Устройство котлов длительного горения

Котлы длительного горения – перспективная альтернатива твердотопливным котлам отопления. Устройство и конструктивные особенности позволяют минимизировать частоту ручного обслуживания, выровнять тепловой режим работы, оптимизировать использование топлива. Статья подробно рассматривает алгоритм работы оборудования, особенности конструктивного устройства и разновидности котлов этого типа.

Принцип работы котлов длительного горения

Работа классических твердотопливных котлов основана на интенсивном горении различных видов топлива – дров, угля, брикетов и так далее. Процесс горения происходит в краткий промежуток времени с выделением большого количества теплоты. При этом потенциал топлива, его теплотворное содержание реализуется не полностью.

Котлы длительного горения реализуют принцип медленного, качественного сжигания всех компонентов топлива. Кроме этого, конструкция их предусматривает увеличенный объем камеры для загрузки топлива.

В топку загружается большой объем топлива, производится его розжиг. После этого приток воздуха на горение ограничивается. Топливная загрузка тлеет, при этом выделяются летучие пиролизные газы. Сжигание газов происходит при интенсивной подаче подогретого предварительно воздуха.

Пиролизные газы обладают высоким тепловым содержанием, горят при очень высокой температуре. Одновременно они подогревают воздух, идущий на горение. Таким ступенчатым сжиганием компонентов топлива достигаются следующие результаты:

  1. Значительно снижается скорость сгорания топливной закладки;
  2. Выравнивается режим выделения тепла;
  3. Рационально используется топливо, снижается его расход по сравнению с классическими котлами;
  4. Уменьшается содержание вредных веществ в отходящих дымовых газах.

КПД котлов этого типа колеблется в диапазоне 70 – 80 %, что качественно превосходит показатели обычных котлов на твердом топливе. В зависимости от размера и конструкции котлы длительного горения могут работать на одной загрузке топлива от 12 часов до 5 – 6 суток.

Типы котлов длительного горения

Котлы длительного горения имеют общий принцип устройства. Обычно это двухкамерный котел с водяной рубашкой. Первая камера предназначена для медленного горения основной массы топлива, во второй камере горят пиролизные газы. Камеры имеют различное взаимное расположение – это зависит от марки и модели оборудования.

Котлоагрегаты подразделяются на два типа по признаку автономности:

  1. Энергозависимые;
  2. Энергонезависимые.

Энергозависимые котлы оборудуются вентиляторами наддува и система электронной автоматики и регулирования. Вентиляторы осуществляют подачу воздуха на горение, КПД таких котлов несколько выше, чем у атмосферных аналогов. Регулирование процесса горения, температуры осуществляется электронной системой. Оно реализуется изменением объема воздуха, подаваемого на горение.

Энергонезависимые котлы реализуют свою работу посредством естественной тяги. Регулирование размера потока воздуха производится механической системой управления, основанной на свойствах биметаллических пластин.

По конструкции среди котлов длительного горения можно выделить 4 типа оборудования.

Тип 1. Цилиндрический котел с верхней подачей воздуха и распределителем воздуха.

Этот тип котлов разработан литовскими теплотехниками в 2000 году. Котел имеет цилиндрический корпус. В верхней части расположена камера подогрева воздуха, через которую пропущена труба подачи воздуха (телескопическая).

Цилиндрический котел длительного горения

Труба соединена с круглым грузом, нижний торец которого оборудован сетью каналов распределения воздуха. Диаметр груза составляет 0,9 внутреннего диаметра котла. В верхней части обечайки котла расположен патрубок дымохода.

Через дверцу производится загрузка и розжиг топлива. Верхняя часть топливной загрузки тлеет, в зазоры по направлению в верхнюю свободную часть проходят образующиеся пиролизные газы. Там происходит их сжигание с подачей подогретого воздуха из камеры подогрева.

В нижней части цилиндра имеется дверца для удаления зольного остатка. Котел оборудуется водяной рубашкой с патрубками для присоединения системы отопления. Котлы этой конфигурации работают на естественной тяге, могут оборудоваться вентиляторами наддува.

Тип 2. Котел с огнеупорной камерой.

Этот тип оборудования отличается верхним расположением первичной камеры и наличием вентилятора. В верхней камере происходит тление топлива, оттуда пиролизные газы через керамическую форсунку высасываются в нижнюю камеру.

Котел с огнеупорной камерой

Нижняя камера выполняется из огнеупорных материалов. Котел оборудован каналами для подогрева и подачи воздуха на горение.  Теплогенератор оборудуется водяной рубашкой и резьбовыми патрубками.

Существует разновидность этого типа котла. В ней камера дожигания расположена за первичной камерой. Во вторичной камере проходят металлические полости различного сечения, по которым циркулирует теплоноситель.

Тип 3. Атмосферный энергонезависимый котел с нижним расположением первичной камеры.

Агрегат этого типа является гибридом классического твердотопливного агрегата и котла длительного горения. Он имеет первичную камеру и поддувало. Воздух подается через заслонку поддувала, она соединена приводом с механическим регулятором.

Сгорание пиролизных газов происходит в верхней камере, воздух в которую подается от заслонки по отдельному каналу. Теплогенератор этого вида имеет несколько сниженный КПД по сравнению со своими собратьями, зато обладает полной энергонезависимостью.

Тип 4. Пеллетные котлы.

Котлы этого вида также можно отнести к оборудованию длительного горения. Они также реализуют в своей работе принципы ступенчатого сжигания топлива. Кроме этого, они оборудуются системами наддува и бункером топлива.

Пеллетный котел с бункером дозирования топлива

Бункер топлива дозировано подает топливо по сигналам автоматики, осуществляется его качественное сжигание. Пеллетные котлы обладают самым длительным периодом автономной работы (без обслуживания). Недостатком этого типа котлоагрегатов является энергозависимость и отсутствие массового производства пеллет (спрессованных в гранулы древесных отходов) в нашей стране. Более подробно о пеллетных котлах можно прочитать здесь.

Устройство котлов длительно горения выгодно отличается от классических образцов твердотопливных котлов. Достигаемая тепловая стабильность, экономия топлива, уменьшение объема ручного обслуживания обозначают неплохую перспективу и конкурентноспособность котлов этого типа.

(Просмотров 52 , 1 сегодня)