Мазутни котли - принципи на работа и изчисляване на разхода на гориво

Автор: Колесников Юрий Федорович, топлинен и енергиен инженер

Печката е издигната веднъж и трябва да я затопляте през цялото време, от една страна. От друга страна, дизайнът на пещта се определя до голяма степен, ако не напълно, от вида на използваното гориво. А наличността му зависи значително от запасите от местни ресурси в региона. Така печката се танцува от горивото.

Съвременната отоплителна технология ви позволява да изгаряте до въглероден диоксид, вода и пепел всичко, което по принцип може да изгори и нещо, което по принцип не може да изгори. Това не е просто шега. Какво можете да очаквате от изгарянето на гориво в печка? И колко проста и ефективна може да бъде печка на такива и такива, или такива и такива видове гориво? Това зависи от неговите свойства:

1. Събрано състояние - твърдо, течно, газообразно;
2. Специфична калоричност или топлина на горене;
3. Специфични разходи;
4. Скорости на горене;
5. Температури на горене;
6. Способност за напояване;
7. Съдържание на пепел;
8. Съдържание на висши органични съединения;
9. Съдържание на сяра;
10. Дейност.

Твърдо, течно или газово?

Схема на мини-котелно помещение

При внимателно обмисляне (за което, за съжаление, тук няма място), по отношение на съвкупността от качества, природният газ и течните горива все още се оказват най-добрите. Но е по-добре да не се опитвате да направите печка за тях сами: без промишлено оборудване и добре установена технология, опитен инженер по отопление също няма да предприеме това. По-точно, още повече няма да предприеме, знаейки какво е какво.

И има нюанс: тъй като това гориво отделя топлина почти моментално, не можете да направите с една печка. За изгаряне е необходим и сложен комплект оборудване. За пример вижте фиг. схема на мини-котелно помещение. Струва много и е икономически (и екологично) оправдано за домакинства с жилищна площ над 120-150 кв. м.

Забележка: Ефективността дори на малък котел на газ или мазут с автоматизация достига 90% или повече. Почти всички загуби в централизираните котелни централи се дължат на тръбопроводи.

Домашна печка може да се отоплява и да се захранва с топла вода до 60-100 кв. м. жилищни. Още - сложността на работата и разходите се увеличават толкова много, че се оказва по-евтино и по-лесно да се инсталира двуконтурен газов котел. Ако, разбира се, има доставка на газ. В този случай трябва да се съсредоточите върху най-ниската от посочените стойности; с бутилиран газ - за висше образование.

Изключение е пиролизна (по-точно, генерираща газ) пещ за отработка или тъмно отоплително масло. Лесно е да го направите сами, при спазване на условията за безопасност. Но отопляемата площ е до 40-60 кв. m, извличането на топлина за захранване с топла вода е трудно и устройството на пълен поток с гореща вода едва ли е възможно. Тези. област на приложение - гараж, лятна резиденция, малка жилищна сграда, при условие че печката е в пристройката.

Забележка: пиролизното масло не е гориво за пиролизни фурни. Той е продукт на бърза (50-30 s) безкислородна пиролиза на дървообработващи отпадъци при температура около 600 градуса. Пиролизното масло е доста силно напоено, има кисела реакция, т.е. химически агресивни компоненти в състава си и съдържа до 2% или повече сяра. Изгаря се в промишлени котли и пещи с помощта на специална горелка.

Предимства и недостатъци

Отоплителните тела с течно гориво, както всяко друго техническо устройство, имат своите предимства и недостатъци. За да направите правилния избор и да знаете за какво да се подготвите, трябва да се запознаете с тях.

Котел за отопление на масло

Предимства на котлите за течно гориво:

• възможността за използване като нагреватели за жилищни сгради, предприятия, нежилищни помещения;
• независимост от централната отоплителна система;
• работата на устройството е автоматизирана;
• липса на мирис и шум по време на работа;
• надеждност;
• много висока ефективност (около 95%);
• безопасност.

Мазутните котли имат много предимства

Недостатъци на котлите на течно гориво:

• необходимостта от съоръжение за съхранение на гориво - изисква се специален контейнер;
• висока цена на оборудването;
• необходимостта от оборудване на котелно помещение - индивидуална стая за инсталиране на устройството;
• монтаж на комин;
• относително висока цена на течно гориво.

Дизелово отопление на частна къща

Топлина на горене и разходи

Официалното съдържание на този параграф не изисква специални обяснения: килокалории или джаули. Може да се припомни само, че 1 kcal = 4,3 kJ. Тоест, ако топлината на горене е 10 000 kcal / kg, тогава в джаули тя ще бъде 43 000 kJ / kg или 43 MJ / kg за твърдо гориво. За газообразни - килокалории или кило / мега джаули на кубичен метър. За течност справочниците се дават или за килограм, или за литър / кубичен метър.

Топлината на изгаряне на често използваните горива варира от 1800 kcal / kg (отпадъчно дърво: елша, върба, изгнила сурова дървесина) до почти 11 000 kcal / kg (полиетилен и други органични полимери), което в мегаджаули ще бъде от 7,74 MJ / kg до 47,14 MJ / kg за полиетилен.

Тук вече се разкрива нюанс: можете напълно да изгорите всичко, но цената на килограм е различна! Затова правим това:

• Правим топлотехническо изчисление на отоплителната мощност на помещението.
• Ние му даваме 10-20% марж за водоснабдяване с топла вода.
• Даваме на получените още 50% марж за необичаен студ.
• Получената стойност се ДЕЛИ от ефективността на избраната пещ.
• Въз основа на получената необходима топлинна мощност на пещта и специфичната отоплителна стойност на горивото, ние определяме неговата маса / обемна консумация.
• Като умножим потреблението по разходите, получаваме единичните разходи за отопление.
• Повтаряме процедурата за различни печки и горива, докато достигнем минималната цена.

Забележка: нагревателни устройства с ефективност по-малка от прага 70% може да не се вземат предвид. Дори ако ние лично имаме лилава екология от жълтата страна, ще има допълнителни данъци и глоби някъде другаде. Задължително.

Как да определим качествено отоплително масло

Само лабораторният анализ ще даде еднозначен отговор. Когато доставят дизелово гориво, марките печки могат да бъдат грубо разграничени от автомобилните марки по следните характеристики:

• петролните продукти за котелни къщи имат по-тъмен цвят, тъй като са по-малко пречистени;
• по време на краткосрочно съхранение в отоплителното масло се образува утайка (това може да се забележи, ако излеете течността в прозрачен съд и изчакате малко).

Не е необходимо да определяте качеството на петролните продукти „на око“, ако си сътрудничите с доверени доставчици. продава гориво с доставка и гарантира тяхното съответствие със стандартите. Предоставяме паспорти и сертификати за петролни продукти, предлагаме изгодни условия за сътрудничество. Обадете се на номера, посочен на уебсайта, за повече информация.

Скорост на горене

В домашно приготвените печки без сложна автоматизация се наблюдава ясно съответствие: колкото по-бързо горивото гори, толкова по-ниска е ефективността на печката и толкова по-сложен е нейният дизайн. Причината е проста: без технологични трикове, недостъпни за домостроителя, е трудно да се хване голямо количество отделена топлина наведнъж и да се изпрати в стаята или във бойлера, преди да излети в тръбата. Следователно има смисъл само да се направи домашна печка на бавно изгарящо гориво - твърдо вещество, масла, маслена утайка и т.н. Или пещ с бавно изгаряне, където процесът на горене се забавя изкуствено.

По отношение на скоростта на горене въглищата се отличават сред твърдите горива. Има го много неравномерно, тъй като изгаря. В началото, когато тече газификация, пламъкът бушува.И тогава, когато остане чист въглерод (аморфен въглерод, кокс), започва бавно тлеене. И не е толкова лесно да се направи пещ с висока ефективност в двата режима на горене.

Други твърди горива за пещи и котли

Тази група включва горивни брикети и пелети, произведени от дървесни отпадъци, както и природни ресурси - въглища и торф.

Нека ги разгледаме накратко по ред.

Горивни брикети и пелети

Във всяка дървообработваща индустрия остава голямо количество дребни отпадъци - дървени стърготини, стърготини, дървесни стърготини, отстранена кора и др. Някога тяхното оползотворяване се превърна дори в значителен проблем - беше безполезно да се изгарят тонове от тази напълно подходяща за употреба суровина. С течение на времето са разработени технологии, които позволяват да се направят заместители на обичайните дърва за огрев от такива отпадъци.

• Брикети от дърва за гориво се използват отдавна в чужбина. В нашия район отношението към тях първоначално беше предпазливо, но сега много собственици на жилища ги разглеждат като основен вид гориво за отоплителното си оборудване.

Има няколко разновидности на такива брикети в продажба.

Брикетите RUF, които имат характерна форма на чисти тухли, са много удобни при транспортиране, съхранение, зареждане в пещта. Може би те могат да бъдат причислени към най-популярните днес.

Много удобни и високоефективни горивни брикети RUF.

В състава им няма нищо излишно, с изключение на натрошените дървени стърготини. В производството не се използват свързващи вещества. В процеса на пресоване се активира естествено лепкаво вещество, което е част от целулозата - лигнин. Брикетите перфектно "поддържат формата си", не се ронят и след изгаряне оставят минимално количество отпадъци.

Може да се интересувате от информация как да направите акумулатор на топлина за котел на твърдо гориво

Видео: Как да изберем правилния горивен брикет RUF?

Брикетите, които често се наричат ​​"Eurowood", са по-близо до класическите форми. Много компании се занимават с тяхното производство, например, марката Pini Kay е в добро търсене.

Брикетите получават форма, близка до цилиндъра, но все пак с „разрез“, като молив - по-лесно е да ги съхранявате по този начин и те няма да се „разпръснат“ по пода. Проходният канал в центъра осигурява увеличаване на зоната на горене.

Горивни брикети от пресовани дървесни отпадъци "Pini Kay", или, както често ги наричат ​​- "Eurowood".

Такива брикети се подлагат на специална повърхностна топлинна обработка, което ги прави перфектно защитени дори от директен контакт с вода.

ДА СЕ заслуги брикетите от дървесни горива могат безопасно да бъдат причислени към следното:

- Добра продължителност на равномерно изгаряне с еднакво висок топлообмен през целия цикъл (повече от този на обикновените дърва за огрев).

- Брикетите изгарят почти без остатък - твърдите отпадъци не надвишават 1 ÷ 3% от обема на горивото, съхранявано в горивната камера. Между другото, пепелта е добър тор за личен парцел.

- Много малко образуване на дим. Освен това димът практически няма мирис. Като цяло, поради липсата на компоненти на трети страни, такова гориво може да бъде класифицирано като невредно за околната среда.

- Удобство при транспортиране и съхранение. Между другото, брикетите на мястото на тяхното съхранение практически не оставят боклук.

ДА СЕ недостатъци ние приписваме следното:

- Цената на брикетите е доста достъпна, но някои собственици, които са свикнали с дърва за огрев или имат възможност да се запасят с дърва почти безплатно, имат различно мнение по този въпрос.

- Топлината от брикети е по-малка, отколкото от дърва за огрев от твърда дървесина - във ваната те са малко полезни като гориво.

- Те се оплакват от неспособността си да създадат комфортна атмосфера на живо, характерна за печката на дърва.

- Имате нужда от определено умение да ги използвате. За запалване често е необходимо да се използват специални запалими течности.

- Ако не се спазват правилата за съхранение, те могат постепенно да губят сила - да се рушат.

• Пелети - това всъщност са и пресовани брикети, само с миниатюрни размери. По време на тяхното производство настърганите дървесни отпадъци се прекарват през специален екструдер за матрица, а продукцията е "колбаси" - цилиндри с диаметър 6 ÷ 10 mm и дължина 10 ÷ 40 mm. Без свързващи вещества - пресоването се осигурява отново поради наличието на лигнин.

След изсушаване готовите пелети се опаковат във влагозащитени торбички и в тази форма се продават.

По принцип всички предимства и недостатъци, присъщи на горивните брикети, са характерни и за пелетите. Но има и особеност - те не са подходящи за всеки котел или печка, просто поради специфичната миниатюрна форма на гранулите. Или ще трябва да се провалите при някаква модернизация на съществуващото устройство, или ще трябва да придобиете подходящ модел.

Но от друга страна, съвременните котли на пелети са оборудвани с зареждащ бункер и автоматична дозираща система за подаване на гориво в горивната камера. Това означава, че намесата в работата на отоплителното оборудване става по-рядка - не се изискват чести натоварвания.

Отоплителен котел с автоматична система за подаване на пелети от бункера до горивната камера

Използването на пелети става все по-популярно. Това може да се потвърди от факта, че домашните майстори вече са усвоили независимото производство на агрегати за производство на пелети у дома. Находка за тези, които имат безплатен достъп до дървообработващи отпадъци!

Цени на пелетни котли

котли на пелети

Въглищата като твърдо гориво

Информация за класификацията на този вид твърдо гориво и неговите характеристики заслужава отделна статия и тя ще бъде включена в следващия работен план. Междувременно - почти за някои аспекти от използването на въглища в пещи и котли на твърдо гориво.

На първо място, това гориво все още не е универсално. По-точно, не всеки блок е в състояние да работи с него. Тоест, преди да разгледате възможността за използване на въглища като основен източник на енергия, трябва още веднъж да се уверите, че такава възможност е посочена отделно в паспорта на устройството.

Всичко е свързано с характеристиките на това гориво - това е нестабилен химичен състав на различни марки, трудно запалване, висок топлообмен и много значително количество негорими отпадъци (шлака), понякога достигащо 45% от обема на товара.

Като гориво се използват три вида въглища - кафяви въглища, каменни въглища от различни подвидове и антрацит.

• Кафявите въглища са най-младите от геоложка гледна точка. Калоричността му е малка, дава много шлака, така че обикновено дори не се обмисля сериозно. Освен това неговото транспортиране и съхранение е много рискован бизнес, тъй като биохимичните процеси все още не са утихнали в него и при определени условия (висока влажност) е невъзможно да се изключат дискусионните процеси, превръщащи се в тлеене и самозапалване.
• Най-често се използват битумни въглища. Той има много сложна класификация, но може да се отбележи, че класовете с дълъг пламък (WPC) са подходящи за пещи или котли. Въглищата с ниско слепване имат по-нисък топлопренос и по-високо съдържание на пепел и използването им е по-малко рентабилно. От постни въглища остават до 45% от шлаката и те са трудни за запалване. Но ниската цена и доста добрият топлопреминаване все още ги правят търсени за котли с подчертано добра тяга.

На илюстрацията - WPC въглища с дълъг пламък с груба фракция

• Антрацитът има най-висока калоричност. Също така се характеризира с минимално количество шлака, ниско образуване на дим.Но той не намира широко приложение в битовите отоплителни системи и, интересно, точно поради основното му предимство.

Антрацит - най-високата калоричност и по същата причина - сериозни ограничения за използването в котли и печки на битови отоплителни системи

Факт е, че използването на антрацит е разрешено само в онези модели котли или пещи, за които това е специално предвидено. Не всяка единица е в състояние да се справи с високите температури на горене на антрацита - можете просто да "убиете" скъпо оборудване с недобре замислени действия. И „втората страна на монетата“ - само при такива специални отоплителни тела е обмислена възможността за максимално използване на енергийния потенциал на тези въглища. В противен случай използването му става нерентабилно и ефективността на пещта или котела пада рязко.

Може да се интересувате от информация за това как работят котлите с твърдо гориво с дълго изгаряне.

В края на раздела представяме и плоча с калоричността на видове твърди горива, алтернативни на дърва за огрев. Там са посочени и торфени брикети. Но, както се вижда от показателите, енергийната ефективност от тях е малка, дори по-лоша от тази на кафявите въглища. И едва ли има смисъл да се използват за отопление на дома, ако е възможно да се използва друг вид твърдо гориво.

Тип твърдо гориво	Средна калоричност на масата по маса (kWh / kg)	Средна калоричност на горивото по мерки за съхранение (kW / t)
Антрацит	8.1	8100
дървени въглища	8.6	8600
Въглища	6.2	6200
Кафяви въглища	4.2	4200
Горивни брикети, пелети	5.6	5600
Торфени брикети	3.4	3400

Температура на горене

Това е нож с две остриета. Единият край - колкото по-висока е температурата, толкова по-лесно е да се постигне пълно изгаряне и висока ефективност. От друга страна, отново става по-трудно да се извлича и насочва топлината, където е необходимо; поради големия температурен градиент той се стреми да лети в тръбата. Следователно дизайнът на пещта става по-сложен. Освен това горенето при висока температура изисква скъпи топлоустойчиви материали.

Като цяло, колкото по-ниска е температурата на горене, толкова по-проста и ефективна е печката. Уздравените домашно приготвени конструкции за тлеене при 600 градуса (бавно горещи пещи) могат да дадат ефективност над 85%. Трудно е да се постигне ефективност над 75% от печка на дърва / въглища (800-900 градуса) в аматьорски дизайн и често се оказва, че конструкцията, показана във видеото с гордост, е изгоряла или се е напукала преди края на отоплителния сезон.

Забележка: максималната температура на горене, постижима в домашно приготвени конструкции, е около 1100 градуса; това са пещи за пиролиза и производство на газ. Горе - без специални стомани и огнеупори, само няколко изпитвателни пещи ще издържат.

Принципът на работа на котел на въглища

За да разберете как правилно да отоплявате котел, първо трябва да разгледате устройството му и да разберете как работи такова оборудване. Устройството на всеки котел на въглища включва две основни отделения. Горното отделение е горивна камера, в която протича процесът на превръщане на твърдо гориво в топлинна енергия. Долното отделение е предназначено за събиране на пепел и шлака, които остават след изгарянето на въглища. Отделенията са разделени от решетка от ковък чугун.

В конструкцията на котела може да се вгради доста сложна автоматизация, която дава възможност да се регулира работата на системата по такъв начин, че тягата да се регулира независимо, без да е необходима постоянна намеса. При липса на автоматизация котелът работи чрез естествена циркулация. Първата категория устройства е много по-удобна, но те също струват с порядък по-скъпи от обикновените котли.

Автоматизацията работи по много прости принципи. За да осигури процеса на горене, котелът се нуждае от кислород, който при наличие на автоматизация се доставя от вентилатора.Увеличаването на количеството кислород в пещта ускорява процеса на горене, а намаляването на интензивността на подаването на въздух води до обратен ефект - горивото гори по-бавно и произвежда по-малко топлина.

Температурният режим на котела се регулира от специален сензор, който позволява програмиране на работата на устройството. Когато се достигне определена температура, сензорът изключва вентилатора, в резултат на което скоростта на изгаряне на горивото намалява. Падащата температура принуждава автоматиката да рестартира подаването на кислород и да възобнови активното горене.

Водно изрязване

Поливането на горивото премахва топлината не само и не толкова за изпарението на водата. При високи температури в присъствието на катализатор - въглерод - още повече енергия се изразходва за химическото редуциране на водата и комбинацията от отделения кислород с атмосферния азот. Съдържанието на вода в горивото в тегловни проценти се обозначава като W.

Способността на горивото да абсорбира влагата, първо, намалява топлината му на горене. За дърва за огрев - два или повече пъти с повишаване на влажността от 20% на 50%. Поливният мазут също може да бъде взривоопасен. И едва мокрите кафяви въглища се възпламеняват спонтанно, така че не се транспортират от минните обекти, в близост до минни ями се изграждат ТЕЦ на кафяви въглища.

Пещта, работеща на напоено течно гориво, трябва да бъде оборудвана със специална горелка и система за подготовка на горивото. Твърдо гориво - сложен път на дим, при който редуцираните компоненти и окисленият азот не се охлаждат преди да се разпаднат до първоначалните и да върнат топлината.

Въглища

Това е естествен минерал, който се е образувал в продължение на милиони години в различни слоеве на почвата от дърво и други растения. Хората се научиха как да добиват този вкаменелост отдавна и разбраха стойността му като енергоносител.

В зависимост от класа, въглищата имат много висока калоричност, около 6800-8350 kcal / kg. Следователно, това е най-калоричното твърдо гориво. Въпреки това, той не е лишен от значителни недостатъци. На първо място, това е цената, която е много по-висока от тази на дървата за огрев. Цената му може да се сравни с някои видове брикети, но в същото време изгарянето на въглища замърсява околната среда. Високото съдържание на пепел изисква много честа поддръжка на котела, а самата пепел изисква изхвърляне.

Преди да решим кои въглища е по-добре да загряваме, нека разгледаме въглищата и калоричността:

• Кафяви въглища - до 4177 kcal / kg. Рядко се използва в частни домове поради сложността на съхранението и голямата вероятност от самозапалване.
• Каменисти въглища - 5097-6700 ккал / кг. Най-често срещаният вид гориво в частните домакинства поради неговите свойства, включително безопасността на съхранението.
• Антарцити - 5800-6500 kcal / kg. Индустриален тип въглища.

Торф

Вкаменелости, образувани от разлагането на растителни остатъци при условия на ограничена наличност на кислород и висока влажност. Добива се в заблатени райони, след което се брикетира и суши. Калоричната стойност е 3511-4492 kcal / kg.

Това гориво отдавна се използва широко както за отопление на частни домакинства, така и в производството. Достъпността и лекотата на съхранение му позволяват да се конкурира с дърва за огрев и въглища.

Дейност

Активността на горивото е условен параметър. Той характеризира способността на горивото да се самозапалва и изгаря.

Горивото, което мига от искра, се счита за изключително активно и зоната на горене веднага се разпространява по цялата му повърхност. Силно активното гориво изисква малко количество огън или с помощта на фитил, но след това на открито бързо и по цялата повърхност пламва. Средно активният изисква запалване с по-активно гориво и не изгаря напълно без допълнителни мерки (шега, завой) или налягане на открито. Изгарянето на гориво с ниско ниво може да се осъществи само в специални устройства след запалване.

Активността на горивото зависи малко от неговата калоричност, но много повече от състоянието на агрегация, точката на кипене (за течно гориво) и степента на финост (дисперсия) за твърдо гориво. Например бензинът и етиловият алкохол са изключително активни при стайна температура. В дизеловото гориво при стайна температура, горелката изгасва, но, напръскана с дюза, тя светва при 90 градуса на открито. Дървесината под формата на дърва за огрев е умерено активна, под формата на сухи стърготини е силно активна, а под формата на дървени стърготини е много слабо активна.

Забележка: според TU, точката на възпламеняване на лятното дизелово гориво е 62 градуса. Но това е в затворен тигел.

Горелки за маслено гориво за котли

Маслени горелки

Комбинираните горелки „газ-дизелово гориво“, „газо-мазут“ са по-скъпи от специализираните такива на течно гориво, но те могат да осигурят непрекъснато подаване на топлина при промяна на вида гориво, например, когато една къща се газифицира с течение на времето. Такива горелки изискват настройка поотделно за всеки вид гориво, те имат устройство - механично или електронно, което регулира съотношението въздух-гориво в захранващата смес, а горелките за мазут-газ са оборудвани с нагревател на мазут.

Всъщност маслените горелки се разделят на:

- горелки с дюзи за пръскане, включително паромеханични дюзи;

Подготовка за разпалване

За да бъде оборудването за отопление на въглища безопасно и ефективно, трябва да обърнете внимание на следните точки:

1. Ако котелът или печката се използват рядко (например сезонно), преди да го използвате, уверете се, че в зидарията няма пукнатини. Дори малките пукнатини в структурата на печката са широк път за изпускане на въглероден окис в помещението, където може сериозно да навреди на присъстващите там хора. За да се отървете от този проблем, всички пукнатини трябва да бъдат покрити със смес от пясък и глина, преди да се стопи котел на твърдо гориво.
2. Преди да разтопите котела с въглища, трябва да го огледате визуално. В близост до отоплителното оборудване не трябва да има запалими предмети. Вътрешните повърхности на конструкцията трябва да бъдат почистени. Препоръчително е да избършете горивната камера със суха кърпа, така че горящият прах да не излъчва неприятна миризма, която попада в стаята.
3. Печките на въглища трябва да се нагряват няколко пъти на ден, а продължителността на всяко разпалване не трябва да бъде повече от два часа (по-подробно: „Как да се отоплява печка с въглища и кои въглища са по-добри“). За отопление най-подходящи са сухите въглища от средната фракция.
4. За да запалите въглищното оборудване, не можете да използвате различни запалими отпадъци и течности като керосин. Освен това печката трябва да се наблюдава по време на горивния процес, особено ако в къщата има животни или деца.

Описаните моменти не са особено трудни и правят възможно работата на котелното оборудване безопасна.