+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Котел большой мощности на дровах


Обзор котлов большой мощности

Для обогрева торговых центров, больниц и прочих административных зданий, а также значительных площадей производственных предприятий применяются промышленные котлы большой мощности. Также они используются с целью выработки пара, что принимает участие во многих технологических процессах разных промышленных предприятий. О том, что собой представляют мощные котельные установки и как они работают, будет рассказано в нашей статье.

Виды промышленных котлов

По общепринятой классификации промышленные котельные установки делятся на водогрейные и паровые. Первые предназначены для нагрева теплоносителя в системах отопления больших промышленных помещений, общественных зданий и многоквартирных жилых домов, а также подогрева воды на нужды горячего водоснабжения (ГВС). Паровые агрегаты более универсальны, поскольку они вырабатывают пар для технологических процессов, который одновременно используется для нагрева сетевой воды в отопительных системах с помощью специальных теплообменников.

Главный параметр водогрейного котла – это его тепловая мощность, выражаемая в кВт или МВт, в то время как парового агрегата – производительность. Она исчисляется в тоннах пара, вырабатываемого за 1 час. В качестве парогенераторов чаще всего применяются газовые агрегаты.

Поскольку у промышленных котлов диапазон тепловой мощности достаточно велик, то четкой границы между средними и большими агрегатами нет. По умолчанию принято, что источники тепла, чья мощность превышает 1 МВт, относятся к большим промышленным установкам. Верхней же границы просто не существует, можно лишь отметить, что в данное время на предприятиях электроэнергетики работают паровые установки мощностью 500 МВт и выше.

Вся серия котлов большой мощности включает в себя как газовые, так и твердотопливные агрегаты. Причем верхний предел мощности газового теплогенератора лежит на уровне ориентировочно 20 МВт, что же до парогенераторов, то такой предел обозначить не представляется возможным. Твердотопливные агрегаты можно условно разделить на 3 группы:

  • предназначенные для сжигания дров и угля в их естественном виде, без подготовки;
  • автоматические пеллетные;
  • угольные, с предварительной подготовкой топлива.

К первой группе относится хорошо знакомый нам водогрейный котел высокой мощности на дровах, только очень большой. В его топку помещаются поленья, а точнее, бревна длиной до 2 м, а габаритные размеры корпуса превышают 2.5 м. В этой же группе находятся теплогенераторы с автоматической шнековой подачей угля, чья мощность достигает 1 МВт, а габариты еще больше.

Вторая группа – это самые большие котлы на пеллетах мощностью до 1.2 МВт, также предназначенные для нагрева воды. Размеры их тоже внушительные, а для обеспечения непрерывной работы пеллеты подаются в горелку длинными шнековыми конвейерами из больших силосов, так как расход гранул очень большой – свыше 200 кг за 1 час. Тем не менее подобные устройства устанавливаются для обогрева зданий различных бюджетных и других организаций, где нет возможности содержать много персонала для обслуживания котельной.

Гигантские агрегаты, вырабатывающие пар для вращения турбин на электростанциях — это твердотопливные котлы, работающие на угле. Прежде чем попасть в камеру сгорания, топливо подготавливается. Уголь перемалывается в пыль специальными мельницами, после чего она вдувается в топку под давлением, сгорая максимально эффективно. Также при необходимости такие установки могут сжигать жидкое топливо или природный газ.

Немного о конструктивных особенностях

В сущности, газовые котлы большой мощности, предназначенные для нагрева воды, конструктивно мало чем отличаются от своих меньших «собратьев». Камера сгорания, в которую помещена факельная горелка, не особо велика, большие габариты корпуса обусловлены размерами жаротрубного теплообменника с тремя ходами дымовых газов. Как правило, корпус такого агрегата имеет горизонтальную ориентацию с выходом дымохода из тыльной части.

Для справки. Водогрейный теплогенератор не подогревает непосредственно воду, идущую на нужды ГВС. Это делает промежуточный теплообменник, что производит наибольшее количество горячей воды в моменты повышенного водоразбора.

Другое дело – газовые парогенераторы, они могут иметь как горизонтальную, так и вертикальную ориентацию. К тому же пар в них производится двумя способами: с помощью водотрубного или жаротрубного теплообменника. Промышленные газовые котлы с водотрубным теплообменником производят пар быстрее, но больше подвержены авариям из-за прогорания змеевика с водой, нагреваемого горелкой напрямую. Парогенераторы с водяной рубашкой и дымогарными трубами более надежны, но и цена их выше.

В свою очередь, промышленные твердотопливные котлы большой мощности на дровах отличаются значительными размерами топки, а теплообменники в них – жаротрубные плюс водяная рубашка, как и в бытовых котлах. Пеллетные же агрегаты конструктивно больше похожи на газовые, поскольку в них тоже имеется горелка факельного типа. Вы спросите: а чем же тогда отличаются промышленные установки от бытовых, кроме размеров и «прожорливости»? Отличий несколько:

  • на дымоходном патрубке в промышленных твердотопливных котлах обычно устанавливается дополнительный съемник тепла – водяной экономайзер. Он повышает КПД газовых агрегатов до 98%, а твердотопливных – до 83%;
  • вода для котлового контура обязательно подготавливается, проходя процесс обессоливания и деаэрации (удаления кислорода);
  • в воздушно-дымовом тракте стоит 2 вентилятора: нагнетатель на входе и дымосос на выходе;
  • большие теплогенераторы имеют несколько степеней защиты;
  • любой дровяной или угольный котел большой мощности должен иметь систему очистки дымовых газов.

Кроме того, контроллеры таких агрегатов имеют дополнительные функции управления несколькими сетевыми насосами, подающими воду потребителям, трехходовыми клапанами и прочими средствами автоматизации.

Заключение

В качестве отопителей зданий и многоэтажных жилых домов все чаще применяются различные твердотопливные котлы, вытесняя собой газовые. Что же касается технологического производства пара, то здесь более практичны именно газовые агрегаты, но до определенного предела. Когда мощность котла превышает 20 МВт, что ориентировочно равно паропроизводительности 29 т/ч, то выгоднее использовать оборудование, сжигающее уголь.

cotlix.com

Дровяной котел – какой выбрать и как обойти недостатки

Дрова остаются основным топливом во многих регионах. Дровяные котлы по прежнему востребованы, они широко продаются и изготавливаются самостоятельно. Отопление котлом на дровах, между тем, наиболее экономичное, и по оборудованию, и по топливу. В отдельных районах дрова могут быть вообще бесплатными, или стоить предельно дешево. Основной недостаток такого отопления – дежурство у твердотопливного котла, сейчас научились значительно уменьшать (рассмотрим далее как это делается…).

Дешевый дровяной котел

Некоторые модели котлов довольно дешевые сами по себе, они просты, ничего лишнего. Конструкция котла на дровах:

  • Корпус — водяная рубашка — теплообменник. Это основной узел котла, через который движется теплоноситель и в котором происходит нагревание.
  • Колосниковая решетка на которой располагаются дрова. Снизу к ним подается воздух. В дорогих вариантах сама решетка состоит из трубок и является также частью теплообменника.
  • Зольник с заслонкой, регулятором подачи воздуха. Располагается в нижней части.
  • Выход на дымоход, место где подключается вытяжная труба. Кстати, именно дымоход определяет всю работу котла и создает естественную тягу. Поэтому ему все внимание – особенности дымохода для твердотопливного котла

Твердотопливные котлы бывают с горизонтальной и вертикальной загрузкой (шахтного типа). Глубокой принципиальной разницы между ними нет, скажем лишь что больше распространены с горизонтальной загрузкой, с передней дверцей топочной камеры.

Самотечное отопление или насосное

Есть котлы предназначенные для самотечного движения жидкости. У них минимальное сопротивление внутри, большие диаметры подключения трубопроводов. Но большинство рассчитаны на принудительную подачу теплоносителя с помощью насоса. Если отопление создается заново, то рекомендуется выбирать исключительно принудительно движение жидкости в системе.

Специалист советовал: Даже в медвежьем углу лучше отказаться от самотека. Эта система в 2 раза дороже за счет больших диаметров, и к ней ничего дополнительного (теплый пол…) не подключишь. Лучше сэкономленные деньги вложить в бесперебойник для питания насоса.

Но там где нет энергии — рекомендации по созданию самотечного отопления

Создание дровяного котла самостоятельно

Умельцы по металлу и сварочным работам делают дровяные котлы в гаражах и кооперативах. Они выходят подешевле, но могут работать увереннее и дольше заводских.

Схема примерного изготовления приведена ниже, как один из вариантов.

Процесс сборки дровяного котла на видео:

Как сделать длительное горение, чтобы не дежурить у котла

Лучшее «длительное горение» — это обычный дровяной котел, но повышенной мощности, совместно с буферной емкостью. Да, этот вариант довольно затратный по оборудованию, но дает больше комфорта.

  • Можно раскочегарить и нагреть дом как можно быстро.
  • Также – на всю мощь, и быстро нагреть много горячей воды для ванны – ГВС.
  • Разогреть емкость в одну-две закладки на ночь, и до утра топкой не заниматься. Можно оставить и на день с остыванием, так как днем дом пустует, и до вечера….

Пиролизные, длительного горения

Можно встретить рекомендации специалистов, которые не советуют связываться в целом с так называемым «длительным горением», бочкообразными дровяными котлами на огромные закладки дров.

  • Большую мощность с них не выдавишь при необходимости.
  • Температуру в доме регулировать оперативно не получится.
  • Для межсезонья дают лишнюю энергию — расходы зря.
  • Закоксовываются быстро, трудно чистить, нужны какие-то дрова с минимумом выделения летучих, где такие искать?
  • Дорогие слишком.

Знаток заявлял: Вместо вложения денег в длительность горения большой кучи дров, лучше заняться увеличением теплоемкости внутри дома (массивные тяжелые элементы), а также — внутри системы отопления (буферная), и увеличить мощность теплогенерирующего оборудования…

Маленький секрет хорошего отопления дровами

Для всех, кто когда-либо связывался с отоплением дровами не является секретом то, что сырые поленья горят плохо и тепла от них не добиться. Все, кто топит много, избегают сырых дров полностью, а если такие есть, — оставляют сушиться  под навесом на год. Известно, что теплотворность дров с влажностью 20% (обычные сухие дрова) – порядка 4,0 кВт/кг, а при влажности 40% — только лишь 2,6 кВт/кг. Огромное количество энергии уйдет на испарение воды.

Дрова можно досушивать перед топкой, так же, как и все остальное – в тепле. Можно сэкономить много, если организовать экспресс-сушку перед закладкой в печь в течении двух недель. В топочной просто кладут подключенные старые чугунные радиаторы и на них складируют дрова из расчета недельного запаса. Уменьшение влажности даже на 5% даст приличную экономию денег и энергии для отопления дома, которая была бы потраченной зря.

Данные по теплотворности дров при различной влажности

Выбираем дровяной котел для дома

Несколько вариантов конструкций, популярных на сегодняшний день. Модели котлов на дровах приведены как примеры, можно выбрать аналогичные другой фирмы.

Недорогие и простые модели, например — ZOTA Master 14.

Обычно мощности 12 — 18 кВт достаточно для небольшой дачи и дома, а иногда даже с запасом. В данной модели важно то, что она современна, энергоэффективна и есть съемная варочная панель – «для дачки само-то».

Вариант который может рассматриваться как основной котел для небольшого дома — до 250 м кв. для работы с буферной емкостью. Например Buderus Logano S111-2-32. Надежность превыше всего, — европейское качество гарантирует долговечность.

Мощность — 30 — 40 кВт, важно — подача вторичного воздуха и возможность дожига газов, возможность работы в режиме тления.

Пиролизное длительное горение нынче новомодное, и дровяной котел на большую закладку, с пиролизным процессом внутри понравится многим…

Гейзер ПК-20, с постоянно поддерживаемой мощностью 20 кВт для небольшого дома, но сам котел подороже.

teplodom1.ru

Дровяные котлы длительного горения для отопления дома — критерии выбора

Несмотря на почти полную газификацию, древнейший способ производства тепла путем сжигания древесины остается весьма востребованным.

Работающие на этом виде топлива теплогенераторы постоянно совершенствуются, становясь более удобными в эксплуатации и эффективными.

В частности, инженерам удалось значительно увеличить время работы на одной топливной закладке, вследствие чего на свет появились отопительные дровяные котлы длительного горения для отопления дома.

Особенности дровяных котлов

Агрегаты данного типа, хотя и кажутся архаичными, обладают несколькими важнейшими преимуществами:

  1. Они имеют предельно простую конструкцию, в которой почти нечему ломаться.
  2. В ряде регионов дровяное топливо является не просто доступным, а буквально дармовым.
  3. Не будучи «привязанным» к какой-либо централизованной системе энергоснабжения, дровяной котел является абсолютно независимым. Следовательно, пользователь, располагающий достаточным запасом топлива, застрахован от любых неприятных сюрпризов.

Но для этих котлов характерны и некоторые нежелательные особенности:

  1. Тепловая инерционность установки довольно велика — даже если полностью перекрыть доступ воздуха, ее мощность упадет далеко не сразу. Из-за этого весьма вероятным становится закипание теплоносителя, поэтому в обвязке котла обязательно должен присутствовать предохранительный клапан.
  2. Дымовые газы содержат оксиды многих элементов, образующие при соединении с водой кислоты, в частности, серную. Поэтому конденсат, образующийся при остывании продуктов горения, получается особенно едким. Исходя из этого, устанавливают ограничения на температуру теплоносителя, поступающего из «обратки» в теплообменник — она не должна опускаться ниже 55-ти градусов. На случай, если подобное все-таки произойдет, в обвязке котла устраивают узел подмеса, который автоматически перенаправляет часть горячего теплоносителя из линии подачи в чересчур остывшую обратку.
  3. Котел периодически приходится чистить от золы, а дымоход — от сажи.

Ну и, пожалуй, самый ощутимый недостаток — дрова приходится подкладывать вручную и довольно часто (каждые 4 – 6 часов). Корпус дровяного котла не обладает такой теплоемкостью, чтобы его, как русскую печь, можно было топить лишь раз в сутки. Поэтому инженерам пришлось поломать голову над тем, как заставить агрегат подольше работать на одной порции топлива. То что получилось, назвали котлами длительного горения.

Принцип работы котлов длительного горения

Эта задача имеет несколько решений:

Уложить топливо в виде колонны и поджечь его сверху

Как известно, в направлении сверху вниз оно горит гораздо дольше, чем снизу вверх.

Работающие на этом принципе теплогенераторы называют котлами верхнего горения.

Чтобы не дать пламени возможность распространиться по топливной массе быстрее положенного, воздух по телескопическому воздуховоду подается строго в зону горения.

Похожим образом работают котлы с удлиненной топкой, только в них топливо поджигается не сверху, а сбоку. Встречаются они редко, так как занимают много места.

Превратить древесину в газообразное топливо и затем постепенно его сжигать

В условиях нагрева до высоких температур и ограниченного доступа кислорода длинные цепочки органических молекул в древесине распадаются на короткие, образующие смесь горючих газов — т.н. древесный газ. Через форсунку он поступает во 2-ю камеру (камера дожигания), куда нагнетается воздух и где происходит воспламенение этого газа.

Процесс образования горючего газа из древесины называется пиролизом, а котлы, в которых используется данный принцип, соответственно — пиролизными.

Пиролизный котел

Оборудовать котел автоматической системой розжига

Берем самый обычный дровяной теплогенератор и оснащаем его воздуховодом с легонькой заслонкой и вентилятором, управляемым автоматикой. Во время горения топлива воздух в топку нагнетается вентилятором, а когда теплоноситель достаточно разогрет, подача воздуха прекращается.

При этом заслонка под собственным весом опускается, перекрывая воздуховод, и пламя в топке гаснет. Когда теплоноситель остынет, автоматика снова запустит вентилятор и тот раздует огонь в топке.

Сильно ограничить подачу воздуха в топку, так чтобы дрова не горели, а медленно тлели

Такой режим имеет множество недостатков:

  • топливо сгорает не полностью, поэтому котел имеет очень низкий КПД;
  • образуется огромное количество сажи — из трубы постоянно валит черный дым;
  • из-за неполного сгорания топлива в трубе образуется очень едкий и ядовитый конденсат, причем в очень больших количествах (обусловлено низкой температурой выхлопа).

Тем не менее, работающие по такому принципу котлы и печи (знаменитые Bullerjan, Breneran, «Профессор Бутаков» и др.) широко используются, так как идеально подходят для полевых условий: в отличие от всех вышеописанных видов «долгоиграющих» котлов, они не требуют электропитания.

Функциональные характеристики

Современные дровяные котлы могут не только обеспечивать работу системы отопления, но и греть воду для хозбытовых нужд. В зависимости от того, как данная функция реализована, различают два вида котлов:

  1. Двухконтурные: под вторым контуром подразумевается дополнительный теплообменник для приготовления горячей воды. Когда этот контур активируется (пользователь открыл кран для горячей воды), система автоматики направляет теплоноситель не в систему отопления, а на обогрев этого самого второго контура. Таким образом, 2-контурный котел работает как проточный водонагреватель, но при этом тепло в отопительную систему не поступает.
  2. Одноконтурные — с возможностью подсоединения бойлера косвенного нагрева.

Такой бойлер представляет собой накопительную емкость с помещенным в нее змеевиком, по которому проходит теплоноситель перед поступлением в систему отопления.

Двухконтурный котел

Для бытового использования этот вариант является более удобным, если только имеется свободное место для размещения бойлера.

Для корректного выбора котла необходимо, в первую очередь, знать его номинальную мощность. Она будет равна теплопотерям, характерным для отапливаемой постройки в самый холодный период года. Величина утечки тепла определяется теплотехническим расчетом, который учитывает:

  • материал ограждающих конструкций;
  • разность внутренней и наружной температур;
  • площадь оконных проемов;
  • ориентацию постройки относительно сторон света.

Расчет теплопотерь можно заказать инженеру-теплотехнику, а можно выполнить самостоятельно — методика изложена в СНиП по отоплению.

Часто рекомендуемый расчет мощности котла по схеме «1 кВт на каждые 10 кв. м отапливаемой площади» является, во-первых, очень и очень приблизительным, а во-вторых, актуален только для средней полосы России.

КПД твердотопливного котла будет максимальным лишь в случае эксплуатации агрегата. Поэтому целесообразно с целью экономии топлива приобретать два дровяных котла: один в расчете на среднюю температуру, второй — маломощный. Маленький котел поможет основному в сильный мороз и заменит его в межсезонье. Таким образом, оба котла будут работать почти все время на номинальном режиме.

Котел долгого горения

Главной деталью твердотопливного котла является теплообменник. Самыми надежными и долговечными являются теплообменники из чугуна — они хорошо противостоят коррозии и служат примерно 20 – 25 лет. Стальные теплообменники стоят дешевле, но они не так прочны (имеются слабые места в виде сварных швов) и быстро разрушаются коррозией. Прослужить они могут до 10 – 15 лет.

Покупая котел с теплообменником из чугуна, помните, что этот сплав из-за своей хрупкости боится ударного воздействия.

Имеет смысл немного больше заплатить и приобрести агрегат с теплообменником из серого чугуна. Он более пластичный, а потому менее склонен растрескиваться при ударах или резких перепадах температуры.

Дровяные котлы длительного горения своими руками

Среди всех перечисленных видов котлов длительного горения в домашних условиях можно изготовить только отопитель с автоматической системой розжига.

При объеме топки 112 л (полезный — 83 л) он будет иметь мощность в 22 – 24 кВт.

Основной объем теплообменника помещается над топкой, но часть его охватывает камеру сгорания с трех сторон в виде двадцатимиллиметровой водяной рубашки. Весь объем теплообменника составляет 50 л.

Воздуховод устанавливается таким образом, чтобы воздух забирался с тыльной стороны котла и подавался в зольную камеру. Отсюда сквозь колосниковую решетку он будет поступать в топку. Автоматику с вентилятором, разумеется, следует использовать покупную. Хорошо зарекомендовал себя комплект польского производителя KG Elektronik. Контроллер можно расположить прямо на котле, а температурный датчик (он имеется в комплекте) — между теплоизоляцией и стенкой теплообменника.

Вентилятор устанавливается в воздуховод, здесь же монтируется гравитационная заслонка. Она, как было сказано, имеет малый вес, поэтому легко открывается потоком втягиваемого вентилятором воздуха. Когда же нагнетатель выключится, заслонка закроется под собственным весом

Остроумный вариант самодельного отопителя с верхним горением предложил народный умелец Афанасий Бубякин.

Основная сложность в случае с данным агрегатом состоит в подаче воздуха строго в зону горения — для этого котлы заводского изготовления оснащаются телескопическими воздуховодами, которые нельзя изготовить в домашних условиях.

Мастер предложил уложить на топливную загрузку тяжелый стальной диск с отверстием посредине, к которому приварена вертикальная труба.

По мере прогорания топлива диск опускается, так что засасываемый по трубе воздух постоянно поступает в верхний слой топливной закладки. Свое детище автор назвал «печью Бубафоня».

Однако, эксплуатация данного изобретения в качестве котла затруднительна, поскольку отбор тепла жидкостным теплоносителем приводит к падению температуры в камере сгорания и существенному ухудшению характеристик.

Видео на тему

Поделиться:

Нет комментариев

microklimat.pro


Смотрите также