Пиролизный твердотопливный котел: особенности конструкции и эксплуатации

Обзор пиролизных котлов

Любой домовладелец старается создать такую систему отопления, которая будет достаточно дешева и максимально эффективна. Оптимальное соотношение стоимость КПД достигается в системах газового отопления. Тем, кто территориально находится вдалеке от газовых магистралей, приходится делать выбор между электрическим и твердотопливным котельным оборудованием.

Обогреть дом электричеством достаточно дорого. Топливо для твердотопливников доступно, но данного оборудования есть другие недостатки – низкий КПД и необходимость постоянного контроля за загрузкой топливной камеры в котельной установке. Частично решить данную проблему позволило внедрение твердотопливных газогенераторных  котлов, о которых и пойдет речь в этой публикации.

Что такое пиролиз и как его используют в котельных установках

Пиролиз – это процесс температурного разложения органики в среде с низким содержанием кислорода, в результате чего происходит выделение достаточно горючего газа и тепловой энергии. Этот принцип получения двух источников энергии от сжигания топлива и был применен в пиролизных или газогенераторных отопительных системах.

Эффективность работы газогенераторных котлов в большинстве своем зависит от количества пиролизного газа, который сможет получить устройство с определенного объема биомассы. А это целиком зависит от влажности топлива и температуры, при которой образуется наибольшее количество газа. Оптимальное выделение пиролизного газа для древесины происходит в температурных пределах 650 – 900 С°. Для полноценного пиролиза угля требуются более высокие температуры.

к оглавлению ↑

Разновидности газогенераторных котлоагрегатов

Пиролизные котельные установки – это группа твердотопливной отопительной аппаратуры, модели которой производят и сжигают горючий газ, получая тепловую энергию для обогрева помещений бытового и промышленного назначения. Сегодня существует два основных типа газогенераторных котлоагрегатов:

  1. С естественной подачей кислорода.
  2. Котел с верхней подачей воздуха.
к оглавлению ↑

Котел с естественной подачей кислорода


Устройство твердотопливного котла длительного горения первого типа отличается от котлов и печей классического горения конструкцией топливной камеры. В таких моделях она разделена по горизонтали перфорированной или несплошной перегородкой. Для примера рассмотрим принцип работы и конструкцию твердотопливного пиролизного котла длительного горения «Траян».

Котел длительного горения "Траян"В нижней (первичной топочной камере) происходит тление органического топлива. В верхней камере (дожига) происходит сгорание пиролизных газов с выделением основного количества тепла, которое расходуется на нагрев теплоносителя, циркулирующего по теплообменнику (водяной рубашке) котельной установки. Воздух в такие установки попадает естественным путем за счет тяги, создаваемой между дымоходом и поддувалом. Регулируется процесс тления топлива путем перемещения заслонки поддувала.

Благодаря двухуровневому процессу сжигания топлива увеличивается КПД (по сравнению с котлами прямого горения) установок данной конструкции. Пиролиз позволяет значительно увеличить интервалы между закладками топлива, а отработанные газы имеют достаточно низкую температуру и практически не содержат вредных примесей.

Достоинства данных моделей:

  • процесс пиролиза проходит правильно;
  • для работы установки не требуется электричество.

Недостатки:

  • при снижении уровня тления биомассы уменьшается температура в основной топке, что влияет на количество генераторного газа.
  • Низкий КПД (не более 85%).

По большому счету, данная разновидность пиролизных отопительных систем больше всего приближена к классическим многооборотным печам прямого горения, где раскаленные отработанные газы проходят через массу ходов, отдавая тепло стенкам печи или теплоносителю водяной рубашки. Тем не менее, благодаря медленному тлению топлива такие модели можно смело считать твердотопливными котлами долгого горения или длительного действия.

Совет: Выбрать пиролизный котел с оптимальным соотношением стоимость-производительность самостоятельно достаточно сложно. Большую роль играет правильный монтаж и эксплуатация установки, выбор топлива и грамотная настройка оборудования. Перед приобретением газогенераторного котлоагрегата рекомендуем проконсультироваться с профессионалами.

к оглавлению ↑

Котел с верхней подачей кислорода

Твердотопливники с верхней подачей воздуха имеют также раздельную конструкцию топочной камеры. Но в данном случае, первичная топка располагается над камерой дожига (вторичной топочной камерой).

Верхняя подача воздухаГорючие газы попадают из первичной камеры во вторичную через форсунку, роль которой, чаще всего, исполняет отверстие, закрытое колосниковой решеткой. Для того чтобы газ проникал в камеру дожига необходимо создание в первичной топке избыточного давления. Для этого вентилятором в топку нагнетается воздух.

Достоинства данных моделей:

  • Максимально полное сжигание биомассы с минимальным остатком в виде мелкодисперсных частичек золы.
  • Благодаря принудительной подаче воздуха в первичную топочную камеру установка поддерживает более высокую температуру, а значит (чисто теоретически) и увеличивается количество вырабатываемого пиролизного газа.

Недостатки:

Главным недостатком данной конструкции является (как ни странно) именно принудительная подача воздуха. Как было сказано выше, пиролиз – это окисление биоматериала при высокой температуре в обедненной кислородом среде. В данных моделях нарушен сам принцип пиролиза!

Важно! Эффективность работы котла достигается не за счет использования тепловой энергии от тления органики и дожига генераторных газов, а за счет горения топлива под наддувом. Именно поэтому такая конструкция твердотопливных двухконтурных котлов длительного горения не может «похвастаться» большими интервалами между закладками биоматериала.

Для лучшего понимания материала рекомендуем ознакомиться с материалом о пиролизных твердотопливных котлах, видео: