Как работают паровые котлы на древесных отходах и лузге

Обычные котлы не приспособлены для работы на мелких древесных отходах и биомассе. Главной особенностью конструкции является наличие вихревой топки, обеспечивающей минимальный остаток недожога.

Паровые котлы на древесных отходах и лузге используются в промышленных целях, для отопления, производства горячей воды и получения насыщенного пара.

Как устроены паровые котлы на лузге и щепе

Паровой котел на опилках, щепе и лузге, имеет относительно простое устройство, обеспечивающее высокую производительность и безопасность эксплуатации. В конструкции применяется:

1. Вихревая топка.
2. Принцип дожига отходящих газов.
3. Паропреобразовательный барабан.
4. Сепараторный механизм, удаляющий частицы влаги из пара, перед его подачей в систему трубопровода.

Принцип работы паровых котлов на опилках, лузге, щепе, настолько эффективен, что в качестве топлива, допускается использовать мелкую пыль и мусор, оставшиеся в процессе переработки продуктов сельского хозяйства и дерева.

Как происходит сжигание топлива

Одним из существенных отличий, которые имеет паровой котел на лузге и отходах деревопереработки от аналогичного оборудования, работающего на твердом топливе, является особая конструкция горелочного устройства.

Принцип работы основан на применении вихревых потоков и заключается в следующем:

• Топочное устройство использует многократную циркуляцию топливовоздушной смеси. В камере создается спиралевидное завихрение воздушных потоков, в котором и происходит сжигание биомассы.
  Конструкция современных вихревых циклонных топок, позволяет сжигать не только мелкофракционное топливо, но и даже крупные частицы, до 10 мм в диаметре. Скорость подачи воздуха достигает 150 м/сек. По своей конструкции, вихревые топки делятся на вертикальные и горизонтальные.
• Для увеличения теплоотдачи, осуществляется дожиг отходящих дымовых газов. Пиролизные промышленные паровые котлы на древесных отходах, при сжигании, используют предварительно разогретый воздух, что увеличивает производительность и позволяет сжигать топливо с высоким содержанием влажности.

Способ подачи щепы и лузги в паровой котел

Существует два типа паровых котлов: с ручной и механизированной подачей топлива. У каждого есть свои особенности, влияющие на производительность и эксплуатацию:

• Паровые котлы для сжигания твердых древесных отходов и лузги с ручной загрузкой – требуют постоянного обслуживания. За отопительный сезон, сжигается 15-20 тонн биомассы, которую приходится загружать вручную. Вместе с тем, стоимость котельной обходится приблизительно на треть дешевле.
• Механизированная подача – загрузка топочной камеры осуществляется посредством шнековой или вакуумной передачи. Станция работает в полностью автономном режиме. Контроль осуществляется с помощью выносной панели управления. При условии монтажа механизированного хранилища, котел с автоматической подачей работает без остановок в течение всего отопительного сезона.

Автоматизация котельной обходится приблизительно в треть стоимости самого котла. Со временем, расходы окупаются за счет уменьшения затрат на обслуживающий персонал и снижения расхода топлива.

Системы очистки золы

Конструкция вихревой топки обеспечивает минимальное количество недожога и сажеобразования. Незначительное количество негорючих остатков, осевших на стенках дымоходного канала и теплообменника, удаляются посредством автоматической очистки золы.

Принцип работы системы очищения заключается в следующем:

• Нагретый дым, для увеличения теплоотдачи не направляется в дымоход, а сначала проходит по ломаному каналу, разогревая стенки, соединенные с теплообменником и оставляя на них сажу. Внутри канала установлены пружины с жесткими ребрами. Механизм растягивает пружину, края которой сделаны под диаметр канала, очищая этим сажу. Зола ссыпается вниз, в специальную камеру и удаляется посредством шнека.
• Остатки золы из топочной камеры, осыпаются вниз, где также расположена шнековая подача.
• Зола из дымоходного канала и топки удаляется в зольник. По мере накопления золы, подается сигнал на пульт. Зольный ящик очищается.

Модульные паровые котельные на щепе и лузге

Пиролизные промышленные котлы на древесной щепе, опилках и лузге, изготавливаются как в стационарном, так и в модульном исполнении. Модульные станции пользуются огромной популярностью, благодаря заводской компоновке оборудования. В комплектации присутствует:

• Один или несколько котлов, работающих на биомассе. Для наращивания мощности, несколько модулей подключаются в единую сеть. Общая производительность, при подключении нескольких модулей, достигает 50 мВт.
• Система водоподготовки – для смягчения среды теплоносителя и удаления кальциевых осадков, устанавливают фильтры.
• Группа безопасности.
• Насосное оборудование.
• Система автоматизированной подачи топлива. В дополнительной комплектации предлагается механизированное хранилище, для полной автоматизации процесса горения.

Блочно-модульные котельные изготавливаются в стационарном (контейнерном) и мобильном исполнении (по типу автомобильного прицепа).

Виды и требования к древесным отходам и лузге

Котлы, работающие на биомассе, являются практически «всеядными». Единственное исключение составляют крупнокусковые древесные отходы. Использование вихревой топки, даже в современных моделях отопительного оборудования, ограничивает применение биомассы, с размерами до 10 см.

У каждого используемого типа топлива есть свои особенности:

• Лузга от семечек – теплотворная способность 18 мДж или 5 кВт/ч. При сжигании лузги подсолнечника, выделяется наибольшее количество зольного остатка, по сравнению с отходами риса и гречки. Оптимальное решение, использовать прессованную шелуху семечек, имеющую большую теплотворную способность и выделяющую при сжигании меньше сажи.
  

• Лузга гречихи – имеет относительную влажность не более 12%. Теплотворная способность идентична каменному углю – 27 мДж или 7,5 кВт.
  

• Рисовая лузга – практически идентична по параметрам теплотворной способности и зольному остатку, отходам гречихи. Единственным минусом использования шелухи риса, являются ограниченные запасы топлива на территории РФ.
  

• Щепа и опилки – максимальная теплотворная способность отходов древесины (дуба), не превышает 13 МДж или 3,61 кВт/ч. Соответственно, для получения такой же тепловой мощности, что и при использовании отходов гречихи или риса, потребуется расход щепы больше чем в 2 раза.
  

Главным требованием к используемому топливу, являются ограничения, связанные с влажностью. Допустимое содержание влаги не более 40%.

Область применения паровых котельных установок

Котельные используются в разных областях промышленности и бытовом отоплении. Паровые котлы большой мощности, применяются в следующих целях:

• Нефтеперерабатывающая промышленность – пар необходим для подогрева продуктов нефти, перед транспортировкой по трубопроводу. Разогретое вещество имеет меньшее гидравлическое сопротивление.
• Мебельная промышленность – ДВП, ДСП, USB, фанера – при производстве всех этих материалов, в той или иной степени, используется насыщенный пар.
• Деревообрабатывающая промышленность – паровые котлы обеспечивают и поддерживают микроклимат, необходимый для равномерного высыхания древесины, что уменьшает процент выбраковки.
• Отопление и обеспечение ГВС для промышленных помещений любой площади.

Паровые котлы малой мощности, в основном применяют в бытовых условиях. В странах ЕС, паром отапливают жилые дома. В отечественных условиях, паровое отопление не получило широкого применения.

Заводы производители паровых котлов на лузге и щепе

Свою продукцию, российскому потребителю предлагают заводы изготовители, расположенные в Германии, Италии, Чехии, России. При покупке модульной котельной, можно оснастить БМК отопительным оборудованием любой понравившейся компании.

Выбор котельной связан с местом производства станции:

• Паровые котлы зарубежных производителей – лидерами, относительно качества, надежности и производительности, традиционно остаются несколько немецких компаний: Viessmann, Wolf. Итальянские паровые котлы, выпускают концерны Caldaie и Ferroli.
  Выбрать можно чешские Atmos и австрийские Hargassner, также отличающиеся высокой надежностью и автоматизацией процесса горения. Импортные паровые котлы требуют минимального человеческого участия, управляются дистанционно, имеют многоступенчатую систему защиты.
• Российские паровые котлы предлагают компании: Термотехник, Энергетик, АО «ЗКО», Бийский котельный завод и КЛМЗ. Современные отечественные агрегаты полностью соответствуют стандартам, действующим на территории РФ и ЕС. Полностью адаптированы к особенностям отечественной эксплуатации, включая низкое качество топлива.

Предлагаемая продукция отличается теплотехническими характеристиками и производительностью. Импортные котельные, отличаются полной автоматизацией процесса горения, но стоят дороже в 2-3 раза. Отечественные модели дешевле, но имеют небольшие недоработки.