Бункерные автоматические угольные котлы

На данный момент, автоматический угольный котел, уже перестал быть редкостью, и заслужил репутацию автономного и надежного отопительного оборудования, способного составить конкуренцию пеллетным станциям.

Как устроены автоматизированные котлы на угле

Автономные водогрейные котлы на угле, работающие в автоматическом режиме, от классических версий отличаются тем, что все рабочие процессы, полностью регулируются контроллером. Для поддержания горения используется автоматический шнековый механизм подачи топлива, система принудительного нагнетания воздуха и удаления продуктов сгорания. В конструкции также предусмотрена функция самоочистки.

Принцип работы следующий:

• После включения котла, запускается шнековая автоматическая подача угля в котёл. Первая порция топлива поджигается посредством электрической плазмы. По мере прогорания, в топку подается новая порция угля. Если необходимо увеличить интенсивность нагрева, увеличивается скорость шнекового транспортера. После достижения определенной температуры, подача топлива останавливается.
• Одновременно с шнековой передачей, включается подача воздуха в топку. Контроллер следит за скоростью поступления воздушных масс, что влияет на интенсивность горения.

• В топке установлены автоматические колосники. По мере сгорания угля, происходит сбрасывание зола и несгораемого остатка в зольный ящик. Колосники переворачиваются, зола падает вниз, прямо на еще один шнек, посредством которого и осуществляется удаление продуктов сгорания. Система самоочистки проходит и под ломаными дымовыми каналами.
  Сажа, оставшаяся на стенках, очищается специальными пружинами, расположенными внутри каналов и осыпается на шнековую передачу системы самоочистки. Все продукты сгорания из топочной камеры и дымового канала, направляются в зольный ящик.

Микропроцессорный контроллер является «сердцем и мозгом» угольного котла. Но, бесперебойная работа зависит еще от нескольких элементов системы. Важную роль играют угольная горелка и бункер – дозатор для угля.

Принцип работы угольной горелки

Угольный котёл автомат не смог бы эффективно работать, без особого горелочного устройства. Сжигание топлива происходит порционно. В конструкции присутствует система электророзжига и принудительной подачи воздуха.

Основные задачи работы горелки заключаются в следующем:

1. Обеспечить оптимальные условия для полного сжигания топлива с минимальным количеством недогара.
2. Гарантировать поддержание факела огня, для максимальной теплоотдачи.
3. Предотвратить чрезмерный расход угля, посредством оптимизации порционной подачи топлива.

На практике, это означает, что горелочное устройство тесно связано с подающим уголь механизмом, дымососом, нагнетательными вентиляторами и контроллером. Все устройства работают как одно целое, что и обеспечивает достижение поставленных задач.

Производители используют два вида горелок, в зависимости от того, какой уголь для котлов с автоподачей используется:

• Ретортная горелка – предназначена для сжигания угля, сорта Эко-горошек, без наличия штыбы, мелких частиц породы (угольной мелочи). Оптимальная фракция топлива 5-25 мм.

  

• Горелочное устройство АКМ – допускается сжигание угля с большим, до 60% содержанием штыбы. Размеры фракции 5-25 мм.
  

   

Чтобы автоматизировать подачу топлива в угольный котел, используется микропроцессорный контроллер, практически, представляющий собой мини компьютер. На горелке устанавливают оптический датчик, следящий за наличием пламени. При затухании, подается сигнал на повторный розжиг.

Контроллер подключается к нескольким комнатным терморегуляторам, для автоматического управления котлом. Температура нагрева теплоносителя меняется, в зависимости от показаний датчиков. Современные модели используют погодозависимую автоматику, позволяющую менять настройки котла, с учетом температуры окружающей среды.

Уголь поступает на горелку точно вымеренной порцией, после чего сгорает. С горелочного устройства подается сигнал на контроллер, что запускает движение топливного транспортера. На горелку поступает новая порция угля, включаются вентиляторы. От слаженности действий, зависит высокий КПД котла, составляющий 87%.

Устройство бункера-дозатора для угля

Система автоподачи угля в котел, еще одно важное звено, обеспечивающее работоспособность автоматизированной станции. Шнековая или поршневая топливная передача, соединяет топливное хранилище и горелочное устройство. Угольные котлы автоматы с загрузочным бункером, подключаются к отдельно стоящему или встроенному хранилищу разного объема.

Загрузочный бункер устроен как металлическое хранилище с установленным внизу шнековым транспортером. В конструкции присутствует несколько важных узлов, предотвращающих заклинивание угля в шнеке и слеживания топлива.

Для автоматизации подачи угля в котел, используются следующие важные узлы:

• Автоматическая угольная дробилка – горелочное устройство и шнековый транспортер, сконструированы под использование топлива определенной фракции (до 25 мм). Порода засыпается в специальный преемник, с установленной дробилкой угля. После измельчения, топливо попадает в движущийся транспортер.
• Взрыхлитель угля – в бункере устанавливают специальное устройство, препятствующее сбиванию в комки хранящегося угля, что обеспечивает равномерную подачу фракции на шнек и предотвращает его заклинивание.
• Мотор-редуктор подачи – в движение, транспортер приводит электропривод шнека. В зависимости от модели, потребление электроэнергии, необходимой для работы, составляют 130-180 Вт. Электропривод подключается к автоматике, включается и выключается по сигналу от контроллера.
• Топливное хранилище – твердотопливные автоматические котлы на угле с бункером, бывают нескольких типов. Первые подключаются к механизированному, отдельно стоящему хранилищу. Преимуществом такого решения является практически полное отсутствие временных ограничений в автономной работе отопительного оборудования.
  Вместительности хранилища достаточно, чтобы котел проработал без остановки в течение всего отопительного сезона. Автоматические отопительные котлы на угле с встроенным бункером, не требуют модифицирования отдельного помещения под механизированное хранилище. Вместимости топливного резервуара в бункерном угольном котле, хватает на 3-7 дней.
• Порционный барабан – шнековая передача не подает уголь напрямую на горелочное устройство, как в случае с пеллетным оборудованием. Для начала, порция топлива загружается в специальный порционный барабан. После подачи сигнала от контроллера, барабан начинает крутиться. Порция топлива ссыпается на горелку, ровным тонким слоем. После прогорания угля, автоматика подает повторный сигнал и процесс повторяется.

Автоматические котлы на твердом топливе с встроенным резервуаром для угля, монтируются за несколько часов. Для монтажа механизированного хранилища, может потребоваться срок в несколько дней. Установка бункера осуществляется при помощи специальных разъемов, предусмотренных в конструкции. Топливное хранилище монтируется сбоку или сверху котла.

Какой уголь подходит для котлов-автоматов

Система загрузки в котел, сконструирована под использование определенной фракции топлива. Большинство транспортеров способны перемещать уголь с фракцией до 50 мм. Производители не рекомендуют применять крупный уголь, так как в процессе сгорания, остается большое количество зольного и несгораемого остатка.

Основными требованиями к качеству топлива для всех водогрейных твердотопливных отопительных котлов с полностью автоматизированной системой подачи угля, являются:

• Сорт топлива «эко-горошек».
• Рекомендуемый размер фракции от 5 до 25 мм.
• Количество мелких частиц не более 60%.

Оптимально соответствует описанным выше требованиям, фасовочный уголь в мешках. Но если приобретение уже готового фракционного топлива экономически нецелесообразно, допускается использовать специальные дробилки.

Пропустив уголь через дробильное устройство, можно получить большое количество угля, строго установленной фракции. Недостатком решения является большое количество пыли и мелких частиц, штыбы. Полученный состав сжигают исключительно на горелке типа АКМ.

Как выбрать автоматический котел, работающий на угле

Экономные компактные бытовые автоматизированные котлы на угле, с КПД до 90%, предлагают несколько десятков производителей. Модели отличаются производительностью, особенностью конструкции и наличием водяного контура для ГВС.

Подбор отопительного котла выполняют, основываясь на следующих теплотехнических параметрах:

• Степень автоматизации – современные бункерные автоматические угольные котлы отопления, оснащены микропроцессорным контроллером. По желанию покупателя, отопительное оборудование оснащается системой самоочистки и дистанционного управления.
  После установки GSM модуля, работой котла управляют с помощью любого мобильного устройства. Контроллер нового поколения способен автоматически поддерживать работу нескольких отопительных контуров: радиаторного обогрева и «теплыми» полами.
• Вместимость топливного хранилища – обычно, бункер рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить автономную работу котла в течение 3-7 дней.
• Производительность – расчет выполняют по формуле 1 кВт = 10 м².

Особое внимание обращают на требования, предъявляемые к автоматизации системы дистанционного контроля за работой котла. Блок дистанционного управления, должен подключаться к сети интернет, иметь устойчивый радиосигнал и стабильно работать даже при помехах в электросети.

Дополнительно учитывается степень изоляции прибора. При использовании угля в котельной, высока вероятность скопления горючей пыли. Поэтому, блок управления должен иметь степень защиты не ниже IP 26.

Ведущие производители угольных бункерных котлов

Помимо подбора установки по техническим характеристикам, делают выбор котла по производителю. Потребителю предлагается оборудование разного ценового сегмента.

Наиболее дешевыми остаются котлы российского производства. При этом, модели имеют высокое качество сборки, надежность и длительный срок эксплуатации.

Европейские котлы, предлагаются в премиум классе. Модели отличаются высокой автоматизацией и функциональностью.

Наиболее популярными считаются:

• Немецкие котлы – Roda, Buderus.
• Чешские котлы – Metal-Fach.
• Турецкие модели – Termodinamik, Emtas.
• Польские котлы – Stalmark, Defro.

В последнее время, российские котлы становятся все более популярными. Причина заключается в постоянно улучшающемся качестве продукции и низкой стоимости, по сравнению с зарубежными агрегатами. Главным недостатком, считаются небольшие недочеты в системе автоматизации процесса горения.

Стоит обратить внимание на котлы ALTEP, TIS EKO, КАЗ Корди.

Азиатские твердотопливные котлы, представлены в небольшом ассортименте продукции. Внимание заслуживают модели Kentatsu, отличающиеся функциональными возможностями, но уступающие по теплотехническим характеристикам и надежности, российским и европейским аналогам.

Стоимость котлов-автоматов на угле

Отопительные угольные котлы с автоматической подачей топлива, выпускаются с минимальной производительностью в 15 кВт. Модели российского производителя, с встроенным бункером, обойдутся приблизительно в 160 тыс. руб.

Европейские аналоги стоят дороже, примерно в 2-3 раза. Котлы, изготавливаемые Buderus и Roda, обойдутся в 350-500 тыс. руб. Обвязка отопительного оборудования стоит приблизительно 5-10% от себестоимости станции.

Мнения об угольных котлах с автоподачей топлива

Настороженное поначалу мнение потребителей, относительно автоматического угольного оборудования, постепенно сменилось большим количеством восторженных отзывов в сети.

Несмотря на множество положительных сторон: длительного времени автономной работы, высокой степени безопасности, экономичности и надежности, у котлов существует несколько реальных недостатков:

• Зависимость от электроэнергии – работа котла без электричества, невозможна. После отключения напряжения, останавливается шнековая передача, система принудительного нагнетания и удаления продуктов сгорания. Чтобы обеспечить работоспособность котла, подключение к электросети выполняют через ИБП и стабилизатор.
• Отложение пыли – топка углем имеет один существенный недостаток. В процессе горения и подачи топлива, скапливается большое количество мелкой пыли. При ряде обстоятельств, мелкие частицы, достигнув определенной концентрации, способны вызвать взрыв. Борьба с пылью при загрузке бункера углем, включает установку специальных пылеуловителей. Также потребуется регулярная влажная уборка.

Несмотря на два существенных недостатка, угольные автоматические котлы пользуются особой благосклонностью у отечественного потребителя, о чем свидетельствует постоянный спрос на отопительное оборудование данного типа.