Піролізні котли: особливості конструкції і роботи, всі їхні переваги і недоліки

В останні 50 років тверде паливо все більше поступалося свої позиції газу і рідкого пального. Адже його спалювання найменш ефективно. Занадто багато енергії витрачається на розривання зв'язків між молекулами в твердому тілі. Але забувати про такий паливі поки рано. Порівняно недавно з'явилися піролізні котли значно збільшують ефективність його спалювання.

У цій статті я розповім вам, що представляють собою ці опалювальні прилади, опишу особливості їх роботи і експлуатації.

Газогенератор економічний і ефективний.

Конструкція і робота агрегату

Ще сотні років тому люди стали розуміти, що випалювати дрова – це не найкращий метод звільнення укладеної в дереві сонячної енергії.

Що являє собою піроліз

Суть процесу піролізу.

Як з'ясувалося, значно більш ефективно спалювати деревне вугілля. Щоб отримати його, люди почали використовуватися багаття вугільників. Так з'явилася технологія піролізу.

Суть її полягає в розпаді складних органічних речовин (дерева, вугілля, нафти) під впливом високої температури. Розкладаються вони на прості газоподібні, рідкі та тверді речовини. Щоб термічне розпадання не було звичайним спалюванням, до палива штучно обмежується доступ повітряного кисню.

Деревне вугілля – більш ефективне паливо, ніж дрова.

За старих часів для цієї мети використовувалися вугільні ями. Даний метод мав один значний мінус. Вивільняється при випалюванні вугілля з деревини (етап первинного горіння) теплова енергія витрачалася даремно.

Використовувати ж повністю піролізні енергію можуть спеціальні твердопаливні котли.

Як влаштований агрегат

Відмінності в роботі звичайного твердопаливного котла і піролізного аналога.

піролізні котли є різновидом твердопаливних, зазвичай, водогрійних опалювальних приладів. У них паливо і виділяються їм газоподібні речовини прогорають окремо один від одного.

Синонімом терміна служить назва газогенератор (газогенераторний котел).

Практично піроліз (розпад і деяка газифікація під впливом нагріву) виникає при будь-якому методі випалювання органічного твердого палива.

Паливо закладається на колосникові грати.

У газогенераторних котлах топка ділиться на два відсіки. Їх розділяє колосник, на якому розміщується паливо.

Завантажувальний отвір топки піролізного агрегату.

У першому з них (камера завантаження, вона ж газифікують камера) при обмеженому надходженні кисню повільно прогорає, фактично тліє, паливо.

У цій камері згоряє піролізний газ.

Кошти, виділені при цьому летючі речовини спалюються в другому відсіку (камера згоряння). У нього одночасно надходить потік вторинного повітря (метод подвійного дуття). Нижня частина камери згоряння являє собою форсунку з жаростійкої шамотної кераміки.
Відведення тепла з газифікують камери мінімізується. Висновку теплової енергії з верхньої частини топки перешкоджає розташоване на колоснику пальне. Через нього від верху і вниз йде слабкий струм первинного повітря.

Примусову тягу в котлі створює такий димосос.

Щоб зрозуміти, що таке піролізний котел, треба врахувати його характерну рису. Вона відрізняє його від інших опалювальних котлів – це верхнє дуття. Топки у подібних агрегатів володіють збільшеним аеродинамічним опором. Через це тяга в них, зазвичай буває примусовою.
Нерідко по виробничим міркувань вона створюється за допомогою димососа, а не вентилятора. Наявність останнього характерно для маленьких котлів.

Отже, піролізний котел – що це таке, по суті?

Він являє собою двокамерну опалювальний пристрій.У його верхній топкової камері при режимі температур від +200 до + 800˚ йде екзотермічний процес піролізу дерева.

Основну теплову енергію в котлі дає спалюється газ.

У підсумку воно розкладається на фракції деревного вугілля і піролізного газу. Останній складається з СО (чадний газ) і незначною домішки СО2 (вуглекислий газ), водню, азоту та ін.
Суміш повітря і горючого газу надходить в нижню камеру. Де прогорить при режимі температур + 1100-1200˚, виділяє значний обсяг теплової енергії. Вона і застосовується для опалення.

З цього випливає висновок, що принцип роботи газогенератора такої. Він для отримання тепла практично випалює НЕ дрова, а газ. Цим гарантується високий рівень ККД агрегату – 85-90 відсотків.

Блок автоматичного керування котлом.

Прогорание газу легше контролювати. Це дає можливість автоматизувати управління котлом.

Схема і тривалість роботи газогенераторів на одній закладці палива залежна від наступного:

температури повітря в приміщенні і на вулиці;
наявності і якісність теплоізоляції будівлі;
виду палива і його якості;
грамотності проекту системи опалення.

Однак працює газогенератор при рівних умовах, в порівнянні зі звичайними котлами на твердому паливі, завжди значно ефективніше.

експлуатація котла

Етапи роботи агрегату.

Тверде паливо укладається своїми руками крізь завантажувальний віконце на товсту жароміцних грати – колосник. Він забезпечує струм первинного повітря до палива.
Далі потрібно підпалити паливо, закрити дверцята і включити димосос. Після цього потрібно почекати, поки вогонь не охопить все паливо. Цей етап називається виходом агрегату на робочий режим.

У дров'яної котел доводиться паливо завантажувати вручну.

Коли агрегат на нього вийде, автоматично до топки обмежується надходження первинного повітря. В результаті горіння майже припиняється. Тліти продовжує лише частина пального. Генерується їм теплової енергії досить для розпаду залишився палива і виділення піролізних газів.
Отримані летючі речовини – це здебільшого вуглеводень, трохи водню, чадного газу та азоту з первинного повітря. Вони примусово женуться димососом під колосникові грати, в камеру згоряння.
Там до летючим речовин додається вторинне повітря. Від контакту з його киснем піролізний газ загоряється і виділяє великий обсяг теплової енергії. При цьому трохи тепла надходить назад до нижнього шару палива і підтримує процес піролізу.
Отримана теплова енергія служить для нагрівання теплоносія – повітря або води.

Яке паливо може застосовуватися в газогенераторе

На фото – види твердого палива, на якому може працювати газогенератор.

Газогенератори найбільш ефективні при роботі на паливі з великим виходом горючих газів:

на дровах, тирсі та відходах, паливних брикетах (деревних і торф'яних) і пелетних гранулах;
на буром кам'яному вугіллі;

Автоматичний газогенератор з бункером, що працює на вугіллі.

деякі з моделей здатні працювати на кокс або чорному кам'яному вугіллі (класів «Горіх-1» або «Камінь»).

Вологість палива для піролізних приладів має визначальне значення. Для деревини вона повинна становити не більше 25-30 відсотків.

Це пов'язано з тим, що водяні пари розбавляють горючі гази і перешкоджають горінню. Працюючи на вологому паливі, котел різко втрачає потужність, а нерідко і зовсім згасає.

Піролізний котел на дровах найбільш ефективний при роботі на сухих полінах, що мають довжину 40-65 сантиметрів і вологість близько 20 відсотків. Вони забезпечують максимум потужності агрегату і збільшують термін його експлуатації.

Піролізне паливо, виходячи з його виду, має різні періоди повного прогорання. Нижче я привожу таблицю з цими термінами.

Деякі власники нерухомості, збираючись ставити газогенератор, не хочуть споруджувати дров'яної сарай або витрачати час на просушку дров, взятих з відкритою дровітні. В цьому випадку я вам рекомендую придбати піролізний опалювальний котел на пелетах.

Так виглядають паливні гранули – пелети.

Такі твердопаливні опалювальні прилади працюють на горючих гранулах, які і називаються пелетами.

Вони виготовляються з перемелених і спресованих:

відходів деревообробки – тирси, стружки, сучків, кори;
відходів олійно виробництва (наприклад, соняшникового лушпиння);
торфу;
сушеного гною (кізяка).

Схема роботи пеллетного приладу.

Переваги горючих гранул, як твердого палива, такі:

Пелети зручніше складувати і зберігати, ніж дровітні дров.
Таке паливо повністю готове до використання, його не потрібно сушити і колоти.
Під піроліз гранул буде досить маленької завантажувальної камери.
Стандартизований розмір пеллетного палива дає можливість автоматизувати його подачу і закладку в котел.

Всі переваги і недоліки газогенератора

Звичайний твердопаливний прилад не витримує порівняння з піролізного аналогом.

Конкурентом газогенераторних агрегатів є звичайні твердопаливні опалювальні прилади з нижнім типом дуття і єдиної паливної камерою. Хочу вас попередити, що деякі сучасні моделі традиційних котлів також мають можливість подавати в факел вторинне повітря.

При повному завантаженні газогенератор має ККД до 90%.

Як правило, газогенератори навантажуються на 50-100 відсотків. При такому режимі роботи піролізні твердопаливні агрегати зберігають рівень ККД на планці в 85-90 відсотків. При завантаженні в 30 відсотків працювати вони можуть, однак виробники котлів не рекомендують такий режим.

Явні переваги газогенераторних котлів

Кероване примусовим дутьем первинного повітря горіння дає можливість агрегату працювати на одній закладці довгий час. Воно може становити до 12 годин. При цьому з'являється можливість автоматично регулювати параметри.

Для порівняння: звичайні котли на дровах працюють на одному завантаженні близько 3-4 годин. У приладів верхнього горіння параметр варіюється від 30 годин на дровах і до тижня на чорному кам'яному вугіллі.

Повний прогорание закладеного палива. Це гарантує економічність опалювального приладу. Також потрібно рідше очищення газоходів і зольника.
Двоступеневий метод спалювання палива дає можливість зменшити надлишок повітря в газах. Це теж збільшує економічність.
Горіння летучих речовин легко сприймає регулювання і управління. Це дає можливість автоматизації роботи піролізного приладу. Практично так само, як і функціонування рідкопаливних і газових аналогів.

Газогенератори не викидають в атмосферу шкідливих речовин.

Всі ви знаєте, наскільки їдким і погано пахне може бути дим від спалювання органіки. Однак самі продукти прогорання будь-яких органічних речовин абсолютно нешкідливі. Це звичайна вода і вуглекислий газ.

Небезпечна ж не до кінця згоріла органіка. Вона виділяє різні токсичні (наприклад, чадний газ) і погано пахнуть летючі речовини, що йдуть в повітря з димом.

Завдяки повному прогорання палива, викид газогенераторами органічних відходів в повітря зведений до мінімуму. Це зменшення відбувається ще й внаслідок високої температури в завантажувальній камері, яка пригнічує чадний газ.

Вологі дрова для піролізних агрегатів не підходять.

Використання піролізних агрегатів спонукає відмовлятися від невисушеного палива. Це збільшує ефективність господарської діяльності.
Інструкція по застосуванню не виключає можливості спалювати великі, в тому числі і не колоті, дрова. Завдяки цьому зростає економічність газогенератора.У порівнянні зі звичайними твердопаливними котлами – на 5-8 відсотків.

Піролізний котел, скомбінована з бойлером.

Газогенератор можна поєднати з бойлером для непрямого нагрівання. Це дає можливість застосовувати його як для опалення, так і для системи гарячого водопостачання.
Пелетних різновид піролізного котла компактна і не забирає багато місця в будинку. Вона не потребує трудомістких процедурах запуску і використання, тому що має високий рівень автоматизації.

існуючі недоліки

Висока ціна, вона майже в два рази більше, ніж у традиційних твердопаливних приладів.

Без повітряного насоса агрегат не зможе функціонувати.

Залежність від електропостачання. Без димососа або дутьевого вентилятора газогенератор працювати не буде.
Високі вимоги до вологості пального.
У деяких моделей агрегатів виникають зміни продуктивності. Вони відбуваються в ході спочатку зростаючого, потім зменшується виходу горючих газів в процесі піролізу палива. Зменшення потужності може становити до 40 відсотків.
На неповних (менше 50 відсотків) закладках горіння не відрізняється стабільністю. Також підвищується відкладення дьогтю в димоході.
Температура зворотного теплоносія не повинна становити менше + 60˚. Ця умова виконується, щоб припинити осідання конденсату в газоході і корозії металу. Дану проблему легко вирішити, підмішуючи до зворотного воді пряму.

У дров'яної агрегат паливо доводиться завантажувати вручну.

Дров'яні піролізні котли позбавлені можливості автоматичного завантаження палива. Паленья для цього занадто великі. Однак пелетні аналоги цього недоліку позбавлені. Подачу гранульованого палива в них можна автоматизувати.

Як ви зрозуміли зі статті, піролізні котли є сучасним і високоефективним видом твердопаливних агрегатів. Вони мають дуже високий ККД і дозволять вам економно витрачати паливо.

Перегляньте відео в цій статті, воно розповість про газогенераторах більш наочно. Якщо у вас виникли питання, задавайте їх у коментарях.