Котел на угле длительного горения своими руками: Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: пошаговая инструкция + чертежи

Установка

Распределитель воздуха помещают внутрь топки, а сверху надевают крышку, которую закрепляют на корпусе сваркой или внатяг с уплотнением асбестовым шнуром.

Подключают дымовой патрубок к дымоходу. К патрубкам водяной рубашки подсоединяют трубы системы отопления.

После заполнения системы котел можно начинать топить. Пробную топку выполняют с неполной партией топлива, регулируют режимы, и только после этого можно загружать его для работы в полную мощность.

Такой котел, при скромном внешнем виде, вполне способен отопить деревенский или дачный дом, мастерскую, гараж, решив проблему обогрева.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками — Видео

Отопление дома антрацитовым углем: за и против

Отопление дома углем антрацита имеет достоинства и недостатки. Для многих использование источника энергии — совершенно чуждое понятие, потому что им требуются котлы и печи, которые не доступны по всей стране. Бойлеры можно купить и установить для обеспечения тепла. Вот как плюсы, так и минусы использования антрацитового угля для обогрева дома.

Pros

• Это дешевле, чем другие традиционные методы нагрева.По сравнению с домашним печным топливом тонна антрацитового угля может равняться почти 200 галлонам домашнего печного топлива. Это также дешевле, чем пропан, равный 310 фунтам, а одна тонна антрацитового угля равна 8 200 киловатт-часам электроэнергии.
• Горит чисто, без запаха и дыма.
• Может храниться где угодно и не портится. Уголь поставляется наливом или может быть куплен в мешках по 40–50 фунтов. Однако фасованный уголь дороже насыпного или насыпного угля.
• При использовании в бойлере антрацитовый уголь может обогревать ваш дом, а также всю систему водоснабжения, устраняя необходимость в водонагревателе.Тепло котла более эффективно, потому что он нагревает воду, а не воздух. Гидравлические или паровые котлы могут легко обогреть весь многоквартирный комплекс, где каждый блок может регулировать тепло с помощью собственного термостата. Вода в бойлере остается горячей даже тогда, когда нагрев не требуется, и она готова для купания, уборки, стирки и других применений горячей воды.
• Деньги, вложенные в угольное отопление, остаются в США, а не выезжают из страны для поддержки иностранного государства.

Минусы

• Самый большой показатель — доступность.Антрацит находится исключительно в Пенсильвании, в основном в регионе NEPA (Северо-восточный угольный регион Пенсильвании), и из-за транспортных расходов доступ к вашему району может быть ограничен.
• Для сжигания антрацитового угля требуется печь, печь или котел, которые более сложны в эксплуатации, чем печи, работающие на электричестве или природном газе. Кочегарка — это обогреватель, работающий на угле, который требует периодического обслуживания, подачи кусков угля и удаления золы — побочного продукта сжигания угля.Золу необходимо удалять почти ежедневно при постоянном сжигании угля в холодные месяцы и не реже одного раза в неделю в теплое время. На каждые 50 фунтов сожженного угля образуется от пяти до 10 фунтов золы. Если оставить зольник без присмотра, он переполнится, образуя много пыли. Кроме того, необходимо убрать золу из любой системы вентиляции дымохода.
• Пыль создает проблемы при сжигании угля.
• Как и все ископаемые виды топлива, при сжигании антрацитового угля выделяется смертельно опасный угарный газ, поэтому хороший дымоход — необходимость.

Сжигание антрацитового угля для обогрева дома может быть рентабельным вариантом обогрева вашего дома. В отличие от электрического или газового отопления, опорожнять зольник каждый день может быть сложно, а зимой требуется ежедневный доступ к системе сжигания.

Отопление с помощью старой печи Octopus

Я живу в Детройте, и у меня есть две гравитационные печи Sunbeam в моем двухэтажном здании, построенном в 1914 году. Эти печи были переведены с угля на газ где-то после середины 1920-х годов.В городе много таких домов с идентичным дизайном печей. В отличие от всего, что я читал в Интернете, эти топочные системы работают без возврата холодного воздуха. В них используется большой воздуховод диаметром 16 или 18 дюймов, который направляет воздух снаружи непосредственно в основание печи, подавая наружный воздух для горения и обогрева. Горячий воздух поднимается вверх и нагнетает давление в комнатах квартир, просачиваясь сквозь все трещины в жилищном строительстве той эпохи — но с массивными оштукатуренными стенами и хорошо продуманной оригинальной защитой от атмосферных воздействий на окнах с прорезями, которые не так сильно просачиваются, как я. изначально бы подумал.Я никогда не испытывал такой комфортной системы отопления. Отсутствие шума, мало пыли и постоянный нагрев с очень незначительными колебаниями температуры. При полностью открытых регистрах сквозняков в комнатах квартир почти нет. Комнаты просто полностью нагнетаются теплым воздухом, и он медленно выходит наружу, где только может. Воздух в комнатах всегда свежий.

Когда я купил недвижимость 26 лет назад, подрядчики сразу сказали мне заменить печи, но городская инспекция показала, что они функционируют нормально.Для меня было странно, что мне нужно было заменить печные системы, которые тогда работали нормально в течение 78 лет, но мне сказали, что 50% тепла уходит в дымоход и что новые печи приведут к значительной экономии затрат. Я исследовал это в нашей впечатляющей городской библиотеке и обнаружил, что действительно значение 50% в задней части гравитационной печи против 95% в задней части современной печи оказалось правильным. Однако исследования показали, что ценность печи с самотечным воздухом в верхней части дымохода также составляла 95%.Стоимость, указанная для каменного дымохода в сочетании с гравитационной печью, почти полностью соответствует моей ситуации — подвальные печи с большим каменным дымоходом, идущим прямо через середину здания, примерно 35 футов высотой. Дымоход нагревает обе квартиры вместе с сжатым воздухом, оставляя тепловую ценность в пределах конструкции. Учитывая стоимость замены печи и возврат холодного воздуха как из верхнего, так и из нижнего блоков, что намного больше, чем я хотел заплатить, я думал, что мало что потеряю, попробовав первую зиму и увидев то, с чем я столкнулся.Оказалось, что старые конструкции этой системы отопления, найденные в нашей библиотеке, кажутся правильными с точки зрения конкурентоспособных цен. При обсуждении с соседями замененных систем отопления их стоимость отопления была в основном такой же, как и у меня, а комфорт комнаты от этой старой системы был значительно выше.

Единственная проблема, с которой я сейчас сталкиваюсь, — это необходимость найти некоторые из огнеупорных теплоотводов, которые входят в блоки преобразования газа и отводят пламя от кольца огня вверх по внутренним стенкам печи.Кажется, что огнеупорные детали и направляют тепло непосредственно на стенку печи, а затем удерживают и излучают тепло, когда термостат отключает подачу газа. Я могу в конечном итоге использовать их, но я надеюсь найти некоторых.

Я жил в зданиях с гравитационными печами и возвратным потоком холодного воздуха, а также в конструкциях, которые были преобразованы в печи с принудительной циркуляцией воздуха с возвратом холодного воздуха, и ни один из этих типов систем не сравнится по удобству использования сжатого воздуха под давлением. Системы горячего водоснабжения, которые я испытал, обеспечивают многие из удобств сжатого воздуха под давлением, но не постоянную теплую свежесть в середине зимы.

Возможно, это был дизайн Детройта, но он часто использовался здесь в то время. Я думаю, что уникальность этой системы заключается в использовании наружного воздуха для горения и отсутствии возврата холодного воздуха. Когда горелки выключаются, внутренний нагретый воздух не выходит из дымохода, а нагретый внутренний воздух не возвращается через систему, которая создает сквозняки. Никогда не нужно открывать окно, чтобы подышать свежим воздухом посреди зимы.

Подходит ли это вам?

Зима наступает каждый год.Иногда бывает довольно мягко, в то время как в других случаях действительно может дуть снег, дождь или мокрый снег — а это значит, что вам понадобится достаточно эффективное тепло, чтобы согреться и уютно вашей семье во время шторма.

Что такое уличная дровяная печь?

Уличная дровяная печь — это центральный обогреватель, работающий на дровах. Дровяные котлы для установки вне помещений существуют уже много лет. Они представляют собой энергоэффективный и экологически чистый способ обогрева вашего дома.

Как это работает

Газификация — причудливое название для преобразования древесины в энергию — это химия, которая заставляет уличную дровяную печь творить чудеса, обогревая ваш дом, гараж, бассейн, хозяйственные постройки и многое другое.В уличной печи тепло расщепляет древесину на синтез-газ, газ, богатый водородом и углеродом, который затем сжигается для нагрева воды. Нагретая вода отправляется в обменные пункты в вашем доме, чтобы обеспечить тепло там, где оно вам нужно.

Плюсы и преимущества уличного дровяного котла

Для тех, у кого есть готовый доступ к запасу дров, уличная дровяная печь — отличный вариант.

Энергетическая независимость

Во-первых, и часто наиболее важно для людей, ищущих альтернативы, это то, что вы не зависите от нефтяных, электрических, пропановых или газовых компаний.Все под вашим контролем. Независимо от того, рубите ли вы дрова сами или покупаете дрова у местного парня, вы будете обеспечивать теплый дом и горячую воду. Хотя бесконечный горячий душ может стоить вам пары бревен, в конце концов, все в ваших руках.

прочный

Одним из важнейших факторов, которые следует учитывать при выборе котла для наружного применения, является тип стали, используемой в производстве. HeatMaster ^ss строит наши наружные котлы из усиленной титаном нержавеющей стали 409, которая сопротивляется коррозии и выдерживает постоянно высокие температуры.Он также передает больше тепла, не трескается и не деформируется. При правильном уходе качественный уличный котел может прослужить всю жизнь.

Чистое горение

Печи газификации производят гораздо меньше выбросов при более продолжительном сжигании. Благодаря новой технологии уличный котел может сжигать все виды дров, и вам нужно подпитывать печь только один или два раза в день. При хорошо выдержанной древесине и надлежащем сжигании древесное топливо выделяет такое же количество углерода, что и разлагающееся биоматериал, что делает его углеродно нейтральным.Древесина как возобновляемый ресурс экологически безвредна, рентабельна и эффективна. И растет почти везде.

Меньше беспорядка в доме

Поскольку уличный котел находится снаружи, вам не нужно беспокоиться о листьях, коре, насекомых и грязи в вашем доме. (Поверьте нам, ваша жена поблагодарит вас.) Печи серии G HeatMasterss внесены в списки UL и одобрены CSA для установки в гараже, магазине или другой хозяйственной постройке, чтобы вы могли избежать непогоды и при этом сохранить беспорядок на улице.

Экономьте время, деньги и рабочую силу

Отопление дома не обязательно требует больших затрат на кошелек или жизнь. Уличные печи HeatMaster ^ss могут регулировать мощность в БТЕ в периоды низкой потребности в тепле, поэтому вы можете наслаждаться горячей водой в неограниченном количестве или добавить гидромассажную ванну. Благодаря топке большой емкости и домашнему мониторингу вам не нужно постоянно следить за своей печью.

Минусы уличных дровяных печей

Первое препятствие, которое вы должны преодолеть, — это доступ к древесине или топливу.Если у вас нет доступа к дровам, то уличная дровяная печь может быть не лучшим выбором.

Это все еще требует времени и труда

Если вы ищете быстрое решение, не требующее усилий, уличная печь вам не подойдет. Это все еще требует некоторых усилий. Вам нужно будет загружать свою печь не реже одного раза в день, а может быть, и два раза. Дерево не режется само по себе, поэтому вам нужно будет потратить время на планирование, рубку и укладку дров (это отличное семейное занятие).Также необходимо некоторое базовое обслуживание, чтобы он работал с максимальной эффективностью.

Требуется хорошо выдержанная древесина

Уличные печи лучше всего работают с хорошо выдержанной древесиной. Но для хорошо выдержанной древесины нужно время. Древесина с содержанием воды более 25% может быть сожжена, но это вызовет скопление креозота, что потребует более частой очистки. Чтобы древесина была выдержана должным образом, ей нужно уделять время, соответствующее ее свойствам. В то время как некоторые виды древесины могут правильно приправляться в течение года, другие могут занять гораздо больше времени.Единственный способ убедиться в этом — проверить древесину влагомером. (который идет в комплекте с печью).

Требуется место для хранения дров

Правильное хранение древесины как во время выдержки, так и после нее требует места. При добавлении приправы штабель должен иметь воздушный поток, чтобы древесина не высыхала. В идеале, ваше пространство будет защищать древесину от дождя и снега, поскольку стоячая влага создает места для гниения и плесени.

Нужны дополнительные инструменты

Конечно, вы можете купить древесину у местного жителя и при этом сэкономить деньги, но если вы хотите сделать это самостоятельно, это потребует некоторых инвестиций.Для валки деревьев, колки и перемещения древесины требуются дополнительные инструменты, такие как бензопилы и бревна. Эти дополнительные инструменты могут быть простыми — вроде топора и колки — или вы можете придумать что-то необычное — например, гидравлический дровокол. Каким бы способом вы это ни выбрали, вам потребуются некоторый опыт и силы, чтобы добыть дрова, которые вам понадобятся на зиму.

HeatMaster

Уличная печь — это долгосрочное вложение в безопасность и комфорт вас и вашей семьи. Печи HeatMaster ^ss разработаны с учетом особенностей, преимуществ и преимуществ, которые подходят вам, вашему образу жизни и вашей независимости.

Мы предлагаем инновационные функции, которые сэкономят ваше время и избавят от лишних хлопот. Команда HeatMaster ^ss постоянно ищет способы улучшить наши уличные печи, чтобы вы могли жить в комфорте и свободе. Наши наружные печи поставляются с автоматически регулируемыми элементами управления, которые помогают увеличить время горения, уменьшить креозот и обеспечить оптимальную производительность в любых условиях. Мы разработали нашу ручку EZ Clean Handle, чтобы упростить поддержание чистоты теплообменных трубок, чтобы вам не приходилось думать о каких-либо дополнительных инструментах.HeatMaster ^ss G Series одобрен для установки в гараже или надворной постройке, поэтому вам не придется бросать вызов погоде.

Обсудите с нашей командой преимущества уличной дровяной печи, чтобы понять, подходит ли она вам и вашей семье — найдите ближайшего к вам местного дилера HeatMaster ^ss .

Как работают угольные печи | HowStuffWorks

Стоимость отопления дома не становится дешевле. Фактически, он становится дороже с каждым годом, и это не похоже на умирающую тенденцию.В результате многие люди ищут новые способы согреться и находят ответ в старом фаворите — угольных печах. Угольная печь не только обогреет ваш дом, но и сэкономит вам деньги, особенно если вы живете в Пенсильвании. Не волнуйтесь, эта статья объяснит.

Давайте поговорим об угле как о ресурсе. В Соединенных Штатах их очень много. На самом деле, если быть точным, в Соединенных Штатах его примерно 250 миллиардов тонн (227 миллиардов метрических тонн). На Соединенные Штаты приходится четверть мировых поставок угля [источник: Jones Hardware].

Существует четыре основных типа угля, которые можно сжигать: бурый, полубитуминозный, битуминозный и антрацит, которые перечислены в порядке от наименее эффективного к наиболее эффективному. Антрацит имеет самое высокое содержание углерода и, как следствие, отдает больше всего тепла и горит самым чистым [источник: Stoves Online]. Если вы установите угольную печь, вы, несомненно, будете сжигать антрацит, что приводит нас в Пенсильванию.

Почти весь антрацит, используемый между Атлантическим и Тихим океанами, можно найти в Пенсильвании — более 90 процентов [источник: партия].К сожалению, чем дальше вы находитесь от великого «краеугольного камня», тем дороже оно становится. Конечно, есть еще несколько мест, где можно найти антрацит, и действует то же правило. Чем дальше вы от источника, тем дороже вам это будет стоить.

Современные технологии привели к созданию более эффективных и экологически чистых угольных печей. Если у вас есть место для одного в вашем доме, и вы живете в месте, где много антрацита, вы можете сэкономить хорошую сумму.Даже если вы не живете рядом с большим запасом угля, установка угольной печи может оказаться правильным решением. Угольные печи требуют меньшего обслуживания, чем деревянные печи, и они также могут быть более эффективными.

Тепло включается, когда дело доходит до строительства угольных электростанций.

ХОЛКОМБ, Канз. — Кайл Нельсон показывает вверх, чтобы продемонстрировать шестиэтажный главный котел станции Холкомб. Угольная электростанция мощностью 370 мегаватт расположена в холмистой прерии на юго-западе Канзаса, всего в нескольких милях от небольшого городка Холкомб с населением 2100 человек, примерно в 40 милях (65 км) к востоку от границы с Колорадо.Огромные металлические трубы пересекаются далеко над головой в помещении, где температура слишком высока, чтобы ее игнорировать, а грохот машин оглушает.

Нельсон, старший вице-президент и главный операционный директор Sunflower Electric Power Corp. отстегивает тяжелую защелку и распахивает большой металлический люк, открывая огненное сердце 26-летнего завода: печь, в которой непрерывно горит пламя на угле. около 2500 градусов по Фаренгейту (1370 градусов по Цельсию) нагревают бойлер на 55000 галлонов (208 200 литров) для производства пара высокого давления 2400 фунтов на квадратный дюйм (170 килограммов на квадратный сантиметр).Огромная турбина из серого металла, которая преобразует пар в электричество, которое питает стареющие мощные линии электропередач в западном Канзасе, напоминает размер и обтекаемую форму паровоза 1930 года.

«Я просто хочу построить электростанции для удовлетворения системных потребностей», — говорит Нельсон, который отмечает, что его анализ энергетических потребностей западного и центрального Канзаса показал, что даже самая энергоэффективная программа не удовлетворит спрос, который будет расти. в течение следующих нескольких десятилетий. Итак, он хочет построить на этом месте две новые угольные электростанции мощностью 700 мегаватт.

В начале мая Sunflower Electric, кооператив из шести коммунальных предприятий, обслуживающих около 400 000 потребителей, исполнила свое желание — или, по крайней мере, его часть: новый присяжный губернатор Марк Паркинсон (D) объявил о компромиссе с коммунальным предприятием, который позволит построить одну новую угольную электростанцию ​​мощностью 895 мегаватт. Это произошло только после двух лет борьбы с исполнительной властью штата за расширение деятельности Holcomb — планы наложены вето трижды в 2008 году и один раз в 2009 году тогдашним губернатором Кэтлин Себелиус (Германия).

Конфронтация вывела Канзас и Подсолнух на передний край национальных дебатов о прекращении зависимости страны от энергии, работающей на угле.

***

Из дымовой трубы станции Холкомб не поднимаются клубы черного дыма в широко открытое небо Канзаса, так как большая часть токсичных побочных продуктов золы от сжигания угля (более 1,5 миллиона тонн в год) очищается от выбросов станции и хранится в близлежащие водохранилища. Но Холкомб выбрасывает от 1,5 до 1,7 миллиона тонн углекислого газа в год — невидимого парникового газа, который является главной движущей силой глобального потепления, вызванного деятельностью человека. Это одна из основных причин, по которой многие, в том числе Себелиус, выступили против двух угольных электростанций, которые производили бы более 11 миллионов тонн CO2 в год.

Предлагаемая установка мощностью 895 мегаватт создаст около семи миллионов тонн CO2, по словам Стефани Коул, участницы кампании Sierra Club из Канзас-Сити, штат Канзас. Канзас будет нести ответственность за весь этот CO2, получая при этом менее четверти электроэнергии, вырабатываемой заводом. Остальная часть электроэнергии будет отдана двум оптовым поставщикам электроэнергии, помогающим софинансировать расширение Holcomb: производство и передача трех штатов Колорадо, поставляет электроэнергию 44 кооперативам электроснабжения в Колорадо, Небраске, Нью-Мексико и Вайоминге; и базирующийся в Техасе кооператив Golden Spread Electric Cooperative, который обслуживает 16 электрических кооперативов в Техасе и Оклахоме.

Около года назад Sunflower Electric отказалась взять губернатора Себелиуса на очень похожий компромисс: построить угольную электростанцию ​​мощностью 660 мегаватт, которая будет обеспечивать электроэнергией исключительно Канзанс, создавая при этом меньшую нагрузку CO2 на штат, а также увеличение общих ветроэнергетических мощностей компании до 20 процентов. Вместо этого компания обжаловала предыдущий отказ в разрешении на качество воздуха в суде штата и в ноябре прошлого года подала иск против администрации Себелиуса в федеральный суд. (Судья в федеральном деле рассматривает ходатайство ответчиков о прекращении дела; Клэр Гастин, вице-президент Sunflower, говорит, что компания отзовет федеральный иск, когда получит от штата разрешение на качество воздуха на строительство нового завода. .)

«Подсолнечник был первым серьезным и громким решением, отказавшим в разрешении на строительство угольной электростанции, но с тех пор их были десятки и десятки. Практически в каждом случае возник климатический риск», — говорит Патрик Паренто, эксперт. профессор права окружающей среды в юридической школе Вермонта. «Это часть масштабной трансформации энергетической отрасли, которая застала все эти коммунальные предприятия врасплох».

Между тем, экономика, полагаясь на угольную энергию, меняется: несмотря на яростные возражения администрации Буша, в 2007 году U.S. Верховный суд постановил в деле Massachusetts v. EPA, , что Агентство по охране окружающей среды США (EPA) могло и, вероятно, должно регулировать углекислый газ как загрязнитель воздуха в соответствии с Законом о чистом воздухе.

Администрация Обамы быстро приняла решение. В апреле EPA опубликовало свой вывод о том, что «парниковые газы в атмосфере угрожают общественному здоровью и благополучию нынешнего и будущих поколений». Заключение EPA будет завершено в начале лета, что даст агентству полномочия по мониторингу и обязательному сокращению промышленных выбросов углекислого газа, а также пяти других загрязнителей глобального потепления.

Палата представителей США обсуждает закон, который ограничит выбросы CO2 и создаст рынок для торговли разрешениями на загрязнение — предпочтительный метод администрации Обамы для сокращения выбросов CO2 в стране. Это может означать дополнительные расходы на генераторы, выделяющие CO2.

Sunflower заявляет, что не знает, сколько будет стоить строительство электростанции мощностью 895 мегаватт, но, по ее оценкам, две станции мощностью 700 мегаватт обойдутся как минимум в 3,6 млрд долларов. «Будет ли этот завод по-прежнему иметь смысл для Канзаса и для этого рынка, — говорит Паренто, — если вы начнете учитывать все эти затраты?»

***

Если новый завод Holcomb будет продвигаться вперед, Канзас станет чем-то вроде живого лабораторного эксперимента по сравнительной экономической выгоде ветра по сравнению с углем: Siemens Corp.недавно объявили о планах строительства завода стоимостью 50 миллионов долларов в Хатчинсоне — городе в центре Канзаса с населением около 41 000 человек — для производства гондол, трубчатых кожухов на вершинах ветряных башен, содержащих электронику, генераторы и шестерни. Ожидается, что к концу 2010 года на заводе будет изготовлена ​​первая гондола, на нем будет работать около 400 человек.

Джейми Джарнагин, мэр Холкомба, рад, что Sunflower и штат, похоже, приходят к соглашению. «Я считаю, что это станет огромным экономическим стимулом для местного региона», — говорит он.«Вы должны расти, иначе вы проиграете. Многие маленькие городки на западе Канзаса переживают трудные времена, и мы хотим избежать этого». Согласно заявлению офиса губернатора Паркинсона, на пике строительства нового завода будет создано 1500 рабочих мест.

Holcomb Station в настоящее время работает около 130 человек; Ярнагин считает, что новый завод создаст от 60 до 100 дополнительных постоянных рабочих мест.

***

В рамках компромисса Sunflower Electric должна навсегда вывести из эксплуатации две мазутные электростанции в Гарден-Сити, недалеко от Холкомба.Коммунальное предприятие, работающее на территории Среднего Запада, которую прозвали «Саудовской Аравией ветра» за свой потенциал для производства чистой энергии, также будет необходимо прямо или косвенно развивать около 180 мегаватт ветровой энергии, в дополнение к удовлетворению требований. недавно принятый закон штата, требующий, чтобы коммунальные предприятия получали 20 процентов своей электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году. (Согласно компромиссу, подсолнечник должен соответствовать этому стандарту к 2016 году). мощность.Остальное — 42 процента — на угле, а 48 процентов — на природном газе.

По словам Коул, Sierra Club был удивлен и разочарован сделкой. Подсолнечник согласился на компенсацию выбросов углерода в размере чуть более трех миллионов тонн в рамках компромисса, который, по ее словам, «не приближается» к учету выбросов парниковых газов, которые будет производить предлагаемый завод. Например, «эти нефтяные заводы не эксплуатировались последние два десятилетия», — говорит она, и в сумме вырабатывают всего семь мегаватт электроэнергии.

Компромисс также гласит, что Sunflower заменит часть угля на обоих заводах топливом из биомассы, например, древесными отходами. Но, как написано в соглашении, «если это технически или экономически невозможно, им не нужно этого делать», — говорит Коул. Другие положения компромисса о «зеленой энергии» столь же двусмысленны, добавляет она, например, «разумные усилия» для строительства энергетического центра на биотопливе.

«Он просто заполнен элементами, которые не подлежат принудительному исполнению», — говорит Коул.«Многие из нас, кого беспокоят выбросы CO2, хотят видеть что-то, у кого есть зубы».

***

Вернувшись на станцию ​​Холкомб, Кайл Нельсон, кажется, осознает, что углекислый газ представляет опасность — во всяком случае, он не отрицает этого прямо. Но Нельсон не убежден, что Америка действительно готова мобилизоваться для того, чтобы положить конец нашей зависимости от угольной энергии, которая обеспечивает половину электроэнергии страны.

«Общество посылает мне так много противоречивых сигналов», — говорит он.«Если это действительно чрезвычайная ситуация, тогда ладно — включите выключатель. Но знайте, что свет сейчас погаснет».

Строительство русского каменного утеплителя из кирпича — Сделай сам

Незадолго до рассвета истории было обнаружено, что кирпичи обладают особой способностью временно сохранять тепло и выделять его с довольно равномерной скоростью. Поэтому, когда ваша прабабушка каталась на санях, она сначала нагревала кирпич и взяла его с собой в качестве переносного обогревателя. Шло время, люди строили разные виды печей, печей и т. Д., из кирпича и использовали этот принцип для выравнивания теплоотдачи древесины.

В Восточной Европе и некоторых частях Скандинавии зимы были суровыми, и проблема обострилась, поскольку запасы древесины стали настолько истощенными, что временами приходилось использовать солому, щетку или навоз, чтобы согреться. Воспользовавшись способностью кирпича сохранять тепло помимо простого камина, они начали строить каменные печи, которые были закрытыми (так, чтобы воздух подавался наружным воздухом, а не уже нагретым внутренним воздухом), и они спроектировали дымоход так, чтобы Горячие газы, образующиеся при пожаре, проходили через длинный кирпичный лабиринт.Из-за этого большая часть тепла впитывалась в кирпич, а не поднималась в дымоход. По мере того, как тепло проникает в кирпичи, газы охлаждаются и сжимаются, создавая вакуум, который всасывает воздух из воздухозаборника и заставляет эти печи иметь огромную тягу, что делает их высокоэффективными системами сжигания, которые можно очень успешно заправлять практически всем выгорающий.

На домашней выставке в Сиэтле я увидел одну из этих русских (или финских) печей. Это выглядело как хороший ответ на мою проблему.Одним из вариантов, показанных с ним, была труба конденсатора, которая обеспечивала выход горячей воды из печи. Его можно протянуть по всему дому, чтобы распределять тепло печи. Отлично! Но есть одна проблема: цена. Каменщики больше не работают дешево, а каменщики со специальностью еще менее дешевы. (Продавец кирпичной компании сказал мне, что его выгнал со стройки каменщик, который строил русскую печь, но не хотел, чтобы кто-нибудь видел, как это сделать.) Минимальная цена, которую я назвал, составляла 6500 долларов за самую маленькую, которую они сделали. — без излишеств, без горячей воды, не считая дорожных расходов.

Хотя я и не кладовщик кирпича, я построил несколько вещей из кирпича. В студенческие годы я смешивал и носил сырье для укладки кирпича, поэтому знаю основы. На самом деле, чтобы начать, нужно четыре ингредиента: тяжелая работа, хороший глаз, много-много терпения. . . и библиотека. После некоторых поисков я наткнулся на книгу в публичной библиотеке, в которой были подробные планы и инструкции по постройке русской дровяной печи из кирпича. Даже автор этой книги намекнул, что если вы любитель, вам нужно быть немного ненормальным, чтобы попытаться построить свою собственную печь.Как оказалось, он ошибался, но я все равно оценил совет.

Материалы для строительства русской дровяной печи из кирпича

Сначала я начал искать того, кто продал бы мне дверь и нагревательный змеевик для печки. Я выяснил, что производители железных печей не будут продавать вам только дверь, потому что они должны потратить непомерную сумму денег на получение государственного разрешения на продажу своей продукции, и они опасаются, что если кто-то купит дверь с их государственным номером на ней, Затем он изготовит свою собственную печь, не тратя деньги на утверждение своей конструкции.Наконец, я нашел парня, который строил русские печи, который продавал комплектующие. Я начал подозревать, что он не верил, что кто-то действительно доведет дело до конца и построит свою собственную печь, и что, продав мне детали, он меня «зацепит» и в конечном итоге получит контракт на постройку моей печи. Как бы то ни было, через некоторое время он придумал дверь из закаленного стекла и змеевик, который я хотел. Он также дал небольшой совет. Он был знаком с дизайном, который мы получили из библиотеки. Он сказал, что это сработало, но в некоторых местах было слишком светло.Он посоветовал нам выложить еще один полный слой кирпича снаружи. Это сделало и без того крупный проект намного крупнее. Но его доводы казались оправданными, поэтому мы сделали это. Всего требуется кирпичей: 1900.

Мне нужен был еще один специальный предмет: труба, проходящая через пол. Подойдет медная трубка, но меня немного беспокоило то, что со временем она может вступить в реакцию с химическими веществами в бетоне и вызвать коррозию. Как только материал окажется в бетоне, вы не сможете его заменить или отремонтировать.На той же домашней выставке я видел выставку шведского производителя системы теплого пола с использованием пластиковой трубы. Это был трехслойный бутерброд из очень прочного пластика. Теоретически он должен пережить дом. От дистрибьютора я получил полные спецификации, прейскурантные цены и т. Д. Однако, когда я хотел сделать заказ, они сообщили мне, что они всего лишь дистрибьютор, и что мне придется покупать у одного из их дилеров, которых в моем районе было три. . Когда я связался с дилерами, они сообщили мне, что продают только подрядчикам, и, если у меня нет лицензии подрядчика, это не продажа.В этот момент я немного рассердился — эмоция, которая иногда окупается. Я позвонил дистрибьютору и устно отчитал его за то, что он продал мне продукт, который я не мог купить. Он извинился и согласился продать мне то, что я хотел, напрямую по дилерской цене! Его горячие дилеры только что вышли из какого-то бизнеса.

Одна неприятность дровяной печи заключается в том, что вам нужно вытаскивать золу. Я по натуре разносчик, и перетаскивание пепла на ковер в гостиной казалось верным источником жалоб от моей жены.Так как тепловые трубы не проходили в гостиной, где должна была быть печь, мы сделали пол в гостиной на нижней стороне из дерева. Печь вошла в эту деревянную часть пола. Мы залили большой кусок бетона в качестве основания для печи, а затем убрали под пол.

Теперь я просто снимаю решетку, которая находится над вентиляционным отверстием. Затем я беру садовую мотыгу и вытаскиваю золу в топку, позволяя ей стечь через вентиляционное отверстие в пространство у основания печи.Таким образом, немного наклонив голову, я могу убрать золу под домом и снаружи, не испортив дом внутри. Эта конструкция также имеет то преимущество, что используется то же заднее отверстие, что и для забора наружного воздуха.

Кладка дровяной печи кирпича

В какой-то момент моя семья начала понимать, что я серьезно отношусь к размещению огромной (32 дюйма на 76 дюймов на 7 1/2 футов высотой) кучи кирпичей прямо посреди дома, и что это будет самая заметная вещь в доме наша гостиная-столовая.Мой сын Джефф — перфекционист и очень озабочен тем, как все будет выглядеть. Он действительно не думал, что старик будет достаточно терпеливым и осторожным, чтобы убедиться, что этот предмет был прекрасным, а не бельмом на глазу. Я показал ему, как смешивать раствор и как класть кирпич. (В конце концов, я сам замесил большую часть раствора.) Он внимательно изучил книгу, и хотя до того времени он ни разу не положил ни одного кирпича и не видел, чтобы это было сделано, он объявил, что построит печь.

Добавление второго слоя дало нам возможность сделать несколько ошибок, которые не проявились.Используя старую пилу с лезвием для пилы по кирпичу, я разрезал кирпичи, которые нужно было разрезать. Я также смонтировал дверь и зачистку. Внутреннюю часть сделали из мягкого садового кирпича (дешевле и легче резать). Топка и дымоход, которые будут получать много тепла, выложены огнеупорным кирпичом. Для внешней оболочки мы использовали твердый кирпич (дорогой и труднее резать). Печь стоит посередине комнаты на высоте семи с половиной футов с еще семи футов кирпичного дымохода наверху. После того, как мы пробили потолок, мы не увидели причин идти на все работы по проложению крыши из кирпича, поэтому мы установили металлический дымоход, который все равно почти не видно снаружи.Возможно, у меня есть предубеждения, но я не верю, что профессионал справился бы лучше.

Сжигание в дровяной печи

Чтобы в доме было тепло, нужно всего лишь один-два часа сжечь его утром. Потом, когда горячих углей еще много, перекрываем и заслонку, и воздухозаборник. Это задерживает горячий воздух в плите, и он остается горячим около 24 часов и теплым в течение 48 часов. Максимальный нагрев поверхности наступает примерно через 30 минут после выключения печи, настолько короткий, что очень горячие ожоги являются наиболее эффективными.Когда вы достигли максимальной температуры, дополнительное горение в основном нагревает дымоход. В самую холодную зимнюю погоду температура в помещении за ночь падает примерно на три-четыре градуса. (В очень холодную погоду мы обычно также сжигаем вечером.) Вы должны быть осторожны, чтобы не дать огню погаснуть, не выключив его. Если вы забудете, холодный воздух продолжит циркулировать через печь, и вы потеряете большую часть тепла.

Топка имеет длину 40 дюймов, поэтому идеальная длина дров составляет около 36 дюймов.Однако, если вы случайно получите один из них немного длиннее, в нижней части первого дымохода будет около фута пространства, куда вы можете засунуть конец, так что вы действительно можете разместить четырехфутовый кусок дерева. Он идеально подходит для сжигания длинной тонкой ольхи, которую я убираю, чтобы освободить место для хвойных деревьев. Кроме того, на некоторых участках участка слишком много хвойных деревьев прижато друг к другу для хорошего роста. Прореживатели из этих областей очень хорошо подходят для печи. Тогда, конечно, есть много подводных камней. Чем меньше диаметр древесины, тем быстрее (а значит, эффективнее) она горит.

После разжигания горячего огня из дымохода не выходит видимый дым. К тому времени, когда дымовые газы прошли около 35 футов от топки до потолка, они едва ли теплые. Тепло проникает в кирпичи. Возгорание дымохода невозможно. Примерно раз в месяц я открываю две дверцы для очистки на дне дымоходов и вытаскиваю скопившуюся там небольшую часть летучей золы. Креозота не накапливается, хотя иногда я нахожу его на внутренней стороне дверей.Я считаю, что это формируется, потому что пожар только начинается и еще до того, как он набирает скорость.

Помимо физического тепла, которое дает печь, вид пламени через дверь «согревает сердца» Зимними вечерами мы иногда разжигаем небольшой костер, чтобы получить это свечение. Это помогает сделать дом домом. Иногда меня не дает уснуть по ночам из-за болей в спине. Когда это происходит, я сажусь спиной к раскаленному кирпичу и впитываю тепло. Не дает мне дотянуться до аспирина.

Друг подарил нам двухдюймовый клен, только что распиленный.Мы разрезали его и отшлифовали, чтобы получились каминные полки для каждой стороны печи. J-образные болты (закрепленные во внутреннем кирпиче, когда мы строили) обеспечивают прочный анкер для кронштейнов из клена, которые удерживают эти каминные доски.

Распределение тепла внутри пола работает не так хорошо, как ожидалось. Это в первую очередь связано с тем, что мы не сжигаем печь достаточно часто, чтобы бетон оставался нагретым, а дополнительный бетон и сталь, которые они заставили нас положить, увеличили размер блока, который мы должны нагреть. Однако нам удается сохранять достаточно тепло и комфорт.Нам повезло, что мы построили, когда мы это сделали, потому что в соответствии с сегодняшними строительными правилами нам все равно пришлось бы устанавливать тепловой насос, независимо от того, нужен он нам или нет — а мы, конечно же, этого не делаем.

Вы должны научиться управлять своим течением. По той же причине, что требуется много времени, чтобы остыть, также нужно много времени, чтобы нагреться. Если вы дождетесь, пока плита остынет (около 48 часов, чтобы полностью остыть), чтобы разжечь огонь, вас ждет долгий период холода, прежде чем он нагреется, потому что около 90% вашего тепла впитывается в кирпичи.Лишь очень немного излучается из двери. (Если бы я делал это заново, я мог бы включить боковое окно, чтобы сразу же излучалось больше тепла.)

Лучшая часть системы отопления — это то, чего в ней нет — счет за топливо в конце месяца.

Дровяные печи: сталь, железо или камень?

• Стальные печи предназначены для излучения как лучистого, так и конвективного тепла. Конвекционное тепло — это когда комнатное тепло втягивается в камеру вокруг топки, нагревается, а затем отправляется обратно в комнату.

• Чугун в первую очередь выделяет лучистое тепло (тепло, исходящее от материала) и красивее, потому что его можно заливать в декоративные формы. Чугун медленнее нагревается и медленнее остывает.

• Мыльный камень красив и лучше поглощает тепло, чем сталь или чугун.

Первоначально опубликовано: октябрь / ноябрь 1997 г.

Почему современные угольные электростанции лучше по дизайну

В январе президент США Барак Обама предпринял очередное наступление, которое республиканцы назвали «войной с углем», остановив новые договоры на добычу угля на федеральных землях, где сосредоточено примерно 40% запасов угля в США.

Тем не менее, несмотря на протесты со стороны «большого угля», это решение мало повлияет на производство ископаемого топлива в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Компании могут продолжать добычу на условиях аренды, которых, по оценкам, достаточно для поддержания текущего уровня добычи угля на государственных землях в течение 20 лет.

«Даже когда наша страна переходит на более чистые источники энергии … мы знаем, что уголь будет оставаться важным внутренним источником энергии в предстоящие годы», — заявляет министр внутренних дел Салли Джуэлл, доказывая, что, хотя любовь Запада к углю может быть из-за жестких стандартов выбросов, дешевого природного газа и замедления мирового спроса, его зависимость от ископаемого топлива, безусловно, уменьшится.

Согласно прогнозам, к 2040 году мировой спрос на уголь вырастет на 15%, однако при его сжигании в атмосферу ежегодно выделяется почти 14 миллиардов тонн углекислого газа, большая часть из которых связана с выработкой электроэнергии.

«Вы понимаете, что у нас есть уголь 250 лет назад?» Предшественник Обамы Джордж Буш сказал в начале своего второго президентского срока в 2005 году: «Уголь несет в себе опасность для окружающей среды, но я убежден, что можно разработать технологию, чтобы мы могли иметь электростанции, работающие на угле, с нулевым уровнем выбросов.”

Спустя десять лет приблизилось ли это стремление к воплощению в жизнь, и как современные проектировщики электростанций используют конструкции и системы для максимального повышения эффективности работы и сокращения выбросов?

Движение вперед: сверхсверхкритический котел, турбина и генератор

В основе производства электроэнергии на угле лежит паровой цикл. Обычно пылевидный уголь подается в гигантскую промышленную печь, окруженную котельными трубами, заполненными водой. Горящий уголь нагревает воду для создания пара, который под высоким давлением передается на турбины, связанные с генератором.

Во время вращения генератора генерируются электроны, напряжение которых повышается трансформаторами, в то время как пар турбины конденсируется обратно в воду и возвращается в котел для повторного нагрева.

На электростанциях со сверхсверхкритическим паром (USC) экстремальные температура и давление в котле нагревают воду так, что она становится «сверхкритической» текучей средой, которая проявляет свойства жидкой и газовой фаз.

В этом состоянии сверхкритический пар намного эффективнее приводит в движение гигантские турбины, вращающие генераторы завода.Первоначальные затраты на такую ​​технологию на 20-30% дороже, чем у традиционного подкритического блока, но это компенсируется улучшенными уровнями чистого теплового КПД и снижением выбросов.

«Международное энергетическое агентство (МЭА) сообщает, что в 2011 году около 75% угольных энергоблоков во всем мире использовали технологии, не относящиеся к HELE».

Высокоэффективные решения с низким уровнем выбросов (HELE) доказали свою способность сокращать как выбросы, так и затраты на топливо за счет максимального увеличения мощности производимого пара, однако Международное энергетическое агентство (МЭА) сообщает, что в 2011 году около 75% сжигаемых углем подразделения по всему миру использовали не-HELE технологии.

Ситуация едва улучшилась три года спустя, когда исследование МЭА по проектированию угольных электростанций в Китае показало, что глобальный средний КПД работающих угольных электростанций составляет около 33%, что значительно ниже 45% возможных при использовании современные сверхсверхкритические технологии.

Однако прогресс, несомненно, есть. General Electric (GE) со значительным успехом внедряет сверхкритические технологии на угольной электростанции RDK 8 в Карлсруэ, Германия.

Управляемая немецкой энергетической компанией EnBW, станция достигает 47,5% чистого теплового КПД при выработке 912 МВт электроэнергии, что делает ее одной из самых эффективных паровых электростанций, работающих на каменном угле.

Образцы для подражания: передовая электроэнергетика в Дании и Японии

Nordjylland, расположенная в Северной Ютландии, Дания, рекламируется ее владельцем Vattenfall как имеющая мировой рекорд по наиболее эффективному использованию угля с момента пуска блока 3 в 1998 году.

В блоке 3 USC мощностью 400 МВт используется прямоточный парогенератор высотой 70 м, а также паровой цикл с двойным повторным подогревом и холодная морская вода для охлаждения, в результате чего чистый электрический КПД составляет 47% (на основе LHV). Его конструкция двойного назначения позволяет использовать до 91% энергии сжигаемого битуминозного угля.

На тепловой электростанции Исого недалеко от Иокогамы, Япония, находятся два угольных энергоблока. Блок 2 работает при повторном нагреве 600 ° / 620 ° C, достигая эффективности 45%, в то время как Блок 1 работает при несколько более низкой температуре.

В совокупности установки выбрасывают на 50% меньше серы, на 80% меньше азота, на 70% меньше твердых частиц и на 17% меньше углекислого газа, чем предыдущие подкритические блоки, с использованием регенеративной технологии контроля сухого типа с активированным коксом (ReACT), которая улавливает несколько загрязнителей, при этом используется только 1% воды в обычных системах.

В отчете за 2015 год, опубликованном в журнале угольной промышленности Cornerstone, Isogo названа самой чистой угольной электростанцией в мире с точки зрения интенсивности выбросов.Эти два блока более чем вдвое увеличили выработку электроэнергии на объекте, снизив выбросы по сравнению с парогазовой установкой, работающей на природном газе.

Новые рубежи: Китай и передовые сверхсверхкритические технологии

В Юго-Восточной Азии, где прогнозируется рост спроса на энергию на 80%, уголь, вероятно, будет единственным крупнейшим источником энергии. Только за первые девять месяцев прошлого года китайские государственные компании получили первоначальное или полное разрешение на строительство 155 новых угольных электростанций общей мощностью 123 ГВт.

В вышеупомянутом исследовании МЭА 2014 года «Снижение выбросов за счет модернизации угольных электростанций» оценивалась эффективность двух действующих энергоблоков в китайских провинциях Шаньдун и Цзилинь.

«GE уже изучает, что происходит, когда температура пара достигает 1300 ° F».

В дополнение к руководству по модернизации существующих установок новой технологии, в отчете были даны рекомендации по повышению эффективности на этапе проектирования — там, где существует разумная степень гибкости — с использованием сверхкритических условий пара, включения второй ступени повторного нагрева на паровой турбине. и снижение давления в конденсаторе, коэффициента избытка воздуха и температуры отходящего газа.

По данным GE, основной движущей силы в системах контроля качества воздуха (AQCS) на существующих электростанциях, увеличивающей средний глобальный коэффициент полезного действия угольных электростанций с 33% до 40% за счет внедрения передовых решений, таких как сверхсверхкритические технологии сократит годовые выбросы CO2 на две гигатонны и будет способствовать сдерживанию глобального потепления в рамках сценария 2 ° C, определенного МЭА.

GE уже изучает, что произойдет, если температура пара повысится до 1300 ° F (700 ° C) — передовая сверхсверхкритическая технология (AUSC) — которая может достичь КПД сжигания угля до 50%.Такие высокие давления и температуры потребуют от проектировщиков электростанций использования более совершенных никелевых или никель-железных суперсплавов, а также решения проблем при изготовлении и сварке.

В 2014 году Alstom и Southern Company объявили о важной вехе в развитии AUSC: температура парового контура поддерживается на уровне 760 ° C в течение 17 000 часов на заводе Barry Unit 4 в Алабаме, США.

Расширяя границы проектирования электростанций таким образом, отрасль ископаемого топлива будет гарантировать, что чистый уголь продолжит играть ключевую роль в глобальном энергетическом балансе до середины века и в последующий период.

Связанные компании

AAF International

Газотурбинное оборудование, фильтры, услуги и контроль шума

28 августа 2020