Котлы на щепе

Содержание

Хорошей альтернативой газовому отопительному оборудованию, являются твердотопливные котлы на опилках и щепе. Полностью автономные опилочно-щеповые котлы подходят для обогрева частных и промышленных объектов. Особой популярностью, котлы пользуются у владельцев коттеджей.

Как устроен отопительный опилочно-щеповой котел

Современные бытовые твердотопливные котельные на древесной щепе и опилках, являются полностью автономными станциями, требующими заправки один-два раза в течение всего отопительного сезона. Во время работы, используется автоматическая подача топлива в бункер и впоследствии, на горелочное устройство.
Для увеличения КПД, вместо обычного способа сжигания щепы, применяется принцип газогенераторного или пиролизного горения. Контроль подачи опилок и воздуха, осуществляется посредством чувствительной автоматики, подключенной к термостатам. Погрешность в регулировке нагрева теплоносителя, составляется всего 1-2°С.

Принцип работы горелки под щепу и опилки

Твёрдотопливный котёл длительного горения на опилках и щепе, работает по принципу газогенерации или пиролиза. Используется шнековая подача топлива. Принцип работы опилочно-щепового котла заключается в следующем:

  • Отдельно стоящий бункер или комната, оснащается двойной шнековой передачей. Один шнек соединен с приемником, в который сгружают топливо, второй, с небольшим барабаном, расположенным на котле и подключенным к горелочному устройству. Устройство подающего вращающегося шнека, обеспечивает непрерывную подачу щепы.
  • Движение щепы и опилок посредством шнековой передачи, контролирует автоматика. Процессор, управляющий работой котла, считывает показания датчиков нагрева теплоносителя, сопоставляет их с температурой в отапливаемых помещениях. Автоматика регулирует интенсивность нагрева, изменяя скорость подачи топлива, а также количество воздуха при сжигании.
  • Розжиг щепы осуществляется посредством электрического или плазменного устройства. Горелочная чаша располагается внутри вертикальной топки, имеющей конвекционные отверстия для поступления воздуха. Сжигание осуществляется под давлением. Специальные вентиляторы подают воздух на чашу устройства, обеспечивая стабильный столб пламени.
  • Обогревательный котёл газогенераторного типа, работающий на щепе и опилках, снабжен вертикальным теплообменником, окружающий ломаный дымоход. Внутри расположена спираль, подключенная к механическому устройству. По мере накопления сажи, механизм приводится в действие, натягивая спираль и очищая, таким образом, канал.
  • Чтобы обеспечить полное сжигание топлива, бункерные автоматические водогрейные котлы на опилках, снабжены движущимися колосниками. После прогорания щепы, пепел автоматически сбрасывается в зольник. При сжигании щепы и опилок, поддерживается высокая температура горения, обеспечивающая минимальный процент недогара.
  • Конструкция оснащена водяным контуром отопления и в ряде моделей, контуром ГВС. При необходимости, система укомплектовывается бойлером косвенного нагрева.
  • Процесс горения контролируется посредством GSM блока. Розжиг и выключение станции, выбор температурного режима, выполняются с помощью любого мобильного устройства.

КПД котлов, работающих на опилках и щепе, достигает 92%. Применение в устройстве лямбда-зонда, позволяет регулировать производительность в пределах 30-100% (в зависимости от фактических потребностей помещения в тепле), что повышает экономичность станции.

Системы подачи щепы и опилок на горелку

Автоматические твердотопливные котлы длительного горения на щепе и опилках с автоматической загрузкой, сводят к минимуму необходимость в обслуживании. Подача топлива осуществляется посредством нескольких шнековых транспортеров. Подача выполняется следующим образом:

  • Преемник – бункер имеет свободный доступ снаружи здания. В преемнике установлена шнековая передача, совмещенная с основным хранилищем. После загрузки бункера, включается транспортер, подающий щепу в механизированное хранилище.
  • Существуют два типа хранилища, с разным способом подачи древесной щепы в котёл. В первом виде бункера, используют наклонное основание, образующее конус, внизу которого расположена шнековая передача. Второй метод, основан на использовании механизма ворошителя, с подключенными к нему лопастями. Вращение устройства приводит к попаданию щепы в установленный шнек.
  • После хранилища, щепа попадает в котел не сразу. Пиролизные отопительные водогрейные котлы, работающие на древесных опилках и щепе, подают топливо порционно, в отличие от похожего оборудования, работающего на пеллетах. Новая порция поступает в топку посредством специального барабана, соединенного со шнековой передачей, подающей щепу непосредственно на горелочное устройство. Механизм обеспечивает точную регулировку горения пламени и предотвращает возможное возгорание щепы в основном хранилище.

Использование древесных опилок или щепы, как топлива для водогрейного котла, особенно выгодно, если рядом есть источник топлива: деревообрабатывающее производство.

Автоматизация очистки и удаления золы

Системы отопления частных домов и дач, котлами на твердом топливе, со сжиганием древесной щепы и опилок, обеспечивают максимальную автоматизацию работы. Удаление сажи, очистка зольника и внутреннего дымового канала, осуществляются посредством самоочистки. Для этого, в котлах установлены следующие узлы и системы:

  • Удаление золы из дымоходного канала – в конструкции, для максимальной аккумуляции тепла, используется ломаный канал. Дым не сразу выводится в дымоходную трубу, а проходит через особую конструкцию теплообменника. В каналах установлены пружины, подсоединенные к механизму, натягивающему и отпускающему их. Грани очищают дымоходный канал. Зола ссыпается вниз.
  • Колосники – для обеспечения равномерного распределения воздуха в топочной камере, твердотопливные котлы, работающие на древесных опилках, снабжены подвижными колосниками, входящими в систему самоочистки. После сжигания щепы, пластины переворачиваются, зола сбрасывается вниз.
  • Шнек системы самоочистки – в самом низу конструкции котла, проходит шнек для удаления остатков золы. Шнек находится под топочной камерой и дымоходным каналом. Зола осыпается непосредственно на шнек и выводится в специальный ящик.

Система автоматического золоудаления эффективно чистит котел. Обслуживание станции требуется не чаще одного раза в 1-2 месяца.

Требования к щепе и опилкам

Правильно топить котел опилками, соответствующими ГОСТ 18320-78. Согласно действующим нормам, сырье должно содержать:

  1. Не более 8% коры.
  2. 5% гнилых остатков.
  3. 0,5% минеральных примесей.

Все опилки проходят обязательный двойной отсев. После отсева, остается сырье с диаметром от 10 до 30 мм. Категорически запрещается применение опилок или щепы, для отопления загородного дома или коттеджа, содержащих примеси и металлические включения.
Котел способен работать на влажной щепе, но при этом, снижается его теплоэффективность. Процесс пиролиза возможен только при максимальной влажности не более 20%.
Оптимальная влажность опилок для процесса пиролиза 20%. Этот процент влаги содержит сырье, изготавливаемое на специальных обрабатывающих комбинатах и предназначенное для отопления.

Нормы и правила обустройства котельной под опилочно-щеповой котел

Эксплуатация опилочно-щепового котла сопряжена с вероятностью пожара. При установке и последующем использовании станции, требуется соблюдение норм ППБ и СП. Основными требованиями к котельной являются:

  • Установка допускается в сухом и хорошо проветриваемом помещении.
  • Стены и пол здания облицовывают негорючим материалом.
  • Между топливным бункером и котлом, выдерживают расстояние в 1 м. Между ними устанавливают негорючую перегородку.
  • Соблюдают требования по пожаротушению – устанавливают автоматическую пожарную сигнализацию. Места хранения щепы и опилок оснащают средствами пожаротушения.
  • Пожарная безопасность предусматривает наличие системы, предотвращающей прохождение пламени от котла к топливному бункеру.

Электрооборудование котельной, металлические части котла и шнековой передачи, заземляются. Подключение к сети электроснабжения, выполняется напрямую на щитовую. Устанавливают автоматы, УЗО. Дополнительно подключают стабилизатор напряжения и источник альтернативного электроснабжения (генератор или ИБП).

Какое отопительное оборудование на щепе и опилках выбрать

Кроме производительности, объема топливного хранилища, при выборе подходящей станции, следует обратить внимание на страну, изготавливающую оборудование. На рынке представлены котлы европейских и отечественных производителей:

  • Котлы европейских производителей – отличает высокая надежность автоматики и механизированной подачи топлива. Станции снабжены системой самоочистки, имеют высокую точность регулировки и снабжены модуляционной системой изменения мощности. Среди европейских производителей, особенно выделяются системы, выпускаемые компаниями:
    • Hargassner,
    • Froling,
    • ETA.

  • Российские котлы – главным достоинством является их низкая стоимость. В среднем, полностью оборудованные системы, обойдутся приблизительно 500-800 тыс. руб., по сравнению с европейскими аналогами, стоимость которых начинается с 1,5 млн. Российские котлы адаптированы к реалиям отечественных условий. Не прихотливы к качеству топлива.
    Недостатком является не до конца продуманный механизм подачи топлива, дающий сбои, недостаточная система безопасности, мелкие недоработки в конструкции, снижающие производительность.

Европейские котлы подходят для тех, кто выше всего остального, ценит комфорт и безопасность и готов за это заплатить. Российское оборудование – это бюджетная версия, уступающая в экономичности, надежности и автономности работы.

За и против выбора опилочно-щепового котла

Конструкция пиролизного котла с автоматической загрузкой опилок и щепы, имеет несколько достоинств и недостатков. Судя по отзывам покупателей, перед приобретением станции, стоит учитывать следующие нюансы:

  • Большая занимаемая площадь – котел размещается в двух смежных помещениях. Установка требуется дополнительного переоборудования каждой комнаты.
  • Большая стоимость – по сравнению с обычным твердотопливным котлом, автоматическая станция имеет цену больше от 3-5 раз.
  • Автономность работы – котел, оснащенный механизированной подачей топлива, способен проработать в течение всего отопительного сезона без остановок.
  • Экономичность – автоматика регулирует процесс горения, выбирая наиболее экономичный режим. Модуляция мощности возможна в пределах 30-100%, что недостижимо для обычного твердотопливного котла.

При наличии достаточного количества средств, приобретение пиролизного котла, работающего на щепе и опилках, вполне оправдано. Затраты окупаются полной автономностью работы станции, высокой безопасностью и комфортом управления.

Котел на щепе

Компания GRV разрабатывает и производит котлы в том числе на БИО топливе (щепа, опилки, стружка).

Использование опилок, щепы в качестве топлива позволяет на предприятиях существенно снизить расходы на генерирование тепла. Разделим котлы водогрейные на две категории: с вихревой горелкой GRV, в горелку щепа подается порциями и при использовании газификации сжигается и второй тип сжиганием БИО (щепа, опилки, стружка) топлива на колосниковой решетки с предварительным подогревом воздуха дутьевого.

Мощности котлов от 50 до 2000 кВт. С щепой только используется только автоматическая подача топлива.

Рис. 1 Котел водогрейный универсальный на щепе GRV

Котел на щепе с колосниковой решеткой GRV (рис. 1) снабжается прочисткой колосников, и предварительным подогревом воздуха. Подогрев дутьевого воздуха улучшает процесс горения, при подаче свежей порции котел не затухает, что повышает экологические параметры работы котла на щепе. Предварительный подогрев воздуха повышает верхний порог по влажности щепы. Использование исключительно поршневой подачи топлива обеспечивает большую площадь зеркала горения.

Рис. 2 Схема котла GRV на щепе, опилках

Рис. 3 Влажность топлива выше 50% существенно снижает производительность оборудования. С такой влажностью возможно горение только на колосниковой решетки с предварительным подогревом дутьевого воздуха

Котел и теплогенератор на щепе GRV с вихревой горелкой. Работает на влажности щепы до 30-40%, и максимальное значение не более 50%. Котлы и теплогенераторы на щепе с использованием вихревых горелок обеспечивают высокие параметры мощности, легко настраиваются имеют меньшую массу и высокие экологические показатели.

Видео №1. Работа теплогенератора GRV на щепе. Использована технология с вихревой горелкой.

Автоматическая подача щепы из бункера (4) в промежуточный бункер (3) происходит от команды от контроллера котла. В вихревую горелку воздуха для процесса горения подводится через патрубок (2), сама горелка устанавливается фланцем (9) к котлу.

При необходимости получать горячий воздух, изготавливаем универсальные теплогенераторы на щепе, древесных отходах. Теплогенератор отличается от водогрейного котла устройством и принципом работы. Схема работы горелки на БИО топливе не отличается от водогрейных.

В некоторых случаях возможно использование двух компонентного топлива, например стружка с минимальной влажностью и щепа с повышенной влажностью. Для таких задач подходят двух топливные котлы и теплогенераторы GRV. Из двух бункеров подается топлива в промежуточный бункер, соотношения данных видов топлива может быть различным и задается программно.

Для мастерских, сушильных комплексов, а так же комплексов по деревообработки актуальны котлы водогрейные универсального типа с полноценной большой топкой в которой можно утилизировать обзол, горбыль, а так же использовать в качестве топлива уголь. Автоматическая подача щепы, опилок стружки при этом подается в вихревую горелку, следует отметить что влажность при этом не свыше 30% (при влажности большей мы производим котлы на щепе с подогревом дутьевого воздуха)

Рис. 4 Вихревая горелка с автоматической подачей щепы из бункера

Подачу щепы в котел мы называем «двойной», так как сперва щепа транспортируется из бункера (4) рис. 3 в промежуточный противопожарный бункер (3), и только из него подается в вихревую горелку или в котел сразу на колосниковую решетку. Такой разрыв между бункерами обеспечивает дополнительную защиту от пожара. Так же всегда визуально можно определить все ли в порядке с топливом нет ли лишних предметов, и в случае необходимости оперативно удалить их.

Подготовка топлива. Влияние влажности щепы на расход

Использование щепы подразумевает предварительную подготовку топлива. Обычно щепу получают при измельчении веток, а так же при дроблении обзола (дефект распиловки древесины при производстве доски, бруса). Полученная щепа должна иметь определенные размеры, для оптимального процесса горения и высокой насыпной плотности желательно дробить щепу до размеров не выше 30 мм.

При собственном производстве щепы следует просмотреть ГОСТ33103.1 — 2014 в котором подробно указаны методы определения влажности щепы, калорийность щепы в зависимости от влажности, а так же методы определения теплотворной способности и влажности. По классификации щепу можно разделить на следующие:

6.2.1 Щепа полученная при прочистки лесных насаждений. Окорка, уменьшение и разряжения парков, плантаций. К этому классу относятся разные породы щепы, большое количество коры в составе щепы и соответственно повышенная зольность

6.2.2 Щепа из побочных отходов лесоперерабатывающей промышленности. Следует обратить внимание что в таком случае щепа может быть как химически обработанной так и не обработанной (это может быть окорка уже обработанной древесины)

6.2.3 Щепа из использованной древесины. Необходимо чтобы в перерабатываемой древесине не было галогенированных органических соединений и тяжелых металлов

6.2.4 Биотопливные смеси. Данное топливо соответственно состоит из смешенной щепы

Щепа с подмешиванием окорки. Такой вид топлива будет сгорать но следует отметить увеличенное в несколько раз в сравнении с чистой щепой значение зольности. Высокая зольность приводит к большим простоям из за прочистки теплообменников и удаления золы, так же снижается калорийность топлива в целом из за не сгораемых примесей.

Рис. 5 Влажность щепы и стружки, так же можно определить визуально по оттенку

Первое на что влияет влажность топлива – его расход. Свежая древесина может иметь влажность свыше 70%, такое значение не допустимо для использования в качестве топлива. По этой причине топливо должно либо подвергаться принудительной сушки или вылеживаться на проветриваемых складах.

1. Тип подачи топлива. Поршневая система с «подвижным дном» и ворошителем. Наиболее надежная и пожаробезопасная система. Поршень подавая щепу так же является противопожарной заслонкой

Рис. 6 Автоматическая подача щепы, опилок, стружки в вихревую горелку. Горелка подключается к котлу.

Технические характеристики щепы

Основной класс щепы используемый в котлах GRV:

С использованием горелки на щепе: P45A (размеры фракции 8-45 мм; влажность до 30%

С использованием топки с колосниками, авто прочисткой колосников и подачей подогретого воздуха: P45A; P45B; P63 влажность не более W40

Определение потребления котла на щепе

Для определения теплоты сгорания щепы, можно воспользоваться ГОСТ 33106-2014

Котел на щепе или пеллетах?

Как показывают исследования подготовленная щепа в которой влажность не превышает 30% — 20% по своим характеристикам не уступает пеллетам кроме плотности. Из за более низкой плотности насыпной у щепы ее транспортировка дороже чем у пеллет.

При использовании щепы с средней влажностью возможно налипание зольного остатка на теплообменнике и лопастях дымососа. По этой причине рекомендуется на котлы и теплогенераторы большой мощности перед дымососом устанавливать золоуловитель, что увеличивает срок службы дымососа.

Рис. 7 Золоуловитель для котла

Таблица № 1 Универсальные котлы на пеллетах, стружке, шелухе, опилках

Наименование пеллетного котла

Стоимость, руб на 17.05.2019

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 40 КВТ

172 000,00 * Скидки до 20%

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ GRV 60 КВТ

190 000,00

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 80 КВТ

221 640,00

ВОДА ВОЗДУШНЫЙ ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ 80 КВТ GRV

220 000,00

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 100 КВТ

260 000,00

КОТЕЛ НА ОПИЛКАХ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 100 КВТ

328 000,00

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 150 КВТ

290 000,00

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 200 КВТ

437 000,00

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 300 КВТ

554 000,00

КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЕЛЛЕТНЫЙ GRV 400 КВТ

560 000,00

ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV 500 КВТ

680 000,00

КОТЕЛ НА ОПИЛКАХ 650 КВТ, УНИВЕРСАЛЬНЫЙ GRV

По запросу

КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ ПЕЛЛЕТНЫЙ GRV 850 КВТ

993 000,00

КОТЕЛ НА РИСОВОЙ ШЕЛУХЕ 800, 1000 КВТ

920 000,00

КОТЕЛ НА ЩЕПЕ, ОПИЛКАХ, ПЕЛЛЕТАХ, ШЕЛУХЕ 1,2 МВТ

По запросу

ВОДОГРЕЙНЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПЕЛЛЕТНЫЙ КОТЕЛ GRV 1000

По запросу

КОНТАКТЫ

  • +79094663995 Анна Олеговна
  • +79181650301
  • +79654613474 Инженер-конструктор Груздев Василий

Технология изготовления котла на опилках своими руками

Котлы на опилках все чаще используются в системе водяного отопления как источник тепла. Это связано с массой преимуществ, которыми они обладают. Котлы работают на щепе и древесных опилках, поэтому обладают высокой экологичностью. Этот вариант помогает сэкономить деньги, особенно при самостоятельном изготовлении агрегата. Они обладают достаточной мощностью, чтобы поддерживать тепло в жилых и производственных помещениях с большой площадью.

Из-за высокой цены на классические энергоносители и постоянном ее росте, собственники домов переходят на более бюджетные варианты. Самые дешевые виды топлива – щепа и опилки. А если сделать котел из простых и доступных материалов, то получится довольно практичное решение. Если сварные работы самому делать проблематично, можно пригласить профессионального сварщика.

Особенности эксплуатации котлов

Наиболее современный и надежный вид котлов на опилках – автоматизированные водонагревательные системы. Их конструкция состоит из нескольких основных частей:

  • топливный бункер;
  • газогенератор;
  • водогрейный котел – состоит из камеры сгорания и теплообменника;
  • автоматическая система управления.

Современный котел на опилках – устройство

В конструкцию корпуса входят следующие элементы:

  • топка;
  • дымовая труба;
  • зольник;
  • распределитель тепла;
  • змеевик;
  • поддувало;
  • датчики.

В зависимости от проекта здания, он может быть установлен полностью внутри, снаружи, или с частичным монтажом на улице.

Автоматическая система отвечает за такие операции:

  • подача щепы в котел;
  • поступление горячего воздуха в камере сгорания в соответствии с объемом топлива;
  • контроль над повышением температуры;
  • пожаротушение.

Среди импортных котлов подобного устройства можно выделить австрийские HARGASSNER. Они особенно популярны в Европе для отопления гостиниц, домов, офисных зданий.

Яркий представитель отечественных котлов – BIO VULKAN производства фирмы «Пиролиз Мастер». Основные особенности этих устройств:

Котел BIO VULKAN – общее устройство

  • Корпус топки составляют стальные листы и трубы, снаружи покрытые теплоизоляционным материалом.
  • Внутри выложен шамотный кирпич – это повышает температуру нагрева.
  • Герметичные дверцы с корпусом из бетона, большие и жаропрочные.
  • Вентиляторы подают в топку первичный и вторичный воздух – это необходимо для горения.
  • Барабанный теплообменник защищен от известковых отложений двухуровневой циркуляцией воды.

Эти котлы на опилках отличаются самым высоким КПД, что связано с установкой на них пятиходового теплообменника. Для сжигания топлива используется ретортная горелка, которая позволяет использовать древесные отходы фракцией до 4 см.

Механизм подачи топлива

Котлы для отопления на твердом топливе работают автономно и могут обойтись практически без обслуживания. Подача опилок осуществляется с помощью нескольких средств.

Приемник имеет открытый доступ к внешней части здания. Он оборудован шнековой передачей, соединенной с хранилищем. Когда бункер полностью загружен топливом, начинает работу транспортер – он подает топливо в механизированный отсек.

Хранилище бывает двух типов, они отличаются техникой подачи в котел опилок:

  • бункер с наклонным основанием, конусовидный, с шнековым механизмом в нижней части;
  • ворошитель с лопастями, опилки загружаются за счет вращения.

Из хранилища не все топливо попадает сразу в топку. Котлы на щепе пиролизного типа оборудованы барабаном и шнековой передачей, которые осуществляют подачу топлива частями.

Самостоятельное изготовление котлов

Когда в доме необходимо устройство для отопления, но не хочется тратить на его покупку значительную сумму денег, можно сделать его самостоятельно. Для этого понадобится:

Котел на опилках своими руками – схема устройства

  • трубы с круглым профилем 4-5 см в диаметре;
  • трубы прямоугольные 60Х40 мм;
  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • шлифовальная машина.

Трубы подбираются так, чтобы они разместились в котле размером 36х40х80 см. Конструкции с прямоугольным сечением будут выполнять функцию вертикальных стоек. В них создаются круглые отверстия для крепления других элементов устройства.

На стенке котла с дверцей будут располагаться трубопроводы по 5 см в диаметре. Для задней части нужны четыре первых прямоугольника размером 5х6 см, а следующие – 4х4 см.

Для подведения труб вырезаются отверстия по 5 см в диаметре. По ним будет поступать холодная и горячая вода.

Процесс изготовления

Передняя и задняя части котла оборудуются таким образом:

  • присоединяются прямоугольные стойки с помощью сварки;
  • перпендикулярно к ним устанавливаются круглые трубы;
  • подключаются трубопроводы для подвода и отвода воды;
  • открытые концы труб закрываются частями металлических листов и завариваются.

Процесс изготовления котла на опилках

Котел проверяется на герметичность – в трубы заливается вода, чтобы сразу обнаружить протекание. Если все в порядке, устройство монтируется в топливник из кирпича. Его можно сделать самим, используя для этого огнеупорные материалы.

Принцип работы

Котел загружается топливом сверху, от дна и до дымоходного среза. Он не имеет ни дверец, ни зольника. Щепа и опилки уплотняются специальным грузом, сделанным из толстого листа стали. К нему приварена труба, по которой воздух подается в топку. Она вертикально проходит через крышку, конец ее выходит наружу – котел разжигается через него.

Процесс работы самодельного котла на опилках

Смысл заключается в горении верхнего слоя биомассы, весь процесс продвигается по направлению вниз. Так происходит нагревание водяной рубашки.

На конец трубы монтируется заслонка – с ее помощью регулируется подача воздуха, чтобы контролировать скорость сгорания топлива. В процессе работы опилок становится все меньше, груз опускается ниже до тех пор, пока котел не опустеет. Он освобождается от продуктов горения через дымоход.

При самостоятельном изготовлении обязательно нужно пользоваться чертежами – так легче разобраться с пропорциями и формой деталей. Чтобы устройство правильно функционировало, оно должно быть правильно собрано.

Преимущества и недостатки котлов на опилках

Любой вид отопительного оборудования имеет свои плюсы и минусы. Недостатки котла на опилках связаны с качествами топлива. Опилки имеют плохую сыпучесть, из-за этого возникают сложности с транспортировкой. Кроме того, им свойственно впитывание влаги, поэтому гореть они будет хуже, чем дрова и уголь. Самодельные устройства не имеют никаких гарантий качества сварных швов, их внешний вид сильно отличается от производственных аналогов своей неприглядностью.

Но, все же, положительные качества у прибора тоже есть:

Преимущества котла на опилках

  • экономичность (по сравнению с другими видами топлива, так как опилки – это строительные отходы);
  • высокий коэффициент полезного действия – более 90%;
  • работает без вреда для окружающей среды, опилки – экологически чистый продукт;
  • одна загрузка топлива может обогревать дом до 10-12 часов;
  • быстрый нагрев – через 30 минут после запуска;
  • простая конструкция.

Стоимость самодельного котла на опилках будет в разы ниже фирменного, даже если все материалы для его изготовления купить в магазине и нанять профессионального сварщика. А если какие-то детали найдутся в хозяйстве, экономия будет еще больше.

Такие котлы непривередливы к топливу и его качеству, в отличие от заводских. Будет щепа от сосны или березы – не важно, выделяемая смола не навредит устройству.

Главное — чтобы попытки сэкономить не принесли больших потерь: котел, собранный своими руками, не отвечает требованиям безопасности. Он не является долговечным и надежным, в нем отсутствуют системы автоматического контроля, поэтому оставлять его без присмотра нельзя.

Котлы на опилках, щепе и древесных отходах

Обзор возможностей промышленного котла на дровах

Одним из преимуществ и, пожалуй, даже самым важным является возможность использовать древесные отходы в качестве основного материала. Таким образом для деревообрабатывающих заводов это изделия является лучшим вариантом, которое сэкономит расходы на утилизацию мусора, а также исключит затраты на газовое или электрическое отопление.

Однако, данное преимущество является главным не только для лесопилок, но и для всех других крупных производств. Котлы на твердом топливе для отопления производства могут работать на следующих типах материалов:

  • Дрова;
  • Опилки;
  • Щепа;

Также часто промышленные котлы для котельных используются для сушилок, где, в свою очередь, подтверждают большую мощность, путем достижения очень низкого процента влажности дерева.

Предназначение промышленного твердотопливного котла большой мощности

В абзацах выше мы уже разобрали основные варианты, с какой целью чаще всего используется данный агрегат. Если разбираться в этом вопросе более детально, то можно выделить следующие возможности использования:

  • в системах центрального отопления;
  • в составе отопительных комплексов для теплоснабжения объектов различного социально-бытового назначения;
  • в промышленных цехах, фабриках, торговых комплексах, объектов сельскохозяйственной деятельности и т.д.

Серия промышленных котлов на щепе и опилках Российского производителя является основой при формировании отопительных комплексов, способных снабжать теплом населенные пункты. В разделе реализованных проектов вы сможете ознакомится с несколькими примерами установки таких систем для отопления небольших поселений и деревень. Однако, это еще не предел, так как наш опыт и достижения в проектировании оборудования уже позволяют нам заниматься возведением систем для отопления небольших городов.

«Автоматик-Лес» — оборудование, проверенное годами

С 2005 года наш завод занимается решением вопросов теплоснабжения. На территории нашей страны и стран СНГ возведено оборудования общей мощностью более 200 000 кВт. Круг наших партнеров постоянно расширяется и подтверждается их благодарственными письмами и грамотами. На главной странице вы можете ознакомиться со всеми сертификатами качества и свидетельствами, подтверждающими наш профессионализм.

Планируете покупку промышленного котла на твердом топливе? Позвоните по указанным телефонам, или заполните заявку на сайте. Наши специалисты с Вами свяжутся и помогут определиться с выбором. Также, мы ответим на все интересующие Вас вопросы и организуем доставку.

Твердотопливные котлы на щепе

Конструкции и эксплуатация котлов на древесном топливе

Первые шаги по использованию котлов для сжигания отходов древесины, в том числе и щепы, были сделаны еще в годы существования СССР. Однако задачу создания технологии эффективного сжигания биотоплива решили западные специалисты, прежде всего в странах Северной Европы — Австрии, Швеции, Финляндии, Дании.

Они взяли за основу многое из советских разработок и довели их до совершенства. Несколько забегая вперед, скажем, что по данным одной из приведенных ниже таблиц видно, что только в одной Австрии, которая по территории равна Ленинградской области, действуют десять известных во всем мире компаний, специализирующихся на производстве котлов и другого котельного оборудования самого широкого диапазона для сжигания любых видов твердой биомассы.

Технологии сжигания древесной биомассы

Горение биомассы — намного более сложный процесс, чем горение ископаемого топлива. У ископаемых видов топлива, в отличие от большинства видов твердого биотоплива, значительно более высокое качество.

Технологии сжигания твердого биотоплива в виде древесных отходов, таких как щепа, опил, твердые кусковые отходы, в первую очередь можно разделить на сжигание сухого биотоплива (влажностью до 30%) и сжигание влажного биотоплива (влажностью до 50-65%).

Помимо влажности, большое значение для горения имеет размер частиц биотоплива. Мелкофракционное топливо, такое как шлифовальная пыль и стружка, могут сжигаться в виде суспензии (во взвешенном состоянии). Для горения более крупного по размеру топлива, такого как щепа и дробленые кусковые отходы, требуется больше времени, и его обычно сжигают в слоевых топках.

Для сжигания каждого вида биотоплива существует специфическая технология. Котлы, предназначенные для биомассы влажностью менее 30%, нецелесообразно использовать для сжигания влажного биотоплива ввиду неэффективности.

В котлах, в которых сжигается твердое биотопливо (в России сегодня это в основном древесные отходы, а также — в значительно меньшем объеме — отходы агропромышленного комплекса), используются следующие принципы сжигания.

Сжигание древесной биомассы в слое

В слоевых топках топливо сжигается слоями на полу из огнеупорного материала или на колосниковой решетке. В топку через слой горящего топлива в активной зоне (зоне горения) с помощью поддува непрерывно подается воздух. Активная зона делится на нижнюю, так называемую кислородную, зону, куда, собственно, и подается воздух и где, после взаимодействия кислорода и углерода топлива, образуются СО и СО2; на зону восстановления, где увеличивается содержания окиси углерода при взаимодействии СО2 с раскаленным топливом, и на зоны возгонки и сушки, которые расположены выше первых двух. В зону возгонки подается вторичный воздух для дожигания компонентов горючих газов. Регулируя вышеописанные слои по высоте, можно оптимизировать процесс сгорания топлива в зависимости от его влажности и теплоты сгорания.

Слоевые топки можно разделить на два класса:

  • топки, в которых сжигают топливо толстыми слоями и в которые топливо подается из предтопки на решетку с помощью специальных механизмов и подающих устройств. Такие топки могут использоваться при сжигании топлива влажностью до 65% независимо от его фракции. Но у такого оборудования низкая эффективность (коэффициент полноты сгорания) — 50-60%. В некоторых топках топливо высокой влажности может подаваться в основание слоя с помощью гидравлических цилиндров, что обеспечивает медленное и полное сгорание отходов. Если в конструкции топки предусмотрена не одна, а несколько камер сгорания, это позволяет удалять золу из одной камеры, в то время как в других происходит сжигание отходов;
  • топки с тонким слоем для сжигания топлива низкой влажности. В таких топках тонкий слой топлива распределяют по решетке. Существуют наклонные решетки, решетки с отверстиями и другие разновидности, которые позволяют топливу продвигаться вдоль решетки в камеру сгорания, при этом первичный воздух к слою поступает снизу, через решетку.

В больших топках для равномерного распределения дробленого топлива или более мелких частиц в зоне горения камеры сжигания используются пневматические и механические распределители, что позволяет мелким частицам сгорать во взвешенном состоянии, а более крупным — падать на решетку и сгорать там.

Конструктивно слоевые топки подразделяются на топки со сжиганием в горизонтальном, вертикальном, наклонном, зажатом слоях и на топки с кучевым сжиганием.

В зависимости от относительного положения топлива и решеток, а также от типа последних различают топки с неподвижным слоем и неподвижными решетками; с относительным перемещением топлива вдоль неподвижных решеток и с подвижным вертикально перемещающимся слоем; с периодическим перемещением и перемешиванием топлива на неподвижных горизонтальных решетках; с подвижными колосниковыми решетками прямого и обратного хода и другие. Например, такие, как вращающаяся колосниковая решетка с нижней подачей топлива, запатентованная одной из известных финских компаний. В ней перемещение решетки регулируется таким образом, чтобы обеспечить распределение топлива ровным слоем по всей поверхности решетки.

Для сжигания щепы в настоящее время в основном используются слоевые топки.

Факельное сжигание древесной биомассы

Топки с факельным процессом сжигания делятся на топки с пылевыми горелками и вихревые топки. Они используются для совместного сжигания твердой биомассы с углем, а также для сжигания мелкофракционного твердого биотоплива (древесных опилок, щепы, шлифовальной пыли). В топках с пылевыми горелками в целях взрывобезопасности при сжигании опилок и древесной пыли температуру в топочной камере доводят до 900 °C путем предварительного сжигания кусковой древесины, газа или мазута. Если в сжигаемых опилках присутствуют примеси более крупной фракции древесных частиц, в топке устанавливают дожигательную колосниковую решетку. Основным недостатком этого метода сжигания древесно­-шлифовальной пыли является образование на теплообменных поверхностях топки очень плотных сплавленных шлаков.

Для устранения этого и других недостатков сжигания твердого топлива в таких топках был разработан способ сжигания во взвешенном состоянии, так называемый вихревой способ. Сегодня в основном используются вихревые топки циклонного типа — вертикальные и горизонтальные, которые состоят из циклонного предтопка и камеры охлаждения. Основной принцип действия таких топок — это сжигание мелкого топлива в горизонтально или вертикально расположенной камере сгорания путем интенсивного перемешивания в ней потоков воздуха, продуктов горения и частичек топлива. Отсюда и название метода — вихревое сжигание.

В вихревой топке при вводе топлива в топку скорость воздушного потока значительно больше скорости движения частиц топлива, то есть частица топлива постоянно обдувается новыми порциями свежего воздуха, обеспечивающими высокую интенсивность горения. Но по мере потери частицей топлива массы и размера скорость ее движения приближается к скорости движения воздушного потока. В этой части топки воздушный поток уже значительно обеднен кислородом, поэтому, несмотря на малый размер частиц, процесс горения резко замедляется. В результате возникает значительный механический недожог. Увеличению механического недожога способствует центробежная сила, образующаяся в результате кругового движения частиц топлива. При этом более крупные частицы отбрасываются в периферийную область, к стенкам топки, где они не успевают догореть, поскольку температура стенок топки ниже температуры газового потока в центральной части топки. Для устранения механического недожога применяют распределенную по высоте подачу воздуха в топку. Такая подача, с одной стороны, турбулизирует поток и способствует дожиганию мелких частиц, а с другой — отбрасывает крупные частицы топлива в центральную часть топки, где существуют обратные газовые потоки, возвращающие крупные частицы в очаг горения. Разновидностью вихревых топок являются циклонные топки, в которых газовый поток движется в виде двух встречных вихрей — внутреннего и внешнего. Однако у этих топок, как и у циклонов, для сохранения структуры встречных вихрей, имеются ограничения по размерам, и поэтому их производительность невысока.

Для сжигания древесных отходов также используют топки с кипящим слоем, в которых достигается наибольшая эффективность процесса горения. За счет введения в кипящий слой мелкозернистого материала (кварцевого песка и т. п.) многократно повышается тепловая инерция топки, что дает возможность сжигания при более низкой (800-950 °C) температуре в отличие от выше описанных топок. А это позволяет сократить объемы выбросов в атмосферу оксидов серы и азота без специальной очистки выхлопных газов. При низкотемпературном сжигании ослабляется шлакование теплообменников оксидами серы и соединениями хлора и фтора. В результате есть возможность сжигать в таких топках самое низкосортное топливо.

Котлы для сжигания щепы и других древесных отходов

Таблица 1. Котлы различных производителей, работающие на
щепе (мощностью от 100 кВт)

Котлы можно разделить на два основных класса: паровые, которые, как следует из их названия, производят пар для паровых турбин и машин на ТЭС для выработки электроэнергии, технологических нужд и систем отопления, и водогрейные котлы, которые предназначены для горячего водоснабжения (ГВС), отопления и подогрева сетевой воды на ТЭС.

Водогрейные котлы различаются по теплопроизводительности (измеряется в мегаваттах или гигакалориях), температуре и давлению воды, а паровые котлы — по паропроизводительности (малой, средней и большой, измеряется в мегапаскалях или килограммах силы на квадратный сантиметр), давлению (низкому, среднему, высокому и закритичному), температуре производимого пара, температуре питательной воды, а также по типу (вертикально­-цилиндрические, вертикально-­водотрубные, экранные).

Котлы также разделяют по материалу, из которого они изготовлены (сталь, чугун); по типу (водотрубные и жаротрубные). В жаротрубных котлах по дымогарным трубкам, расположенным в водяной рубашке, проходят продукты сгорания топлива, а не вода, как в водотрубных котлах, что в разы снижает требование к качеству подготовки воды и увеличивает срок службы котла. К тому же у жаротрубных котлов, в отличие от водотрубных, со временем не падает КПД. В разных котлах по-­разному может быть устроена циркуляция воды: она может быть естественной, принудительной, комбинированной и прямоточной.

Котлы, работающие на древесном топливе, могут обслуживаться вручную. В этом случае в их конструкции необходимо предусмотреть накопительный бак — для того чтобы аккумулировать тепловую энергию от одной загружаемой дозы топлива (полной загрузки). Автоматические котлы, в которых сжигаются щепа или пеллеты, должны быть оборудованы контейнером или топливным складом для топлива. Шнековый питатель подает в котел топливо в зависимости от потребности в тепле того объекта, который обслуживает котел.

Для нормального функционирования котла требуется обеспечить подачу, подготовку и сжигание топлива, подачу окислителя для горения, а также удалять образующиеся в процессе горения продукты сгорания, золу и шлак. К вспомогательному оборудованию, предназначенному для этих целей, относятся:

Таблица 2. Примеры котлов, работающих на щепе, мощностью

от 100 кВт

  • дутьевые вентиляторы и дымососы — для подачи воздуха в котел и удаления из него в атмосферу продуктов сгорания;
  • топливный склад, бункеры, шнеки, транспортеры — для обеспечения непрерывной подачи топлива в топку;
  • запорно-­регулирующая, предохранительная и контрольная арматура — для отключения и переключения различных приборов и отдельных участков трубопроводов, изменения давления и объема воды, протекающей по трубам, защиты от повышения давления (предохранительные клапаны), проверки уровня жидкости;
  • так называемая гарнитура котла — устройства для обслуживания дымового тракта котла и обеспечения взрывобезопасности котла;
  • золо­- и шлакоудаляющее оборудование — комплекс устройств, который служит для очистки дымовых газов с целью охраны окружающей среды от загрязнения и для организованного отвода уловленной золы и шлака;
  • контрольно-­измерительная аппаратура;
  • водоподготовительные установки — комплекс устройств, предназначенный для обеспечения обработки исходной воды до заданного качества;
  • питательные устройства — группа насосов и трубопроводы для питания котла водой.

Типовая котельная для сжигания древесной щепы строится на базе вышеописанных твердотопливных котлов с высоким уровнем автоматизации систем, например, для загрузки топлива из хранилища на решетку, золоудаления, поддержания оптимального режима работы котла и др.

Котельные установки, работающие на щепе, могут быть либо основным элементом тепловой электрической станции (ТЭС), либо выполнять самостоятельные функции. Например, отопительные котельные установки служат для обеспечения отопления и горячего водоснабжения, промышленные — для технологического тепло­- и пароснабжения и т. д. В зависимости от назначения котельная установка состоит из парового или водогрейного котла и вспомогательного оборудования, обеспечивающего его работу.

Специфика использования щепы в теплоэнергетике России

Опыт реализации в регионах России многочисленных программ по внедрению котельных, работающих на древесной щепе и других древесных отходах, показывает, что строительство новых источников теплоснабжения или реконструкция существующих с целью замены ископаемых видов топлива (таких как мазут или уголь) на биотопливо и использования современных технологий сжигания твердой биомассы вполне оправданны и с точки зрения экономики, и с точки зрения экологии.

Для обоснования экономической эффективности использования древесных отходов в качестве топлива применяется комплексный показатель — приведенные затраты, включающие в себя как себестоимость тепла, так и объем капитальных затрат, необходимых для этого варианта производства тепловой энергии. При этом должны быть решены следующие важные проблемы:

— Гарантированное обеспечение котельной биотопливом (создание инфраструктуры для его подготовки, доставки и складирования).

Только 100%-­ное обеспечение щепой, опилом и другим топливом, причем высокого качества (см. публикацию, посвященную качеству щепы для сжигания в котлах, в ЛПИ № 5, 2010), — залог надежной работы котельной. И здесь надо учесть много нюансов, из-­за которых могут возникнуть проблемы. Один из них — отсутствие поблизости от котельной необходимого для загрузки котла количества биотоплива. Вот пример: в одном из регионов России современную котельную, построенную специально для сжигания биотоплива, пришлось переводить на уголь, поскольку из-­за больших расходов на транспортировку стоимость древесного топлива выше, чем стоимость угля. Бывают ситуации, когда потенциальные биоресурсы (опилки, щепа) в основном используются соседним предприятием, выпускающим ДСП и MDF, и для обеспечения работы котельной их уже не хватает. Во многих приграничных районах России ощущается недостаток топливной щепы для внутреннего потребления, так как экспорт этой продукции более выгоден, чем продажа на внутреннем рынке.

На котельных, которые расположены вне крупных деревообрабатывающих комплексов, довольно трудно создать аварийный запас твердого биотоплива, поскольку объем такого склада должен быть очень большим. Целесообразно сжигать древесные отходы по мере их поступления с деревообрабатывающего предприятия, а в качестве резервного топлива использовать другой вид топлива. Поэтому в современных котлах все большее применение находят топки для сжигания нескольких видов топлива, а также комбинированные топки для слоевого и камерного сжигания твердого топлива (факельно­-слоевые топки). В таких котлах в качестве топлива можно использовать как щепу, так и пеллеты, брикеты, кусковые древесные отходы. При переходе на то или иное топливо меняются только система подачи и складирования топлива и режим работы котла. Большинство современных котлов соответствуют этим требованиям.

— Правильный выбор технологии и оборудования котельной применительно к характеристикам используемого топлива (влажность, фракционный состав).

Сжигание щепы, опилок или коры в топках котлов устаревшей конструкции, предназначенных для сжигания угля, неэффективно, так как зачастую у этих древесных отходов значительная влажность, а это приводит к их длительному горению при низких температурах.

Неправильный выбор технологии сжигания и, соответственно, котельного оборудования приводит к тому, что коммунальные службы отказываются использовать щепу в качестве топлива в своих котельных. Вот один из примеров. При запуске в эксплуатацию котельной в октябре 2010 года в пос. Коммунистический в Ханты­-Мансийском автономном округе — Югре, где в качестве базового было использовано оборудование немецкой компании Heizomat GmbH, были сделаны грубые ошибки. В частности, вместо расчетного использования сухой щепы (что было предусмотрено технологией), там начали использовать влажную щепу. Результат был плачевным. Вот цитата из жалобы жителей поселка на имя губернатора ХМАО г­-жи Комаровой: «…Сажа от сгорания щепы хлопьями летит прямо на жилые дома, вокруг котельной все черно, по дороге не пройти». Чтобы не заморозить поселок, пришлось в отопительный сезон 2010-2011 года вместо местного топлива для этой котельной срочно завозить за многие сотни километров подходящее топливо — пеллеты из Сургута и брикеты из Нягани. За счет этого себестоимость выработанной теплоэнергии оказалась значительно выше расчетной. И эти «издержки» покрываются за счет налогоплательщиков. Интересно, что все это случилось после полной замены всех чиновников в профильных департаментах правительства округа, которая произошла с приходом нового губернатора ХМАО. А ведь еще в 2007-2008 годах в рамках многочисленных круглых столов, проведенных прежним руководством Югры, и нескольких международных инвестиционных форумов, прошедших в г. Ханты­-Мансийске, специалисты рекомендовали устанавливать в ХМАО котлы компании «Балткотломаш», что значительно сократило бы капиталовложения в строительство как выше описанной котельной, так и других подобных объектов в регионе. Еще в конце 2008 года делегация, в состав которой входили представители руководства четырех районов ХМАО и представители департаментов ЖКХ и инвестиций, вылетала в Санкт-­Петербург для обмена опытом по строительству котельных на биотопливе с местными коммунальщиками. Но, к сожалению, они не удосужились посетить те районы Ленинградской области, где успешно работают такие котельные, а ограничились лишь встречами со своими коллегами в Смольном и осмотром достопримечательностей города на Неве — за счет окружного бюджета, конечно. Так стоит ли удивляться тому, что успешно начинавшийся в ХМАО в 2006 году процесс перевода муниципальных котельных с угля и мазута на местные виды топлива (щепу, гранулы, брикеты) приказал долго жить? Кроме того, проблемы со сбытом своей продукции возникли и у местных компаний, которые, приступив к производству в округе пеллет (ООО «Сургутмебель») и брикетов (ООО «Югра­-ПиниБрикет», пос. Приобье Октябрьского района), рассчитывали сбывать ее в основном на региональном рынке и теперь находятся в затруднительном положении.

В следующем номере «ЛПИ» мы расскажем о некоторых успешных примерах использования биотопливных котельных как в коммунальном хозяйстве, так и на предприятиях лесного комплекса в РФ. А также сделаем краткий обзор работающих в автоматическом режиме на щепе бытовых котлов, которые начали в последнее время составлять конкуренцию пеллетным котлам на рынке топливного оборудования.

Сергей ПЕРЕДЕРИЙ, EKO Holz- und Pellethandel GmbH, Германия