Принцип работы и устройство пиролизных котлов
Вы когда-нибудь задумывались, сколько тепла уходит в воздух вместе с дымом из котла? В отдельных случаях эта цифра может достигать 30–40%. А ведь есть более совершенные пиролизные котлы, эффективно отапливающие дома и производственные объекты при помощи отходов производства и даже автошин. КПД таких установок превышает 90%, а это обеспечивает снижение расходов на отопление. Принцип работы пиролизных котлов позволяет использовать газ, выделяемый из топлива при определенных условиях, что и обеспечивает высокую эффективность оборудования.
Конструктивные особенности пиролизных котлов
Основное отличие котельного оборудования этого класса — наличие дополнительной камеры сгорания, в которой осуществляется сжигание выделяющейся в процессе пиролиза смеси газов. Во всем остальном устройство пиролизных котлов довольно стандартно:
- Загрузочная камера с повышенным объемом. При работе она плотно закрывается дверцей, что позволяет предотвратить неконтролируемый подсос воздуха, который для котлов такого типа абсолютно не нужен.
- Получаемый в процессе пиролиза газ поступает в топку, где и происходит сжигание газов, обеспечивающее получение тепловой энергии.
- Вся полученная тепловая энергия нагревает теплоноситель, который циркулирует в водяной рубашке. По сути, это обычный стальной или чугунный теплообменник, большая площадь которого гарантирует быстрое повышение температуры в системе отопления.
- В большинстве случаев пиролизные котлы комплектуются двумя вентиляторами. Один из них работает на нагнетание и предназначен для подачи во вторую топку свежего подогретого воздуха, необходимого для сжигания смеси газов. Второй работает на вытяжку и предназначен для удаления оставшихся продуктов сгорания.
- Образующаяся зола скапливается в нижней части котла, которая отделена от топки колосниковой решеткой. Для чистки зольника и второй камеры сжигания предусмотрены специальные дверцы.
- Дымоходы пиролизных котлов не имеют принципиальных отличий. Отметим, что благодаря сжиганию газов в продуктах сгорания остается меньше агрессивных примесей и сажи, поэтому чистить систему дымоудаления приходится гораздо реже.
Устройство пиролизного котла предполагает наличие системы автоматики, регулирующей интенсивность процесса пиролиза и горения газа в зависимости от температуры воды в системе отопления или воздуха в помещении. Отметим, что для работы вентиляторов и системы управления требуется подключение к электросети, поэтому данный тип котлов считается энергозависимым.
По какому принципу работают пиролизные котлы
А теперь давайте разберемся, чем же обеспечена высокая эффективность и по какому принципу работают пиролизные котлы.
При тлении древесины или другого топлива при недостатке кислорода получают смесь пиролизных газов, в которые входят угарный и углекислый, метан и водород, другие углеводороды. Практика показала, что из одного килограмма дров можно получить до 1,2 кубометров газообразного топлива. Отметим, что по теплотворности подобная смесь мало в чем уступает природному газу.
На этом и основан принцип работы пиролизного котла:
- Основная топка полностью загружается дровами, щепой, отходами РТИ или углем, после чего выполняют розжиг.
- Как и у других котлов длительного горения применяется принцип «верхнего горения», при котором топливо тлеет слоями сверху вниз. Но существует большое отличие — процесс происходит при недостатке воздуха.
- Получаемая в процессе смесь газов поступает в основную камеру сгорания. Туда же нагнетается свежий воздух, который прогревается по пути.
- Полученная газовоздушная смесь сжигается с выделением большого количества тепла, а оставшиеся продукты удаляются через дымоход.
- Интенсивность горения и температура теплоносителя регулируется за счет изменения количества воздуха, подаваемого в топку.
Как видите, принцип действия пиролизного котла довольно прост. При этом он позволяет получить дополнительную энергию, которая в обычном котельном оборудовании просто выбрасывалась в воздух. Возможная экономия топлива может составлять 15-20% в зависимости от модели котла.
Основные плюсы пиролизных котлов
Пиролизные котлы основной вид оборудования, которое реализует наша компания Котел 52.
- Повышенный коэффициент полезного действия при использовании различных видов топлива, в том числе и отходов производства.
- Возможность получать в 3-4 раза больше тепловой энергии без увеличения количества сжигаемого топлива.
- В зависимости от объема топки время горения одной закладки дров может составлять от 12 до 24 часов, а в некоторых случаях даже больше. Благодаря этому котел очень удобен в обслуживании и не требует постоянного контроля со стороны человека.
- Для этого котельного оборудования характерна высокая экономичность. Практика показала, что для котлов с тепловой мощностью 350–400 кВт вполне хватает 1,9 кубометров топлива в сутки.
- В удаляемых продуктах сгорания остается минимальное количество золы и вредных примесей, они практически все сгорают. Благодаря этому существенно снижается влияние на окружающую среду, да и чистить дымоход приходится гораздо реже.
По своей эффективности пиролизные котлы можно сравнить с газовым котельным оборудованием. Именно этот факт и определил все возрастающую востребованность установок этого типа. И это несмотря на то что стоимость таких котлов несколько выше по сравнению с обычными моделями. Ведь эксплуатационные расходы, да и сама цена отопления при использовании подобного оборудования существенно снижаются.
Посмотрите наше видео
Принцип работы пиролизных котлов — как работают пиролизные котлы
11.08.2022
Сжигание древесины и угля, это первейшее изобретение, которое применил человек для обогрева своего жилья. Почти в неизменном виде оно используется и сейчас в печах, большинстве видов отопительных котлов. Но любое изобретение может быть усовершенствовано. По сути, принципы работы пиролизных котлов основаны на измененных условиях сжигания топлива, которые являются следствием одной из попыток усовершенствования оборудования.
В обычных отопительных приборах древесина или уголь прогорают при интенсивной подаче воздуха. Но большая часть образующегося тепла уходит в атмосферу с выделяющимся при этом газе. Изменение в конструкции котлов дало возможность практически все выделяющееся тепло использовать на нагрев теплоносителя.
Слово пиролиз в названии использовано не случайно, при переводе с греческого оно звучит, как термическое разложение. В новом типе отопительного оборудования все продукты первичного разложения сжигаются, давая дополнительную энергию нагрева. КПД работы таких отопительных приборов увеличивается до 80-92%.
Особенности конструкции
В оборудование добавлено несколько элементов, которых в котлах обычного типа нет. Это вторая топочная камера, вентилятор подачи воздуха в камеру вторичного горения, каналы для прохода газов из первичной топки, термостат, регулирующий норму подачи воздуха в камеры.
Принцип работы пиролизного котла длительного горения не зависит от порядка расположения топок.
Первая камера, в которую загружается топливо, обычно располагается вверху. Но она может быть размещена внизу, или на одном уровне со второй. Главное, наличие каналов, по которым будут отводиться продукты пиролиза во вторую топку.
Этапы пиролизного горения твердого топлива
Первый этап, это розжиг дров (или другого топлива) при свободном доступе кислорода с открытой дверцей. По мере разгорания дров, дверка постепенно прикрывается и закрывается совсем. Температура в камере на этом этапе может достигать 450°. Топливо переходит от интенсивного горения к тлению с выделением большого количества газа.
На втором этапе газ, выделяющийся из топлива в первой камере, по каналам проходит во вторую камеру. Сюда вентилятором нагнетается воздух. При реакции с кислородом, газ воспламеняется и сгорает. Температура горения достигает очень высокого уровня. При начальном воспламенении 560°.
Третий этап, это полный прожиг газов при интенсивной подаче воздуха. Температура горения достигает предела 1200°.
Четвертый этап, дымоудаление, происходит естественным путем, через обычный дымоход. Но в отличие от обычных отопительных приборов, газы уходят в атмосферу после прохода по стенкам теплообменника и конечная их температура намного меньше, в пределах 160°.
Преимущества пиролизного способа горения
- Главное преимущество, это высокий КПД работы оборудования. Ни на одном другом виде котлов со всеми известными видами энергоносителей не удавалось достигнуть КПД в 90%.
- Принцип работы пиролизного котла длительного горения позволяет эксплуатировать оборудование с минимальными затратами на его обслуживание. Время между двумя закладками порций топлива увеличивается до 10-12 часов.
- Высокая теплоотдача от сжигания топлива создает экономию затрат на отопление в 2,-2,5 раза.
- Почти на всех моделях котлов такого типа встроен термостатический регулятор. Потребуется только начальная настройка желаемой температуры теплоносителя на выходе в систему, и дальше автоматика сама будет регулировать подачу воздуха в камеру сгорания.
Из недостатков приборов подобного типа отмечают высокую цену и увеличенные габариты по сравнению с обычными приборами. Но разница в стоимости котлов окупится уже в первый же отопительный сезон за счет экономии на топливе. Габариты у моделей котлов с вертикальным расположением обеих камер горения увеличиваются только в высоту. Устанавливаются они обычно в отдельном помещении, поэтому высота в 1,1 -1,5 м вряд ли будет критичной для небольшой домашней котельной.
Микроволновая печь для пиролиза непрерывного действия на биомассе
Микроволновая печь для пиролиза непрерывного действия на биомассе — это разновидность горизонтальной печи непрерывного действия с быстрым нагревом в микроволновой печи, с автоматической подачей, автоматической разгрузкой, разделением газов и твердой фазы, в основном для экспериментальных и производства биомассы, угля, пластмасс, каучука, органические отходы и т. д. значительно повышают эффективность производства и качество продукции.
Микроволновая печь для пиролиза биомассы непрерывного действия состоит из системы микроволнового нагрева, устройства подачи, устройства для разгрузки, камеры для нагревания полиэнергии, программируемой системы управления, конструкции с полным микроволновым экраном, сенсорного экрана, электрического нагревательного устройства, специального модуля изоляции и комплекта труб печи. Для работы с сенсорным экраном может быть доступно 40 программируемых технологических кривых с хранением данных, экспортом экспериментальных данных; может быть ручным, автоматическим, термостатическим методом управления, кривым отображением в реальном времени.
| Модель | Напряжение | Номинальная мощность | Номинальная микроволновая печь Мощность | Макс. температура (°C) | Рабочая температура | Температура скорость повышения: | Зона нагрева: | Печь туз измерение |
| В | кВт | кВт | ℃ | ℃ | ℃/мин | мм | Ш*В*Д (мм) | |
| CE-PY1100C-S | 220 В | 1,5 | 1100 | 900 | ≤100 | Ø70*160 | 600*500*1200 | |
| 220 В | 5 | 3 | 1100 | 900 | ≤ 100 | Ø120*200 | 850*550*1200 | |
| CE-CP1100C-S | 380 В | 7,5 | 4,5 | 1100 | 900 | ≤100 | Ø100*500 | 1300*780*2000 |
| CE-BP1100C-S | 380 В | 7,5 | 4,5 | 1100 | 900 | ≤100 | Ø100*500 | 9 0022 1300*780*2000
5″> 2,5 1. Быстрая скорость повышения температуры с макс.
100℃/мин.
2. Автоматическая подача и разгрузка, отделение твердых газов, простое и удобное управление
3. Точное измерение температуры, измерение температуры материала в центре
4. Может перекачивать различные потоки атмосферы
5,7-дюймовый сенсорный экран для упрощения работы.
6. Легкая структура изоляционного волокна, эффективное энергосбережение, хорошая однородность.
7. Меньшая утечка микроволн (≤0,05 мВт/см²), что намного меньше национального стандарта (≤5 мВт/см²)
Развитие технологий
У Valmet есть энергетический научно-исследовательский центр, расположенный в Тампере, специализирующийся на котлах с псевдоожиженным слоем, пиролизных и экологических системах. Центр сочетает в себе знания Valmet в области энергетических технологий с современным оборудованием.
Valmet имеет центр исследований и разработок в области энергетики, расположенный в Тампере, специализирующийся на котлах с псевдоожиженным слоем, пиролизных и экологических системах.
В состав научно-исследовательского центра входят котел с кипящим слоем, пилотный пиролизный мазут, трубчатые реакторы, холодные модели, оборудование для полномасштабных полевых испытаний и измерений.
Центр исследований и разработок был основан в 1990 году и провел более 10 000 часов опытных работ. За годы работы в центре накопился значительный объем данных о топливе. Испытав 8500 тонн различных видов топлива, мы получили данные испытаний более 50 видов топлива и более 100 топливных смесей для работы в котлах с кипящим слоем.
На экспериментальной установке пиролизного масла мы разработали процесс производства биомасла из древесных отходов в масштабах от лабораторных до промышленных. Первая установка промышленного масштаба находится в эксплуатации на электростанции Fortum в Йоэнсуу. На пилотной установке мы произвели 165 тонн пиролизного биотоплива.
Пилотная установка также используется для разработки экологических систем очистки дымовых газов.
Мы разработали решения для рукавных фильтров и основные компоненты электростатических фильтров.
Центр исследований и разработок обслуживает как собственные исследования и разработки Valmet, так и проекты развития наших клиентов. Пилотная установка важна для преодоления разрыва между лабораторными испытаниями и демонстрационной установкой. В центре мы тестируем новые технологии и повышаем конкурентоспособность существующих технологий. Пилотное оборудование легко модифицируется для тестирования различных технологий, например. как барботажные, так и циркулирующие котлы с кипящим слоем.
Новые инновации и испытания для более надежных инвестиций на пилотном энергетическом предприятии Valmet — единственном в своем роде
Являясь одним из немногих игроков в энергетической отрасли, компания Valmet может предложить своим клиентам полную пилотную установку котла с псевдоожиженным слоем со скруббером дымовых газов.