Устройство котла твердотопливного: устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Устройство котла твердотопливного: устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия

Содержание

устройство, как работает котел длительного горения на твердом топливе, принцип действия


Содержание:


Не секрет, что с точки зрения экономичности и удобства эксплуатации наиболее удобным является газовое отопление. В тех случаях, когда населенный пункт находится в значительном удалении от газовой магистрали, автономное теплоснабжение рациональнее всего оснастить твердотопливным колом.


Общие сведения


Из-за высокой стоимости дизельного топлива и электричества, а также дополнительных расходов на подключение газового оборудования во многих случаях выбор делают в сторону котла на твердом топливе. В результате получается обзавестись отопительной системой, на работу которой не влияет наличие или отсутствие внешних энергоносителей. Как правило, большая часть приборов данного типа не нуждаются в электрической энергии, или же потребляют ее в очень небольших количествах.



Чаще всего твердотопливными котлами комплектуются индивидуальные системы отопления в отдаленных районах, испытывающих серьезные затруднения с подачей магистрального газа. Существуют целые области нашей страны, где в качестве основного обогревающего агрегата используются дровяные котлы.

Особенности конструкции


Для понимания принципа работы твердотопливного котла предлагается рассмотреть его конструкцию, в состав которой входит несколько элементов.

Топка


Это название применяется к камере, где происходит сгорания топлива. Обычно она выполняет также роль теплообменника. Конструкция топки состоит из портала для подачи топлива, зоны выведения продуктов сгорания, колосника, емкости для сбора золы и воздушного отверстия. Когда твердое топливо сгорает, это способствует нагреванию стенок топки. В дальнейшем тепловая энергия передается воде в специальной рубашке, которая окружает топку со всех сторон.

Водяная рубашка


Принцип действия твердотопливного котла подразумевает наличие в его топке двойных стенок: в промежутке между ними заполняют теплоносителем. Такую конструкцию называют водяной рубашкой. По мере горения топлива происходит нагревание жидкости в водяной рубашке. Это приводит к появлению тепловых потоков, поднимающих горячий теплоноситель в верхнюю часть емкости. Отсюда горячая вода перетекает в теплопровод. После того, как жидкость пройдет по всему отопительному контуру и отдаст тепло жилищу, она возвращается в остывшем состоянии обратно. Для этих целей имеет нижний патрубок.



Для убыстрения циркуляции воды внутри отопительной системы на некоторых твердотопливных котлах монтируются специальные насосы. Однако большая часть моделей выпускается для открытых отопительных систем. Имеются в виду схемы, где теплоноситель двигается не за счет работающей помпы, а благодаря небольшому уклону трубопровода. Объясняется это простотой, надежностью и экономичностью инерционных систем. К тому же, они полностью независимы от наличия электрической энергии. Благодаря этому их можно применять в отдаленных районах, лишенных благ цивилизации.

Система дымоудаления


Принцип работы твердотопливного котла объясняет образование внутри топки значительного количества дыма. Для удаления продуктов горения используют теплоизолированные трубы, проложенные от котла за пределы дома.

Контроль и регулировка температуры


Как известно, обязательным условием для процесса горения является подача воздуха. При чем от интенсивности этой подачи напрямую зависит скорость горения. Этот принцип используется в конструкции твердотопливных котлов, где для регулировки поступления воздуха имеются механические заслонки и шиберы.


Для такой схемы устройства твердотопливного котла отопления характерна простота и надежность: заслонку прочно скрепляют со специальным регулятором. Если температура чрезмерно поднимется, это провоцирует расширение стенок регулятора и следующее за этим опускание заслонки. В итоге снижается интенсивность поступления кислорода в топочную камеру. Процесс остывания регулятора активизирует обратный процесс поднятия заслонки: воздух получает возможность поступать в большем объеме, увеличивая тем самым интенсивность горения.



На первый взгляд может показаться, что учитывая принцип работы твердотопливного котла длительного горения, такая схема управления процессом горения слишком примитивна и архаична. Однако именно простота служит залогом ее эффективности и надежности. Это объясняет широкое распространение шиберной регулировки в большинстве моделей твердотопливных отопительных котлов. Строго говоря, такой подход до сих пор не испытывает особой конкуренции, т.к. в этом случае не требуется дорогостоящая электроэнергия.

Разновидности твердотопливных котлов


Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.



По материалу изготовления:

  1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
  2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Принцип работы


Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.


По способу теплопередачи котлы бывают:

  • Воздушными.
  • Паровыми.
  • Водяными (встречаются чаще всего).



По принципу сжигания топлива:

  • Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
  • Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

  • Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
  • Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.



Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения дает возможность применить автоматизацию. Управление агрегатами данного типа настолько простое, что его может осилить ребенок.

Итоги


Для организации системы отопления можно применить несколько схем устройства котла на твердом топливе. Любая из разновидностей агрегата представляет собой универсальный прибор, превосходящий своих электрических и дизельных собратьев в плане экономичности.


Принцип работы твердотопливного котла – конструктивные особенности устройства

Интересен тот факт, что твердое топливо так и не ушло со сцены отопления, как это прогнозировали в недавнем прошлом. Ведь раньше считалось, что дрова и уголь свои позиции сдадут электричеству и газу, что и произошло. Но время показало – рано радовались. И вот уже сегодня во многих загородных поселках стали возводить большие дома с водяной отопительной системой, где требуется эффективно работающий и экономичный котел. Еще совсем недавно об этом говорить в отношении твердотопливных агрегатов не приходилось, но это уже в прошлом. Потому что изменился принцип работы твердотопливного котла. О нем и поговорим в этой статье.

Типы котлов

Начнем именно с типов, потому что они определяют принцип работы. Здесь всего лишь два варианта:

  1. Классические котлы.
  2. Пиролизные.

Классические

Это совершенно простая конструкция, в топке которой происходит сжигание твердого топлива, за счет чего и производит нагрев теплоносителя. Сразу же оговоримся, что в твердотопливных котлах используется другая схема нагрева воды, чем, скажем, в газовых или электрических приборах, где устанавливается теплообменник трубного типа. Здесь же используется конструкция, которая носит название водяная рубашка. То есть, топка состоит из двух стенок, между которыми и циркулирует теплоноситель.

Сгорая, топливо нагревает стенки топки (они или чугунные, или стальные), а через них уже нагревается и сама вода. В принципе, устройство классического твердотопливного котла не очень сложное. Но у него есть несколько недостатков:

  • Слишком низкий коэффициент полезного действия.
  • Большой расход топлива.
  • Неудобство эксплуатации в плане настройки и поддержания заданных теплотехнических параметров.

Все это в свое время сказалось на низкой популярности агрегатов данного типа. Поэтому такие котлы хоть и присутствовали на рынке, но раскупались слабо. Поэтому производителям пришлось искать конструктивные решения, чтобы повысить КПД и снизить расход используемого топлива.

Модельный ряд

Пиролизные

Итак, выход был найден – это котлы, в которых используется процесс пиролиза. Что это такое? Это выделение из твердого топлива в процессе сгорания так называемых топочных (пиролизных) газов, которые обогащаются  кислородом и сжигаются в дополнительной топке.

В процессе пиролиза есть один немаловажный нюанс, который и определяет его эффективность. Это небольшое количество кислорода, которого хватает поддерживать в зоне горения не пламя, а процесс тления. Именно таким образом можно выделить те самые топочные газы. Но сами газы просто так гореть не будут, их необходимо обогатить кислородом, чтобы получилась воздушно-газовая смесь. Так вот она и будет хорошо гореть, и при этом выделять большое количество тепловой энергии.

Внимание! Коэффициент полезного действия котлов пиролизного типа достигает уровня 90%. Если сравнивать с классическим вариантом, у которого КПД равен 65%, это значительный скачок и в плане эффективной работы, и в плане экономии топлива.

Устройство пиролизного котла

Об экономии топлива хотелось бы сказать более конкретно. Представьте себе обычный классический котел, куда закладываются, к примеру, дрова. Конечно, все зависит от мощности агрегата, но все же такая закладка сгорает в среднем за 4-5 часов. Владельцу такого котла придется несколько раз в день чистить прибор и «кормить» его дровами. Сложно и очень неудобно.

Так вот, пиролизные котлы позволяют экономить топливо в несколько раз. Да и закладку можно проводить раз в сутки или в несколько дней один раз, если в качестве топлива используется уголь. Правда, так работают не все пиролизные установки, а только так называемые отопительные агрегаты длительного горения.

Котел длительного горения

Котлы длительного горения

Давайте рассмотрим схему твердотопливного котла длительного горения и определимся с принципом его работы.

  • Во-первых, горение внутри топки происходит сверху вниз, что позволяет проводить процесс горения медленно, не захватывая новые слои топлива.
  • Во-вторых, все происходит в закрытой камере, куда проникает мало свежего воздуха извне. Как такового горения не происходит, топливо просто медленно тлеет, выделяя топочные газы.
  • В-третьих, пиролизные газы поднимаются вверх ко второй топке через соединительный патрубок, в котором сделаны отверстия. Через них поступает кислород, который смешивается с газами, образуя горючую смесь.
  • В-четвертых, эта смесь поступает во вторую топку, где и сгорает.

В конструкции твердотопливных котлов длительного горения топки могут располагаться не только друг над другом, но и в соседних частях в горизонтальной плоскости. Это не принципиальная схема. Кстати, вот снизу фото такого котла.

Пиролизный котел длительного горения

Что сегодня предлагают производители? В принципе, на рынке котлов этой марки много. Они имеют различные конструкции, но принцип работы у них один и тот же. К примеру, очень популярные чешские котлы, изготовленные из чугуна, российские стальные модели, которые в последнее время потеснили конкурентов своей ценой, прибалтийская марка «Стропува». Каждый потребитель для себя найдет агрегат, соответствующий его требованием и по технологии, и по конструктивным особенностям.

Пару слов о «Стропува». Неплохой аппарат, с высоким КПД, практически автоматизированный. Но у него один недостаток – сложность чистки зольника и камеры сгорания, неудобство закладки дров или угля. Хотя длительность горения одной закладки достаточно большая: дрова до трех суток, уголь до семи.

Котел длительного горения своими руками – чертежи, изготовление

Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь заботят 3 параметра — тепловая мощность агрегата, его цена и длительность горения с 1 загрузки. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Единственный способ сократить затраты – сделать котел длительного горения своими руками либо поручить работу мастерам. Представляем 2 конструкции ТТ-котлов, подробные чертежи и порядок изготовления отопителей.

Как увеличивается длительность горения твердого топлива

Мечта многих домовладельцев – поставить котел на твердом топливе, к которому не придется бегать с дровами каждые 4—6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительной техники применяют приставку «продолжительность горения» ко всем подряд теплогенераторам, в том числе и пеллетным, работающим самостоятельно до 7 суток.

Разновидности классических котлов с увеличенной топливной камерой

Продолжительность процесса горения принято обосновывать использованием режима тления при ограниченной подаче воздуха. Но сжигать дрова и уголь подобным способом неэффективно, и вот почему:

  1. Дровяные и угольные котлы достигают своего КПД 70—75% во время максимального горения. При тлении эффективность агрегата снижается до 40—50% (как у обычной буржуйки).
  2. Тлеющие дрова выделяют мало тепловой энергии. Кому нужен «долгоиграющий» теплогенератор, не обогревающий дом в полной мере?
  3. Свежесрубленное дерево определенных пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо невозможно нормально сжечь в режиме тления.

Заводской котел с увеличенным топливником, где дрова горят сверху вниз

В действительности, твердотопливные котлы длительного горения – это те, что имеют увеличенную топливную камеру, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше в топке дров, тем дольше они горят и выделяют тепло.

Бытовые котлы, способные работать с одной закладки 8—12 часов на дровах и до 24 часов на угле, бывают таких видов:

  • классические, с принудительной подачей воздуха;
  • действующие по принципу верхнего горения (типа прибалтийской «Стропувы»).

Эти конструкции ТТ-котлов вполне реально изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструментария и практики в сварочном деле. Еще на просторах интернета можно встретить чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие отопители довольно громоздкие и непростые в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.

Классический котел продолжительного горения

В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом Виталием Дашко. Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Краткий обзор ТТ-котла смотрите на видео:

Надежность и эффективность котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

  • мощность – 22–24 кВт;
  • длительность горения (в среднем) на дровах 10—12 часов, минимум – 8 ч;
  • то же, на угле – до 1 суток;
  • КПД — 75—77%;
  • максимальное рабочее давление в системе отопления – 3 Бар, номинальное – 1.5 Бар;
  • количество воды в котловом баке — 50 л;
  • масса изделия — 150 кг;
  • размер загрузочного проема (ширина х высота) 360 х 250 мм;
  • общий объем топки — 112 л, полезный (под загрузку топлива) — 83 л;
  • глубина топки — 46 см, оптимальная длина полена – 40 см.

Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения разной мощности, в линейку входят агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера составляет около 450 у. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, чьи контакты указаны на странице «Наши эксперты».

Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:

Теплогенератор успешно функционирует как на дровах, так и на угольном топливе. Полезная вместительность топливника посчитана до нижней кромки загрузочного проема, поскольку камеру нежелательно заполнять доверху. Работа котла происходит в таком порядке:

  1. После закладки и розжига твердого топлива дверцы герметично закрываются.
  2. На электронном блоке управления выставляется желаемая температура теплоносителя, рекомендуется не ниже 50 °С. Затем блок включается в работу нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.
  3. При разогреве до установленной температуры вентилятор отключается, доступ воздуха в топливник прекращается. ТТ-котел находится в режиме ожидания, дрова тлеют очень слабо и практически не дают тепла.
  4. После падения температуры в котловом баке контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

Контроллер изменяет производительность вентилятора по своему усмотрению с целью достичь максимальной эффективности горения. Сжигание тлением в данном самодельном котле отсутствует, он либо находится в состоянии ожидания, либо сжигает дерево и уголь в интенсивном режиме.

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

В отопительной установке реализован классический способ сжигания твердых видов топлива с прямой передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, являющемуся днищем котлового бака. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отбирающий теплоту дымовых газов. Подогретый в канале воздух подается в топку снизу, через колосниковую решетку. Длительность горения обеспечивается за счет:

  1. Большого объема топливника.
  2. Полного перекрытия доступа воздуха в топку в режиме ожидания. После отключения вентилятора срабатывает гравитационная заслонка, закрывающая воздуховод и таким способом не дающая тяге дымохода раздувать угли.

Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:

Инструменты и материалы для изготовления

На заготовки для сборки твердотопливного котла долгого горения обычно идет низкоуглеродистая сталь марок Ст 3, 10, 20. Лучший вариант – Ст 20, сделанные из нее теплогенераторы служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (Ст 35, 45) имеет свойство прикаливаться от высокой температуры, а потому для сварки теплогенератора непригодна.

Если у вас имеется достаточный опыт сварочных работ и возможность купить металл подороже, то камеру сгорания можно изготовить из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением, рассказано в этой статье.

Перечень заготовок, из которых вы станете собирать твердотопливный котел своими руками, приведен в виде таблицы:

Совет. Заготовки лучше всего рубить на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Так вы сэкономите массу времени на ручную резку и зачистку от заусенцев.

Дополнительно потребуются такие материалы:

  • уголок равнополочный 50 х 4 мм для изготовления колосников;
  • труба DN50 – на теплообменник и патрубки подключения системы отопления;
  • труба DN150 – на дымоходный патрубок;
  • труба профильная 60 х 40 мм для воздушного канала;
  • полоса стальная 20 х 3 мм;
  • базальтовый утеплитель плотностью 100 кг/м³ и толщиной 2 см;
  • гладкий листовой металл 0.3—0.5 мм с полимерной окраской;
  • готовые ручки на дверцы;
  • шнур, картон асбестовый.

Из инструментов стоит отметить аппарат сварочный, болгарку и дрель, для сварки используются электроды АНО-21 либо МР-3С. Остальное — стандартный набор измерительных приспособлений и инструментов, имеющийся в каждом доме.

Вентилятор и блок управления польского производства подходит к любому самодельному ТТ-котлу

Применяемый в ТТ-котле комплект автоматики, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры – польского производства (не перепутайте с китайским, он выглядит так же). Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Сборка отопительного агрегата

Первый этап изготовления котла долгого горения заключается в сборке корпуса топливника из металла толщиной 4 мм сваркой на прихватках. Все начинается с днища агрегата, к которому прихватываются боковые стенки, крышка свода и проемы для дверок, как изображено на фото:

Лист днища выпускается в каждую сторону в соответствии с чертежом, в то же время он служит нижним обрамлением дверцы зольника. Внутри камеры на сварке закрепляются полочки из уголков, куда будет опираться колосниковая решетка. Собранный топливник тщательно проваривается по всем стыкам и проверяется на герметичность.

Второй этап – монтаж водяной рубашки из металла 3 мм. Ее толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топливника следует приварить отрезки стальной полосы, выпустив их на 20 мм. К ним прихватываются стальные листы обшивки.

Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне колосниковой решетки и не омывает зольную камеру.

Посередине в шахматном порядке ставятся так называемые клипсы. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке котлового бака и приваренный к топке встык. Второй конец клипсы обваривается вокруг отверстия, как показано на фото:

На фото справа видно, где находится низ водной рубашки, слева – котловой бак

Несколько слов о том, как сделать добавочные клипсы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенок на глубину 50—100 мм, а затем приварить с обеих сторон.

Третий этап – монтаж жаровых труб в верхнюю часть котлового бака. Для этого в задней и фронтальной стенке согласно чертежу прорезаются отверстия, куда вставляются трубы. Их торцы герметично провариваются, как и все стыки водяной рубашки.

Жаровые трубы теплообменника расходятся веером от дымоходного патрубка

Четвертый этап – изготовление дверец и колосниковой решетки. К дверкам изнутри приваривают полосу в 2 ряда, а между ними вкладывают асбестовый шнур, это будет уплотнение притвора. Колосники делают из уголков №5, приваренных наружным углом вниз. Так они служат рассеивателями воздуха, подающегося вентилятором в зольник.

На пятом этапе в стенки котлового бака врезаются штуцеры для присоединения подающего и обратного трубопровода, устанавливается патрубок дымохода и воздушный канал из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольную камеру на середине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.

Этап шестой – приварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной обшивки котла длительного горения.

Этап седьмой, последний. Котловой бак обкладывается с боковых сторон и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется с помощью шнура. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить дверцы.

Плотное базальтовое волокно хорошо утепляет корпус и спокойно выдерживает высокую температуру. Стекловату применять не стоит

В конце к ответному фланцу воздуховода крепится вентилятор, а блок управления устанавливается на котле сверху. Датчик температуры необходимо вложить под базальтовый утеплитель со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений, по вашему желанию:

  • встроить в котловой бак водяной контур подогрева воды на ГВС;
  • предусмотреть погружную гильзу для установки термометра – на случай отключения электричества, когда дисплей контроллера погаснет;
  • то же – для монтажа группы безопасности;
  • установить электрический ТЭН, подогревающий теплоноситель после прогорания дров.

Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле с целью ее нагрева на хозяйственные нужды. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8—12 мм и выгнуть из нее змеевик в виде спирали. Последняя наматывается внутри котлового бака вокруг жаровых труб, а концы выводятся наружу с задней стороны агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.

Примечание. Практика эксплуатации данных теплогенераторов показала, что монтаж электрического нагревателя необходим тем домовладельцам, кто желает отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях длительности горения хватает, чтобы не бегать в котельную среди ночи с целью подбросить дровишек.

Пленку с крашеного металла лучше снять сразу, а дверки покрыть термостойкой эмалью

Ножки агрегату можно приделать на любом этапе, выбрав подходящие отрезки металлопроката. Подробности и секреты сборки ТТ-котла смотрите в авторском видео мастера — создателя отопительного агрегата:

Котел с верхним горением топлива

На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:

  1. Прибалтийские агрегаты фирмы «Стропува» (Stropuva) и их производные от других изготовителей.
  2. Дровяные печи типа «Бубафоня».

Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.

Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:

Оригинальная схема котла, взятая с сайта stropuva.ru

В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:

  1. Нельзя подкинуть в топку поленьев, пока не сгорит предыдущая закладка. Физически это возможно, но тогда принцип верхнего сжигания нарушится, пламя охватит все слои топлива.
  2. При работе на свежих опилках и другом мелком мусоре остатки топлива «зависают» на стенках.
  3. Эффективность ТТ-котла не слишком высока, поскольку в нем отсутствует теплообменник. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливника для теплообменника не осталось места.

Больше критических недостатков у теплогенератора нет, а кое-что в самодельной версии можно исправить по своему разумению. Например, поставить днище и колосники, организовав зольную камеру. Избавиться от недостатка с догрузкой тоже можно, если поставить между загрузочным и зольным проемом дополнительную дверцу. Данная идея модернизации котла верхнего сжигания принадлежит другому нашему эксперту – Владимиру Сухорукову, о чем он рассказывает в своем видео:

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, — топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:

Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:

  • труба DN 400 со стенкой 5 мм – на топливник;
  • то же, DN 50 – на подачу воздуха и водяные патрубки;
  • то же, DN 100 – для дымохода;
  • заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы с диаметром 38 см;
  • полоса 40 х 4 мм – для распределителей воздуха;
  • арматура диаметром 16—20 мм периодического профиля – на колосники;
  • базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг/м³;
  • тонколистовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):

  1. Схема №1. Взять тонкостенную трубу большего диаметра, хотя найти таковую непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
  2. Схема №2. Два листа металла согнуть в 2 местах под углом 60°, а потом сварить две половинки вместе. Понадобится пресс – листогиб.
  3. Схема №2 в другом исполнении. Варить рубашку из 6 листов – сегментов на клипсах.
  4. Схема №3. Сварить прямоугольный короб, отчего увеличится объем котлового бака.

Схему №2 можно реализовать двумя способами – сварить из 2 согнутых половинок или 6 плоских листов

Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.

Изготовление теплогенератора

Производство работ начинается с вырезания заготовок и проемов в стенке трубы по размерам на чертеже. Из вырезанных частей делаются дверцы, к ним прилаживаются навесы и покупные ручки. Из арматуры варится колосниковая решетка, показанная на фото:

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

  1. В круглой заготовке для груза прорезать отверстие, вставить в него трубу и обварить.
  2. К нижней части груза приварить 6 изогнутых полос, что послужат распределителями воздуха.
  3. Прикрепить к топке днище, установить внутрь колосники.
  4. Вырезав отверстие по центру крышки для воздушной трубы, приладить ее к топливнику. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
  5. Приварить патрубок дымохода.
  6. Смонтировать водяную рубашку по выбранной схеме, герметично обварить все стыки.
  7. Произвести врезки патрубков для теплоносителя.
  8. Выполнить утепление и обшивку котла, установить дверцы.
  9. Поставить на верх воздушной трубы заслонку.

Для распределения воздуха достаточно шести полос-распределителей

Установить автоматику и наддув на котел длительного верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается вниз.

Проводить испытания котла лучше, конечно, на улице

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь. Но изготовить надежный отопительный агрегат непросто – стыки металла нужно проваривать качественно и герметично.  Без опыта и квалификации сварщика не обойтись. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.

Котлы твердотопливные своими руками. Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Котлы твердотопливные своими руками. Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Твердое органическое топливо является самым древним источником энергии для человечества. Отказаться от него полностью, даже в современном мире, невозможно. Тем более, что кроме дров и каменного угля сегодня появилось множество других видов горючих твердых веществ:

  • брикеты из торфа – высушенный и спрессованный торф выделяет много тепла при сгорании;
  • брикеты из отходов деревообрабатывающего производства – сжатые опилки, стружка и кора деревьев;
  • березовый уголь – такой же, как для мангала;
  • переработанный мусор со свалок;
  • топливные отопительные гранулы – мелкое топливо, полученное прессованием опилок. Могут подаваться автоматически;
  • обычные сухие опилки.

Различные варианты сырья для использования в твердотопливных котлах

Ясно, что все это топливо получено путем переработки различных отходов, что решает проблему утилизации на предприятиях и идет в русле «зеленой» экономики.

В результате деятельности человека образуется колоссальное количество отходов, которые могут быть преобразованы в высокоэнергетическое топливо, что и обусловило появление на рынке котлов отопления на твердом топливе длительного горения. В отличии от обычных печей, эти агрегаты работают не на сгорании самого топлива, а на его расщеплении в результате нагревания. В рабочей камере таких котлов сгорают газообразные продукты распада твердого топлива. Такая схема работы является в несколько раз более эффективной, чем обычное сжигание органического топлива. Пиролизный газ, отдает большое количество энергии.

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения

Устройство такой газогенераторной установки не очень сложное. Можно даже соорудить своими руками котел твердотопливный длительного горения. Чертеж простейшего варианта выглядит следующим образом:

  • закрытый цилиндрический бак, который имеет люк для закладки топлива, поддувало и отверстие для установки дымохода;
  • внутри бака расположен распределитель воздуха, который создает завихрение пиролизного газа. Он крепится к подвижной телескопической трубе. Вся эта конструкция, похожая на поршень, давит на топливо сверху. Сгорание газа происходит над поршнем, а топливо тлеет под ним;
  • теплообменник встроен в верхней камере, где достигается максимальная температура.

Медленное тление твердого топлива происходит в нижней камере. Оно достигается регулировкой подачи воздуха в поддувало. Выделяемый газ интенсивно горит в верхней камере и нагревает теплоноситель.

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла

Котлы на твердом топливе длительного горения могут быть незаменимы в частных домах, в хозяйственных сооружениях, гаражах и теплицах. Особенно они будут выгодны там, где имеется крупное деревоперерабатывающее производство, так как отходы на таких предприятиях отдают практически бесплатно. Необходимы эти агрегаты и в местностях, где бывают регулярные перебои с газоснабжением. У таких установок есть много преимуществ, но существует и один важный недостаток – очень высокая стоимость. Именно поэтому сегодня актуально изготовление своими руками котлов твердотопливных длительного горения. Чертежи для этого можно использовать разной степени сложности. Это зависит от уровня мастерства.

Котел нижнего горения своими руками. Пиролизный котел с нижней камерой

Схема пиролизного котла длительного горения с нижней камерой догорания древесного газа несколько сложнее и его изготовление потребует немного больше затрат и усилий.

Прежде всего нужно уяснить, что котлы такого типа тоже бывает двух видов: с наддувом и с дымососом. Не вдаваясь в подробности физики и теплотехники, обозначим принципиальное отличие.

В первом случае в камеру догорания вторичный воздух нагнетается при помощи вентилятора. Это создает в камере избыточное давление (выше атмосферного). К достоинствам такой конструкции можно отнести то, что вентилятор вам подойдет любой, хоть компьютерный кулер и можно совместить топку с камерой дожига, т. к. при помощи наддува можно обеспечить достаточно большой объем избыточного воздуха. Однако это «достоинство» можно рассматривать и как недостаток, т. к. оно не позволяет поднять КПД котла выше 80–82%. Под давлением часть воздуха просто не попадает в середину процесса горения, потому топливо сгорает не полностью. Плюс к этому, из-за избыточного давления, некоторая часть пирогазов просто не успевает сгорать и улетает в дымоход в чистом виде, поэтому обеспечить КПД 90% практически невозможно. И самое главное, если наддув будет слишком сильным такой котел может взорваться.

Пиролизый котел с нагнетанием воздуха

Во втором случае при помощи вытяжного вентилятора создается недостаточное давление (ниже атмосферного), поэтому наружный воздух, повинуясь силе Кориолиса, попадает прямо куда надо, ввинчивается в самый центр горения. Прирогазы сгорают полностью, котел работает во всю мощь и способен выдавать КПД 90%, а иногда даже больше.

Котел водяного отопления на дровах своими руками. Создаем котел отопления на дровах своими руками

Иногда подобные устройства ничем не уступают промышленным моделям – как по показателям эффективности, так и по параметрам мощности. В домашних условиях при соблюдении определенных правил и обладая нужным опытом и знаниями, можно изготовить водяной котел отопления на дровах сложнейшей конструкции, который по своим рабочим характеристикам способен превзойти и устройство, собранное в заводских условиях.

Изготовление котла также будет зависеть и от того, насколько точно будут произведены расчеты.

Для того чтобы изготовить проточный котел отопления на дровах, потребуются такие материалы, которые несложно достать, и которые нередко находятся у владельцев частных домов под руками. Особое внимание необходимо уделить таким моментам, как расчет рабочей температуры котла, толщина метала и другим. Если металл будет слишком тонким или рабочая температура котла будет чрезмерно высокой, то металл может выгореть.

Чертеж самодельного котла на твердом топливе

Самодельный котел для водяного отопления на дровах можно изготовить и из старых или списанных котлов, которые ранее использовались в котельной или в паровозах. Таким образом, вы получите устройство, которое уже соответствует многим заданным условиям. Отопительный котел водяного отопления своими руками можно изготовить и из такого устройства, как готовая печь на дровах. Можно пройтись по пунктам, где принимают металлолом, по ближайшим свалкам, и получить котел за небольшую сумму или совершенно бесплатно. Самодельные котлы водяного отопления обойдутся тогда во много раз дешевле, чем котел, собранный на заводе.

Двухконтурный твердотопливный котел своими руками. Как работает агрегат

Обычные твердотопливные котлы способны проработать на одной закладке около 6-7 часов. Если по истечении этого времени в топку не подбросить очередную порцию топлива, это приведет к снижению температуры в доме. Причина кроется в циркуляции основного тепла в помещении по принципу свободного движения воздуха: после нагревания он поднимается вверх и выходит на улицу. Тепловой ресурс одной закладки дров прибора длительного горения рассчитан на 24-48 часов. В отдельных моделях горение поддерживается почти неделю.

Секрет здесь в следующем: в отличии от традиционных котлов, схема котла длительного горения включает в себя не одну, а две камеры сгорания. Первая из них предназначена для сжигания топлива, вторая – для поступивших из первой камеры газов. Качество процесса во многом зависит от своевременной подачи воздуха, для чего в конструкции имеется вентилятор. Подобный подход является инновационным: его впервые представила литовская компания Stropuva в 2000 году, после чего чертежи твердотопливных котлов длительного горения были взяты на вооружение ведущими производителями котельного оборудования.

На сегодняшний день агрегаты, работающие по этому принципу, являются наиболее недорогим и практичным вариантом обогрева домов в местностях, лишенных газификации. Сутью работы приборов данного типа выступает горение верхнего топлива. Обычно месторасположением топки является нижняя часть: как следствие, холодный воздух после нагревания имеет возможность подниматься вверх. Котлы длительного горения очень похожи на пиролизные: выделение основной порции тепла происходит не от сгорания твердых брикетов, а от выделившегося при этом газа.

Для сгорания внутри конструкции имеется специальное закрытое пространство. Камеры соединены между собой телескопической трубой, по которой выделившийся газ из первого отделения поступает во второе. Процесс его дожига сопровождается смешиванием с холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Эта процедура проистекает без пауз, до полного перегорания топлива. Она отличается достаточно высоким температурным режимом – до +1200 градусов.

Камера для сжигания твердого топлива имеет более обширные размеры: ее объем иногда достигает 500 дм3. В нее можно загружать уголь, опилки, дрова, паллеты. Стабильное нагнетание воздуха обеспечивается встроенным вентилятором. Процесс горения характеризуется очень медленной скоростью расхода топлива. Как следствие, экономичность котельного оборудования резко возрастает.

Причина медленного прогорания заключается в нагнетании воздуха, в результате чего прогорает только верхняя часть топливной закладки. Увеличение подачи воздуха происходит только после полного перегорания верхнего слоя. В продаже имеется целый ряд нагревательных приборов, сутью работы которых является один и тот же чертеж котла длительного горения на дровах. Разная степень их экономичности и эффективности объясняется различием размеров, материалов изготовления и наличием дополнительных функций. Для работы универсальных ТТ котлов можно использовать любое топливо, что значительно упрощает их обслуживание. Наиболее экономичными моделями считаются дровяные ТТ котлы.

Котел своими руками на дровах. Топливные агрегаты длительного горения

Идея создать своими руками твердотопливные котлы длительного горения наверняка многим покажется привлекательной. Прелесть таких конструкций в том, что закладывать дрова в них нужно лишь пару раз в сутки. Котел длительного горения отличается от традиционного агрегата тем, что в нем горение начинается с верхней части закладки топлива. При этом воздух в топливную камеру также подается сверху.

Схема котла длительного горения на твердом топливе предполагает наличие водяного контура вокруг его корпуса, поэтому вода в нем качественно прогревается на любом этапе процесса. Поскольку при работе котла горит не сразу вся закладка, а лишь верхний слой топлива, его хватает почти на 30 часов. Ряд универсальных твердотопливных котлов при использовании угля могут работать до 7 дней на одной закладке.

Данная конструкция не отличается конструктивной сложностью и не имеет каких-либо точных приборов, нуждающихся в подключении к электричеству. Поэтому цена на них вполне приемлема для потребителя. К тому же, собрать по готовым чертежам котел на твердом топливе своими руками вполне под силу домашнему мастеру. Можно сделать котел отопления своими руками и сэкономить немало денег.

Приведем несколько недостатков у данных конструкций. В работающий котел нельзя добавить топливо. Дрова для котла должны быть хорошо просушены (не более 20 % влажности) и распилены на небольшие поленья. Уголь можно применять только высокого качества, с малым содержанием шлаков. Кроме того, агрегаты данного типа ограничены по мощности – как правило, не более 40 кВт.

Еще одна разновидность котлов на твердом топливе – пеллетные агрегаты. Их отличие состоит в том, что в качестве топлива используются гранулы из отходов деревообработки. Большая часть промышленных моделей имеют особый бункер, из которого гранулы автоматически подаются в топку.

Простой котел своими руками. Обыкновенный котел

Сначала разберем, как изготовить простой дровяной котел своими руками. Модель представляет собой два цилиндра, помещаемых друг в друга. Первый используется в качестве топки. При горизонтальном расположении он может изнутри обкладываться огнеупорным кирпичом.

Второй выступает в качестве конвекционного носителя или используется для подогрева теплоносителя. Закладка дров производится непосредственно в топку.

Подручные материалы

Для уменьшения объема сварочных работ можно использовать толстостенную трубу или бочку. Возможно также использование других подручных материалов.

Сваренную из толстого листа прямоугольную топку можно без труда разместить внутри цилиндрической емкости.

Особенности конструкции

В дровяном котле предусматривается поддувало для притока свежего воздуха и дымоход для отвода отработавших газов. Поддувало располагается в нижней части трубы и позволяет нижнему ряду дров тлеть, вырабатывая дополнительное тепло. Закладка дров в самодельные котлы производится через верх. Для этого подготавливается специальный люк.

Чтобы каждая заложенная стопка дров горела как можно дольше, часто предусматривается специальный груз, выполняемый в форме диска с лопастями и отверстием, имеющим диаметр 20 мм. При надавливании груза происходит сжимание горящего топлива. При этом объем поступающего воздуха значительно сокращается, так как он может проходить только через имеющееся отверстие.

Способ подключения

К системе отопления такой котел можно подключить двумя способами:

  • врезав трубы с водой прямо в бочку. Циркулируя между трубами, она будет нагреваться, чтобы затем, поступив в систему отопления, нагревать радиаторы;
  • врезав дымоход в бак с теплоносителем. Отработавшие горячие газы будут поступать в емкость, постепенно нагревая теплоноситель.

Видео твердотопливный котел своими руками

Устройство и работа промышленного твердотопливного котла

Существует несколько требований, которым должны соответствовать промышленные твердотопливные котлы. К ним относится экономичность, достаточная мощность, производительность и соответствие нормам ППБ. Современные условия эксплуатации требуют использовать отопительное оборудование с максимальной автоматизацией процесса горения.

Типы промышленных котлов на твердом топливе

Современные промышленные котлы отопления на твердом топливе, отличаются внутренним устройством, принципом используемой работы и функциональными особенностями. Можно условно разделить все модели отопительного оборудования на несколько категорий, по следующим признакам:

  • По принципу работы – классические агрегаты, уже практически не используются. Вместо них, все чаще устанавливают промышленные пиролизные котлы на твердом топливе длительного горения.
    Принцип работы газогенераторного оборудования основан на дожиге продуцируемого во время сжигания топлива, углекислого газа. Промышленный пиролизный котёл является наиболее экономичной моделью. Окупаемость оборудования достигается за 2-3 отопительных сезона.
  • По степени автоматизации – промышленные твердотопливные водогрейные котлы отопления предлагаются с механической и ручной подачей топлива. Работа автоматических моделей, полностью контролируется микропроцессорным контроллером. Автоматика регулирует подачу топлива, нагнетание воздуха в топку и удаление продуктов сгорания.
    Современные модели, снабжены автоматическим сажеудалением. Использование контроллера увеличивает экономичность устройств, по сравнению с классическими моделями, на 30-40%. Дополнительная экономия от автоматизации, достигается за счет отсутствия необходимости в постоянном присутствии обслуживающего персонала в котельной.
  • Дополнительные функции – помимо обогрева, котлы работают на производство горячей воды и пара.

Принцип работы промышленного твердотопливного котла не многим отличается от обычного бытового оборудования. Главным отличием является большая производительность и соответственно, увеличенный расход топлива.

Паровые тт котлы большой мощности

Промышленные паровые котлы большой мощности на твердом топливе, одновременно работают на нагрев теплоносителя и производство пара. Принцип работы заключается в следующем:

  • Вода, поступающая в теплообменник, предварительно подогревается, нагретым в процессе горения топлива воздухом.
  • Сжигание топлива происходит при высокой температуре. Вода, доводится до точки кипения и испаряется.
  • Влажный пар поступает в специальный коллектор, где частички влаги удаляются. После этого, пар дополнительно подогревается до необходимой температуры.

Паровые промышленные котлы делятся на две категории, по теплообменнику внутри устройства. Различают жаротрубные и водотрубные агрегаты.

В отличие от агрегатов, работающих на нагрев теплоносителя до температуры 60-90°С, расчет мощности парового котла, выполняются по специальной формуле Q = 0.001163 × {D × (iп-iп.в)} / η. Провести все необходимые подсчеты, может только грамотный специалист теплотехник.

Водогрейные промышленные тт котлы

Устройство промышленных водогрейных тт котлов, не предусматривает производство пара, как в предыдущей модели отопительного оборудования. Котлы для промышленного использования отличают следующие характеристики:

  • Универсальность – практически все твердотопливные агрегаты разрабатываются так, чтобы быть способными работать на любом виде твердого топлива: дровах и отходах древесины, угле, опилках, торфе и брикетах. КПД моделей несколько ниже, чем у бытового оборудования, что компенсируется неприхотливостью оборудования к качеству топлива.
  • Высокая производительность – водогрейные промышленные котлы имеют производительность до нескольких мВт. Одновременно с нагревом теплоносителя, осуществляется подогрев воды для ГВС. Промышленное оборудование способно отапливать помещения большой площади или целого коттеджного поселка.

Промышленные пиролизные котлы длительного горения, имеют конструкцию, позволяющую заранее подготовить топливо для процесса газогенерации. Для процесса газогенерации требуется, чтобы влажность сырья была не выше 30%. В топочную камеру нагнетается воздух, предварительно подогревающий и просушивающий топливо.

Требования к помещению для установки промышленного тт котла

Твёрдотопливные промышленные котлы большой мощности, устанавливаются в отдельно стоящем помещении, используемом под нужды котельной. К зданию предъявляются высокие требования относительно пожарной безопасности.

Требования оговаривают следующее:

  • Котел устанавливается отдельно от промышленных помещений и топливного хранилища.
  • В систему отопления обязательно включается система водоподготовки и безопасности. Для защиты котла от повышения температуры, устанавливается группа безопасности, состоящую из манометра, датчика сброса давления и воздухоотводчика.
  • Осуществляются мероприятия по обеспечению безопасности. Регулярно проводится влажная уборка, предотвращается скопление пыли. При использовании угля в качестве основного топлива, устанавливаются пылеуловители. Устанавливаются герметичные светильники с металлическим защитным каркасом.
  • Стены и пол помещения облицовываются негорючими материалами.
  • Требование по промышленной безопасности оговаривают необходимость в свободном подъезде к котельной и наличия пожарного гидранта. Обязательно устанавливают пожарный щит со средствами пожаротушения и индивидуальной защиты.

В промышленной котельной устанавливают средства сигнализации и оснащают помещение системой автоматического пожаротушения.

Блочно-модульные котельные на твердом топливе

Для удобства потребителей и упрощения монтажа, в заводских условиях собираются полностью укомплектованные и готовые к работе котельные.

Существует два типа модулей:

  • Контейнерная блочно-модульная котельная на твердом топливе. Компонуется в утепленных металлических контейнерах, устанавливаемых с помощью погрузочной техники. Преимуществом конструкции является возможность свободно комплектации и увеличения производительности станции по желанию заказчика. Недостатком – высокие требования, предъявляемые к монтажу и большие временные затраты на установку.
  • Передвижные блочно-модульные котельные на основе твердотопливных котлов. Станции устанавливаются на автомобильную раму с колесами. По своей конструкции, напоминают автомобильный прицеп. Станция легко монтируется и подключается, но имеет ограничения, относительно производительности и комплектации.

Независимо от выбранного типа, БМК укомплектовываются следующим:

  • Отопительным оборудованием – БМК оснащаются моделями мировых производителей котлов. По желанию, можно выбрать немецкий Buderus или отечественный ZOTA и т.п.
  • Автоматикой – в котельной устанавливают пульт управления. За работой котла следит один оператор, контролирующий процесс нагрева теплоносителя. Автоматика полностью регулирует рабочий процесс: подачу топлива и воздуха.
  • Системой водоподготовки и безопасности.

Расход топлива в БМК составляет на 20-30% меньше чем в промышленных котлах, приобретаемых отдельно. Благодаря заводским настройкам и комплектации, удается добиться максимального КПД и экономичности.

Требования к БМК на твердом топливе

Главным преимуществом отдельностоящих блочно-модульных котельных на твердом топливе, является отсутствие необходимости в получении дополнительных разрешений на установку и эксплуатацию.

Во время сборки модуля, все устанавливаемое оборудование регистрируется в органах государственного надзора, в частности Ростехнадзоре. После компоновки, завод изготовитель приглашает представителя органов надзора и осуществляет запуск, и ввод станции в эксплуатацию.

Потребитель получает полностью готовую котельную. Все приборы и оборудование настроены и готовы к эксплуатации. Для начала работы, потребуется подключить энергоснабжение и систему отопления к специально предназначенным для этого отводам. После этого можно запускать БМК.

Технические характеристики БМК на твёрдом топливе, полностью соответствуют заявленным производителем и не меняются в процессе эксплуатации. Монтаж и подключение котельной осуществляет представитель завода изготовителя. При необходимости допускается самостоятельное подключение.

Стоимость БМК на твердом топливе

На стоимость БМК влияет несколько факторов:

  • Установленный котел – промышленные отопительные котлы на твердом топливе, отличаются в цене, в зависимости от производителя, принципа работы и других технических характеристик. Отечественные модели, стоят в 2-3 раза дешевле, что в конечном итоге отражается на полной стоимости котельной.
  • Комплектация – на себестоимость также влияет наличие или отсутствие системы автоматической подачи топлива и золоудаления, автоматики, блока дистанционного управления, сантехузлов и комнаты персонала. Каждая дополнительная опция увеличивает стоимость БМК.

Полный расчет по стоимости, выполняется только после согласования комплектации и дополнительных опций. Наиболее выгодно приобретать котельную «под ключ». В таком случае, цена будет включать весь спектр услуг по настройке и подключению БМК, и не поменяется в процессе установки.

конструкция, виды, автоматизация работы, видео установки

Одним из распространенных видов отопительных котлов на сегодняшний день являются твердотопливные котлы. Название их говорит само за себя. Для сгорания в них используются твердые виды топлива. Что подразумевается под понятием твердые виды топлива? Это уголь, дрова (хворост, обрезь), торф, специальные пеллеты — спрессованные брикеты из гранул, как правило полученных из древесных отходов пиломатериалов, соломы, или из торфа.

Вид топлива выбирается исходя соображений доступности его в конкретной местности. Как правило, такие котлы устанавливают, там, где нет возможности подвести газ. По своей цене твердое топливо находится между газом и электроэнергией. Но, иногда, в некоторых ситуациях оно бывает дешевле их. В любом случае, доля котлов такого типа, находящихся в работе, довольна велика. Рассмотрим их устройство и особенности.

Виды твердотопливных котлов

Не смотря на кажущуюся простоту, существует несколько видов и типов таких котлов. Перечислим их.

  1. Твердотопливные котлы с ручной загрузкой топлива.
  2. Твердотопливные котлы с автоматической загрузкой топлива (автоматические котлы).
  3. Отдельная группа — отопительные печи.

В свою очередь котлы из первой группы подразделяются на три основных типа:

  • традиционные классические котлы;
  • котлы, использующие реакцию пиролиза — пиролизные котлы;
  • котлы длительного горения.

Также данные котлы, как и все другие, могут быть энергозависимыми или энергонезависимыми. Обычно энергозависимость заключается в электрическом розжиге, различных приборах автоматики и безопасности, и, еще реже, в оснащении котлов вытяжными (дутьевыми) вентиляторами, а также в установке насосов в конструкцию котла.

Котлы могут быть и одноконтурными, и двухконтурными. Мощность бытовых твердотопливных котлов варьируется в среднем от 5 до 80 кВт в зависимости от их конструкции и количества нагреваемых секций теплообменника. Обычно при использовании угля и кокса в качестве топлива достигается наибольшая мощность.

Конструктивные особенности

Традиционный твердотопливный котел по своей сути — любая печь со встроенной емкостью и присоединенным к ней контуром циркуляции воды. Данная конструкция давно используется и в частных домах и в небольших кочегарках предприятий. Надо сказать, что зачастую применяются и вполне неплохо работают самодельные твердотопливные котлы, использующие уголь и дрова. Другими словами, принцип таков — нагрев воды в теплообменнике (нижней части контура циркуляции), достигаемый с помощью сжигания твердого топлива. Причем форма и размер самого теплообменника могут быть разнообразны, а изготавливаются они обычно из стали или чугуна. Вторые более хрупкие, но более долговечные и эффективные— ведь чугун более инерционен, чем сталь.

Как правило, в контуре циркуляции должен быть открытый расширительный бачок. Обусловлено это тем, что у большинства традиционных твердотопливных котлов используется естественная циркуляция воды в контуре. Иногда контур дорабатывается — в него устанавливается насос для поддержания давления и лучшей циркуляции воды.

Сегодня производство твердотопливных котлов поставлено на поток. Выпускаются котлы различных мощностей, форм и размеров. Котлы промышленного изготовления обычно имеют вид металлического цилиндра или прямоугольника, спереди у которых находится топочная дверца, органы управления и датчик температуры (режима) и давления, сзади или сверху — выводы контура отопления, дымоход и выводы для электросети. Существует и ряд универсальных моделей, которые помимо твердого топлива, могут работать и на других видах топлива — электричестве и газе.

Пиролизные (газогенераторные) котлы требуют отдельного разговора, поэтому их мы рассмотрим в отдельной статье.

Отопительные печи часто отличаются от котлов предусмотренной еще при изготовлении возможностью готовить на них пищу. Также большинство модели печей предназначены для местного обогрева — они не предназначены для присоединения контура отопления. Существуют и печи с двумя дымоходами: для летнего режима и для зимнего режима. Многие фирмы предлагают печи длительного горения— они работают на пиролизном методе сгорания. Для лучшего и полного сгорания топлива данные печи оборудуются принудительной вентиляцией.

Одни котлы могут устанавливаться отдельно, другие предназначены для встройки в кирпичную обмуровку. Следует заметить, что расположение котла в кирпичной или каменной кладке увеличивает инерционность обогрева самого помещения, в которой он установлен — камень дольше нагревается, но и дольше остывает. Конечно, это редко имеет значение, ведь к котлу присоединен контур отопления и все комнаты хорошо обогреваются, а сам котел обычно устанавливают в небольшом подсобном или специальном помещении.

Большинство твердотопливных котлов боятся перегрева, поэтому часто за ними нужен более внимательный уход при эксплуатации. Обусловлено это невозможностью их моментальной остановки и большой инерционностью. Часто котлы оборудуются элементами защиты от перегрева. Она может быть двух типов. Первый тип сводится к добавлению холодной воды в теплообменник через термоклапан, получающий сигнал от термодатчика. Второй тип сводится к установке так называемой «буферной» емкости на выходе из котла (конструктивно может быть и встроенной в котле), где перегретая вода смешивается с водой более низкой температуры. Существует еще один вид защиты, но он применяется редко — организация слива перегретой жидкости из системы. Такой вид в большей степени защищает саму отопительную систему, а не котел.

Автоматизация работы котлов

Для того, чтобы снизить показатель присутствия человека котлы оборудуются элементами автоматики. К ним относятся устройства подачи топлива в топку котла. Конструктивно представляет собой бункер для загрузки угля или гранул и устройство их дозирования и подачи в саму топку. Применение такой системы делает котел полностью автономным на сроки от 1 до 7 суток. У некоторых моделей котлов повторный розжиг возможен без участия человека. Есть и модели, которые даже оснащаются управлением через сотовую связь или сеть интернет с помощью специальных электронных блоков.

Конечно, вся функциональная автоматика требует постоянного наличия электричества. Поэтому такие котлы автоматически относятся к энергозависимым.

Также к устройствам автоматика можно отнести возможность переворота решеток колосников и очистки зольника. Реализуется это с помощью механических устройств. Обычно такие механизмы ставятся в стальных котлах.

Котлы, оснащенные системами автоматики, так и называются — автоматическими. В эксплуатации они долгое время не требуют для работы присутствия человека. Но, какими бы они не были, загружать топливо в предварительный бункер все-таки нужно, хотя бы раз неделю или месяц.

Достоинства и недостатки

К плюсам можно отнести следующие факторы:

  • Простота конструкции и обслуживания.
  • Доступность и относительная дешевизна топлива.
  • Высокая инерционность: котел дольше находится в состоянии нагрева и сильнее обогревает помещение.
  • Многие модели являются энергонезависимыми.

Минусы данных котлов

  • Необходимость периодической чистки зольника и топки, а также ее загрузки топливом.
  • Необходимость соблюдения правил безопасности при обращении с огнем и горячими деталями котла.
  • Зависимость работы от уровня и давления воды в системе — в результате порой существует возможность перегрева при малом уровне. Исходя из этого — требование наличия расширительного бака и периодическая доливка воды. Во избежание отложений вода должна быть пропущенной через фильтр.
  • Более низкий КПД, чем у других типов котлов (50−85% против 85−95% у газовых).
  • Высокая инерционность при работе: для самого котла это минус — возможность перегрева.
  • Трудная регулировка режима обогрева, из-за большой инерционности.

Исходя из всего вышеизложенного видно — у твердотопливных котлов, как и у всех других, имеются положительные и отрицательные стороны.

От автора. Пришлось мне как-то 1,5−2 года поработать кочегаром-истопником на самодельном мощном котле, замурованном в кирпич. Котел работал на дровах больших размеров (1−1,5 метра длиной) и угле. Обогревал он два автомобильных гаража на 3−6 больших грузовиков каждый и небольшой двухэтажный административный пристрой к одному из них. Что напрягало — постоянная каждодневная чистка от золы и шлака, и невозможность точно держать нужную температуру даже при качественном топливе. А некачественное (отсыревшее) топливо постоянно приходилось смачивать отработанным машинным маслом.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Автор aquatic На чтение 7 мин. Просмотров 13.1k. Обновлено

Для комфортного проживания в отечественных климатических условиях необходима эффективная система отопления. Если правильно использовать чертежи твердотопливных котлов длительного горения, своими руками можно будет изготовить надежную и экономичную конструкцию. Для получения хорошего итогового результата необходимо предварительное изучение инженерных решений и технологий в соответствующей области.

Устройство котла фабричного производства

Определение с параметрами проекта

Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.

Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:

  • высокая интенсивность горения;
  • сложность оперативной регулировки и контроля этого процесса;
  • неполное использование тепла, которое удаляется вместе с дымом через систему вентиляции.

Для поддержания работы обычного котла лучше иметь рядом достаточный запас дров

Разные конструкции

Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.

Схема типичного котла этого класса

Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:

  • В начальном положении прижимное устройство (10) находится в верхнем положении.
  • Через дверцу (6) в топку загружают крупную партию дров.
  • После поджигания происходит регулируемый механическим приводом (16) процесс горения.
  • Свежий воздух подается нагнетателем через телескопическую полую внутри штангу. Он распределяется равномерно через прижимной диск (10).
  • Подача кислорода сверху обеспечивает постепенное сгорание топлива, слоями.
  • Золу после завершения цикла удаляют через нижнюю дверцу (13).
  • Для поднятия диска (10) в верхнее положение используют лебедку (2) с электроприводом.

Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.

В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.

Пиролизный котел

Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.

Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.

Пеллетный котел

В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.

Теплообменник для подогрева воды

Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.

Статья по теме:

Котлы длительного горения на дровах для дома. Необходимость часто подбрасывать дрова весьма неудобна. Однако есть котлы, которые требуют внимание раз в сутки. Подробнее в отдельной публикации.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.

Принципиальная схема котла

Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.

Конструкторскую документацию можно создать без соблюдения стандартов

Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.

Обратите внимание! Не забывайте, что комплект рисунков с размерами надо дополнить списком изделий, которые надо будет приобрести отдельно. Включите в него комплектующие детали фабричного производства, инструменты, расходные и материалы, строительные перчатки и другие индивидуальные защитные средства.

При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор

Изготовление котла твердотопливного длительного горения: отзывы и алгоритм действий

Прежде, чем начинать работу, изучите мнения и советы реальных пользователей. Как свидетельствуют их отзывы, оборудование этого типа при правильном выполнении технологий вполне можно изготовить самому.

Создать идеальный внешний вид сложно, но он не обязателен в котельной частного дома

Для создания конструкции без лишних трудностей пригодятся готовые изделия с нужными параметрами. Подойдет металлическая труба диаметром 350 мм, высотой 1,5 метра, с толщиной стенок не менее 3 мм. Разумеется, придется сделать соответствующие корректировки некоторых других размеров.

Для вырезания качественных заготовок можно обратиться в специализированное предприятие

К нему приваривают вырезанное из листовой стали дно. Не забудьте о ножках. Они должны выдержать без повреждений вес тяжелой конструкции. Для некоторых входных и выходных отверстий подойдут отрезки труб с подходящими габаритами. Укрепление и узлы креплений навесного оборудования создают из отрезков швеллера.

Удаление окалины со сварных швов с применением электроинструмента

Готовую конструкцию очищают. Для защиты от коррозии и хороших эстетических характеристик ее покрывают слоями грунта по металлу и краской. Используют такие типы покрытий, которые устойчивы к высоким температурам. После установки лебедки и других дополнительных устройств, проверяют работоспособность всех механизмов и приводов. Котел подключают к системам подачи воздуха, водоснабжения и обогрева, дымоходу, электрической сети 220 V. Выполняют пробный пуск и устраняют выявленные недостатки

Защитный автомат выбирают соответствующий мощности потребителей

Обратите внимание! Вы знаете, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения, но сомневаетесь в точности выполнения отдельных операций? В этом случае создание сварочных швов и другие сложные действия надо изучить заранее. Это оборудование в процессе эксплуатации должно быть надежным, поэтому лучше исключить ненужные риски.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.

Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.

Фабричные изделия могут стоить дороже, но на них предоставляют официальные гарантии

Изготовление котла длительного горения своими руками (видео)

Твердотопливный водогрейный котел

Введение
Твердотопливный водогрейный котел представляет собой однобарабанный водотрубный и жаротрубный котел, оборудование для сжигания представляет собой цепную решетку. Водяные стенки с левой и правой сторон печи являются зоной излучаемого нагрева. две створки печи и шнек в барабане являются зоной конвекционного нагрева. В этом котле используется верхний барабан, водосточная труба и головка находятся в режиме симметричного расположения. Барабан сварен в сборе из цилиндра и передней задней трубной плиты.Эта конструкция печи имеет разумную компоновку и высокую эффективность, а также использует уникальную конструкцию с двойным вторичным воздухом для повышения эффективности сгорания.
В этом водогрейном котле, работающем на твердом топливе, используются новые научные достижения, такие как дугообразная трубная плита, винтовая дымовая труба, для решения проблемы дефектов трубной плиты, взрыва водостенной трубы, низкой эффективности, недостаточной мощности, плохой приспособляемости к различным видам топлива из биомассы, улучшить теплопередачу.

Водогрейный котел, работающий на твердом топливе, обеспечивает широкую адаптацию к различным видам твердого топлива, таким как уголь, топливо из биомассы, древесные гранулы, жмых, рисовая шелуха, солома, скорлупа кокоса, семена хлопка, кукурузные початки, скорлупа арахиса, отходы ткани и т. Д. .Чтобы избежать коксования и повысить эффективность сгорания, используется уникальная конструкция с двойным вторичным воздухом, чтобы улучшить условия топлива из биомассы.

Характеристики цепной решетки

1) Мелкомасштабный котел с цепной решеткой может выдерживать температуру до 1200 ℃, длительный срок службы.
2) Цепная решетка имеет низкую утечку биомассы из-за небольшого зазора.
3) Механизированная подача, высокая степень автоматизации, снижение затрат на рабочую силу.
4) Удобен в обслуживании, можно проводить без отключения котла.
5) В зависимости от требований заказчика и характеристик топлива решетка может быть выполнена в виде ответной решетки.

Преимущества продукции
1. Гарантия высокого качества

1) Существует профессиональная команда инженеров-проектировщиков, перед производством каждый проектный чертеж котла должен быть одобрен экспертами по котлам и сосудам высокого давления CSBTS (Государственное бюро качества технических Надзор), и тогда котел можно было изготовить только при наличии квалификации.
2) Чтобы гарантировать качество сырья, все стальные листы специально используются для котлов с сертификатами инспекции. Сырье проверяется при поступлении на завод, и только квалифицированный материал может быть помещен на хранение и использован для производства.
3) Для обеспечения качества сварки работает профессиональная сварочная бригада, в которую входят более 30 старших сварщиков. Сварочные материалы хранятся при постоянной температуре и влажности, чтобы гарантировать качество сварочного материала.
4) Качество сварки будет дополнительно проверяться во время изготовления котла с использованием рентгеновского обнаружения, ультразвукового дефектоскопа, магнитного испытания или испытания на проникновение и т. Д.
5) Для обеспечения качества котла, герметичности и прочности деталей, работающих под давлением будут проверены. Гидростатическое испытание проводится, чтобы убедиться в отсутствии капель воды или утечки водяного тумана на стальной стене или сварном шве, отсутствии утечки воды в месте расширения, а также явной остаточной деформации и ненормальной ситуации.
6) Чтобы гарантировать отсутствие проблем перед поставкой котла, все сырье и котлы контролируются и проверяются специалистами Инспекционного института котлов и сосудов высокого давления. Имеются международные сертификаты ISO 9001 и CE, мы также можем предложить отчет о проверке SGS, BV и т. Д., Сертификаты качества, отчет по энергоаудиту, отчет об испытаниях энергоэффективности и т. Д.
2. Обеспечение безопасности

3. Обеспечение высокой эффективности

4.Профессиональная команда по установке и послепродажному обслуживанию
1) Профессиональная команда инженеров по установке предлагает установку от двери до двери и послепродажное обслуживание. Котлы будут работать бесперебойно и безопасно, и вы получите их без забот.
2) Круглосуточная горячая линия для решения ваших проблем и своевременного предоставления профессиональной технической поддержки и послепродажного обслуживания по всему миру.
5. Удобство обслуживания
1) Цепная решетка удобна в обслуживании, это можно сделать без отключения котла.
2) На котле есть люк, отверстие для головы и специальное отверстие для рук, удобное для внутренней установки котла, осмотра и очистки.
Процесс горения

Твердое топливо опускается на переднюю часть решетки из топливного бункера, перемещается вместе с цепной решеткой, после предварительного нагрева сухой перегонки, сгорания и выгорания шлак попадает в бункер для шлака, а затем удаляется. вне котла. Дымовые газы смешиваются с воздухом в достаточном количестве и образуют вихрь между передней и задней арками, одновременно нагревая переднюю арку и улучшая условия зажигания.Выхлопной газ попадает в конвекционный блок через дымовое окно в верхней части арки, затем входит в резьбовую дымовую трубу через переднюю дымовую камеру и, наконец, выбрасывается в атмосферу с помощью вытяжного вентилятора через дымоход после прохождения экономайзера и пылеуловителя.

Процесс транзакции
Запрос клиента — Предложение профессиональных консультационных услуг — Размещение заказа — Настройка котла в соответствии с потребностями клиентов — Производство-производство — Оплата — Безупречное послепродажное обслуживание (установка и отладка, периодическое обслуживание и т. Д.)

Предлагаемая техническая документация
Инструкция по установке и эксплуатации
Сертификат качества
Сертификат проверки качества котла
Общий чертеж котла
Чертеж фундамента
Чертеж корпуса котла
Чертеж проекта котельной
Чертеж клапанов, инструментов и принадлежностей

Сила компании
Котел Sitong является национальным утвержденным и назначенным предприятием с разрешениями на проектирование и производство котлов класса A и сосудов высокого давления D1, D2.Компания прошла международную сертификацию системы качества ISO 9001, получила международные сертификаты CE, SGS, BV и др. Котельная продукция экспортируется в более чем 60 стран мира. Завод занимает площадь в 120 тысяч квадратных метров и оснащен большим количеством современного международного производственного оборудования, такого как станок для резки с ЧПУ, автоматический аппарат для дуговой сварки под флюсом, аппарат для обнаружения рентгеновских лучей и т. Д.

Патент США на устройство для обратной закачки вылетевших частиц в твердотопливный котел. Патент (Патент № 4648329, выдан 10 марта 1987 г.)

Настоящее изобретение относится к устройству для повторного впрыска улетевших частиц при горении в топку твердотопливного котла или топки так называемого типа «прожектор с задней решеткой».

Такой котел отличается тем, что в него подается топливо, например уголь, гранулометрический состав которого может достигать нескольких десятков миллиметров, или древесина, шелуха, жмых или другие сопоставимые горючие твердые вещества, с помощью средств подачи топлива, расположенных рядом с первую зону котла и которые непрерывно проецируют определенную загрузку топлива по траектории, ведущей ко второй зоне котла, на решетку, приводимую в движение с обратным движением из этой второй зоны к первой; горение, происходящее в течение указанной траектории и продолжающееся не только в конце ее, но также и на решетке, где это горение заканчивается, так что сетка перемещает только золу в первую зону, откуда эта зола удаляется.

Котлы данного типа имеют ряд преимуществ.

По отношению к котлам с механической сеткой, в которых горение происходит исключительно в сети, они имеют преимущества, связанные с тем, что часть горения происходит во время выброса топлива, то есть с одной стороны увеличение скорость горения с результирующей возможностью уменьшения поверхности решетки, и, с другой стороны, последующая гибкость работы, позволяющая производить быстрые изменения нагрузки в наилучших условиях.

По сравнению с котлами, работающими на пылевидном угле, котлы этого типа имеют преимущество использования углей различной гранулометрии и, в частности, углей большей гранулометрии, что исключает использование средств измельчения, которые необходимы для котлов на пылевидном угле и являются дорогостоящими с точки зрения затрат. инвестиции, обслуживание и потребление энергии.

Тем не менее, разработка котлов с проектором и задней решеткой до сих пор была ограничена из-за более низкой производительности, чем у других типов котлов, а точнее из-за очень важного количества несгоревших горючих частиц.

Фактически, подача топлива путем выброса позволяет улетать вместе с дымовыми газами, выделяемыми при сгорании, достаточно легких горючих частиц, которые могут быть захвачены, но, тем не менее, слишком тяжелыми, чтобы полностью сгореть в ходе траектории. Это неудобство отмечается в отношении котлов с фиксированной сеткой, где нет выступа, и в отношении котлов, работающих на пылевидном угле, в которых используется уголь с достаточно мелким гранулометрическим составом, чтобы количество несгоревших частиц было минимальным.По сравнению с другими типами котлов, при использовании котлов с более высокой долей углерода в частицах отмечается увеличение доли твердых частиц, извлекаемых из дымовых газов перед удалением в атмосферу соответствующими пылеуловителями. проектор и задняя сетка. Другими словами, отмечается увеличение потерь и несгоревших твердых частиц. Кроме того, удаление твердых частиц, извлеченных из дымовых газов с помощью пылеуловителей, может представлять трудности из-за их количества.

Для устранения этих неудобств котлов с прожектором и задней сеткой предложено повторно закачивать в котел часть твердых частиц, уносимых с дымовыми газами, после того, как они были уловлены на выходе из котла с помощью пылеуловителей. или сепараторы, используемые для очистки этих дымовых газов перед их выбросом в атмосферу.

На практике такие пылеуловители или сепараторы обычно устанавливаются последовательно для удаления из дымовых газов сначала более крупных частиц, а затем более мелких.До сих пор более крупные частицы, отделенные первыми, повторно закачивались, но более мелкие частицы также не отбрасывались, поскольку мелкие частицы особенно трудно сжечь, прежде чем они снова улетят с дымовыми газами. Другими словами, до сих пор один был ограничен повторным впрыском более крупных частиц, поскольку существует значительный риск того, что повторное впрыскивание более мелких частиц немедленно приведет к их отлету снова, с или без горения, вместе с более мелкими. частицы нагрузки, создаваемые проектором, в результате быстрого закоксовывания установки.

Целью настоящего изобретения является устранение такого риска путем обеспечения возможности полного повторного впрыскивания твердых частиц, отводимых различными последовательными пылеуловителями или сепараторами, включая самые мелкие частицы, отделенные непосредственно перед выбросом дымовых газов в атмосферу.

Для этого способ согласно изобретению состоит в известном способе отвода дымовых газов, выделяемых при сгорании, в проектор и котел с задней решеткой, унося твердые частицы, а затем последовательно направляя их в средства для отделения более крупных частиц. и в средства для отделения более мелких частиц и удаления дымовых газов после этого разделения, в то время как отделенные частицы повторно вводятся в котел, отличающийся тем, что все отделенные частицы повторно вводятся в котел,

способом, который, возможно, известен, поскольку он касается более крупных частиц, и

в части, касающейся более мелких частиц, поступающих с помощью соответствующих средств разделения в нерегулярном потоке, посредством операций, состоящих из:

(а) преобразование этого неравномерного потока в непрерывный поток частиц, по крайней мере, приблизительно пропорциональный нагрузке котла,

(b) непрерывное введение этого непрерывного потока частиц в непрерывный поток транспортирующего воздуха,

(c) направление этих частиц непрерывно примерно во вторую зону котла, и;

(d) вводят их во вторую зону, в часть указанной траектории, близкую к сетке.

Таким образом, повторное впрыскивание мелких частиц в проект именно там, где горят более мелкие частицы, облегчает горение повторно впрыснутых частиц и, при выборе той части траектории, по которой выполняется это повторное впрыскивание, часть траектории, ближайшая к сетка облегчает захват повторно введенных частичек. Отложение происходит в зоне пересечения сетки с траекторией проецирования топлива, и эта зона представляет собой как раз самую горячую зону сетки, которая способствует сжиганию повторно введенных таким образом частиц, то есть образованию золы, из которой больше не следует опасаться разлета, и он может быть удален вместе с другим пеплом, когда он достигнет первой зоны котла, в результате движения сетки.

Следует отметить, что этот поток мелких частиц из соответствующих средств разделения может быть очень нерегулярным, например, при случайном или произвольном выбросе частиц после значительного изменения нагрузки котла. Преобразование этого нерегулярного потока в непрерывный поток, приблизительно пропорциональный нагрузке котла, позволяет не нарушать горение за счет повторного впрыска в этот котел, то есть повторного впрыска при всех значениях нагрузки без неравномерного нагрева, независимо от возмущений, которые может повлиять на мгновенный расход средства для отделения мелких частиц.

Естественно, расход транспортируемого воздуха должен быть таким, чтобы этот воздух не сильно мешал горению внутри котла и, в частности, не мешал горению повторно введенных таким образом частиц; принимая во внимание высокое содержание углерода в этих частицах и очень низкое содержание в них летучих веществ, удобно, чтобы концентрация повторно вводимых мелких частиц по отношению к воздуху, который их переносит, была достаточно высокой, и можно получить хорошие результаты с отношение массового расхода мелкодисперсных частиц к массовому расходу транспортирующего воздуха последних от 1 до приблизительно 10, эти цифры приведены в качестве неограничивающего примера.

Кроме того, объемный расход транспортируемого воздуха преимущественно является по существу постоянным, хотя и регулируемым, при этом изменяется только скорость потока мелких частиц в этом воздухе, чтобы обеспечить постоянную скорость впрыска.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет повторно закачивать все твердые частицы, отводимые из дымовых газов перед их откачкой в ​​атмосферу, и сжигать горючую часть этих частиц в наилучших условиях, что позволяет достичь заметная экономия горения без усложнения установки где-либо еще; в результате достигается оптимальное использование топлива, во всех отношениях сравнимое с тем, которое достигается в котле, работающем на пылевидном угле, без необходимости использования дробилки, что особенно неудобно для таких котлов.

Кроме того, следует отметить, что полное повторное закачивание позволяет извлекать только отходы, на практике золу в одной зоне и в удобной форме, которую легко удалить.

Для использования этого процесса в настоящем изобретении дополнительно предлагается устройство, содержащее:

средство для отвода дымовых газов в котел,

средство для отвода дымовых газов,

первые сепарационные средства для отделения частиц,

второе сепарационное средство для отделения частиц,

означает направление дымовых газов от средств отвода к первым средствам разделения, от первых средств отделения ко вторым средствам отделения, от вторых средств отделения к средствам отвода дымовых газов,

средство для удаления частиц из первого средства разделения и повторного ввода таких частиц в котел,

средство для удаления частиц из второго средства разделения,

это устройство, отличающееся тем, что средство для удаления частиц во втором средстве разделения содержит:

(а) буферное хранилище,

(b) средство для выпуска частиц из второго средства разделения в буферное хранилище, предотвращающее прямую связь между этими последними,

(в) средство для непрерывного отвода частиц в буферном хранилище, с регулируемой скоростью потока,

(г) средство регулирования в соответствии с загрузкой котла расхода средств непрерывного отвода частиц в буферном накопителе,

и в нем предусмотрены:

источник воздуха под давлением,

средства впрыска, расположенные рядом со второй зоной котла и открывающиеся в сторону части указанной траектории рядом с сеткой в ​​этой второй зоне,

— пневмотранспортный канал, соединяющий источник воздуха под давлением со средством впрыска, средство для непрерывного отвода частиц из буферного накопительного отверстия в упомянутый канал.

В предпочтительном варианте осуществления устройства пневматическая транспортировка осуществляется посредством соединения между, с одной стороны, средствами выгрузки частиц из второго средства разделения в буферное хранилище, а, с другой стороны, этим последним, что позволяет разделить эти средства разряда и, в частности, сопоставить эти последние, то есть не располагать их непосредственно под ними; для этого устройство имеет второй источник воздуха под давлением, второй пневмотранспортный канал, соединяющий этот второй источник с буферным накопителем, средства для выпуска частиц из второго средства сепарации в отверстие для буферного накопителя во втором канале, предотвращающее прямая связь между этим последним и вторым средством разделения.

Затем предпочтительно может быть предусмотрено, что источник воздуха под давлением, упомянутый вначале, предназначенный для снабжения канала пневмотранспорта, ведущего к средствам непрерывного отвода частиц в буферное хранилище посредством впрыска в котел, представляет собой верхняя часть буферного хранилища; Другими словами, один и тот же транспортирующий воздух используется для последовательного ввода в буферное хранилище частиц из средств выгрузки, а затем к частицам котла из буферного хранилища.

Кроме того, когда второе средство разделения включает в себя множество сепараторов, соединенных последовательно и / или параллельно между первым средством разделения и средством отвода дымовых газов через дымоход, тогда можно обеспечить отвод все эти сепараторы в единую буферную память без необходимости включать в нее размеры в плане, соответствующие размерам сборки второго средства разделения, образованного таким образом; устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что предусмотрено средство для выгрузки частиц из каждого из сепараторов в единственное буферное хранилище, эти средства для выпуска отверстия в упомянутый второй канал, который является общим, предотвращая прямую связь между это воздуховод и сепараторы.

Это решение выгодно не только с точки зрения переполненности, но и с точки зрения упрощения средств, используемых для настройки функционирования, из-за простого факта уникального характера буферной памяти.

В то время как, когда второе средство разделения имеет множество сепараторов, подключенных последовательно и / или параллельно, между первым средством разделения и средством для отвода дымовых газов через дымоход, средства отвода частиц в второе средство разделения может быть также предусмотрено, чтобы содержать:

(a) множество буферных хранилищ, каждое из которых связано по меньшей мере с одним разделителем,

(b) средство для выгрузки частиц из этого сепаратора в соответствующее буферное хранилище, предотвращающее прямую связь между этими последними,

(c) средство для непрерывного отвода частиц в каждом буферном хранилище с регулируемой скоростью потока,

(d) средство для регулирования нагрузки котла, расхода каждого из средств для непрерывного отвода частиц в одном из буферных хранилищ, и что средства для непрерывного отвода частиц в различных буферных хранилищах открываются в упомянутый пневмотранспортный канал, который является обычным.

Таким образом, можно производить отбор частиц в каждое буферное хранилище, которое является как регулярным, так и подходящим для среднего производства соответствующего пылеуловителя.

Преимущественно средства для управления потоком средств для непрерывного отвода частиц в буферный накопитель или каждое буферное хранилище для загрузки бойлера содержат средства для управления этим потоком для поддержания среднего уровня частиц в этом буферном хранилище, и которые позволяют постепенное поглощение, без нарушения обратной закачки и сгорания частиц в котле, возможные резкие изменения нагрузки частиц, принимаемых буферным накопителем, в результате реакции с задержкой резких колебаний нагрузки котла или снова разрядку второго средства отделения, а точнее, когда последние имеют несколько пылеуловителей, разряд одного из этих средств удаления пыли или нескольких из них.

Другие характеристики и преимущества способа в соответствии с изобретением и устройства, предлагаемого для его осуществления, будут видны из следующего описания неограничивающих примеров, а также из сопроводительных чертежей, которые составляют неотъемлемую часть этого описания.

РИС. На фиг.1 показана схема котла с проектором и задней решеткой, оборудованного устройством повторного впрыска, реализующим способ согласно изобретению.

РИС.2 показывает схему котла с проектором и задней решеткой, оборудованного вариантом устройства повторного впрыска согласно изобретению.

РИС. 3 и 4 показаны два варианта разветвления второго средства разделения в корпусе этого варианта устройства.

Сначала обратимся к фиг. 1, где обозначен цифрой 1 угольный котел, имеющий внутри топку 2, ограниченную снизу приблизительно горизонтальной решеткой 3, образованной бесконечным конвейером 4, проходящим из стороны в сторону котла 1, приблизительно горизонтально, и движущимся, соответственно, сбоку. к боковым валкам 5,6, которые, в частности, образуют в конвейере 4 верхнюю сторону 7, приблизительно горизонтальную, из которых промежуточная зона между валками 5 и 6 составляет решетку 3.Моторное средство (не показано) приводит в движение конвейер 4, так что его верхняя сторона 7, образующая решетку 3, обеспечивает приблизительно горизонтальное перемещение в направлении стрелки 8.

Источник топлива, такой как средство 10 подачи угля, расположен в первой зоне на нижнем по потоку конце решетки 3 в топке 2. Средства подачи 10 открываются в топку 2 и образуются с накопительным бункером 11 за пределами топки котла 1. открывающийся вниз над бесконечным конвейером 12 также снаружи котла 1, который имеет верхнюю сторону 13 приблизительно горизонтально, принимая уголь 14 из бункера 11 для хранения.Моторное средство 16 приводит в движение бесконечный конвейер 12 таким образом, что верхняя сторона 13 смещается в направлении, указанном стрелкой 15, транспортируя уголь 14 к проекционному устройству 17, расположенному над первой зоной 9 решетки 3 и имеющему лопасти 18, которые Двигатель (не показан) вращается вокруг горизонтальной оси, удаленной от неподвижной периферийной решетки 19. Таким образом, уголь, подаваемый верхней стороной 13 конвейера 12, пока край котла 1 падает на устройство 17, и последнее его проецирует. уголь в топку 2 по траектории 20 попадает в решетку 3 во второй зоне 21, которая составляет его зону перед по потоку относительно направления 8.Другими словами, уголь, вводимый проекционным устройством 17, пересекает топку 2 из стороны в сторону и откладывается на решетке 3 во второй зоне топки 21 напротив первой зоны 9, где уголь или другое топливо вводится в топку. топка. Объемный расход угля 14 из бункера 11 регулируется путем регулировки скорости смещения верхней стороны 13 конвейера 12 в направлении 15, то есть путем регулировки выходной скорости двигателя 16, лопасти 18 приводятся во вращение вокруг своей горизонтальной оси со скоростью, выбранной в зависимости от траектории 20, которая должна быть достигнута, так что она определена, как указано выше.

Сжигание введенного таким образом угля в топку 2 начинается на участке траектории 20 и продолжается по решетке 3, чему способствует нагнетание первичного воздуха в топку 2 через кожух 22, открывающийся в топку 2 под верхняя сторона 7 конвейера 4, то есть под решеткой 3, и путем нагнетания вторичного воздуха через трубы, такие как 23, 24, открывающиеся в топку 2, на поверхности 108, 109 котла, соответствующие соответственно входу 21 и зоны ниже по потоку 9 сетки 3, на промежуточном уровне между уровнем сетки 3 и уровнем устройства 17 проектора, а также, предпочтительно, на более высоком уровне, чем у устройства 17 проектора, и близком к этому уровню.

Скорость смещения решетки 3 в направлении 8 устанавливается таким образом, что уголь на этой решетке в зоне 21 выше по потоку превращается в золу по прибытии в зону 9 ниже по потоку, эта зола удаляется посредством сила тяжести при повороте конвейером 4 средства отклонения 6, расположенного ниже по потоку относительно направления 8, как показано позицией 25.

Сгорание угля на участке траектории 20 и на решетке 3 вызывает выброс 26 дымовых газов, которые стенки 27 котла, ограничивая топку 2 сбоку и выше, направляют вместе к приблизительно горизонтальному каналу 28, заставляют их проходить через испаритель 29, содержащий набор вертикальных трубок, соединяющих нижний барабан 30 с верхним барабаном 31, для испарения жидкости, полностью заполняющей нижний барабан 30 и набор трубок, а также частично верхний барабан 31; последний соединен выше уровня жидкости с выпускным коллектором 32 пара из котла через перегреватель 34, установленный на ограниченном проходе дымовых газов, а ниже уровня жидкости — с впускным коллектором 33 воды в котел через теплообменник 35 экономайзера также размещен на ограниченном проходе дымовых газов.

Выходная скорость двигателя 16 регулируется в соответствии с потоком пара для удовлетворения потребностей пользователя или нагрузки котла.

Котлы этого типа хорошо известны специалисту в данной области техники, который знает способы практической реализации различных элементов, которые были описаны.

Канал 28 ведет дымовые газы, отводимые в котле 1, последовательно к первому средству разделения 36, предназначенному для отделения более крупных частиц, затем ко второму средству разделения 43, предназначенному для отделения более мелких частиц, прежде чем направлять дымовые газы, таким образом, освобожденные от пыли, к средствам для эвакуации в атмосферу — 44.

Первое средство 36 отделения может состоять из любого известного устройства, приспособленного для удаления большей пыли; они могут состоять, например, из механического пылеуловителя, например центрифуги, или из первого поля электростатического сепаратора.

Как уже само по себе известно, предусмотрены средства для отвода в этих первых средствах 36 отделения частиц, отделенных этими последними, и их повторного впрыскивания в котел 1; в проиллюстрированном предпочтительном примере работы, где единственной указанной деталью этих первых средств 36 разделения является нижний бункер 37, эти средства отвода и повторного впрыска содержат вертикальный канал 38, снабженный двумя расположенными рядом клапанами 39, 40, в который бункер 37 открывается вниз, сам этот канал 38 открывается вниз в промежуточную зону горизонтального канала 84 пневматического конвейера, соединяющего источник воздуха под давлением 42 с топкой 2 котла 1, в которую этот канал 84 открывается примерно горизонтально, как обозначено позицией 41, над входной зоной 21 решетки 3, на уровне, приблизительно соответствующем уровню проектора 17, или на более низком уровне, так что частицы, таким образом повторно вводимые в точке 41 внутри котла 1, собираются уголь проецируется по траектории 20 проектором 17, а затем следует по этой траектории с таким спроецированным углем.

Параметры этой повторной инжекции более крупных частиц, отделенных от дымовых газов в средстве 36, могут быть легко определены специалистом в данной области техники; кроме того, можно выбрать другие уже известные средства повторного введения таких частиц в топку, как, например, повторное введение с помощью проектора 17, принимая во внимание гранулометрию частиц, повторно вводимых таким образом на этапе 41, сгорание этих частиц без их вылет вместе с углем, введенным по траектории 20 проектором 17, не создает особых проблем, указанных выше, связанных с повторным впрыском частиц более мелкой гранулометрии, и для этого прибегают к настоящему изобретению.

Следует отметить, что все более крупные частицы, отделенные от дымовых газов первым средством 36 разделения, таким образом, повторно вводятся в точке 41 в топку 2; средства, позволяющие также повторно вводить все более мелкие частицы, отделенные позже, во второе средство разделения 43, к которому канал 28 ведет дымовые газы после того, как они удалили из них более крупные частицы в первом средстве разделения 36, и перед откачкой в атмосферу с помощью средства 44, теперь будет описано.

В качестве неограничивающего примера проиллюстрирован случай, когда второе средство 43 сепарации состоит из трех сепараторов 45, 46, 47, через которые дымовые газы проходят последовательно в этом порядке, последовательно, теряя частицы, соответственно, все больше и больше. мелочь собрана в нижнем бункере соответственно 48,49,50 из этих сепараторов 45,46,47; эти сепараторы могут быть либо полями одного и того же электростатического пылеуловителя, либо пылеуловителями другого типа.

Каждый из этих бункеров 48, 49, 50 открывается вниз на соответствующий клапан 51, 52, 53, который может закрываться газонепроницаемым образом или открываться для обеспечения возможности опускания под действием силы тяжести собранных твердых частиц.

Под каждым из клапанов 51, 52, 53 расположен соответствующий промежуточный бункер 54, 55, 56, непроницаемый для жидкости, имеющий такой внутренний объем, что при каждом отверстии соответствующего клапана 51, 52, 53 он может принимать вся загрузка твердых частиц из нижнего бункера 48,49,50 сопутствующего сепаратора 45,46,47.

Для этого при использовании происходит открытие и закрытие каждого клапана 51,52,53, нормально закрытого, для опорожнения нижнего бункера 48,49,50 соответствующего сепаратора, либо когда последний содержит заранее определенный объем частиц, в зависимости от которого выбирается объем промежуточного связанного бункера 54,55,56, или циклически с периодичностью, выбранной так, чтобы объем частиц в этом нижнем бункере сепаратора никогда не превышал этот заранее определенный объем.

Каждый из промежуточных бункеров 54, 55, 56 открывается вниз на клапан 57, 58, 59, во всех отношениях аналогичный клапанам 51, 52, 53.

Внутри каждого из промежуточных бункеров 54, 55, 56, в нижней части его нижней части, открывается соответствующий канал 100, 101, 102, ответвляющийся на канал 97, который будет описан ниже, и который переносит воздух под давлением от объемного компрессора. 98; каждый из этих каналов 100, 101, 102 позволяет вводить в соответствующий промежуточный бункер 54, 55, 56 воздух для псевдоожижения для частиц в нем, поток этого воздуха может регулироваться индивидуально с помощью соответствующего клапана 103 из канала 100, 104 из воздуховод 101, 105 от воздуховода 102.

Таким образом, частицы удерживаются в каждом из промежуточных бункеров 54, 55, 56 в таком состоянии текучести, что их можно легко выливать вниз, когда клапан 57, 58, 59 открыт.

Внизу каждый клапан 57, 58, 59 открывается в соответствующий вертикальный канал для откачки под действием силы тяжести 94, 95, 96, а различные каналы 94, 95, 96 сами открываются вниз в приблизительно горизонтальный канал 97, упомянутый выше, в положениях, расположенных вдоль он ниже по потоку от зоны, откуда отходят каналы 100, 101, 102 для воздуха псевдоожижения относительно направления 99 циркуляции воздуха в этом канале 97, создаваемого объемным компрессором 98; диафрагма 106 вставлена ​​в канал 97 между выходом различных каналов 94, 95, 96 и отверстием каналов 100, 101, 102 для обеспечения прохождения воздуха внутрь последних.

Таким образом, воздух, переносимый по воздуховоду 97 в соответствии с потоком, регулируемым регулировкой объемного компрессора 98, может последовательно уносить отобранные частицы в промежуточном бункере 56, когда клапан 59 открыт, и которые падают через канал 96. — отобранные частицы в промежуточном бункере 55, когда клапан 58 открыт, и которые падают через канал 95, и отведенные частицы в промежуточный бункер 54, когда клапан 57 открыт, и которые падают через канал 94; Следует отметить, что этот порядок, выбранный в качестве примера, не является характеристикой изобретения и не ограничивает его.

Перед сборкой каналов 94,95,96 относительно направления 99 воздух, циркулирующий в канале 97, переносит в этом направлении 99 сборку частиц, собранных таким образом, до верхней части 107 единого буферного накопителя. 60, непроницаемый для жидкости, ограничивающий внутренний объем, превышающий сумму соответствующих объемов промежуточных бункеров 54, 55, 56, так что он всегда может содержать объем частиц, значительно превышающий объем, который может поступать из промежуточных бункеров 54 , 55,56, когда клапаны 51,52,53, соединяющие их с соответствующими соответствующими сепараторами 45,46,47, открыты; кроме того, объем и форма буферного накопителя 60 таковы, что, когда он принимает через канал пневматического конвейера 97 из промежуточных бункеров 54, 55, 56, заряд твердых частиц путем открытия клапанов 57, 58, 59 , в буферной памяти следует небольшое изменение уровня загрузки в нее твердых частиц.

Практические устройства, которые могут быть адаптированы для этого, могут варьироваться в значительной степени и будут выбраны специалистом в данной области техники без отклонения от объема настоящего изобретения.

Например, буферный накопитель 60 имеет нижнюю часть в виде бункера, постепенно сужающегося вниз, и верхнюю часть 107 постоянного поперечного сечения в горизонтальной плоскости, при этом нижняя часть предназначена для постоянного заполнения частицами на всем протяжении ее высота, а также верхняя часть 107 в части ее высоты.

С буферным хранилищем 60 также связан средний верхний уровень 63 его загрузки частиц; детектор уровня 91, связанный с буферным хранилищем 60, позволяет обнаруживать и либо количественно, либо сравнивать с заранее определенным порогом или несколькими заранее определенными пороговыми значениями возможные различия между фактическим уровнем частиц в буферном хранилище и заранее определенным средним уровнем 63, соответствующим в это буферное хранилище; такие детекторы известны специалисту в данной области техники.

Каждый промежуточный бункер 54, 55, 56 представляет собой воздушный шлюз, позволяющий прохождение частиц из нижнего бункера 48, 49, 50 соответствующего связанного сепаратора 45, 46, 47 в буферное хранилище 60 через канал 97, при этом предотвращая прямое сообщение с возможностью прохождения газа между внутренним объемом этого буферного хранилища и сепараторами 45,46,47; для этого при использовании каждый из клапанов 51, 52, 53 открывается только при условии, что клапан 57, 58, 59, связанный с тем же промежуточным бункером 54, 55, 56, закрыт, и каждый из клапанов 57, 58,59 открывается только при условии, что клапан 51,52,53, связанный с тем же промежуточным бункером 54,55,56, закрыт; на практике открытие и закрытие каждого клапана 57, 58, 59, нормально закрытого, для опорожнения соответствующего промежуточного бункера 54, 55, 56 происходит после каждого открытия и закрытия соответствующего клапана 51, 52, 53.

Естественно, могут быть выбраны другие средства для обеспечения прохождения твердых частиц, собранных одним из сепараторов 45, 46, 47, в буферное хранилище 60, но выбор такой воздушной пробки позволил получить полное удовлетворение от рабочих условий. устройства, то есть с учетом того, что рассматриваемые твердые частицы присутствуют в виде пыли.

Внутри буферного хранилища 60, в нижней части его нижней части, открывается канал 85, который позволяет впрыскивать в буферное хранилище 60 воздуха для псевдоожижения для находящихся в нем частиц, причем поток этого воздуха можно регулировать с помощью соответствующий клапан 88 в воздуховоде 85; этот воздух поступает, например, из источника 42, после чего канал 85 ответвляется от канала 84 между этим источником 42 и выходом канала 38 способом, который не показан, но аналогичен тому, который был описан со ссылкой на воздуховоды 100, 101, 102 и 97.

Таким образом, частицы поддерживаются в буферном хранилище 60 в жидком состоянии, так что их можно легко отводить с помощью средств отвода с непрерывной регулируемой скоростью потока, на которую это буферное хранилище 60 открывается вниз; эти средства вытяжки обозначены цифрой 69 и предпочтительно представляют собой вращающийся воздушный шлюз или ячеистый распределитель, имеющий, как известно, множество лопастей, приводимых во вращение вокруг оси с помощью двигателя 72, внутри оболочки, с которой лопасти ограничивают ячейки, которые при вращении лопастей поочередно сообщаются с буферным накопителем 60, вверх и вниз, с вертикальным каналом 75 для эвакуации под действием силы тяжести; расход такого ячеистого распределителя, выраженный в объемном расходе или массовом расходе, регулируется скоростью вращения лопастей, то есть их скоростью приведения в движение соответствующим двигателем 72.

Внизу канал 75 открывается в приблизительно горизонтальный участок канала 66, который забирает воздух под давлением, подаваемый из объемного компрессора 98 через канал 97, в верхнюю часть 107 буферного накопителя 60 и переносит этот воздух по циркуляции. направление 78; дроссель 68 расположен в канале 66 между его отверстием в верхней части 107 буферного накопителя 60 и отверстием канала 75 в этот канал 66, для создания в отверстии канала 75 давления ниже, чем это присутствует в верхней части 107 буферной памяти 60.

Отсюда воздух, переносимый по воздуховоду 66, в соответствии со скоростью потока, регулируемой объемным компрессором 98, уносит частицы, удаленные в буферном накопителе 60 в соответствии со скоростью потока, заданной ячеистым распределителем 69, и которые попадают через воздуховод 75.

После соединения воздуховода 75, относительно направления 78, воздух, циркулирующий в воздуховоде 66, переносит в этом направлении 78 частицы, собранные таким образом, до средств впрыска 79 известного типа, используемых для нагнетание пылящих материалов в котлы, при этом средства впрыска 79 открываются в топку 2 приблизительно горизонтально, над зоной 21 перед решеткой 3, на уровне, который является промежуточным между уровнями труб 23, 24 для нагнетания вторичного воздуха. и соответствуют по меньшей мере приблизительно уровню инжекции 41 более крупных частиц, разделенных первым средством 36 разделения; средство 79 впрыска направлено к траектории 20, а точнее к ее части, близкой к решетке в зоне 21 выше по потоку, для облегчения уноса мелких частиц, таким образом нагнетаемых на 79 углем, выбрасываемым проецирующее устройство 17 на траекторию 20 и следование по этой траектории до сетки 3 этими мелкими частицами.

В соответствии с настоящим изобретением поток конвейерного воздуха для частиц в канале 66 и поток частиц в этом воздухе через средства отвода в буферном накопителе 60, в данном случае состоящем из ячеистого распределителя 69, являются непрерывными. , и поток частиц перед отверстием канала 75 в канал 66, выраженный в единицах массового расхода или объемного расхода, по меньшей мере приблизительно пропорционален нагрузке котла, например, расходу средство подачи 10 выражено в тех же единицах, которые представляют эту нагрузку.

Для этого расход средства отвода в буферном накопителе 60, то есть в ячеистом распределителе 69, регулируется в соответствии с нагрузкой котла по меньшей мере приблизительно пропорционально ей.

Принимая во внимание это, в установившемся режиме, по существу, при постоянной нагрузке котла и для угля с заданными характеристиками, расход твердых частиц, собранных в пылеуловителях 45, 46, 47, которые затем направляются в буферное хранилище 60, существенно увеличивается. пропорционально скорости подачи в котел угля 14 из бункера 11, которая сама по себе представляет нагрузку на котел, для этого в показанном варианте осуществления предусмотрено управление двигателем 72 на основе информации, поступающей от датчика уровня 91, чтобы ограничить вариации уровня частиц в буферной памяти 60 по сравнению с заранее определенным средним уровнем 63; Следует отметить, что, таким образом, дополнительно обеспечивается то, что средство 69 всасывания принимает частицы в буферном накопителе 60 приблизительно с постоянной силой, позволяющей им работать в самих условиях приблизительно в постоянных условиях, независимо от соответствующих опорожнений промежуточных бункеров. 54,55,56.

Средство, позволяющее управлять скоростью двигателя 72 на основе информации, предоставляемой датчиком 91 уровня, показано цепной пунктирной линией 81; они могут быть выбраны специалистом в данной области техники в пределах большого диапазона возможностей, не выходя за рамки настоящего изобретения, в зависимости, в частности, от типа детектора 91 уровня, используемого в соответствии со случаем пошаговой коррекции или возможность непрерывной коррекции.

Например, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, датчик 91 уровня позволяет обнаруживать прохождение фактического уровня частиц в хранилище 60 на двух разных уровнях по причине нижнего уровня 63B и верхнего уровня 63H, из которых среднее значение определяет средний уровень 63 и испускает с регулируемым интервалом импульсы, представляющие один из этих двух уровней, который фактически достигается этими частицами; Управление скоростью сотового распределителя 69, то есть скоростью его двигателя 72, для информации, полученной таким образом от детектора 91, может быть выполнено следующим образом в случае:

при запуске установки, буферное хранилище 60 предполагается изначально пустым, и до тех пор, пока не будет достигнут верхний уровень 63H после последовательного опорожнения промежуточных бункеров 54, 55, 56 в буфер 60 хранения, двигатель 73 приводится в действие при заданной минимальной скорости вращения, что соответствует повторному впрыскиванию частиц со скоростью 79 при минимальной скорости потока;

уровень 63H достигнут, что подтверждается отправкой детектором 91 заранее определенного количества соответствующих импульсов, средство 81 управления вызывает увеличение заранее определенного значения скорости вращения двигателя 72; если тогда такое же заранее определенное количество импульсов, посланных детектором 91, свидетельствует о том, что уровень 63H все еще достигнут или превышен, средство 81 управления вызывает дальнейшее увеличение скорости двигателя 72 до того же заранее определенного значения, и этот процесс увеличения скорости двигателя 72 продолжается до тех пор, пока фактический уровень частиц в буферной памяти 60 не опустится ниже верхнего уровня 63H, о чем свидетельствуют импульсы от детектора 91;

, когда верхний уровень 63H, таким образом, опускается ниже, фактический уровень частиц, тем не менее, остается выше нижнего уровня 63B, средства управления 81 поддерживают постоянной скорость вращения двигателя 72;

, если фактический уровень частиц в буферной памяти 60 снова повышается, чтобы снова достичь уровня 63H, указанный процесс начинается снова;

, если уровень в буферной памяти 60 снова опускается ниже нижнего уровня 63B, излучение детектором 91 указанного заранее определенного количества соответствующих импульсов вызывает с помощью средства управления 81 снижение скорости вращения двигателя 72 в в соответствии с заранее установленным указанным значением; этот процесс может повторяться либо до тех пор, пока еще раз не будет достигнут нижний уровень 63B, а затем прерван, либо до тех пор, пока не будет достигнута упомянутая минимальная скорость, если фактический уровень частиц в буферной памяти 60 снова не достигнет нижнего уровня 63B;

, в частности, при остановке установки опускание ниже нижнего уровня 63B приводит к тому, что скорость вращения двигателя 72 становится упомянутой минимальной скоростью, которая возвращает установку в исходное состояние.

Кроме того, может быть обеспечено обнаружение возможного прохождения уровня частиц в буферной памяти 60 выше уровня безопасности 63S выше, чем уровень 63H, с помощью детектора 91 или другого детектора уровня с управление таким образом, чтобы прохождение этого уровня 63S останавливало извлечение частиц в промежуточных бункерах 54, 55, 56 и их пневматическую транспортировку через канал 97 до буферного накопителя 60, эта экстракция и эта транспортировка автоматически возобновлялись, когда уровень безопасности 63S еще раз произошел от.

Преимущественно для обеспечения возможности поглощения изменений количества частиц, принимаемых пылеуловителями 45, 46, 47, последовательно с учетом, с задержкой, значительного изменения нагрузки котла или, опять же, для сброса этой пыли. Для съемников с нарушением транспортировки по воздуховоду 66 и без повторного впрыска в топку на 79, вызывающего чрезмерные изменения в выделении тепла, может быть предусмотрено устройство для регулировки выходной скорости двигателя 72 в зависимости от информации. обеспечивается датчиком уровня 91, посредством сигнала тенденции, представляющего каждый момент нагрузки котла и который используется в направлении пропорциональности скорости потока средствам отвода в буферное хранилище 60, то есть сказать о сотовом распределителе 69, об этой нагрузке; используемые для этого средства, которые могут быть выбраны специалистом из широкого диапазона возможностей и в результате показаны только пунктирной линией 80 цепи, имеют тенденцию, например, к соединению в соотношении заданной пропорциональности, как функция количества твердых частиц, ожидающих в пылеуловителях 45, 46, 47, для определенных нагрузок котла с учетом, в частности, характеристик котла, особенно с учетом характеристик используемого угля, скорости вращения двигателя 72 с двигателем 16, который представляет нагрузку котла.

Таким образом обеспечивается регулярное повторное впрыскивание частиц.

Следует отметить, что способ управления расходом средств отвода в буферный накопитель 60 к нагрузке котла в направлении, по крайней мере, приблизительной пропорциональности, который был описан, дает приоритет определение уровня частиц в буферном накопителе 60 и вмешательство только с точки зрения тенденции нагрузки котла в рассматриваемый момент может быть заменено способом управления в направлении такой пропорциональности, который будет описан ниже со ссылкой на фиг.2-4, вмешиваясь, во-первых, в загрузку бойлера и коррекцию определения уровня в буферной памяти или в каждой буферной памяти;

, с другой стороны, описанный способ может быть адаптирован для сборки или для каждого из буферных хранилищ, которые будут описаны со ссылкой на фиг. 2–4.

Таким образом определяется поток частиц в канал 66, поток транспортирующего воздуха в этом канале, предпочтительно постоянный с точки зрения объемного расхода, регулируется воздействием на объемный компрессор 98 таким образом, чтобы массовый расход частиц, вводимых в канал 66 имеет отношение к массовому расходу воздуха в этом канале от 1 до приблизительно 10; эти цифры, приведенные в качестве неограничивающего примера, соответствуют высокой концентрации взвеси частиц в воздухе, вводимой по 79 в котел, такая высокая концентрация благоприятствует сгоранию этих частиц по их поступлению в котел и их сжиганию. превращаются в пепел после сжигания и попадают на решетку 3.

Показано цепными пунктирными линиями на фиг. 1 представляют собой два описанных варианта устройства.

Эти два варианта имеют общую характеристику, заключающуюся в том, что вместо подачи воздуха под давлением объемным компрессором 98 через канал 97 и верхнюю часть 107 буферного накопителя 60 канал 66 обеспечивает пневматическую транспортировку в направлении впрыска. средство 79 для частиц, отводимых в последнем с помощью средства 69, подается через нагнетатель (не проиллюстрированный вариант) или тот же нагнетатель 42, что и канал 84, как показано позицией 66а; затем воздух, введенный в верхнюю часть 107 буферного накопителя 60 объемным компрессором 98, может быть либо откачан как свободный воздух, как показано позицией 66b после фильтрации соответствующими средствами, либо, что более предпочтительно, повторно закачан во второе средство 43 разделения. , как показано на 66c.

Теперь обратимся к фиг. 2, где под теми же ссылками, идентичными как по своей природе, так и по взаимодействию, элементы с 1 по 59 и 84 на фиг. 1, возможно, показанный более схематично.

Этот измененный вариант осуществления устройства отличается от показанного на фиг. 1 тем, что каждый клапан 57, 58, 59 открывается вниз на соответствующее буферное хранилище 360, 361, 362 и герметично ограничивает внутренний объем, превышающий объем соответствующего промежуточного бункера 54, 55, 56, так что он может постоянно содержать объем частиц, значительно превышающих объем, который может поступать в соответствующий промежуточный бункер 54, 55, 56, когда соединительный клапан 51, 52, 53 его с соответствующим сепаратором 45, 46, 47 открыт; кроме того, объем и форма каждого буферного накопителя 360, 361, 362 таковы, что когда он принимает из соответствующего промежуточного бункера 54, 55, 56 загрузку твердых частиц путем открытия соединительного клапана 57, 58, 59, в буфере следует хранение небольшой разброс уровня загрузки в него частиц.

Практические устройства, которые могут быть адаптированы для этого, могут варьироваться в значительной степени и будут выбраны специалистом в данной области техники, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Например, каждое из буферных хранилищ 360,361,362 имеет нижнюю часть в виде бункера, постепенно сужающегося вниз, и верхнюю часть постоянного поперечного сечения в горизонтальном плане, причем нижняя часть предназначена для постоянного заполнения частицами. по всей высоте, как и верхняя часть по высоте.

Таким образом, с каждым буферным хранилищем 360,361,362 связано с верхним средним уровнем 363,364,365 его загрузки частиц; детектор уровня 391,392,393, соответственно связанный с каждым буферным хранилищем 360,361,362, позволяющий обнаруживать и либо количественно, либо сравнивать с заранее определенным порогом или несколькими заранее определенными порогами возможные различия между фактическим уровнем частиц в рассматриваемом буферном хранилище и заранее определенным средним уровнем 363, 364 365, соответствующие этому буферному хранилищу; такие детекторы известны специалисту в данной области техники.

Каждый промежуточный бункер 54, 55, 56 представляет собой воздушный шлюз, позволяющий проходить частицам из нижнего бункера 48, 49, 50 соответствующего сепаратора 45, 46, 47 в соответствующее буферное хранилище 360 361 362 без какого-либо внутреннего объем последнего, непосредственно сообщающийся с возможностью прохождения газа с сепаратором 45,46,47; для этого при использовании каждый из клапанов 51,52,53 открывается только при условии, что клапан 57,58,59, связанный с тем же промежуточным бункером 54,55,56, закрыт, и каждый из этих клапанов 57,58 , 59 открывается только при условии, что клапан 51, 52, 53, связанный с тем же промежуточным бункером 54, 55, 56, закрыт; на практике открытие и затем закрытие каждого клапана 57, 58, 59, нормально закрытого, для опорожнения связанного промежуточного бункера 54, 55, 56 срабатывает после каждого открытия и закрытия соответствующего клапана 51, 52, 53.

Естественно, могут быть выбраны другие средства для обеспечения прохождения твердых частиц, собранных одним из сепараторов 45, 46, 47, в соответствующее буферное хранилище 360, 361, 362, но выбор таких воздушных шлюзов позволяет получить полное удовлетворение от условий эксплуатации устройства. , то есть с учетом того, что твердые частицы находятся в запыленном состоянии.

Внутри каждого из буферных накопителей 360 361 362 в нижней части его нижней части открывается соответствующий канал 385 386 387, ответвляющийся на канал 366, который будет описан ниже, и который переносит воздух под давлением, подаваемый от нагнетателя 367; каждый из этих каналов 385 386 387 позволяет впрыскивать в соответствующее буферное хранилище 360 361 362 воздуха для псевдоожижения содержащихся в нем частиц, причем скорость потока этого воздуха может регулироваться индивидуально с помощью соответствующего клапана 388 в канале 385, 389 в канале 386. , 390 в воздуховоде 387.

Таким образом, частицы поддерживаются в каждом из буферных накопителей 360, 361, 362 в состоянии текучести, так что они могут быть легко извлечены с помощью средств отвода при непрерывно регулируемой скорости потока, при которой это буферное хранилище 360 361 362 открывается вниз; обозначенные цифрами 369 370 371, представляют собой средства отвода, связанные, соответственно, с буферной памятью 360 361 362; каждое из этих средств вытяжки 369 370 371 предпочтительно состоит из вращающегося воздушного шлюза или распределителя ячеек, имеющего, как известно, множество лопастей, приводимых во вращение вокруг оси соответствующим двигателем 372 373 374, внутри оболочки, с помощью которой эти лопасти ограничивают ячейки, которые вращение лопастей поочередно устанавливает сообщение с соответствующим буферным хранилищем 360, 361, 362, вверх и вниз, с вертикальным каналом 375 376 377 для эвакуации под действием силы тяжести; расход такого ячеистого распределителя, выраженный в единицах объемного расхода или массового расхода, регулируется скоростью вращения лопастей, то есть их скоростью привода от соответствующего двигателя 372 373 374.

Внизу каждый из каналов 375,376,377 открывается в канал 366, упомянутый выше, приблизительно горизонтально, в положениях, разнесенных по его длине ниже по потоку от зоны, откуда отходят каналы 385,386,387 для воздуха псевдоожижения относительно направления 378 циркуляции воздуха. воздух в этом воздуховоде 366, нагнетаемый нагнетателем 367; диафрагма 368 вставлена ​​в канал 366 между отверстием различных каналов 375 376 377 и отверстием каналов 385 386 387 для обеспечения прохождения воздуха в последних.

Отсюда воздух, переносимый по воздуховоду 366, в соответствии со скоростью потока, регулируемой регулировкой нагнетателя 367, последовательно уносит частицы, отводимые в буферном накопителе 362, в соответствии со скоростью потока, определяемой ячеистым распределителем 371, и которые падают через канал 377, частицы, отводимые в буферное хранилище 361, в соответствии со скоростью потока, определяемой ячеистым распределителем 370, и которые падают через канал 376, и частицы, отводимые в буферное хранилище 360 в соответствии с расход, определяемый ячеистым распределителем 369, который падает через канал 375; Следует отметить, что этот порядок, выбранный в качестве примера, не является характеристикой изобретения и, как следствие, не ограничивает его; другие способы подключения в любом случае будут описаны ниже со ссылкой на фиг.3 и 4.

После соединения всех каналов 375,376,377 по отношению к направлению 378 воздух, циркулирующий в канале 366, переносит в направлении 378 все частицы, полученные таким образом, до средства 379 впрыска во всех отношениях так же, как средства впрыска. 79, описанный со ссылкой на фиг. 1, и расположен таким же образом, как и последний, относительно решетки 3, труб 23 и 24 и уровня инжекции 41 более крупных частиц, разделенных первым средством 36 разделения; в частности, средства 379 впрыска ориентированы по траектории 20, а точнее к ее части, близкой к решетке в зоне 21, расположенной выше по потоку, для облегчения уноса мелких частиц, таким образом нагнетаемых углем в точке 379. проецируется проекционным устройством 17 на траекторию 20, и следование по этой траектории до сетки 3 этими мелкими частицами.

В соответствии с настоящим изобретением, а также расход воздуха в воздуховоде 366, рассматриваемый как расход транспортируемого воздуха с учетом пренебрежимо малой характеристики части этого расхода, служащей для псевдоожижения в буферных хранилищах 360 361 362 , и скорость потока частиц в этом воздухе через средства отвода в буферных хранилищах 360,361,362, здесь составленных ячеистыми распределителями 369,370,371, является непрерывной, а скорость потока частиц после сборки каналов 375,376,377, выраженная в единицах массовый расход или объемный расход, по меньшей мере, приблизительно пропорционален нагрузке котла, например, расходу средств подачи 10, выраженному в тех же единицах.

Для этого в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 2, это расход каждого из средств всасывания в буферных накопителях 360, 361 362, то есть каждого из ячеистых распределителей 369 370 371, который, таким образом, регулируется нагрузкой котла таким образом, чтобы сам по себе составлял, по крайней мере, приблизительно пропорциональное и, с этой целью, управление каждым из двигателей 372, 373, 374, двигателем 16, было обеспечено таким образом, чтобы связывать в соотношении заданной пропорциональности соответствующие выходные скорости этих двигателей; эти средства управления, показанные соединением пунктирными линиями 380 в виде цепочки, могут быть выбраны специалистом в данной области техники из большого диапазона возможностей и поэтому не будут описаны.

Путем соответствующей регулировки коэффициента пропорциональности в зависимости от количества твердых частиц, ожидающих в каждом из пылеуловителей 45, 46, 47, для заданных нагрузок котла с учетом, в частности, характеристик используемого угля, Таким образом, можно гарантировать регулярное повторное впрыскивание этих частиц; Следует отметить, что соотношение может быть различным для разных двигателей 372 373 374.

Для обеспечения возможности поглощения изменений количества частиц, собранных пылеуловителями 45, 46, 47, последовательно воздействием, с задержкой, изменения нагрузки котла или, опять же, сброса пылеуловителей, без нарушения подачи воздуховодом 366 и без повторного впрыска в топку на 379, вызывающего чрезмерные колебания тепловой мощности, кроме того, обеспечивается контроль выходной скорости каждого из двигателей 372 373 374, то есть расход средства отвода 369 370 371 к изменениям уровня в соответствующем ассоциированном буферном хранилище 360 361 362 по сравнению с заранее определенным средним уровнем 363 364 365; для этого предусмотрены средства для корректировки управления выходной скоростью каждого из этих двигателей, так что она определяется средством 380 в зависимости от информации, предоставленной детектором уровня 391 392 393, так что передача фактического уровень частиц в одном из буферных хранилищ выше среднего заданного уровня приводит к тому, что расход соответствующего средства отвода на 369 370 371 больше, чем расход, рассчитанный пропорционально нагрузке котла, и, наоборот, снижение уровня ниже заданный уровень вызывает уменьшение расхода по отношению к расходу, вычисленному пропорционально нагрузке котла; Таким образом, следует отметить, что, кроме того, гарантируется, что средства всасывания 369 370 371 принимают частицы в соответствующем буферном хранилище 360 361 362, приблизительно постоянная сила, позволяющая им работать в приблизительно постоянных условиях, независимо от последовательного опорожнения соответствующих промежуточных бункеров. .

Средство, позволяющее корректировать, таким образом, шаг за шагом или непрерывно в соответствии с типом используемого детектора уровня 391 392 393, скорость вращения каждого из двигателей 372 373 374 способом, управляемым в соответствии с измерением детектора уровня 391 392 393, связанного с той же буферной памятью 360 361 362 просто показаны пунктирными цепочками 381 382 383; как и средства 380, они могут быть выбраны специалистом в данной области техники из широкого диапазона возможностей, не выходя за пределы объема настоящего изобретения.

Скорость потока частиц в воздуховоде 366 определяется таким образом, причем скорость потока воздуха в этом воздуховоде рассматривается как скорость потока транспортируемого воздуха с учетом небольшой части этой скорости потока, которая отбирается для псевдоожижения в буфере. накопителей 360, 361, 362 и предпочтительно постоянный с точки зрения объемного расхода, регулируется воздействием на нагнетатель 367 таким образом, чтобы массовый расход частиц, вводимых в канал 366, был пропорционален массовому расходу воздуха в этом канале. от 1 до примерно 10; эти цифры, приведенные в качестве неограничивающего примера, соответствуют высокой концентрации взвеси частиц в воздухе, впрыскиваемой на 379 в котел, такая высокая концентрация благоприятна для сгорания частиц по их прибытии в котел и их сжигание до формы пепла после того, как они сгорят и окажутся на решетке 3.

Естественно, в дополнение к описанным характеристикам изобретения, специалист в данной области техники предоставит все обычные средства безопасности и обычные дополнительные устройства; среди этих дополнительных устройств будут найдены, в частности, средства (не показаны) для опорожнения всей установки в направлении соответствующих средств хранения твердых частиц, и, в частности, средства для опорожнения сепараторов 45, 46, 47, но следует отметить, что вместо использования в установившемся режиме, как и в традиционном случае, эти средства будут использоваться исключительно для операций по техническому обслуживанию установки, при этом установившееся состояние соответствует повторному впрыскиванию в топку 2 всех частиц, извлеченных из дымовых газов перед их эвакуацией в топку. Атмосфера средствами 44.

Кроме того, специалист в данной области техники может предоставить многочисленные варианты описанного устройства, не выходя за рамки настоящего изобретения; эти варианты могут быть реализованы, в частности, в практической конструкции второго средства 43 разделения, состоящего в проиллюстрированном примере тремя полями электростатического пылеуловителя, соединенными последовательно посредством канала 28 дымовых газов; независимо от их природы, может быть предусмотрено другое количество этих разделителей, составляющих второе средство разделения, и может быть обеспечен другой способ взаимного соединения, и фиг.3 и 4 иллюстрируют две модификации в этом направлении устройства, показанного на фиг. 2.

В случае варианта, показанного на фиг. 3, канал 128 дымового газа, соответствующий каналам 328 и соединенный таким же образом с непоказанным котлом, делится на параллельные ветви 128a и 128b, каждая из которых соединена последовательно с двумя сепараторами, соответственно 145a, 146a, что касается канала. 128a, 145b и 146b, что касается воздуховода 128b.

Каждый из этих сепараторов 145a, 146a, 145b, 146b имеет соответствующий нижний бункер 148a, 149a, 148b, 149b, открывающийся вниз через соответствующий клапан 151a, 152a, 151b, 152b в соответствующий промежуточный бункер 154a, 155a, 154b, Сама 155b открывается вниз через соответствующий клапан 157a, 158a, 157b, 158b в соответствующее буферное хранилище 160a, 161a, 160b, 161b; это буферное хранилище открывается вниз через средства непрерывного отвода с регулируемой скоростью потока, такие как сотовый распределитель соответственно 169a, 170a, 169b, 170b, на верхний конец вертикального воздуховода, соответственно 175a, 176a, 175b, 176b; эти элементы, имеющие ссылочные позиции, полученные в результате вычитания 200 по сравнению с ссылочными позициями, присвоенными элементам, только что описанным со ссылкой на фиг.2, к которому элементы на фиг. 3 похожи по своей структуре, их взаимосвязи и функциям.

В этом варианте, несмотря на разветвление сепараторов 145a, 146a, 145b, 146b последовательно параллельно, один канал 166 пневматического конвейера, во всех отношениях сравнимый с трубопроводом 366, описанным выше, и в который подается воздух под давлением через воздуходувка 167 во всех отношениях сравнима с нагнетателем 367, принимает с разнесением нижние концы различных каналов 176b, 176a, 175a, 175b в этом порядке для переноса частиц, которые он получает из этих каналов, во взвешенном состоянии в воздух до средства 179 однократного впрыска, во всех отношениях сопоставимого со средством 379, описанным выше, в топку котла (не показан).

В случае варианта, показанного на фиг. 4 обнаружен комплект элементов, показанных на фиг. 3, причем количество ссылок увеличено на 100 по сравнению со ссылками, которые эти элементы имеют на фиг. 3, за исключением того, что одиночный воздуховод 166 и одиночный нагнетатель 167 не дублируются; более точно, каналы 275a и 276a, соответствующие каналам 175a и 176a, открываются в первом воздуховоде 266a воздушного конвейера, а каналы 275b и 276b, соответствующие каналам 175b и 176b, открываются во второй канал 266b пневматического конвейера, каждый каналов 266a и 266b, имеющих первый конец, соединенный с соответствующим нагнетателем 267a, 267b из него, нагнетающий транспортирующий воздух с регулируемой и предпочтительно постоянной скоростью потока, и второй конец, с которым два конвейерных канала 266a и 266b соединены в один канал 266 пневматического конвейера, ведущий к топке котла (не показан) через средство 279 впрыска во всех отношениях сравнимых со средствами 179, 79 или 379, такими как нагнетательная труба.

В случае этого варианта также может быть обеспечена подача воздуха в два канала 266a и 266b параллельно с помощью одного общего нагнетателя 267 вместо установки нагнетателя для каждого из них и / или обеспечение четких путей между двумя воздуховодами до котла, к топке которой они открываются затем через средства впрыска 279a и 279b, во всех отношениях сопоставимые со средствами 179, 79 или 379, вместо их открытия посредством средство общего впрыска 279; эти две возможности показаны пунктирными линиями на фиг.4.

Естественно, что в случае этих двух вариантов, как и в случае варианта осуществления, показанного на фиг. 2, количество сепараторов, последовательно пересекаемых дымовыми газами, и характер этих сепараторов может варьироваться в значительной степени в зависимости от потребностей, оцененных специалистом в данной области техники; в случае этих вариантов осуществления, показанных на фиг. 3 и 4, кроме того, количество ответвлений от канала дымовых газов 128 или 228 может быть больше двух, при этом каналы, соответствующие каналам 175a, 176a, 175b, 176b или 275a, 276a, 275b, 276b, могут открываться. в одиночный пневматический конвейер типа, показанного позицией 166 на фиг.3, или в каналы пневматического конвейера, параллельные типа, проиллюстрированного позициями 266a и 266b на фиг. 4, или снова последовательно в параллельных разветвленных каналах пневмотранспортера.

Естественно, хотя приведенное выше описание относится к угольному котлу, объем изобретения не будет выходить за рамки его применения к котлам, работающим на другом твердом топливе, например, древесине, шелухе, мешках.

Microsoft Word — 3 правила очистки 4352.doc

% PDF-1.4
%
1 0 объект
> поток
БЕСПЛАТНО PDFill PDF и Image WriterPScript5.dll Версия 5.2.22011-12-23T16: 17: 45Z

  • Microsoft Word — 3 Правило очистки 4352.doc
  • corlessn
  • конечный поток
    эндобдж
    2 0 obj
    >
    эндобдж
    4 0 obj
    >
    эндобдж
    3 0 obj
    >
    эндобдж
    5 0 obj
    > / Повернуть 0 / MediaBox [0 0 612 792] >>
    эндобдж
    11 0 объект
    > поток
    x \ ݏ] — D

    Устройство автоматической подачи для твердотопливного котла, специально для бревен

    Настоящее изобретение относится к установке, предназначенной для автоматической загрузки котла, бытового или нет, твердым топливом и, в частности, дровами.

    Во Франции древесина является одним из наименее дорогих видов топлива, особенно в лесных сельских районах.

    Однако использование древесины в качестве средства отопления весьма ограничено из-за необходимости регулярной загрузки котла топливом с относительно высокой частотой.

    Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков, предлагая систему автоматической загрузки котла твердым топливом, в частности, деревянными бревнами, способную обеспечить непрерывное поддержание горения в котле и, соответственно, его непрерывную работу. без вмешательства человека.

    Целью настоящего изобретения также является предложение такой установки, которая способна дистанционно включать такой котел или повторно зажигать его в случае погашения, а также полностью автоматически.

    Таким образом, предметом настоящего изобретения является автоматическое устройство для подачи твердого топлива в котел, в частности, бревен, отличающееся тем, что оно включает:

    погрузчик со средствами для приема заправки топлива, которое необходимо ввести. в котел, который может перемещаться между точкой загрузки указанной загрузки и точкой сброса во внутреннюю часть топки котла,

    средство перемещения указанного погрузчика между двумя указанными крайними точками,

    средство для управление открытием входной двери топки котла для обеспечения возможности введения указанного погрузчика,

    — средство для управления сбросом топлива в топку в конце хода погрузчика и

    — средство для определение состояния горения в передней части решетки котла и управление указанными средствами перемещения погрузчика.

    Выгодно, что установка также имеет устройство для хранения зарядов топлива, способное подавать указанные заряды топлива по одному через отверстие, расположенное непосредственно над указанным погрузчиком в положении загрузки.

    Другие характеристики и преимущества будут очевидны из следующего описания режимов воплощения устройства в соответствии с изобретением, при этом описание дано только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

    Фиг.1 представляет схематический вид сбоку загрузочного устройства согласно изобретению,

    Фиг. 2 представляет устройство по фиг. 1 с загрузочной тележкой в ​​положении для выгрузки бревен внутрь котла,

    РИС. 3 — вид справа на устройство, показанное на фиг. 1,

    РИС. 4 представляет собой вид сверху загрузочной тележки,

    Фиг. 5 представляет вид с торца загрузочной тележки,

    ФИГ. 6 и 7, соответственно, представляют вид сверху и вид сбоку осветительного устройства, расположенного внутри котла,

    ФИГ.8 иллюстрирует вариант выполнения устройства для определения недостатка топлива в котле,

    Фиг. 9 и 10 иллюстрируют вариант способа управления дверцей топки котла в двух крайних закрытых и открытых положениях соответственно.

    Фиг. 11 иллюстрирует вариант осуществления средства хранения бревен и погрузочной тележки,

    Фиг. 12 иллюстрирует вариант устройства по фиг. 11 и

    ФИГ. 13 схематично изображает вариант воплощения загрузочной тележки, показанной на фиг.11.

    Устройство, показанное на фиг. 1-10 содержит центральный дровяной отопительный котел 1, бытовой или полупромышленный, обычной конструкции, способный сжигать поленья 2, помещенные на решетку 3 после ввода через дверь 4 для входа в топку котла.

    В соответствии с изобретением предусмотрено хранилище 5 для бревен 2, и предусмотрена система для загрузки бревен, содержащая загрузочную тележку или погрузчик 6, перемещаемый вперед и назад между отверстием для выгрузки из хранилища 5 и внутренняя часть котла 1.

    В показанном варианте осуществления блок 5 хранения (фиг. 3) состоит из наклонного бесконечного конвейера 7, установленного в кожухе 8, который имеет отверстие 9 на его нижнем конце для сброса бревен 2 в погрузчик 6, и люк 10 для ручной загрузки конвейера 7.

    Конвейер 7 проходит по двум горизонтальным осям, обозначенным цифрой 11, и приводится во вращение двигателем 12 и цепью 13.

    Конвейерная лента 14 конвейера оснащена жесткие разделительные перегородки 15, определяющие отсеки для бревен 2.

    На нижнем конце накопителя 5 на обратной стороне конвейера (в нормальном направлении 16 для выгрузки бревен) находится датчик 17 для перегородок 15. Обратное направление 18 конвейера предназначено для заполнения блок хранения журналов, как будет видно ниже.

    Погрузчик 6 имеет две симметричные люки 19, загнутые внутрь для образования бункера (фиг. 5) в положении транспортировки бревен.

    Люки 19 шарнирно закреплены на двух параллельных осях 20, вращающихся в подшипниках 21, поддерживаемых рамой 22, установленной на роликах 23, способных перемещаться по двум параллельным горизонтальным направляющим 24.Последние расположены на оси двери 4 котла и перпендикулярно отверстию для выгрузки бревен из хранилища 5 и, например, прикреплены к котлу 1 с одного конца и поддерживаются стойками 25 с другого. конец.

    Движение погрузчика 6 осуществляется посредством электродвигателя 26, приводящего в движение бесконечную цепь 27 и т.п., которая сама приводит в движение раму 22 погрузчика.

    Концевые датчики 28 с микровыключателями прикреплены (с возможностью регулировки) к каждому концу дорожки качения (24) и определяют конечные положения погрузчика 6 путем остановки двигателя 26.Эти детекторы 28 взаимодействуют с рамой 22 погрузчика.

    Погрузчик 6 снабжен горизонтальным рычагом 29 для управления открыванием дверцы 4 котла. Подобно люкам 19, этот рычаг расположен так, чтобы выступать на раме 22 в направлении котла.

    Рычаг 29 может воздействовать на рычаг 30, шарнирно закрепленный на горизонтальной оси 31, которая остается неподвижной на верхнем конце стойки 32, прикрепленной к рельсам 24. Рычаг 30 действует через соединительный стержень 33 на дверь 4, шарнирно закрепленную. в 34.

    Конец рычага 30 снабжен роликом 35, который может катиться по верхней поверхности рычага 29 (фиг. 2).

    Открытие бункера или корзины, образованной люками 19, с целью сброса их груза осуществляется с помощью рычага 36, шарнирно закрепленного на раме погрузчика 6 и способного взаимодействовать с неподвижным бампером 37, поддерживаемым рельсы 24.

    Рычаг 36 выполнен за одно целое со штангой 38, снабженной на конце лопаткой 39, служащей замком с двумя рычагами 40 для блокировки осей 20 люков 19.

    Рычаги 40 возвращаются в их нормальное горизонтальное положение (фиг. 5) пружинами 41.

    Рычаг 36 и фиксирующая лопатка 39 возвращаются в свое нормальное положение (фиг. 4) пружиной 42.

    Котел 1 снабжен в соответствии с изобретением системой обнаружения конца топлива, состоящей из узла, перемещающегося вертикально от решетки 3, который имеет пружинную систему 43, действующую против веса бревен 2 на решетку, так что вес, оказываемый на решетку 3, уменьшается в соответствии с потреблением бревен, и решетка поднимается под действием пружин 43, пока не сработает детектор 44.Этот датчик расположен вне котла и приводится в действие рычагом 45, встроенным в решетку 3.

    Наконец, на фиг. 1 дымовой канал обозначен позицией 46, термостат температуры бойлера позицией 47 и позицией 48 ножной переключатель управления за накопительным блоком 5.

    ФИГ. 6 и 7 показан вариант выполнения автоматической системы освещения котла, которая может быть добавлена ​​в качестве аксессуара к установке, показанной на фиг. 1. На этих рисунках дверца доступа для удаления золы из котла показана позицией 49.Под прямым углом к ​​этой дверце внутри котла расположена горизонтальная чашка 50 с перфорацией на конце, в которой находится горючий блок 51 (например, зажигалка для барбекю). Внутри трубчатой ​​части чашки размещены электроды зажигания 53, подключенные к подходящему устройству питания и управления (не показано).

    На ФИГ. На фиг.8 схематично показано размещение стакана 50 в котле под решеткой 3 и над воздушной заслонкой 54 дверцы золоудаления.

    Та же фиг. 8 показан вариант воплощения средства обнаружения недостатка топлива в котле.В соответствии с этим вариантом решетка 3 всегда устанавливается с возможностью перемещения вертикально или, скорее, с возможностью поворота вперед, но здесь она несет систему противовесов 55, прикрепленных (снаружи котла) к концу рычага 56, шарнирно закрепленного на рычаге. фиксированная ось. Соединение между рычагом 56 и решеткой 3 осуществляется шатуном 57.

    Датчик 58 микровыключателя предназначен для определения положения максимального подъема решетки 3 из-за отсутствия топлива.

    Этот детектор 58, как и детектор 44 на фиг.1, соединен с двигателем 12 накопительного блока 5, а детектор 17 накопительного блока соединен с двигателем 26 погрузчика 6.

    Описанная выше установка работает следующим образом.

    Когда котел работает, накопитель 5 находится в положении, показанном на РИС. 3, а погрузчик 6 находится в положении, показанном на фиг. 1.

    При обнаружении нехватки топлива путем подъема решетки 3 под действием либо пружин 43, либо противовесов 55 датчик 44 (или 58) дает команду на запуск двигателя 12 накопителя. блок 5.Конвейер 14 движется в направлении 16 и сбрасывает бревна, содержащиеся в первом отсеке, который появляется в загрузчике 6.

    Конвейер останавливается, когда перегородка 15 этого отсека достигает детектора 17, так что один отсек опорожняется.

    Детектор 17 подает команду на запуск двигателя 26. Полный погрузчик 6 движется к двери 4, которую он открывает с помощью системы рычагов и рычагов 29-30-33. Дверь 4 приподнята и позволяет погрузчику войти в крайнее положение входа (фиг.2) в котел.

    Погрузчик получает команду на остановку от датчика 28 на котле.

    Непосредственно перед этим детектором 28 бампер 37 заставил рычаг 36 повернуться. Последний отсоединяет лезвие 39, освобождает блокирующие рычаги 40 и позволяет опрокидывать створки 19 под весом бревен 2 и, соответственно, позволяет им скользить по решетке 3, расположенной ниже.

    Заслонки 19 немедленно возвращаются в сложенное положение (фиг. 5), и двигатель 26 автоматически перезапускается, но в обратном направлении после некоторой задержки после его остановки детектором.

    В конце обратного пути погрузчика 6 детектор 28 останавливает двигатель 26.

    Такой цикл перезарядки будет повторяться автоматически каждый раз, когда детектор 44 или 58 обнаруживает нехватку топлива.

    Единица хранения 5 загружается вручную, открывая люк 10 и приводя в действие электродвигатель 12 с помощью ножного переключателя 48 в направлении 18, чтобы последовательно перемещать пустые отсеки перед загрузочным отверстием.

    РИС. 9 и 10 показана конструкция 59 дверцы топки распашного типа с внешними противовесами 60.Этот тип двери может быть заменен на тип, показанный на фиг. 1. Дверь 59 затем просто толкается рычагами 29 погрузчика 6, когда она проникает в котел.

    В варианте фиг. 11 и 12, накопитель 5 ‘имеет вращающийся тип, то есть он состоит из круглого магазина с горизонтальной осью 61. Различные отсеки 62 для бревен 2 заключены между вращающимся барабаном 63, радиальные перегородки 64 составляют единое целое с барабан и неподвижный огибающий цилиндрический кожух 65.

    Ось 61 расположена перпендикулярно линии движения погрузчика 6 ‘в сторону топки котла. Соответственно изменена конструкция загрузчика. Бревна 2 принимаются на погрузчик в приемнике 66 в виде желоба с осью, параллельной оси 61, и установлены с возможностью поворота на раме погрузчика 6 ‘вокруг оси 67 с возвратной пружиной 68, возвращающей желоб 66 в нормальное положение (фиг. 11). Желоб 66 заблокирован в этом последнем положении системой защелок 69, разблокированных рычагом 70, составляющим единое целое с вышеупомянутым шарнирным рычагом 36.

    Барабан 63 приводится в движение двигателем 71 в одном направлении 72 для подачи на погрузчик 6 ‘и в другом направлении 73 для собственного заполнения бревнами.

    Двигатель 71 управляется в направлении заправки ножным переключателем 48, а в другом направлении 72 — детектором 44 или 58 установки.

    Детектор 74 положения отсеков 62 предусмотрен на кожухе 65 непосредственно над отверстием 75 для сброса в погрузчик 6 ‘(фиг. 12) во время ручной загрузки блока 5’ хранения.Этот последний блок может наполняться либо сбоку через боковой уловитель 77 в корпусе 65 (фронтальная загрузка), либо радиально через одну или несколько систем отверстий и подвижных уловителей 78.

    Загрузчик 6 ‘также оборудован (РИС. 13 ) с помощью оружия, чтобы дать команду на открытие дверцы топки котла.

    Установка согласно изобретению полностью автоматизирует управление котлом, который сам запрашивает необходимое топливо в нужный момент. Следует отметить, что положение осветительного устройства (фиг.6-7) позволяет запустить котел без вмешательства человека, например, по программированию или по телефону.

    Движение решетки 3, конечно, можно регулировать, чтобы адаптировать скорость нагрева котла в зависимости от времени года или потребностей. Регулируя это движение, можно будет воздействовать на детектор 44 (или 58) в соответствии с разным весом решетки, то есть различными стадиями завершения сгорания, более или менее продвинутыми.

    Погрузчик 6 позволяет поддерживать высокую скорость горения в холодное время года (зима) или поддерживать низкий уровень горения в мягкое время года (осень и весна) только во избежание угасания.

    Регулировка команды загрузки в холодную погоду менее деликатна, т. Е. Перезагрузка выполняется в конце первой фазы сгорания, до состояния тлеющего угля.

    После этой фазы большая потребность установки, как правило, больше не удовлетворяется, воздушная заслонка 54 открывается, когда для полного сгорания угля (вторая фаза сгорания) требуется гораздо меньше кислорода. Начинается явление продувки воздухом.

    С другой стороны, в мягкую погоду, поскольку потребность установки низкая, заслонка 54 имеет тенденцию постоянно закрываться, команда загрузки ожидает окончания второй фазы сгорания (легкий слой углей ).

    Поскольку для достижения этого состояния потребовалось довольно много времени, при закрытой заслонке установка предъявляет незначительные требования, заслонка имеет тенденцию открываться и совпадает с небольшой нагрузкой (например, одно бревно), что позволяет производить хорошая первая фаза сгорания с нормальной оксигенацией.

    С общей точки зрения котел никогда не работает как газогенератор; заслонка оксигенации для горения всегда более или менее открыта в нужный момент. Древесина может гореть в лучших условиях; несгоревшего газа нет.

    Температура горения выше, что позволяет сжигать смолы, содержащиеся в дымовых газах.

    Автоматический загрузчик 6 предотвращает выход дыма через загрузочную дверцу 4, так как заполнение топки всегда выполняется в конце первой фазы сгорания. Выделение дыма небольшое, а сквозняк наиболее сильный.

    Автоматическая загрузка позволяет избежать удаления золы вручную. Бревна падают блоком на решетку на подвеске, пружине или противовесе.Решетка, находящаяся в верхнем положении для управления нагрузкой, несколько раз ударяется о нижний бампер в результате отскока.

    Вместимость накопителя 5, 5 ‘рассчитана на несколько дней автоматической работы.

    Погрузчик 6 может использовать бревна любой формы длиной 0,50 м для малых и средних установок и 1 м для больших установок.

    Узел погрузчик-накопитель занимает относительно небольшую площадь и может быть адаптирован к существующим котлам, в которых необходимо только изменить дверцу доступа к топке и приспособить колосниковую решетку.

    В соответствии с другим преимуществом устройства согласно изобретению отсутствует риск возгорания в случае электрического или механического отказа; поскольку котел не является составной частью погрузчика и блока хранения топлива, распространение огня равно нулю.

    В соответствии с еще одним преимуществом, котел установки согласно изобретению не может выйти из-под контроля, так как он получает топливо только от нагрузки к нагрузке, причем каждая нагрузка ограничивается и заменяется следующей только в конце ее горение, и если пожар, несмотря ни на что, выйдет из-под контроля, он будет очень коротким и будет подпитываться только следующей заправкой топлива, так как установка выгодно оборудована термостатом, который временно останавливает перезагрузку котла в случае, если температура котловой воды превышает ограниченный порог, например 80 ° C.

    Конечно, изобретение не ограничивается показанными и описанными выше вариантами воплощения, а, напротив, охватывает все их вариации, в частности, в отношении конструкции и расположения погрузчика 6 и его средств управление, руководство и управление накопительным блоком 5 и средствами запуска устройства путем определения состояния горения на решетке, причем эти различные устройства или узлы могут быть выполнены другими средствами, при условии, что они выполняют те же функции .

    Наконец, изобретение может применяться для загрузки твердого топлива, отличного от древесины, такого как уголь, или для загрузки порошкообразного топлива (уголь, древесная щепа, опилки и т. Д.).

    Границы | Разработка и производительность многотопливного жилого котла, сжигающего сельскохозяйственные отходы

    Введение

    Рост населения, истощение и рост цен на ископаемое топливо и климатический кризис во всем мире требуют быстрого развития технологий использования возобновляемых источников энергии с минимальным воздействием на окружающую среду.Топливо из биомассы обладает значительным потенциалом для удовлетворения этих потребностей благодаря своему обилию, низкой стоимости и сокращению выбросов парниковых газов. К 2050 году до 33–50% мирового потребления может быть обеспечено за счет биомассы (McKendry, 2002).

    ЕС поставил цель увеличить долю возобновляемых источников энергии в общем потреблении энергии до 27% к 2030 году (ЕС, 2014). Древесное топливо преимущественно использовалось как в крупных, так и в малых системах для производства тепла или электроэнергии. Однако растущая конкуренция за такие виды топлива в секторе отопления, лесопилении и бумажной промышленности, а также рост производства древесных гранул привели к росту цен на древесину и нехватке сырья (Uslo et al., 2010). Таким образом, для достижения цели роста использования биомассы потребуется более широкий ассортимент сырья (Carvalho et al., 2013; Cardozo et al., 2014; Zeng et al., 2018), что создаст дополнительную потребность в топливе. технологии переработки и контроля выбросов.

    Для стран Южной Европы, где популярно отопление жилых домов с использованием топлива из биомассы в качестве более дешевой альтернативы, предпочтительным сырьем являются отходы сельского хозяйства и агропромышленности. Они легко доступны в больших количествах и обладают высоким энергетическим потенциалом, уменьшая путем сжигания объем отходов и увеличивая экономическую отдачу для сельских общин.В Греции доступно около 4 миллионов тонн в год, что эквивалентно примерно 50% валового потребления энергии (Vamvuka and Tsoutsos, 2002; Vamvuka, 2009).

    Наиболее распространенными типами бытовых топочных устройств являются дровяные печи, дровяные котлы, печи на древесных гранулах и устройства для сжигания древесной щепы. Помимо дровяных печей и обычных котлов с бесконечными винтами, используются котлы смешанного горения с надстройками автоматизации, решениями для хранения и разнообразными механизмами подачи (Vamvuka, 2009; Sutar et al., 2015; Ан и Джанг, 2018). В прошлых исследованиях изучались выбросы дымовых газов, эффективность и проблемы, связанные с золой, при сжигании сельскохозяйственных остатков. Крупномасштабные агрегаты или небольшие пеллетные устройства для домашнего или жилого центрального отопления, некоторые из которых используют верхнюю подачу, вращающиеся или подвижные решетки (Vamvuka, 2009; Carvalho et al., 2013; Rabacal et al., 2013; Garcia-Maraver et al., 2014). ; Pizzi et al., 2018; Zeng et al., 2018; Nizetic et al., 2019). Однако до сих пор недостаточно информации о характеристиках не гранулированного сырья с точки зрения эффективности и выбросов загрязняющих веществ в соответствии с пороговыми значениями в зависимости от различных конструкций небольших систем и условий эксплуатации.В основном использовалась древесная щепа (Kortelainen et al., 2015; Caposciutti and Antonelli, 2018), тогда как разработка котлов в странах Средиземноморья идет медленно.

    Было доказано, что маломасштабные системы биомассы вносят значительный вклад в качество местного воздуха за счет выбросов таких загрязнителей, как CO, SO 2 , NO x , полиароматические углеводороды и твердые частицы, которые могут серьезно повлиять на здоровье человека и климат. Эти выбросы зависят от свойств топлива, применяемой технологии и условий процесса, и их мониторинг и контроль очень важны для соблюдения экологических ограничений и экономической эффективности требований рынка.Было обнаружено, что выбросы CO варьируются от 600 до 680 частей на миллион v для персиковых косточек (Rabacal et al., 2013), 50-400 частей на миллион v для скорлупы бразильских орехов и 100-400 частей на миллион v для шелухи подсолнечника ( Cardozo et al., 2014). Было показано, что выбросы NO x находятся в диапазоне 300-600 мг / м 3 для персиковых косточек (Rabacal et al., 2013), 180-270 мг / м 3 для скорлупы бразильских орехов и 50-720 мг / м 3 для лузги подсолнечника (Cardozo et al., 2014). Для последнего выбросы SO 2 варьировались от 78 до 150 мг / м 3 .Сообщается, что КПД котла (Rabacal et al., 2013; Fournel et al., 2015) составляет от 63 до 83%, в зависимости от типа топлива.

    Поскольку сельскохозяйственные остатки доступны только в течение ограниченного периода времени в течение года, их смеси увеличивают возможности поставок для действующих предприятий. Однако, когда смеси используются в качестве исходного сырья, совместимость топлив в отношении характеристик сгорания должна быть должным образом оценена для эффективной конструкции и работы блоков сжигания.Переменный состав этих материалов предполагает тщательное знание их поведения в тепловых системах, чтобы избежать комбинаций топлива с нежелательными свойствами. Насколько известно авторам, смеси таких отходов, которые можно найти по низкой цене или бесплатно, не исследовались в бытовых приборах. Для определения выбросов твердых частиц и образования шлака использовались только гранулы древесного топлива или энергетических культур (Carroll and Finnan, 2015; Sippula et al., 2017; Zeng et al., 2018).

    Основываясь на вышеизложенном, целью настоящего исследования было сравнить характеристики горения выбранных не гранулированных сельскохозяйственных остатков, которые широко распространены в странах Южной Европы, и их смесей, чтобы изучить любые аддитивные или синергетические эффекты между компонентами топлива и получить выгоду. знания об использовании таких смесей в небольших котлах.Цель состояла в том, чтобы оценить производительность прототипа малозатратной установки для сжигания, позволяющей предварительную сушку топлива и воздуха для горения выхлопными газами для производства тепловой энергии в зданиях, фермах, малых предприятиях и теплицах с точки зрения важности параметры, такие как сгорание и КПД котла, температура дымовых газов и выбросы в окружающую среду.

    Экспериментальная секция

    Топливо и характеристика

    Сельскохозяйственные остатки для данного исследования были отобраны на основе их обилия и доступности в Греции и странах Средиземноморья в целом.Это были ядра оливкового масла (OK), предоставленные AVEA Chania Oil Cooperatives (Южная Греция), ядра персика (PK), предоставленные Союзом сельскохозяйственных кооперативов Giannitsa (Северная Греция), скорлупа миндаля (AS), предоставленная частной компанией ( Agrinio, C. Греция) и скорлупа грецких орехов (WS), предоставленные компанией Hohlios (Северная Греция).

    После сушки на воздухе, гомогенизации и рифления материалы измельчали ​​до размера частиц <6 мм, используя щековую дробилку и вибрационное сухое просеивание. Типичные образцы были измельчены до размера частиц -425 мкм с помощью режущей мельницы и охарактеризованы с помощью экспресс-анализа, окончательного анализа и теплотворной способности в соответствии с европейскими стандартами CEN / TC335.Содержание летучих измеряли термогравиметрическим анализом с использованием системы TGA-6 / DTG в диапазоне 25–900 ° C, в потоке азота 45 мл / мин и при линейной скорости нагрева 10 ° C / мин. Химический анализ золы проводили на рентгенофлуоресцентном спектрофотометре (XRF) типа Bruker AXS S2 Ranger (анод Pd, 50 Вт, 50 кВ, 2 мА). Тенденция осаждения золы была предсказана с помощью эмпирических индексов. Эти показатели, несмотря на их недостатки из-за сложных условий, которые возникают в котлах и связанном с ними теплопередающем оборудовании, широко используются и, вероятно, остаются наиболее надежной основой для принятия решений, если они используются в сочетании с испытаниями пилотной установки.

    Отношение оснований к кислотам (уравнение 1) является полезным показателем, поскольку обычно высокий процент основных оксидов снижает температуру плавления, в то время как кислотные оксиды повышают ее. Это принимает форму (Vamvuka et al., 2017):

    Rb / a =% (Fe2O3 + CaO + MgO + K2O + Na2O)% (SiO2 + TiO2 + Al2O3) (1)

    , где на этикетке каждого соединения указывается его массовая концентрация в золе. Когда R b / a <0,5 склонность к осаждению низкая, когда 0,5 b / a <1 склонность к осаждению средняя и когда R b / a > 1 склонность к осаждению высока.Для значений R b / a > 2 этот индекс нельзя безопасно использовать без дополнительной информации.

    Влияние щелочей на склонность золы биомассы к шлакованию / загрязнению является критическим из-за их тенденции к снижению температуры плавления золы. Один простой индекс, индекс щелочности (уравнение 2), выражает количество оксидов щелочных металлов в топливе на единицу энергии топлива в ГДж (Vamvuka et al., 2017):

    AI = кг (K2O + Na2O) ГДж (2)

    Когда значения AI находятся в диапазоне 0.17–0,34 кг / ГДж загрязнение или шлакообразование вероятно, тогда как при этих значениях> 0,34 практически наверняка произойдет обрастание или образование шлаков.

    Для испытаний на сжигание были приготовлены смеси вышеуказанных материалов с соотношением компонентов до 50% по весу с наиболее распространенными в Греции сельскохозяйственными отходами — ядрами оливок.

    Описание прототипа системы сгорания

    Блок сжигания схематично показан на рисунке 1. Основными частями являются два бункера, эксикатор, система непрерывной подачи сырья и бойлер с поперечным потоком.Номинальная мощность 65 кВт т .

    Рисунок 1 . Принципиальная схема многотопливного котла (сплошные стрелки показывают направление потока воздуха, пунктирные стрелки показывают направление потока биомассы).

    Топливо хранится в основном бункере (A), боковые поверхности которого перфорированы для физического осушения топлива. В зависимости от наличия биомассы и особых потребностей в энергии открывается регулирующий клапан, и в систему подается соответствующее топливо. Затем биомасса переносится из бункера в эксикатор через наклонную стойку с направляющими, скорость которой регулируется в соответствии с потребностями котла.Горячий воздух поступает из выхлопных газов через систему обратной связи (H, J). В сушилке установлены две внутренние конвейерные ленты (B), состоящие из перфорированных медленно вращающихся роликов со стальной сеткой, позволяющих горячему воздуху проходить через него в восходящем направлении потока. Осушитель (B) имеет несколько отсеков, чтобы позволить воздуху перемещаться и в конечном итоге потерять часть своей температуры, создавая тем самым разницу температур. Специальная стальная сетка обладает высокой износостойкостью и довольно эффективно выдерживает экстремальные перепады температур.Скорость роликов тесно связана с влажностью биомассы и может изменяться в зависимости от потребностей автоматического управления. Затем сухая биомасса переносится (C) во временный бункер (D) и смешивается с теплым воздухом, поступающим из системы обратной связи (E), прежде чем направить его в горелку и зону сгорания котла. Используя горизонтальный теплый шнек диаметром 1 и 1/2 дюйма, обработанная биомасса подается в горелку (G). Скорость подачи регулируется двумя электронными диммерами. Первый диммер соответствует времени работы системы питания, а второй диммер соответствует времени задержки (винт выключен).Таким образом, подача сырья осуществляется полупериодическим способом. Первичный воздух для горения вводится через трубу в передней части топки и регулируется с помощью воздуходувки. Соотношение первичного и вторичного воздуха регулируется с помощью регулятора, установленного в дымоходе (K), с механическим регулятором, который позволяет изменять тягу в дымоходе. Котел (G) является гидравлическим и в основном производит горячую воду в замкнутой циркуляционной системе (F). Эта система имеет меры безопасности, чтобы поддерживать постоянное давление воды и транспортировать горячую воду к высокоэффективным фанкойлам для обогрева помещений.Датчики температуры Pt используются для измерения температуры воды в прямом и обратном потоке, а также в потоке внутри котла. Измеритель теплотворной способности измеряет расход воды и полезную энергию, получаемую водой. Выхлопные газы котла перед тем, как попасть в дымоход, проходят через теплообменник. Теплообменник (I) использует выхлопные газы для нагрева воздуха, который затем используется для сушки влажной биомассы.

    Новинкой этого прототипа является конструкция эксикатора, питаемого выхлопными газами, выдерживающего экстремальные перепады температуры и работающего в соответствии с потребностями котла, теплообменника также питаемого выхлопными газами, а также прилагаемых датчиков температуры и измерителя теплотворной способности.Поскольку все основные части устройства являются стандартными, стоимость изготовления такой установки остается низкой. Аналоговые датчики и уже установленные детали будут заменены цифровыми датчиками и механическими деталями с цифровыми входами и выходами, в соответствии с результатами экспериментов по отклику агрегата. Ограничением системы является невозможность отрегулировать оптимальный коэффициент избытка воздуха, поэтому существует потребность в надежном управлении подаваемым воздухом для горения. Следует принять определение оптимальных параметров пользовательской системы автоматического управления, чтобы установка могла работать автономно.

    Процедура эксперимента и измерения данных

    Эксперименты были структурированы таким образом, чтобы можно было построить аналитический профиль каждого материала, а также исследовать поведение типа топлива на различных стадиях процесса. Были проведены две серии экспериментов, чтобы изучить поведение и реакцию каждого остатка на технологическую цепочку устройства. Во время первой серии испытаний для каждого биотоплива проводилась калибровка скорости подачи в зависимости от диммерных переключателей.Скорость подачи определялась последовательностями интервалов задержки включения-выключения первого и второго диммера соответственно. Расход дымовых газов для каждой подачи сырья определялся путем измерения скорости вентилятора на выходе газа, установленного в положении (K), с помощью анемометра. Следовательно, каждое биотопливо было протестировано в установке для сжигания, чтобы оптимизировать тепловой КПД путем настройки его специальных параметров с учетом качества выбросов. Важными независимыми переменными были скорость подачи сырья, скорость вентилятора, регулирующего поток воздуха в котле, и внутренняя температура котла.В настоящем исследовании представлены результаты для одного набора этих параметров с целью сравнения характеристик сгорания между испытанными сельскохозяйственными остатками, а также их смесями при постоянных рабочих условиях. Параметрическое исследование для оптимизации процесса будет представлено в следующем отчете.

    Для запуска котла было подожжено топливо, были включены питатель твердого вещества и воздуховоды и выставлены желаемые значения (вкл. / Выкл. 10/30 с / с). Перед снятием первых показаний печи давали поработать 30 мин.Циркуляционная система горячей воды была настроена на работу после того, как температура достигла ≥55 ° C. Когда температура воды превышала 70 ° C, подача сырья временно прекращалась.

    Состав дымовых газов непрерывно контролировался во время испытаний с помощью многокомпонентного газоанализатора, модель Madur GA-40 plus от Maihak, оборудованного двухрядным фильтром и осушителем. Отбор проб производился с помощью нагревательной линии с зондом в соответствии с греческими стандартами ELOT 896. В анализаторе используются электрохимические датчики для измерения концентрации газа.Содержание CO 2 , CO, O 2 , SO 2 , NO x в потоке выхлопных газов, индекс сажи, тепловые потери дымовых газов, температура дымовых газов и коэффициент избытка воздуха ( λ) непрерывно регистрировались анализатором. Аналоговый выходной сигнал анализатора передавался в компьютер, где сигналы обрабатывались и вычислялись средние значения за период дискретизации 0,5 мин.

    После проведения измерений в установившемся рабочем режиме и после того, как печь проработала около 3 часов, питатель топлива и воздуховод были отключены, смотровое окно было открыто, а вытяжной вентилятор был установлен на высокую мощность для охлаждения агрегата.Зольный остаток был осушен, взвешен и проанализирован на предмет потерь при сгорании из-за несгоревшего углерода. Эксперименты были повторены дважды, чтобы определить их воспроизводимость, которая оказалась хорошей.

    Тепловой КПД системы был определен как пропорция полезной энергии, полученной водой котла, к энергии, потребляемой топливом:

    ηt = QoutQin = qwcpwΔTwΔtmfQf (%) (3)

    где, q w : массовый расход воды (кг / ч), c pw : теплоемкость воды (МДж / кг · K), ΔT w : разница температур прямого и обратного потока воды (° K), Δt: общее время горения при температуре воды 70 ° C, m f : масса сожженного топлива / смеси (кг), Q f : теплотворная способность топлива / смеси (МДж / кг).

    Эффективность сгорания определялась следующим образом:

    ηc = 100-SL-IL-La (%) (4)

    где,

    SL = (Tf-Tamb) (A [CO2] + B) (5)

    IL = a [CO] [CO] + [CO2] (6)

    La = 100 мес. (7)

    где: T f : температура дымовых газов (° C), T amb : температура окружающего воздуха (° C), [CO] и [CO 2 ]: концентрации CO и CO 2 в дымовых газах (%), A, B, a: параметры горения, характерные для каждого вида топлива (данные анализатором), m o : общая масса сожженного органического вещества топлива (кг), m a : масса органического вещества в золе (кг).

    Для каждого экспериментального испытания проверялось, достаточно ли имеющегося тепла дымовых газов для предварительного нагрева входящего воздуха для сжигания топлива до 70 ° C, а также для сушки биомассы в эксикаторе системы:

    или

    mflcpflΔTf≥mambcpambΔTamb + Qd (9)

    где: m fl , m amb : масса дымовых газов и воздуха на кг сожженной биомассы (кг), c pfl , c pamb : удельная теплоемкость дымового газа и воздуха (кДж / кг ° K), ΔT f , ΔT amb : разница температур дымовых газов на выходе и входе в дымоход, а также предварительно нагретого и окружающего воздуха, соответственно (° K), Q d : теплота сушки биомассы ( Мойерс и Болдуин, 1997).Согласно последующим результатам, указанное выше неравенство сохранялось всегда.

    Результаты и обсуждение

    Анализы сырого топлива

    В Таблице 1 представлены результаты ближайшего и окончательного анализов изученных сельскохозяйственных остатков. Как можно видеть, все образцы были богаты летучими веществами и имели низкую зольность. В скорлупе миндаля самый высокий процент летучих веществ, а в скорлупе грецких орехов — самый низкий процент золы. Концентрация кислорода была значительной для всех образцов, а теплотворная способность колебалась в пределах 17.5 и 20,4 МДж / кг, что сопоставимо с верхним пределом для низкосортных углей. Содержание серы во всех остатках было практически нулевым, что свидетельствует о том, что выбросы SO 2 не вызывают беспокойства для этого биотоплива. С другой стороны, содержание азота в скорлупе миндаля было значительным, что могло быть проблемой во время термической обработки с точки зрения выбросов NO x .

    Таблица 1 . Предварительный и окончательный анализы и теплотворная способность образцов (% от сухого веса).

    Химический анализ золы, выраженный обычным способом для топлива в виде оксидов, сравнивается в Таблице 2 вместе с индексами шлакообразования / засорения и тенденцией осаждения. Общей чертой этих золошлаковых материалов является то, что они были богаты Ca и K и в меньшей степени P и Mg. Отношение основания к кислоте было намного больше 2 из-за низкого содержания кремнезема и глинозема в этой золе, так что нельзя дать никаких определенных рекомендаций по поведению при шлаковании. Потенциал образования шлака / засорения, вызванного щелочью, можно более точно предсказать с помощью щелочного индекса.Таким образом, согласно значениям AI, для оливковых ядер и скорлупы миндаля неизбежна склонность к обрастанию из-за большого количества щелочи по отношению к единице топливной энергии, которую они содержат (для миндальной скорлупы склонность намного ниже), в то время как для ядер персиков и скорлупы грецких орехов не ожидается загрязнения котлов. Когда ядра оливок были смешаны с другими остатками при соотношении компонентов смеси до 50%, таблица 2 показывает, что значения AI были значительно снижены. Однако следует отметить, что для небольших систем, таких как та, которая использовалась в этой работе, работающей при температуре ниже 1000 ° C и в течение относительно короткого периода времени, явления шлакообразования или загрязнения из-за золы не наблюдались.

    Таблица 2 . Химический анализ золы сырья и склонности к шлакованию / засорению.

    Характеристики сжигания биотоплива из сельскохозяйственных остатков

    Температура котловой воды

    Изменение температуры воды на выходе из котла во время полной работы топочного агрегата показано на рисунке 2. Ясно, что ядра персика и скорлупа грецких орехов начали гореть раньше, чем два других остатка, передавая свою тепловую энергию воде примерно На 6 мин раньше оливковых ядер для повышения температуры с 25 до 70 ° C.Однако поведение скорлупы грецкого ореха было совершенно другим. Температура воды во время фазы запуска поднялась до 78 ° C (второй диммер выключен), так что для трех полных циклов (включение / выключение) время горения было увеличено примерно на 20 минут по сравнению с оливковыми ядрами. Для скорлупы грецкого ореха и миндаля три цикла в исследованных условиях длились около 1 часа.

    Рисунок 2 . Изменение температуры воды на выходе из котла для сырого топлива при полной работе агрегата.

    Температура дымовых газов и выбросы

    Температура дымовых газов (таблица 3) представляет собой зависимость от топлива.Таким образом, он был выше для миндальной скорлупы, 267 ° C, для полной работы котла (в установившемся режиме), и ниже для ядер персика, 245 ° C, что означает большие и меньшие тепловые потери из печи, соответственно. Все значения температуры дымовых газов были достаточно высокими для предварительной сушки сырья (уравнение 9).

    Таблица 3 . Характеристики горения топлива (средние значения) в установившемся режиме.

    Концентрация

    CO в дымовых газах при установившемся режиме работы печи (диммер включен) для четырех исследуемых остатков сравнивается на Рисунке 3.Повышенные уровни CO в биотопливе из ядер оливок, скорее всего, были связаны с большим количеством летучих веществ, которые увеличивают концентрацию углеводородов в реакторе, препятствуя дальнейшему окислению CO до CO 2 , а также, в меньшей степени, более высокой зольностью это топливо, которое ослабляло проникновение кислорода к частицам полукокса. Тем не менее, все значения CO были ниже законодательных пределов для малых систем (ELOT, 2011).

    Рисунок 3 . Концентрация CO в дымовых газах для сырого топлива в установившемся режиме.

    Средние концентрации загрязняющих веществ (± стандартная ошибка) в установившемся режиме и в течение всей работы установки представлены и сравнены на рисунках 4A, B, соответственно. Выбросы SO 2 от всех видов биотоплива, являющиеся чрезвычайно низкими (0–13 частей на миллион против ), были исключены из графиков. На рис. 4A показано, что наибольшие выбросы CO были получены при сжигании ядер оливок, а наименьшие — при сжигании ядер персиков. Однако даже если во время полной работы котла (включая интервалы без подачи топлива, т.е.е., второй диммер выключен) Значения CO были выше (Рисунок 4B), они не превышали допустимых пределов (ELOT, 2011). Кроме того, выбросы NO x от всех изученных материалов были низкими и в соответствии с руководящими принципами стран ЕС (EC, 2001; ELOT, 2011) для небольших установок (200–350 мг / Нм 3 ). Более низкие уровни NO x в скорлупе миндаля, несмотря на их более высокое топливное N среди протестированных видов биотоплива, могут быть результатом временной восстанавливающей среды, создаваемой большим количеством летучих веществ в этом остатке (81.5%), что способствует разложению NO x .

    Рисунок 4 . Средние концентрации загрязняющих веществ в газах от сырого топлива (A) в установившемся режиме и (B) в течение всей работы установки.

    Нынешние значения выбросов газов сопоставимы с теми, которые указаны в литературе для аналогичных видов топлива, в то время как значения NO x были значительно ниже. Для косточек персика выбросы CO варьировались от 600 до 680 частей на миллион от до (Rabacal et al., 2013), для скорлупы бразильских орехов от 50 до 400 частей на миллион v (Cardozo et al., 2014), для ядер пальмы от 2 000 до 14 000 частей на миллион v (Pawlak-Kruczek et al., 2020), для жмыха в гранулах от 1900 до 6500 частей на миллион против (Kraszkiewicz et al., 2015), а для гранул для обрезки оливок — 1800 частей на миллион против (Garcia-Maraver et al., 2014). С другой стороны, выбросы NO x были обнаружены для косточек персика 300–600 мг / м 3 (Rabacal et al., 2013), для скорлупы бразильских орехов 180–270 мг / м 3 (Cardozo et al. ., 2014), для пальмовых ядер от 90 до 200 частей на миллион v (Pawlak-Kruczek et al., 2020), для гранул жмыха 230-870 мг / м 3 (Kraszkiewicz et al., 2015) и для оливкового гранулы для обрезки 680 мг / м 3 (Garcia-Maraver et al., 2014).

    Горение и тепловой КПД

    Характеристики сгорания четырех остатков представлены в таблице 3. Эффективность сгорания считается удовлетворительной для небольших систем (77% в соответствии с европейскими стандартами EN 303-5) и колеблется от 84 до 86%.Эти значения контролировались температурами дымовых газов, которые отражали чувствительные тепловые потери и концентрацию CO в дымовых газах, которые представляли основные потери тепла из-за неполного сгорания. Таким образом, ядра персика с наименьшими потерями SL и IL горели с наибольшей эффективностью. Интересно отметить, что большее количество воздуха в случае оливковых ядер (коэффициент избытка воздуха λ = 1,9), увеличивая поток дыма, казалось, каким-то образом снижает температуру камина и, следовательно, увеличивает уровень CO и газообразные тепловые потери (IL).Кроме того, тепловой КПД системы, показанный в Таблице 3, зависел от эффективности сгорания топлива, и он был выше для ядер персика из-за улучшенного сгорания в печи и улучшенной рекуперации тепла в трубках системы за счет повышения температуры. разница между прямым и обратным потоком воды в котел (ΔT w = 26,2 ° C). Колебания, наблюдаемые в таблице, связаны с различным количеством сжигаемого биотоплива в зависимости от времени, когда котел работал с определенными интервалами включения / выключения диммеров, регулирующих подачу.Оптимизация расхода топлива и коэффициента избытка воздуха в сторону более низкого значения может привести к более высокой температуре камина (высокий поток подаваемого воздуха охлаждает печь), более низким выбросам CO из-за лучшего сгорания, более низкого содержания кислорода и более высоких концентраций CO 2 в дымах и, следовательно, снижение потерь тепла или топлива и повышение эффективности сгорания. Это, в свою очередь, улучшит рекуперацию тепла в трубках и повысит тепловой КПД. Кроме того, некоторые модификации печи для увеличения времени пребывания дымовых газов снизят их температуру на выходе и, следовательно, чувствительны к потерям тепла.

    Тем не менее, КПД котла соответствует литературным данным. Значения 91%, 83–86% и 75–83% были зарегистрированы для древесных гранул (Kraiem et al., 2016), древесины сосны и персика (Rabacal et al., 2013), соответственно. Более того, для многотопливного котла, сжигающего древесные материалы, было обнаружено (Fournel et al., 2015), что термический КПД зависит от зольности каждого сырья, т. Е. При содержании золы 1% КПД составляет 74%, а для золы содержание 7% упало до 63%. В другом блоке, сжигающем лесные остатки и энергетические культуры, эффективность варьировалась от 69 до 75% (Forbes et al., 2014).

    Характеристики сгорания смесей сельскохозяйственных остатков

    Температура котловой воды

    На рисунках 5A – C показано изменение температуры воды на выходе из котла в зависимости от времени во время полной работы печи для смесей остатков ядер оливок с ядрами персика, скорлупой миндаля и грецкого ореха. Из этих рисунков можно заметить, что как фаза запуска, так и фаза, когда система работала на полную мощность, были задержаны при подаче смесей топлива, смещая кривые в сторону более высоких значений времени примерно на 4–6 мин.Кажется, что подача смесей и, как следствие, выгорание не были такими однородными, как ожидалось теоретически.

    Рисунок 5 . Изменение температуры котловой воды на выходе при полной работе агрегата для смесей (A) OK / PK, (B) OK / AS и (C) OK / WS.

    Температура дымовых газов и выбросы

    Таблица 4 показывает, что температуры дымовых газов, которые влияют на чувствительные тепловые потери дымовых газов, для всех смесей в установившемся режиме варьируются между значениями компонентов топлива.Это показывает, что характеристики горения смесей зависели от вклада каждого остатка в смеси.

    Таблица 4 . Характеристики горения топливных смесей (средние значения) в установившемся режиме.

    Средние выбросы CO и NO x (± стандартная ошибка) в установившемся режиме для всех смесей сравниваются с выбросами сырого топлива на рисунках 6A – C. Выбросы SO 2 не представлены на графиках, так как они были чрезвычайно низкими (4–20 ppm против ).Значения CO в диапазоне от 1,121 до 1212 частей на миллион v находились в пределах значений, соответствующих компонентным видам топлива, и находились в допустимых пределах для малых установок (ELOT, 2011). Более того, уровни NO x (87–129 ppm v , или 174–258 мг / м 3 ) следовали той же тенденции и держались ниже пороговых значений стран ЕС (EC, 2001; ELOT, 2011). . Наилучшие показатели по выбросам были достигнуты у смеси ОК / ПК 50:50.

    Рисунок 6 .Средние выбросы CO и NO x газов в установившемся режиме из смесей (A) OK / PK, (B) OK / AS и (C) OK / WS.

    Горение и тепловой КПД

    Эффективность горения смесей ядер оливок с ядрами персика, миндаля и скорлупы грецких орехов варьировалась от 84,2 до 85,6%, как показано на Рисунке 7. Эти значения находились между значениями, соответствующими материалам компонентов, но не пропорциональными процентному содержанию каждого остатка в смесь.Как показано в Таблице 4, эффективность сгорания зависела от типа сырья и массового расхода, а также от коэффициента избытка воздуха, который определял температуру камина и дымовых газов и, следовательно, тепловые потери. Наибольшая эффективность была достигнута в случае смеси ОК / ПК 50:50, что, в свою очередь, отразилось на тепловом КПД котла за счет улучшенной рекуперации тепла из потока воды.

    Рисунок 7 . Эффективность сгорания топливных смесей.

    Выводы

    Изученные сельскохозяйственные остатки характеризовались высоким содержанием летучих и малозольных.Их теплотворная способность составляла от 17,5 до 20,4 МДж / кг. Выбросы CO и NO x от всех видов топлива в течение всего периода эксплуатации агрегата в изученных условиях были ниже установленных законом пределов, в то время как выбросы SO 2 были незначительными. Эффективность горения была удовлетворительной, от 84 до 86%. Ядра персика, за которыми следует скорлупа грецких орехов, сожженные с максимальной эффективностью из-за более низких чувствительных тепловых потерь и потерь от неполного сгорания топлива, выделяют более низкие концентрации токсичных газов и повышают эффективность котла за счет улучшения рекуперации тепла в трубах системы.

    Совместное сжигание сельскохозяйственных остатков можно в значительной степени предсказать по сжиганию компонентов топлива, что может принести не только экологические, но и экономические выгоды. Путем смешивания ядер оливок с ядрами персика, миндаля или скорлупы грецких орехов в процентном соотношении до 50% была улучшена общая эффективность системы с точки зрения выбросов и степени сгорания. Эффективность борьбы с вредителями была достигнута при смешивании ядер оливок и ядер персика в соотношении 50:50.

    Эффективность сгорания зависит от типа сырья, массового расхода и коэффициента избытка воздуха.Необходим надежный контроль подачи воздуха для горения и определение оптимальных параметров.

    Заявление о доступности данных

    Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / дополнительный материал.

    Авторские взносы

    DV: руководитель, оценка результатов и написание статей. DL: эксперименты. ES: эксперименты. АВ: эксперименты. СС: оценка результатов. ГБ: техническая поддержка и оценка результатов. Все авторы: внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

    Конфликт интересов

    ГБ использовала компания Energy Mechanical of Crete S.A.

    Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Авторы любезно благодарят AVEA Chania Oil Cooperatives, Союз сельскохозяйственных кооперативов Янницы и частные компании Agrinio и Hohlios за предоставленное топливо, а также лаборатории химии и технологии углеводородов и неорганической и органической геохимии Технического университета Крита. , для анализов CHNS и XRF.

    Список литературы

    Ан, Дж., И Янг, Дж. Х. (2018). Характеристики сгорания 16-ти ступенчатого котла на древесных гранулах с колосниковой решеткой. Обновить. Энергия 129, 678–685. DOI: 10.1016 / j.renene.2017.06.015

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Caposciutti, G., and Antonelli, M. (2018). Экспериментальное исследование влияния вытеснения воздуха и избытка воздуха на выбросы CO, CO 2 и NO x небольшого котла, работающего на биомассе с неподвижным слоем. Обновить.Энергия 116, 795–804. DOI: 10.1016 / j.renene.2017.10.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кардозо, Э., Эрлих, К., Алехо, Л., и Франссон, Т. Х. (2014). Сжигание сельскохозяйственных остатков: экспериментальное исследование для небольших приложений. Топливо 115, 778–787. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.07.054

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кэрролл Дж. И Финнан Дж. (2015). Использование добавок и топливных смесей для снижения выбросов от сжигания сельскохозяйственного топлива в небольших котлах. Biosyst. Англ. 129, 127–133. DOI: 10.1016 / j.biosystemseng.2014.10.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Карвалью Л., Вопиенка Э., Пойнтнер К., Лундгрен Дж., Кумар В., Хаслингер В. и др. (2013). Производительность пеллетного котла на сельскохозяйственном топливе. Заявл. Energy 104, 286–296. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2012.10.058

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    EC (2001). Директива 2001/80 / ЕС Европейского парламента и Совета от 23 октября 2001 г. об ограничении выбросов в атмосферу определенных загрязнителей с крупных установок для сжигания топлива .

    Google Scholar

    ELOT (2011). EN 303.05 / 1999. Предельные значения выбросов CO и NO x для новых тепловых установок, использующих твердое биотопливо . FEK 2654 / B / 9-11-2011.

    Google Scholar

    Forbes, E., Easson, D., Lyons, G., and McRoberts, W. (2014). Физико-химические характеристики восьми различных видов топлива из биомассы и сравнение горения и выбросов приводят к получению малогабаритного многотопливного котла. Energy Conv. Managem. 87, 1162–1169.DOI: 10.1016 / j.enconman.2014.06.063

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Fournel, S., Palacios, J.H., Morissette, R., Villeneuve, J., Godbout, S., Heitza, M., et al. (2015). Влияние свойств биомассы на технические и экологические показатели многотопливного котла при внутрихозяйственном сжигании энергетических культур. Заявл. Энергия 141, 247–259. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2014.12.022

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гарсия-Маравер, А., Заморано, М., Фернандес, У., Рабакал, М., и Коста, М. (2014). Взаимосвязь между качеством топлива и выбросами газообразных и твердых частиц в бытовом котле на пеллетах. Топливо 119, 141–152. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.11.037

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Kortelainen, M., Jokiniemi, J., Nuutinen, I., Torvela, T., Lamberg, H., Karhunen, T., et al. (2015). Поведение золы и образование выбросов в маломасштабном реакторе сжигания с возвратно-поступательной решеткой, работающем с древесной щепой, тростниковой канареечной травой и ячменной соломой. Топливо 143, 80–88. DOI: 10.1016 / j.fuel.2014.11.006

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Крайем Н., Ладжили М., Лимузи Л., Саид Р. и Джегирим М. (2016). Рекуперация энергии из тунисских агропродовольственных отходов: оценка характеристик сгорания и характеристик выбросов зеленых гранул, приготовленных из остатков томатов и виноградных выжимок. Энергия 107, 409–418. DOI: 10.1016 / j.energy.2016.04.037

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Крашкевич, А., Пшивара, А., Качел-Якубовска, М., и Лоренцович, Э. (2015). Сжигание пеллет растительной биомассы на решетке котла малой мощности. Agricul. Agricul. Sci. Proc. 7, 131–138. DOI: 10.1016 / j.aaspro.2015.12.007

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мойерс, К. Г., и Болдуин, Г. У. (1997). «Психрометрия, испарительное охлаждение и сушка твердых частиц», в Справочнике инженеров-химиков Perry, 7-е изд. , ред. Р. Х. Перри и Д. У. Грин (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Mc Graw Hill).

    Google Scholar

    Низетич, С., Пападопулос, А., Радика, Г., Занки, В., и Ариси, М. (2019). Использование топливных гранул для отопления жилых помещений: полевое исследование эффективности и удовлетворенности пользователей. Energy Build. 184, 193–204. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2018.12.007

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Pawlak-Kruczek, H., Arora, A., Moscicki, K., Krochmalny, K., Sharma, S., and Niedzwiecki, L. (2020). Переход домашнего котла с угля на биомассу — Выбросы от сжигания сырых и обожженных оболочек ядра пальмового дерева (PKS). Топливо 263, 116–124. DOI: 10.1016 / j.fuel.2019.116718

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пицци А., Фоппа Педретти Э., Дука Д., Россини Г., Менгарелли К., Илари А. и др. (2018). Выбросы отопительных приборов, работающих на агропеллетах, произведенных из остатков обрезки виноградной лозы, и экологические аспекты. Обновить. Энергия 121, 513–520. DOI: 10.1016 / j.renene.2018.01.064

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рабакал, М., Фернандес У. и Коста М. (2013). Характеристики горения и выбросов бытового котла, работающего на пеллетах из сосны, древесных отходах и персиковых косточках. Обновить. Энергия 51, 220–226. DOI: 10.1016 / j.renene.2012.09.020

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сиппула, О., Ламберг, Х., Лескинен, Дж., Тиссари, Дж., И Йокиниеми, Дж. (2017). Выбросы и поведение золы в котле на пеллетах мощностью 500 кВт, работающем на различных смесях древесной биомассы и торфа. Топливо 202, 144–153.DOI: 10.1016 / j.fuel.2017.04.009

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сутар, К. Б., Кохли, С., Рави, М. Р., и Рэй, А. (2015). Кухонные плиты на биомассе: обзор технических аспектов. Обновить. Устойчивая энергетика Ред. 41, 1128–1166. DOI: 10.1016 / j.rser.2014.09.003

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вамвука Д. (2009). Биомасса, биоэнергетика и окружающая среда. Salonica: Tziolas Publications.

    Google Scholar

    Вамвука, Д., Трикувертис, М., Пентари, Д., Алевизос, Г., и Стратакис, А. (2017). Характеристика и оценка летучей и зольной пыли от сжигания остатков виноградников и перерабатывающей промышленности. J. Energy Instit. 90, 574–587. DOI: 10.1016 / j.joei.2016.05.004

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вамвука Д. и Цуцос Т. (2002). Энергетическая эксплуатация сельскохозяйственных остатков на Крите. Energy Expl. Эксплуатировать. 20, 113–121. DOI: 10.1260 / 014459802760170439

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Цзэн, Т., Поллекс, А., Веллер, Н., Ленц, В., и Неллес, М. (2018). Гранулы из смешанной биомассы в качестве топлива для маломасштабных устройств сжигания: влияние смешения на образование шлака в зольном остатке и варианты предварительной оценки. Топливо 212, 108–116. DOI: 10.1016 / j.fuel.2017.10.036

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Твердое топливо — Factorio Wiki

    Размер стопки

    50

    Стоимость топлива

    12 МДж (горелка)

    Ускорение автомобиля

    120%

    Максимальная скорость автомобиля

    105%

    Опытный образец

    шт.

    Внутреннее имя

    твердотопливный

    Требуемые технологии

    Производитель

    Потребляется

    Используется в качестве топлива

    Твердое топливо — это вид топлива, которое перерабатывается на химическом заводе.Одна единица твердого топлива содержит 12 МДж энергии, что в три раза превышает энергетическую ценность угля.

    Помимо того, что твердое топливо используется в качестве топлива во всех горелочных устройствах, оно также используется для производства ракетного топлива, которое является составной частью компонентов ракет, встроенных в ракетную шахту.

    Рецепты

    Твердое топливо может быть создано из тяжелой нефти, легкой нефти или нефтяного газа.

    Процесс Вход Выход

    20

    +

    2

    1

    10

    +

    2

    1

    20

    +

    2

    1

    Какой рецепт твердого топлива использовать

    • Легкая нефть имеет наилучшее соотношение нефти и твердого топлива (10: 1) и практически не используется в игре, что делает ее лучшим выбором.
    • Тяжелая нефть имеет гораздо худшее соотношение (20: 1), и вместо этого ее следует сначала расщепить до легкой нефти. Процесс крекинга изменяет соотношение тяжелой нефти до 13: 1, что намного лучше.
    • Нефтяной газ также имеет плохое соотношение 20: 1 и в большинстве случаев не должен использоваться для создания твердого топлива.

    Однако полные резервуары тяжелой нефти, легкой нефти или нефтяного газа могут создать резервную копию и заблокировать нефтеперерабатывающий завод от переработки большего количества сырой нефти. Это может создать ситуацию, когда, например, вы не можете производить нефтяной газ, потому что ваши резервуары для тяжелой нефти полны.Желательно создать несколько заводов по производству твердого топлива, чтобы сбросить давление в таких случаях, особенно после того, как были исследованы сети контуров, и фабрики могут включаться автоматически, как только уровень жидкости достигнет определенного значения.

    История

    • 0,17,0 :
      • Относительная стоимость твердого топлива снизилась на 4%.
    • 0,15,0 :
      • Тип топлива теперь влияет на ускорение и максимальную скорость автомобиля.

    См. Также

    Твердотопливный котел «Стропува»: отзывы

    .

    Если вы начали строительство нового дома, то еще на этапе проектирования следует подумать о системе отопления. Если нет возможности подключить электрический или газовый котел, то отличным решением будет оборудование длительного горения. С его помощью можно сэкономить в процессе эксплуатации. Такие устройства обеспечивают хорошую экономию затрат и времени.

    Экономичный

    Их нужно заправлять каждые 12 часов.Также существуют такие котлы, которые работают до трех и более суток, не требуя вмешательства извне. Однако важно не только выбрать тип описываемого агрегата, но и определиться, какому производителю отдать предпочтение. На современном рынке котел «Стропува» очень популярен, о чем речь пойдет ниже.

    Отзывы о различных типах котлов марки «Stropuva»

    Посетив магазин соответствующего товара, Вы можете найти универсальные котлы длительного горения и работающие на твердом топливе.Последний вид может использовать не только дрова, но и древесные отходы. По словам пользователей, основной отличительной чертой этих устройств является независимость от электричества. С помощью таких агрегатов можно будет обогревать помещение даже при отсутствии электричества.

    Котел «Стропува» также универсальный популярный продукт компании. Загрузкой в ​​топку такого устройства могут быть древесные отходы, дрова, торф и брикеты из опилок независимо от их уровня влажности и качества.Как подчеркивают пользователи, для работы такого устройства необходимо подключение к электросети. Только так кислород будет регулярно подаваться в топку. За час котел потребляет 20 Вт, что очень экономично.

    Безопасность

    Покупатели выбирают котел «Стропува» еще и потому, что он отличается безопасностью в эксплуатации. При сильном перегреве, который вызовет перегрузки, котел не может взорваться, его конструкция спроектирована таким образом, что он «сжимается» внутри.Это отопительное оборудование имеет топку большого объема, что позволяет загружать топливо в соответствующем количестве. Он будет гореть постепенно тонкими слоями, по мере того, как воздухораспределитель опускается, а нагретый газ поднимается в дымоход. Тепло в процессе будет отдано внутренним стенкам.

    Отзывы о характеристиках твердотопливного котла марки S40U

    Если вы решили выбрать котел «Стропува» данной модели, вам следует предварительно ознакомиться с характеристиками. Мощность устройства составляет 40 киловатт, а отапливать агрегат можно до 400 квадратных метров.Время горения 120 часов. Как подчеркивают пользователи, этот одноконтурный котел обеспечивает долгое горение на одной закладке. Срок окончательного догорания будет зависеть от теплопотерь здания, качества топлива и температуры наружного воздуха. Котел на дровах длительного горения «Стропува» проработает до 30 часов, время горения на брикетах увеличивается до 48 часов. Если вы используете гранулы, их хватит на 72 часа. Потребителям нравится, что такое оборудование может работать без дополнительных помех на угле до 5 суток.Если выбрать устройство с большим запасом мощности, время горения сильно увеличится.

    Высокий КПД

    Котел твердотопливный «Стропува», отзывы о котором самые положительные, на одной закладке угля может проработать около 12 суток (все зависит от модели). Пользователи выбирают эту модель из-за простоты эксплуатации, экономии времени и денег и высокого КПД, который достигает 90%.

    Отзывы покупателей о модели безопасности

    Если вы решили выбрать описанный котел «Стропува», который рассмотрен в статье, вы можете рассчитывать на безопасность и надежность в эксплуатации.Не так давно существенными недостатками таких котлов были: невозможность работы в автономном режиме и частая необходимость загрузки топлива. Сегодня твердотопливные сборки лишены таких недостатков. В основе управления лежит простая автоматика, которая представлена ​​клапаном с биметаллическим регулятором тяги. Не предусматривает необходимости подключения к электричеству, что обеспечивает полностью автономную работу без электронных автоматов. Рассматривая такой котел «Стропува», отзывы о котором, возможно, позволят сделать правильный выбор, потребители сравнивают его с дизельными, газовыми и электрическими котлами.В последнем всегда существует опасность отключения электроэнергии, возгорания солярки или взрыва газа. Покупателям нравится, что твердотопливный котел сконструирован таким образом, что при многократном превышении нагрузок он не может взорваться.

    Отзывы об универсальном котле марки Mini S8U

    Если вас интересуют котлы длительного горения («Стропува»), то вы можете выбрать указанную выше модель, за нее придется заплатить 68 000 рублей. Мощность устройства составляет 8 киловатт, а отапливаемая площадь может достигать 80 квадратных метров.Время горения на одной топливной закладке 72 часа. Владельцы частных домов отмечают, что этот одноконтурный котел имеет очень понятную схему работы и простую конструкцию, которую может изучить любой пользователь. Это исключит сложность эксплуатации.

    Приобретая такое устройство, вы можете рассчитывать на пятилетнюю гарантию, которая распространяется на корпус, и двухлетнюю гарантию на расходные материалы. Покупателям нравится, что в течение 5 лет они могут рассчитывать на проведение сервисного годового обслуживания. Это оборудование привлекает покупателей еще и тем, что имеет эстетичный внешний вид.Вы можете выбрать любой цвет, который будет подходить к интерьеру комнаты, где будет установлено устройство.

    Отзывы о пеллетном котле марки С20П

    Оплатить данное оборудование будет 102 800руб. Его мощность составляет 20 киловатт, а отапливать можно до 200 квадратных метров. На одноконтурный котел предоставляется пятилетняя гарантия. Как подчеркивают покупатели, при использовании разных пеллет можно получить определенный эффект. Например, брикеты из ольхи горят меньше всего дыма.Они не искры и не стреляют, если сравнивать с дровами. После окончательного сжигания остается примерно 2% золы, а от древесины — 15%. С этим типом топлива можно добиться быстрого повышения температуры и равномерного ее поддержания в течение всего периода выгорания. Время горения увеличено в 1,5 раза по сравнению с дровами. Если вы используете брикеты из торфа, то их нужно поджечь, не открывая канал для нижней подачи кислорода.Коллектор, то есть вентилятор, должен быть включен, трубчатый диффузор должен быть активирован.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *