Пиролизные котлы: описание, принцип работы, вид топлива, достоинства и недостатки

На сегодняшний день твёрдое топливо является одним из наиболее востребованных видов топливного сырья наряду с нефтяными и газовыми продуктами. Категория твёрдотопливных котлов включает в себя 3 вида оборудования: классические чугунные котлы, пеллетные и пиролизные.

Главным отличием пиролизных котлов является обособленный процесс горения, основанный на принципе пиролиза. Последний подразумевает термический распад органических и неорганических соединений и их последующую газификацию. В процессе горения остаточные продукты выводятся по отдельности, вследствие чего конструкция таких котлов предусматривает наличие 2-х камер. По сути, пиролизный котёл это газогенераторное устройство, механизм работы которого подразумевает разделение продуктов горения на твёрдый остаток и газообразное вещество и их обособленное друг от друга удаление. КПД таких котлов составляет до 92%.

Пиролизные котлы можно поделить на 2 группы:

  •  энергозависимые газогенераторные котлы;
  •  энергонезависимые газогенераторные котлы.

Первые отличаются большой требовательностью к качеству топлива (не больше 25% влажности) и усложнённой схемой эксплуатации. В таких котлах нельзя использовать обычные древесные отходы, например щепу, хворост и проч. Второй вид предусматривает возможность применения любого твёрдого органического топливного материала, а также отходы, влажность которых колеблется в пределах 50%.

Пиролизный котел

Пиролизный котел

Конструкция пиролизного котла

В зависимости от спектра функций пиролизные котлы делят на 3 вида:

  •  одноконтурные пиролизные котлы: используются для непосредственного обогрева помещений путём нагрева воды в отопительной системе;
  • двухконтурные пиролизные котлы: помимо обогрева одновременно служат источником горячей воды;
  • пиролизные парогенераторы.

Строение пиролизного котла включает в себя цельносварной корпус из листовой стали, с расположенной внутри камерой сгорания с 2 отсеками. В обязательном порядке конструкция котла включает в себя вентилятор, контроллер, теплообменник, форсунку, патрубки подачи воды, каналы подачи воздуха и дымоход.

Камера поделена на 2 части. Газифицирующий отсек предназначен для топлива. Второй – для продуктов горения. В качестве разделителя между этими отсеками служит колосник, на котором располагается топливное сырьё. В небольших моделях обеспечение тяги осуществляется посредством вентилятора. В более крупных котлах эту функцию выполняет специальный дымосос.

В верхней части конструкции котла располагается канал первичного воздуха, через который кислород попадает в камеру горения. Канал вторичного воздуха находится под газифицирующей камерой и служит для подачи воздуха во 2-й отсек, где происходит его смешивание с выделяемыми продуктами горения.

Конструкция пиролизного котла

Конструкция пиролизного котла

Принцип работы пиролизного котла

Как ранее указывалось, функционирование рассматриваемых котлов происходит по принципу пиролиза. Температура пиролизного процесса варьируется в пределах 200-800°C. В первом отсеке происходит первичное сгорание топлива. Путём создания искусственного дефицита кислорода осуществляется медленное тление топлива, в процессе чего синтезируется газ. Выделяемые продукты сгорания через форсунку попадают во второй отсек, где смешиваясь с вторичным воздухом, летучие вещества сгорают, а часть тепла, выделяемая при этом, направляется в обратно, в 1-й отсек. Таким образом, поддерживается процесс пиролиза.




При наличии водного аккумулятора тепла, через специальный патрубок в теплообменник подаётся вода, где под воздействием высоких температур образуется пар. Он также служит разбавляющим компонентом для остаточных продуктов горения и предотвращает котёл от перегрева.

Главным отличием пиролизных котлов от другого твёрдотопливного оборудования является подача воздуха сверху, правда встречаются модели с нижней или боковой подачей. Поскольку конструкция пиролизного оборудования предусматривает повышенное аэродинамическое сопротивление, то нагнетание воздуха осуществляется посредством вентилятора/дымососа. После прохождения полного цикла обработки, выделяемые газы проходят через конвективную часть теплообменника и выводятся посредством дымохода наружу.

Вид топлива для пиролизных котлов

В качестве топливного сырья для пиролизных котлов могут быть использованы любые твердотопливные компоненты, а именно:

  •  древесное топливо: дрова, отходы деревоперерабатывающей промышленности, топливные брикеты, пеллеты и проч.;
  • уголь: каменный, бурый, кокс;
  • торфяные брикеты;
  • целлюлозосодержащие древесные отходы.

Принципиальным значением обладает степень влажности топлива. Оно должно быть сухим. В противном случае мощность котла существенно снижается и появляется дым, а если влажность слишком высокая оборудование вообще не будет функционировать.

Защитные механизмы пиролизного котла

Поскольку любое отопительное оборудование является потенциально опасным, то, разумеется, оно оснащается специальными защитными механизмами. У пиролизных котлов они могут быть различными, в зависимости от модели. Среди наиболее распространенных:

  •  термостатический регулятор воздуха, посредством которого осуществляется поддержка уровня температуры в определённых пределах;
  •  датчик давления, препятствующий перегреву теплообменника;
  •  предохранительный клапан и система аварийного сброса рабочей среды: в случае превышения заданного предела давления происходит автоматический сброс горячей воды (термостатический клапан даёт сигнал о необходимости понижения температуры, заслонка открывается и вода удаляется) и др.

Контроль над функционированием пиролизного котла осуществляется посредством электронного блока управления, который позволяет не только отслеживать соответствие работы котла определённым параметрам, но и устанавливать заданные показатели по собственному усмотрению. Некоторые модели предусматривают возможность управления дистанционно, при помощи пульта.

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Пиролизный котел фото

Пиролизный котел фото

У пиролизных котлов, как и у любого отопительного оборудования, имеются свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ выделяют:

  •  регулируемый процесс сжигания топлива: время тления может составлять от 12 до 48 часов в зависимости от объёма самой камеры и количества загруженного сырья;
  •  обеспечение полного сгорания топлива: в виду 2-х ступенчатого этапа сгорания достигается не только максимальное устранение горючих материалов, но и выделение повышенного коэффициента тепла;
  •  2-х этапный процесс горения позволяет минимизировать избыток воздуха в выводимых газах, вследствие чего использование такого оборудования целесообразно с экономической точки зрения;
  • благодаря системе автоматической регулировки и управления функционирование пиролизного котла характеризуется повышенной безопасностью и удобством контроля над ним;
  • высокая температура в газифицирующей камере существенно снижает процент вредных веществ, выделяемых в ходе горения;
  • возможность использования различных видов твёрдого топлива.

Среди недостатков пиролизного оборудования:

  •  высокая стоимость данных котлов;
  • преобладающее количество моделей являются энергозависимыми (правда, встречаются котлы с дополнительным источником автономного питания);
  •  минимальный показатель загрузки топлива 50% от общего объёма камеры, в противном случае КПД резко уменьшается;
  •  высокие требования к степени влажности топливного сырья.

Резюмируя вышеизложенное надо отметить, что, несмотря на некоторые недостатки, на сегодняшний день пиролизные котлы относятся к категории наиболее эффективного отопительного оборудования. И даже на фоне своей высокой стоимости в ходе эксплуатации они полностью оправдывают затраченные средства.

Статьи по теме

1 комментарий Пиролизные котлы: описание, принцип работы, вид топлива, достоинства и недостатки

  • Аленка сказал:

    На мой взгляд самым отличным защитным механизмом у пиролизных котлов является предохранительный клапан система сброса, это пожалуй самый эффективный и предотвращающий всякие несчастные случаи способ. И конечно же, пусть такое отопительно оборудование и опасно в эксплуатации, пиролизные котлы являются наиболее эффективным видом отопительного оборудования

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Введите ваш email: