Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Твёрдое топливо

Искусственное твердое топливо

Искусственное твердое топливо — древесный уголь и кокс являются основными видами топлива в доменном производстве чугуна.

Из искусственных твердых топлив в промышленных печах применяется пылеугольное топливо, приготовляемое из различных ископаемых углей посредством размола в специальных установках.

К искусственному твердому топливу относятся кокс, торфококс, термоантрацит, древесный уголь, пылевидное топливо.

В качестве искусственного твердого топлива для доменного производства чугуна иногда применяют древесный уголь — кокс, получаемый в специальных печах из углей Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского и Печорского бассейнов. Лучшим является кузнецкий кокс с 0 5 — 0 6 % серы и 12 — 13 5 % золы.

Общая схема коксохимического производства.

Основной продукт коксохимического производства — искусственное твердое топливо, кокс, выход которого составляет до 75 % от массы коксуемого сырья. Кокс необходим в черной и цветной металлургии ( металлургический кокс), литейном производстве и химической промышленности. Около 80 % производимого в стране кокса используется в доменном производстве, поэтому к металлургическому коксу предъявляются определенные требования по прочности, однородности гранулометрического состава, зольности, содержанию серы и др. Обеспечить эти требования можно только при использовании сырья с определенными свойствами. Важнейшим из этих свойств является спекаемостпъ — способность угля при нагревании без доступа воздуха образовывать из разрозненных зерен твердый остаток в виде прочных кусков.

Кроме перечисленных естественных видов топлива, к группе I могут быть отнесены искусственные твердые топлива — кокс ж полукокс.

Кроме перечисленных естественных видов топлива, к группе I могут быть отнесены искусственные твердые топлива — кокс и полукокс.

К естественному твердому топливу относятся дрова, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, горючие сланцы; к искусственному твердому топливу относятся древесный уголь, полукокс, кокс, брикеты. К естественному жидкому топливу относится нефть; к искусственному жидкому топливу относятся бензин, керосин, лигроин, мазут, спирт.

В различных зонах и районах страны тот или другой вид находит большее применение. В целом более широко используют естественное топливо местного значения ( торф, древесину), в республиках Прибалтики — горючие сланцы, в Средней Азии — отходы сельскохозяйственного производства. Искусственное твердое топливо находит ограниченное применение. Различные виды твердого топлива сжигают в теплосиловых установках и широко используют в быту.

Топливо бывает твердое, жидкое и газообразное. Различают топливо естественное и искусственное. К естественному твердому топливу относятся: дрова, торф, бурый уголь, каменный уголь, горючие сланцы. К искусственному твердому топливу относятся: древесный уголь, кокс и полукокс.

По физическому состоянию топливо подразделяют на твердое, жидкое и газообразное. Топливо, которое встречается в природных условиях в состоянии, пригодном для промышленного использования, называется природным. Топливо, получаемое при переработке природного топлива, называют искусственным. К твердому природному топливу относятся дрова, торф, бурый и каменные угли, антрацит, горючие сланцы и др. К искусственному твердому топливу — древесный уголь, полукокс, кокс, брикеты.

Подходящие виды топлива

Как уже было сказано, универсальный котел отопления может работать от разных видов топлива. Итак, что можно выбрать?

Если вы решили применять твердое горючее, то в этом качестве может выступать:

  • уголь;
  • дерево;
  • прессованные топливные гранулы;
  • отходы от деревообрабатывающей промышленности.

https://youtube.com/watch?v=qjwrEuT3WZ4

Если вы решили применить жидкое топливо, то в универсальных моделях можно успешно использовать:

  • бензин;
  • дизтопливо;
  • керосин.

Также вы можете остановить свой выбор на отоплении при помощи природного газа. Этот вид топлива на данный момент считается наиболее экономичным. Однако это практично не для всех видов частного отопления, ведь для его использования необходимо соблюдение некоторых условий.

Особенности газового отопления

Чтобы универсальные котлы можно было использовать на природном газе, важно соблюсти некоторые условия. Это не только защитит вашу семью от различных опасностей, но и исключит проблемы с газовым надзором

Прежде чем использовать отопительные котлы на газу для своего дома, необходимо:

  • проложить газовую магистраль (там, где ее еще нет);
  • пригласить сотрудников газовой конторы для контроля ее прокладки;
  • регулярно обеспечивать сотрудникам пожарной инспекции допуск для проверки газового оборудования.

Большинство универсальных котлов, работающих на газу, способны самостоятельно включаться и отключаться. Это зависит от степени нагрева воды в системе.

Ее температуру также можно регулировать при помощи специального рычага.

Что лучше: заводская или самодельная модель?

Некоторые умельцы, видя популярность и распространенность универсальных моделей, решили самостоятельно собрать нужную на базе твердотопливного котла. Они приобретают разные типы горелок и самостоятельно подключают котлы к газовым магистралям. Допустимы ли такие работы?

Самостоятельным переоборудованием заниматься не стоит. Почему? Для этого есть две причины:

  • безопасность;
  • неэкономичность.

Обычно перед тем, как котел попадает в магазин, он проходит тестирование в заводских условиях. Дома это сделать не представляется возможным. Следовательно, владелец дома не может быть полностью уверен в надежности своего оборудования. Такие котлы могут представлять серьезную опасность.

Приобретая котел в специализированном магазине, вы можете быть уверенными, что ваш дом будет в безопасности, а система отопления прослужит долгие годы!

Правила устройства дымоходов для твердотопливных котлов

Дополнительные требования для организации дымохода указывает производитель котла в технической документации. Обязательное следование рекомендациям необходимо для поддержания стабильного процесса горения, безопасной и эффективной работы агрегата.

Котлы на угольном топливе оборудуют преимущественно керамическими дымоходами, которые выдерживают температуру до 1200?. Уходящие дымовые газы не оставляют отложений на гладкой керамической поверхности. Устойчивая структура материала не подвержена коррозии, не боится конденсата. Элементы воздуховода, слоя утеплителя, керамзитобетонной оболочки используют для монтажа внутренних и наружных участков дымохода.

Керамические трубы — популярный материал для обустройства дымохода твердотопливного котла

Металлические дымоходы выполняют из устойчивой к воздействию коррозии жаростойкой стали, которая выдерживает температуру 800?. Конструкция стального дымохода представляет сэндвич-трубу: прослойка теплоизоляции располагается между внешней и внутренней металлической оболочкой. Стальные дымоходы совместимы со всеми видами твердотопливных котлов. Обязательный элемент стального дымохода — компенсатор линейной деформации. Узел необходим для сохранения целостности и герметичности проходных соединений трубы сквозь кровлю.

Конструкция стального дымохода

Традиционный для очагов, каминов, отопительных печей огнеупорный кирпич для выкладки дымоходов в настоящее время используют редко. Кладка дымовой трубы из кирпича требует наличия навыков и опыта производства печных работ.

Требования к устройству дымоходов котлов на твердом топливе:

  • сечение дымохода должно соответствовать размеру патрубка котла для отвода газов;
  • высоту, диаметр, длину разгонного участка дымохода указывают в технической документации котла;
  • вертикальность конструкции соблюдают независимо от места расположения дымохода (допустимая длина наклонных участков не превышает 1 метр);

Варианты организации дымохода

  • двустенные (утепленные) дымоходы из металлических труб применяют в холодных помещениях и на улице (конструкция предупреждает охлаждение продуктов сгорания, снижение тяги и появление конденсата);
  • на поворотных участках устраивают лючки для прочистки дымохода;
  • соблюдают противопожарные расстояния между дымоходом и легко воспламеняемыми конструкциями;
  • оголовок дымохода оборудуют дефлектором и искрогасителем.

Твердотопливный котел с автоматической подачей топлива в системе отопления частного дома

Процесс горения

  1. Стадия инертного прогрева;
  2. Стадия разложения компонентов топлива;
  3. Стадия химического взаимодействия газообразных окисл. горючих элементов. При этом взаимодействии выделяется большое количества тепла.

Все эти процессы протекают одновременно и практически не разделены на пространственные зоны у поверхности горящей шашки. Высокое содержание в продуктах сгорания ТРТ твёрдых частиц снижает влияние давления на скорость горения шашки. Для уменьшения влияния случайных перепадов давления и начальной температуры на скорость горения шашки и колебания тяги, используют катализаторы горения ТРТ. Чаще всего в качестве катализаторов горения выступают минеральные или органические соединения переходных металлов. Например: оксид железа, оксид хрома, бихромат свинца, оксид свинца, карбонат свинца, ферроцен, трис-ацетилацетонаты кобальта и хрома и др. Эти добавки вносят в составы баллиститных ТРТ и СТТ, чаще всего, в количестве 1-5%.

В любом случае, повышение давления в области горения шашки приводит к некоторому увеличению скорости горения. При некоторых условиях это может привести к разрушению корпуса РДТТ. Высокие температуры также могут приводит к размягчению некоторых баллиститных топлив и изменению их формы в корпусе РДТТ. При запуске такого РДТТ происходит разрушение шашки и закупорка критического сечения сопла.

Факторы, влияющие на величину скорости горения:

  • Фракционный размер частиц окислителя и металлического горючего
  • Состав топлива
  • Влияние начальной температуры
  • Влияние давления в камере сгорания
  • Влияние технологических добавок
  • Влияние скорости газового потока, обдувающего горящую поверхность топлива.

Дизельные котельные. Котельные на дизельном топливе. Завод

Котельная на дизельном топливе — агрегат с теплогенератором и вспомогательным оборудованием, предназначенная для выработки горячего теплоносителя либо пара.

Используется как для отопления помещений, так и в целях выработки горячего теплоносителя или пара для производственных нужд. Наиболее часто в качестве теплоносителя используется вода.

Горячая вода или пар от котельной подается потребителю посредством теплотрассы либо паропровода.­

Дизельные котельные зачастую используются как автономно работающий генератор тепла на объектах, не подключенных к газовым сетям либо электросетям достаточной мощности.

Также часто котельные на жидком топливе используют для временного теплообеспечения, например на этапе строительства или в случае аварии.

Также такой практике применения дизельных котельных способствует то, что для их эксплуатации не требуется сложных согласовательных процедур и сопроводительной документации, как, например, для газовых котельных.

Примерно в 30% заказов дизельных котельных на Заводе «КотлоАгрегат» Заказчик заявляет потребность укомплектовать модуль котельной дизельным электрогенератором, и приобретает себе на объект полностью автономный источник не только тепла, но и электроэнергии.

Обеспечение дизельной котельной топливом:

Характеристики топлива:

Эффективность использования дизельного топлива обусловлена:

  • удобством его перевозки и складирования;
  • способностью обеспечивать КПД котельной до 95%;
  • выбросом в атмосферу меньшего количества серы и золы в результате сгорания по сравнению с альтернативным жидкого топливом для котельных.

На горелку теплогенератора (котла) дизельное топливо подается температурой не менее +12°С., поэтому расходная емкость располагается внутри. По нормативам ее объем не может превышать 800 литров, поэтому если есть необходимость обеспечить работу установки больше, чем на несколько дней, предусматривают вынесенный за пределы резервуар для дизельного топлива.  

Дизельная котельная: расход топлива

В модульных дизельных котельных производства завода «КотлоАгрегат» существенно снижен расход топлива. КПД наших котельных равен 95% в результате комплекса мер, обеспечивающих более полное сгорание топлива.

Средний расход дизельного топлива 

Соответственно, организации, приобретающие дизельную котельную Завода КотлоАгрегат с производительностью горелки, например, 500 кВт, экономят в месяц около 9000 литров дизельного топлива.

Ориентировочно расход дизельного топлива (при работе котла на полную мощность) можно «прикинуть» по очень простой формуле: Расход топлива (л/час) = мощность горелки (кВт) х 0,1. Таким образом, расход дизельного топлива при мощности котла 25 кВт примерно равен 2,5 л/час.

Дизельные котельные от ЗАО «Завод КотлоАгрегат»

Наш завод изготавливает модульные дизельные котельные мощностью от 25 кВт до 40’000 кВт.

Преимущества наших котельных:

  • повышенный КПД
  • снижение расхода топлива на 12% по сравнению со среднеотраслевым расходом.
  • снижение габаритов котельной за счет применения инженерной системы.
  • честные цены за счет серийности производства
  • оптимизация цены агрегата — котельная проектируется точно под нужды Заказчика.

Варианты исполнения дизельных котельных:

  • блочно-модульное исполнение в отдельных транспортабельных контейнерах;
  • стационарное исполнение с возможностью возведения здания на объекте Заказчика;
  • мобильное исполнение на шасси.

Все виды дизельных котельных Завода «Котлоагрегат» могут быть исполнены под любой вид теплоносителя; спроектированы как производственные или как отопительные котельные.

Наиболее массовой продукцией Завода «КотлоАгрегат» в линейке дизельных котельных являются блочно-модульные дизельные котельные.

Модульная дизельная котельная:

Модульная котельная на дизельном топливе представляет собой установку полной заводской готовности. Все оборудование собирается на каркасе в утепленном блок-контейнере, легко транспортируемом авто или ж/д транспортом.

Внутри модуля располагается основное теплогенерирующее оборудование, а также приборы управления и безопасности и инженерные коммуникация. В состав установок как и котельных на нефти входят автоматические системы пожаротушения.

На объекте эксплуатации блочно-модульная дизельная котельная подключается к тепло/паро-проводам. Котельная в обычном режиме работы управляется автоматически без обслуживающего персонала.

Цена дизельной котельной рассчитывается исходя из технического задания Заказчика.

Как рассчитать, сколько твердого топлива необходимо иметь в запасе?

Владельцы отопительных приборов, работающих от твердого топлива, должны понимать, какое количество сырья иметь в запасе для бесперебойной подачи тепла. Досконально посчитать сложно, многое зависит от мощности агрегата, размера отапливаемой площади. Лучший способ определить приближенное к истине количество необходимого сырья на время отопительного сезона – воспользоваться калькулятором.

Калькулятор расчета среднего расхода твердого топлива для отопления

Основной показатель, определяющий количество дров для топки — мощность котла. Параметр прописан в паспорте товара. Если в качестве твердого топлива выбраны дрова, необходимо указать:

  • породу дерева;
  • степень просушки.

Если использован другой вид топлива, нужно выбрать из выпадающего списка нужный тип, калькулятор рассчитает дневную, недельную, месячную норму дров, другого материала. Онлайн калькулятор позволит без усилий, хлопот рассчитать количество необходимого сырья.

Типы жидкотопливных котлов

О различии горелок по типу топлива мы уже упомянули, о наличии разных ступеней мощности тоже. Пару слов о форм-факторе котлов: горелка может располагаться внутри корпуса теплогенератора либо снаружи. Во втором варианте она является легкосъёмной и может быть за пару часов заменена на газовую. Ещё пару десятков лет назад универсальные теплогенераторы газ/жидкое топливо считались рациональным выбором. Но сегодня, когда появилось конденсационное газовое оборудование с модулируемыми горелками, а универсальные котлы из-за невозможности изменения конструкции теплообменника существенно уступают им по КПД, двухтопливное решение уже нельзя назвать актуальным.

По возможности нагрева воды для горячего водоснабжения ЖТКО делятся на:

  • Одноконтурные, имеют только контур для нагрева теплоносителя.
  • Двухконтурные с проточным нагревателем, горячая вода проходит непосредственно через выделенную секцию водяной рубашки.
  • Двухконтурные со встроенным бойлером.

Марки котлов на твердом топливе российского производства

Анализ технических характеристик поможет составить общее представление о твердотопливных котлах длительного горения. Отзывы потребителей на независимых форумах дают объективную оценку отечественных разработок.

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск):

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск)

Достоинства:

  • КПД котлов модельного ряда Zota Mix — 80%, Pellet — 90%;
  • комбинированные стальные твердотопливные котлы Zota Mix работают на любом виде топлива (сжиженный или природный газ, электричество, жидкое топливо);
  • камера сгорания и зольный ящик расположены внутри водяной рубашки;
  • регулируемая заслонка дымохода, механический тягорегулятор и подсос воздуха эжектором, который установлен в топочной дверце, обеспечивают полное сгорание топлива при минимальной тяге;
  • внешняя поверхность корпуса покрыта антикоррозийным полимерным составом;
  • съемная дверца за передней панелью обеспечивает доступ для чистки газохода;
  • возможность ремонта.

Конструкция котла Zota Mix

Недостатки:

  • нужен запас топлива и место для его хранения;
  • затраты по доставке, выгрузке и складированию дров, угля, брикетов;
  • снижение производительности котлов Zota Mix при использовании некачественного топлива (бурый уголь на 10?20%, сырые дрова на 60?70%);
  • для Zota Mix — ручная загрузка топлива, очистка зольника, стенок топки, газоходов и дымового патрубка;
  • обязательная подготовка котловой воды (жесткость до 2 мг-экв/л);
  • установка в отдельном помещении;
  • для котлов линии Zota Mix необходима установка теплоаккумулятора, дымососа, бойлера.

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск):

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск)

Достоинства:

  • бюджетный вариант твердотопливных котлов с водяным контуром для дома (цена 11000?25000 рублей);
  • компактный размер;
  • водяной теплообменник охватывает топку со всех сторон (кроме фронта);
  • выдвижной зольный ящик;
  • монтажное гнездо для регулятора тяги;
  • возможность подключения к дымовой трубе любой конфигурации;
  • стальной теплообменник позволяет упрощенное подключение к отопительной обвязке (без подмеса);
  • конструкция адаптирована для работы на газу и электричестве.

Котлы «Каракан» от производителя ООО «Сибтеплоэнергомаш»

Недостатки:

  • устаревшая конструкция, примитивная автоматика низкого качества;
  • заявленные производителем технические характеристики (мощность, отапливаемая площадь и КПД) по отзывам потребителей не соответствуют фактическим показателям.

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома):

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома)

Достоинства:

  • обеспечивает стабильное горение топлива любой сортности и степени влажности;
  • эффективная работа котла с одной закладки в течение 8 часов;
  • экономный расход топлива;
  • совместимость генератора с системами естественной или принудительной циркуляции;
  • экологичный агрегат, топливо проходит цикл полного сгорания, не образуя вредных выбросов в атмосферу;
  • конструкция топки обеспечивает выход на эффективный режим работы за 40 минут.

Твердотопливные пиролизные котлы «Буржуй & К»

Недостатки:

  • сложный монтаж: подключение должны производить работники специализированных предприятий, имеющих лицензию на данный вид деятельности (в противном случае гарантия от завода-изготовителя на агрегат не распространяется);
  • ручная закладка топлива и чистка камеры сгорания;
  • большой вес.

Установка и эксплуатация твердотопливных котлов должны производиться в соответствии с правилами пожаробезопасности

Для обогрева загородной дачи, гаража или теплицы возможно изготовление твердотопливных котлов длительного горения своими руками. Видео с материалами на эту тему можно найти в интернете. Но помните, что главным условием использования отопительного оборудования, является пожаробезопасность. А гарантировать выполнение этого условия может только сертифицированный производитель при должных условиях эксплуатации и монтажа оборудования.

Виды по способу сжигания топлива и конструкционным особенностям

Горение — процесс быстрого разложения древесины на газы с последующим окислением углерода до углекислоты. Оптимальное горение всегда выделяет большое количество тепла. Увеличить время и эффективность горения древесины можно различными способами.

Колосниковые

Горение происходит на колосниковых решётках, через которые проходит воздух. Топливо горит во всём объёме, интенсивность пламени регулируется подачей воздуха через зольную дверцу.

В режиме длительного горения такой котёл неэффективен, так как горение замедляется задержкой подачи воздуха.

Бо́льшая часть разложившейся до пиролизных газов древесины не сгорает и оседает на стенках дымохода в виде сажи. Оптимальным вариантом использования такого котла является режим форсированного горения и накопление тепловой энергии в теплоаккумуляторе.

Пиролизные

Пиролизный котёл обеспечивает длительное горения одной закладки дров благодаря послойному разложению дров на пиролизные газы с последующим сгоранием. Горение в такой топке происходит не по всей массе загрузки, в камере газификации горит только нужное количество топлива. Тепло получается при сжигании пиролизных газов и улавливается теплообменником на дымоходе. Использование пиролиза возможно только в довольно узком диапазоне мощности, к этому параметру стоит отнестись очень щепетильно.

Фото 2. Внутреннее устройство и принципы работы твердотопливного котла длительного горения пиролизного типа.

Существенным недостатком пиролизных котлов является их энергозависимость. Для поддержания горения газов и разложения твёрдого топлива воздух нагнетается вентиляторами. Этот недостаток сопровождается несомненным достоинством — благодаря принудительной подаче воздуха есть возможность точно регулировать температуру теплоносителя при устойчивом горении. Оборудование автоматизируется, при бункерной подаче топлива (опилок, пеллет) достигается феноменально долгое время автономной работы.

Большое преимущество пиролизных котлов — их относительная всеядность. При некоторых регулировках и конструктивных особенностях пиролиз происходит на шелухе, соломе, опилках. пеллетах, кусковой древесине, коре.

Верхнего горения

Революционный взгляд на увеличение длительности горения на одной закладке — заставить гореть топливо не во всём объёме снизу вверх, а послойно, сверху вниз.

Фото 3. Внешнее и внутреннее устройство твердотопливного котла с верхним типом горения. Стрелками указаны части прибора.

Устройство простое: камера сгорания заполняется дровами, воздух подаётся через дифференцированную систему воздуховодов. Горение происходит только сверху закладки, при достаточной подаче воздуха топливо сгорает полностью.

Конструктивные особенности котла определяют вид используемого топлива. По возможности, закладка должна быть плотной, чтобы угольки не проваливались вниз и не образовывали новых очагов горения. Оборудование работает на крупных кусках древесины, но их придётся пересыпать опилками, щепой, пеллетами. Главное — равномерное распределение топлива по площади камеры.

Топить углем или торфобрикетами невозможно, т. к. это топливо с высокой зольностью. А также из-за повышенного образования золы нельзя применять влажную древесину.

Шахтного типа

Усовершенствованная конструкция котлов верхнего горения. Воздух подаётся через специальный телескопический воздуховод, на котором установлен «блин» груза.

Топливо сгорает постепенно сверху вниз, прижатое массивным раскалённым металлом. Пламя раздувается подаваемым непосредственно в зону горения воздухом.

Конструкция блестяще реализована в изделиях фирмы «Стропува», многократно скопирована и усовершенствована тысячами конструкторов и народных умельцев.

Конструкция привлекает внимание поразительной гибкостью настроек, простотой, долговечностью, феноменальным КПД и длительностью горения. Котёл работает самостоятельно, без применения вентиляторов и воздуходувов

Загрузка топлива должна быть максимально равномерной. Котёл прекрасно работает на любой сухой древесине: щепа, опилки, солома, кусковые дрова, небольшие поленья, пеллеты. На пеллетах время горения значительно увеличивается, соответственно загрузка котла требуется реже.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации