Котлы с пиролизным сжиганием топлива (газогенераторные котлы)
Пиролизные котлы (газогенераторные котлы) на российском рынке — это давно не новость. Потребитель уже знаком с этим названием. Его (потребителя) уже не удивляет, что пиролизные котлы, как правило, в 1,5 — 2 раза дороже традиционных твердотопливных, потому что время их работы на одной загрузке в разы превышает время работы дровяных и угольных котлов. А что, в конечном счете, может быть важнее для потребителя, чем время работы котла? Кому понравится просыпаться среди ночи от холода и, стуча зубами, бежать в котельную, чтобы подбросить дрова в ненасытное жерло?
Почему же пиролизные котлы могут работать на одной закладке топлива сутки и даже дольше? Разумеется, время их работы может измеряться в широких пределах в зависимости от многих факторов, а именно: температуры на улице, необходимой температуры в помещении, степени утепления дома, вида и влажности топлива, а также от того, насколько правильно спроектирована и смонтирована система отопления.
С чем это связано?
Во-первых, при сжигании дров, особенно влажных, невозможно достичь таких высоких температур, как при сжигании полученного из них газа.
Во-вторых, для горения газа необходимо меньше вторичного воздуха, чем для горения дров, благодаря чему выше температура горения и, следовательно, эффективность и время горения.
В-третьих, процессом горения пиролизного газа легче управлять, поэтому работа газогенераторного котла поддается автоматизации практически так же, как газового или жидкотопливного.
Что такое пиролиз?
В основу работы газогенераторного котла положен принцип пиролизного сжигания (или сухой перегонки) топлива, суть которого заключается в том, что под действием высокой температуры и в условиях недостатка кислорода сухая древесина разлагается на летучую часть — так называемый пиролизный газ и твердый остаток — древесный уголь (кокс).
Пиролиз древесины осуществляется при температуре 200 — 800°С. Причем процесс этот экзотермический, то есть идущий с выделением тепла, за счет чего, кстати, улучшается прогрев и подсушивание топлива в котле, и происходит подогрев поступающего в зону горения воздуха.
Смешение кислорода воздуха с выделившимся пиролизным газом при высокой температуре вызывает процесс горения последнего, который используется в дальнейшем для получения тепловой энергии. При этом следует отметить, что пиролизный газ в процессе сгорания взаимодействует с активным углеродом, в результате чего дымовые газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей, являясь, по большей части, смесью углекислого газа и водяного пара. И даже СО2 такой котел будет выбрасывать в атмосферу до 3-х раз меньше, чем обычный дровяной и, тем более, угольный котел.
В процессе пиролизного горения образуется минимальное количество сажи и золы, поэтому котел реже, чем обычный, нуждается в чистке.
Из чего выбрать?
На сегодняшний день на российском рынке пиролизные котлы предлагаются несколькими производителями: ATMOS, DAKON, OLYMP, OPOP, VIESSMANN.
Как мы видим, большинство из них чешские. Поэтому логично будет рассмотреть конструкцию и работу пиролизного котла на примере одного из чешских производителей, например завода DAKON. Сделать это будет уместно еще и из тех соображений, что «Комфорт-Эко» работает с заводом DAKON уже почти 10 лет и хорошо знакома с его продукцией.
К слову сказать, завод DAKON существует с 1949 года, а к 1970-му году стал одним из крупнейших производителей котлов на твердом топливе. Пиролизные котлы завод начал впервые выпускать в 1996 году, это были котлы марки GASOGEN, которые в 2005 году были сняты с производства и заменены усовершенствованной и более технологичной моделью KP PYRO.
Пиролизные котлы DAKON
Если говорить о пиролизном котле DAKON, то конструкция его такова: корпус котла сварен из стали толщиной 4-6 мм, в верхнюю часть загружается топливо, в нижней расположена камера сгорания с керамическими блоками. Верхняя часть отделена от нижней керамической форсункой.
В задней части — коллектор продуктов сгорания с вытяжным вентилятором, в передней части — верхняя (загрузочная) и нижняя дверцы. На верхней панели находится пульт управления с элементами регулировки. Подача основного воздуха обеспечивается с помощью регулировочных сегментов в боковых панелях, вторичный воздух нагревается в задней части коллектора продуктов сгорания и по трубам подводится в форсунку.
Образовавшийся в топке пиролизный газ при помощи вытяжного вентилятора засасывается в камеру сгорания, где, смешиваясь с вторичным воздухом в керамической форсунке, горит с максимально возможной для древесного топлива полезной теплоотдачей. Пиролизное горение обеспечивает котлу КПД на уровне 85-88%.
Как уже было отмечено, к положительным особенностям котла можно отнести, в первую очередь, то, что его работа поддается достаточно точной регулировке, в отличие от обычных твердотопливных котлов. Автоматика котла управляет работой вытяжного вентилятора и циркуляционного насоса. На пульте управления можно менять мощность в диапазоне от 50 до 100% от номинала, а терморегулятором, которым укомплектован котел, устанавливать требуемую температуру теплоносителя.
В настоящее время DAKON начал выпускать пиролизные котлы в чугунном корпусе -DAMAT PYRO. Собственно говоря, материал корпуса является основным отличием котла DAMAT PYRO от уже известного KP PYRO. Чугунный котел долговечнее, так как обладает повышенной, по сравнению со стальным, устойчивостью к смолам и кислотам, образующимся в процессе пиролизного горения. Кроме того, чугун менее подвержен низкотемпературной коррозии, поэтому DAMAT PYRO может работать с 50%-ной мощностью, например, в осенне-весенний период.
К недостатком котлов DAKON, как, впрочем, и большинства пиролизных котлов, можно отнести разве что его энергозависимость — без электричества, от которого питается вентилятор, котел работать не будет. Однако, учитывая то, что вентилятору требуется всего 85 Ватт (как обычно лампочке), эту проблему можно решить путем установки небольшого дизельного генератора.
Пиролизные котлы OPOP
В данном контексте, будет уместно упоминуть пиролизный котел другой чешской фирмы OPOP — H730 PYRO.
В котле OPOP H730 образующиеся при пиролизе топлива на колосниковой решетке газы через горелку диффузорного типа поступают в камеру сгорания, где с помощью вторичного воздуха происходит их сжигание. При этом вторичный воздух в камеру сгорания не нагнетается вентилятором, как у большинства пиролизных котлов, а засасывается в процессе движении газов по камере сгорания через специальную перфорированную трубку. Регулировка мощности котла в данном случае осуществляется изменением степени открытия заслонок первичного и вторичного воздуха, при этом котел полностью автономен (не зависит от электричества) и обеспечивает КПД на уровне 85%.
Несколько слов о топливе
Пиролизные котлы рекомендуется топить как можно более сухой древесиной, тогда обеспечивается работа котла на максимальной мощности и длительный срок его службы.
Например, дерево с 12 — 20%-ным содержанием воды имеет теплоту сгорания 4 кВт-час на 1 кг древесины, дерево с 50%-ным содержанием воды имеет теплоту сгорания 2 кВт-час / 1 кг древесины.
Зависимость теплотворной способности топлива от содержания воды в древесине*
Как видно из графика, полезное энергетическое содержание древесины весьма существенно снижается в зависимости от объема содержащейся в нем воды.
Сырая древесина мало греет, плохо горит, сильно дымит и существенно сокращает срок службы котла и дымоходной трубы. Мощность котла снижается до 50%, а расход топлива увеличится в два раза.
| Вид древесины | Количество теплоты на 1 кг | ||
| Ккал | кДж | кВт-час | |
| ель | 3900 | 16250 | 4,5 |
| сосна | 3800 | 15800 | 4,4 |
| береза | 3750 | 15500 | 4,3 |
| дуб | 3600 | 15100 | 4,2 |
| бук | 3450 | 14400 | 4,0 |
* — по данным ATMOS
О.
Беловол, «Комфорт-Эко»
Газогенераторные котлы — особенности и принцип работы
Главная >
Статьи >
Газогенераторные котлы
Газогенераторные либо пиролизные (по принципу работы) котлы пользуются спросом благодаря высокой экономии топлива в сочетании с привлекательным КПД.
Основные характеристики котлов газогенераторов
- Главным отличием газогенераторных котлов от других аналогов отопительного оборудования является объем камеры загрузки. Ряд производителей данных агрегатов существенно увеличивают этот модуль, благодаря такому конструктивному новаторству котлы-газогенераторы способны функционировать сутки и более до следующей загрузки. Также используется программируемый блок, посредством которого можно управлять температурным режимом, причем как в целом в помещении, так и с установлением разницы для прямой подачи и обратки. На основе вводимых корректировок выбирается определенный режим работы пиролизного котла.
- Газогенераторные котлы подразделяются по виду топлива. Чаще всего потребитель отдает предпочтение универсальным моделям, в которых можно использовать сразу несколько видов энергоресурсов. Хотя замечено, что древесина существенно увеличивает КПД агрегата.
- Важным моментом считается и расположение камеры сжигания, что влияет на эксплуатационные характеристики. В большинстве случаев верхняя установка данного модуля указывает на энергозависимость отопительного оборудования, в связи, с чем общую схему следует дополнить генератором или источником бесперебойного питания во избежание нештатных ситуаций в энергоснабжении и сбоев в программе настроек.
- В сравнении с иным оборудованием для отопления монтаж газогенераторных котлов существенно проще, благодаря отсутствию необходимости получения разрешения на установку, а также использованию дымоходов с простой конструкцией, без ограничений по высоте и температурному режиму.
Принцип функционирования газогенераторных котлов
- В герметичную топку помещаются дрова и с помощью запальника зажигаются.
- В камере температура при помощи горелки достигает до 200-800 градусов.
- Происходит окисление топлива, в процессе чего выделяется газ.
- При смешивании с кислородом образуется горючая смесь.
- Горючая смесь поджигается, что приводит к выделению тепловой энергии.
Схема работы газогенераторного котла
Котлы газогенераторы — преимущества и недостатки
Стоимость газогенераторных котлов несколько выше аналогичного оборудования, работающего по другому принципу. Это объясняется выгодами, которые получает потребитель в результате эксплуатации подобных агрегатов:
- Использование любых видов твердотопливных энергоресурсов.
- Эти котлы иначе называют устройствами длительного горения, благодаря низкой скорости сгорания топлива.
- Упрощенная эксплуатация в сочетании с минимальным уходом.
- Точное программирование температурного режима.
- Абсолютная экологичность, минимизация вредных выбросов в атмосферу.
- КПД достигает 100%.
При выборе той или иной модели пиролизных котлов следует учитывать и особенности:
- Высокая масса оборудования.
- Энергозависимость некоторых моделей.
- Интервал в закладках топлива хоть и продолжителен, но все-таки необходимость участия человека в функционировании агрегата присутствует.
Статьи по теме:
На сколько хватает автономной газификации?
Плюсы и минусы автономного газоснабжения
Газопоршневые установки, электростанции
Выбор котла на дачу, в коттедж
Автономная газификация — требования
Требования к котельным
Как выбрать газгольдер
Свойства сжиженного газа
Провести газ быстро
Остались вопросы? Мы поможем Вам сделать правильный выбор!
Газификация и пиролиз биомассы для получения дожигательного газа для сжигания в угольных котлах — Исследовательский портал Делфтского технического университета
C Storm, H Spliethoff, KRG Hein
Результаты исследования: Глава в книге/Материалы конференции/Отредактированный том › Конференция вклад › Научный
| Язык оригинала | Не определен/неизвестен |
|---|---|
| Название принимающей публикации | Beitraege zur DGMK-Fachbereichstagung, 9-12 апреля0013 |
| Place of Publication | Hamburg |
| Publisher | DGMK |
| Pages | 87-97 |
| Number of pages | 11 |
| ISBN (Print) | 3- 931850-65-X |
| Статус публикации | Опубликовано — 2000 |
| Событие | Energetische und stoffliche Nutzung von Abfaellen und Biomassen, Велен — Гамбург Duration: 10 Apr 2000 → 12 Apr 2000 |
| Name | |
|---|---|
| Publisher | DGMK |
| Conference | Energetische und stoffliche Nutzung von Abfaellen und Biomassen , Велен |
|---|---|
| Период | 04. 10.00 → 04.12.00 |
- ZX Int.klas.verslagjaar < 2002
- АПА
- Автор
- БИБТЕКС
- Гарвард
- Стандарт
- РИС
- Ванкувер
Сторм, К.
, Сплитхофф, Х., и Хайн, КРГ. (2000). Газификация и пиролиз биомассы для получения дожигательного газа для сжигания в угольных котлах. In Beitraege zur DGMK-Fachbereichstagung, 10-12 апреля (стр. 87-97). ДГМК.
Шторм, С ; Сплитхофф, Х ; Хайн, КРГ. / Газификация и пиролиз биомассы для получения дожигательного газа для сжигания в угольных котлах . Beitraege zur DGMK-Fachbereichstagung, 10-12 апреля. Гамбург: ДГМК, 2000. С. 87-9.7
@inproceedings{ae73ac99ae104987ba62b7cd53977c59,
title = «Газификация и пиролиз биомассы для получения дожигательного газа для сжигания в угольных котлах»,
keywords = «ZX Int.klas.verslagjaar2»,
,
автор = «C Storm and H Spliethoff and KRG Hein»,
year = «2000»,
language = «Undefined/Unknown»,
isbn = «3-931850-65-X»,
publisher = » ДГМК»,
стр. = «87—97»,
booktitle = «Beitraege zur DGMK-Fachbereichstagung, 10-12 апреля»,
note = «null ; Дата конференции: с 10 апреля 2000 г.
по 12 апреля 2000 г.,
}
Storm, C, Spliethoff, H & Hein, KRG 2000, Газификация и пиролиз биомассы для получения дожигательного газа для сжигания угля. Beitraege zur DGMK-Fachbereichstagung, 10-12 апреля DGMK, Гамбург, стр. 87-97, Energetische und stoffliche Nutzung von Abfaellen und Biomassen, Velen, 04.10.00.
Газификация и пиролиз биомассы для получения дожигательного газа для сжигания в угольных котлах. / Шторм, С; Сплитхофф, Х; Хайн, КРГ.
Beitraege zur DGMK-Fachbereichstagung, 10-12 апреля. Гамбург: ДГМК, 2000. с. 87-97.
Результаты исследований: Глава в книге/Материалы конференции/Отредактированный том › Вклад конференции › Научный
TY — GEN
T1 — Газификация и пиролиз биомассы для получения дожигательного газа для сжигания в угольных котлах
AU — Storm, C
AU — Spliethoff, H
AU — Hein, KRG
PY — 2000
Y1 — 2000
кВт — ZX Int.
Klas.verslagjaar <2002
M3 — конференция
SN — 3-931850-65 -X
SP — 87
EP — 97
BT — Beitraege Zur Dgmk -Fachbereichstagung, 10-12
Pb — Dgmk
Cy -Hamburg
y2 -10 -апрель. с 2000 г. по 12 апреля 2000 г.
ER —
Часто задаваемые вопросы о котлах
Что такое управление лесным хозяйством?
Управление лесным хозяйством может привести к более чистому воздуху, более безопасным сообществам и снижению затрат на пожаротушение, но его наибольшая ценность может заключаться в решении проблемы углеродной нейтральности и того, что оно скрывает под землей.
Управление лесами помогает сократить выбросы парниковых газов.
Это снижает угрозу и серьезность лесных пожаров, которые являются значительным источником предотвратимых выбросов. Он также удерживает ископаемое топливо под землей.
Исследования показали, что активное ведение лесного хозяйства может обеспечить значительно большую выгоду от выбросов углерода, чем стратегии управления, предусматривающие выделение лесов в заповедники. В то время как молодые заповедные и управляемые леса улавливают или удаляют из атмосферы и хранят примерно такое же количество углерода, как и стоящие деревья, активно управляемые леса могут обеспечить дополнительную выгоду, компенсируя использование ископаемого топлива за счет производства низкоуглеродной энергии из леса и лесопилки. остатки.
Использование лесов для снижения нагрузки на топливо приносит немедленные дивиденды. Меньшее количество топлива означает менее интенсивные лесные пожары, большую безопасность пожарных, меньшие экологические последствия и меньшие выбросы парниковых газов. Углеродная выгода очевидна – предотвращение выбросов и защита постоянного углерода – за счет улавливания разбавителей, которые в противном случае могли бы сгореть, и использования их для выработки энергии, может быть дополнительным плюсом.
При прореживании лесов собранную биомассу или ветки, кусты и небольшие деревья можно измельчить и использовать для производства энергии. Энергия биомассы берет углерод, который находится над землей — древесную щепу — и удерживает его над землей, сжигая его на электростанциях для производства электроэнергии. Энергия биомассы является углеродно-нейтральной, потому что для производства энергии высвобождается не больше углерода, чем было бы, если бы растительность просто разлагалась.
При сжигании ископаемого топлива, наоборот, углерод, который безопасно хранился под землей, высвобождается в атмосферу. Сжигание ископаемого топлива каждый раз увеличивает выбросы углерода.
Управление лесным хозяйством может сократить выбросы от лесных пожаров и сжигания ископаемого топлива, потому что каждый мегаватт, выработанный из биомассы, может заменить мегаватт, выработанный из выброса ископаемого топлива. Замена угольной энергии биомассой, побочным продуктом устойчивого лесопользования, может уменьшить углеродный след во всем мире.
Каковы преимущества использования древесной биомассы?
Древесное топливо имеет несколько экологических преимуществ по сравнению с ископаемым топливом. Древесину можно постоянно пополнять, что обеспечивает устойчивые и надежные поставки. Однако необходимо практиковать надлежащее управление лесами, чтобы гарантировать, что условия выращивания не ухудшатся во время производства биомассы.
Чистое образование двуокиси углерода при сжигании древесины невелико, потому что CO2, образующийся при сгорании древесины, равен CO2, потребляемому в течение жизненного цикла дерева. При транспортировке материала с использованием нефти образуется избыток CO2.
Древесное топливо содержит минимальное количество тяжелых металлов и крайне низкое содержание серы; древесное топливо не представляет угрозы для загрязнения кислотными дождями. Выбросы твердых частиц из древесины можно контролировать с помощью стандартных устройств контроля выбросов, таких как мешочные фильтры, циклонные сепараторы и электронные осадители.
Зольный остаток минимальный. Обычно древесная зола составляет менее 1% от веса древесины, а иногда зола может использоваться в качестве удобрения.
Основным экономическим преимуществом систем сжигания древесины является то, что древесное топливо обычно дешевле, чем конкурирующие ископаемые виды топлива. Однако цена на древесину для использования в качестве топлива может сильно варьироваться. Иногда, когда имеются избыточные запасы древесных отходов на близлежащих предприятиях по производству лесоматериалов или предприятиях по переработке твердых бытовых отходов, стоимость может быть очень низкой или даже отрицательной. Транспорт для доставки от места поставки до установки по сжиганию или переработке древесины является основной статьей расходов на древесное топливо.
Что такое возобновляемая биомасса и технологии газификации?
Газификация
Газификация – это процесс, при котором углеродосодержащие материалы, такие как биомасса, превращаются в монооксид углерода и водород путем взаимодействия сырья при высоких температурах с контролируемым количеством кислорода и/или пара.
Полученная газовая смесь называется синтез-газом или «сингазом».
ТЭЦ
Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), также известное как когенерация, представляет собой эффективный, чистый и надежный подход к производству электроэнергии и тепловой энергии из биомассы. Установив систему ТЭЦ, предназначенную для удовлетворения базовых тепловых и электрических нагрузок объекта, ТЭЦ может значительно повысить эффективность работы объекта и снизить затраты на энергию. В то же время ТЭЦ снижает выбросы парниковых газов, которые способствуют глобальному изменению климата.
Анаэробное сбраживание
Анаэробное сбраживание представляет собой серию процессов, в которых микроорганизмы расщепляют биоразлагаемый материал в отсутствие кислорода. Он широко используется для обработки осадков сточных вод и органических отходов, так как помимо производства биогаза обеспечивает уменьшение объема и массы исходного материала.
Пиролиз
Пиролиз – это процесс термического разложения, происходящий при умеренных температурах с высокой скоростью передачи тепла частицам биомассы и коротким временем пребывания горячего пара в зоне реакции.
Быстрый пиролиз биомассы дает жидкий продукт, пиролизное масло или бионефть, которые можно легко хранить и транспортировать.
Усовершенствованное биотопливо
Усовершенствованное биотопливо — это возобновляемое топливо, полученное из возобновляемой биомассы, обеспечивающее сокращение выбросов парниковых газов на 50 процентов по сравнению с обычным биотопливом. Определение современного биотоплива включает целлюлозное биотопливо, дизельное топливо на основе биомассы, биобутанол, зеленый бензин и другие проверенные и потенциально возобновляемые виды топлива для транспорта.
Что такое компенсации парниковых газов (ПГ)?
Компенсация выбросов парниковых газов (ПГ), иногда называемая компенсацией выбросов углерода, представляет собой торгуемый товар, представляющий собой единицу сокращения или недопущения выбросов ПГ. Как правило, компенсация выбросов парниковых газов представляет собой сокращение или исключение одной метрической тонны эквивалента двуокиси углерода (CO2e).