять поліна завдовжки близько 400 мм і діаметром до 200 мм. Як доповнення до них ідеальні дрібнофракційні дерев'яні гранули, а також тирса та тріска. Вони повинні становити не більше однієї третини загальної паливної маси.Для стабільної роботи піролізного пристрою необхідно, щоб частка вологості палива не перевищувала 20%. В іншому випадку процес супроводжуватиметься рясним утворенням пари, що спричинить зниження теплових показників і сприятиме формуванню кіптяви.

Принцип роботи піролізного казана

Конструктивні особливості

Основа твердопаливного апарату - цільнозварювальна конструкція, що складається з пари герметичних відсіків:

Обшивка являє собою металевий лист зтермостійким покриттям у поєднанні з негорючим базальтовим прошарком, який виступає в якості утеплювача. Спеціальні колосники виконують роздільну функцію камери.

У верхній частині топки розташований паливний бункер, що є автономною конструкцією. Саме тут піролізуються паливні ресурси в умовах дефіциту кисню та за високої температури. У нижній частині знаходиться камера згоряння, яка одночасно виконує роль зольника. Паливо, що знаходиться на колоснику, перешкоджає відводу тепла з відсіку, розташованого зверху.У всіх моделях котлів передбачено наявність терморегулятора, що дозволяє вибрати бажану температуру обігріву. У числі головних деталей, що становлять конструкцію піролізного котла знаходяться такі:

Патрубок подачі води.
Дросель димаря.
Борів.
Завантажувальні двері.
Вентилятор.
Водяний теплообмінник.
Форсунка.
Нижні двері.
Канал подачі вторинного повітря.
Датчик тиску.

Удосконалені агрегати можуть бути оснащені сервомоторами - пристроями для контролю подачі повітря.

Переваги

Першочергова перевага піролізних котлів - це практично безвідходне виробництво. Весь процес обслуговування пристрою зводиться до завантаження паливних ресурсів у міру потреби.Під час горіння попіл утворюється в невеликих кількостях, а сажа відсутня зовсім, що свідчить про раціональну витрату палива. Теплоносій нагрівається за рахунок допалу летючих газів, у зв'язку з чим інтервал закладки дров або вугілля наближений до мінімуму. Завдяки напівавтоматичному управлінню можна зменшувати або збільшувати повітряний потік, а також регулювати потужність апаратумежах від 30 до 100%.

Щодо екологічності твердопаливні піролізні котли випереджають усіх конкурентів. Гази, що виділяються в процесі роботи, містять низький рівень шкідливих речовин. Принцип дії газогенераторної установки дозволяє в деяких випадках утилізувати полімерні та гумові відходи без заподіяння шкоди навколишньому середовищу.

Якщо у вашій оселі немає можливості підвести газ, то газогенераторний котел однозначно варто встановлювати. І хоча відгуки можна почути найсуперечливіші, він економічніший, ніж звичайний котел на дровах.

Єдина умова – сухі дрова, якщо немає можливості купити пелети. Ціна газогенераторного агрегату можна порівняти з вартістю звичайного твердопаливного котла. В даний час є великий вибір і можна купити будь-яку модель, яка вас влаштує.

Проаналізувавши технічні характеристики та особливості функціоналу піролізних котлів, можна зробити висновок про те, що це найбільш практичний різновид твердопаливного обладнання, що дозволяє набути енергетичної незалежності як в окремо взятому житловому просторі, так і на великомасштабному підприємстві.