Котел нижнего горения с верхней загрузкой: Твердотопливные котлы с верхней загрузкой

плюсы, минусы и обзор лучших

Котел длительного горения с верхней загрузкой можно сравнить со свечей. Конструктивно твердотопливные котлы верхнего горения состоят из вертикально стоящего корпуса в форме цилиндра, параллельно выполняющего задачу теплообменника. Внутренняя часть имеет две части, между стенками которых циркулирует теплоноситель. Его нагрев происходит в результате горения пиролизного газа.

Особенности конструкции и принцип работ

Котел длительного горения с верхней загрузкой – схема

Внутренняя часть используется как топка. Она устроена так, что горение происходит сверху вниз. Помогает этому специальная подача воздуха непосредственно в зону горения. Процесс напоминает скорее тление с выработкой газов из углеродосодержащего топлива. В большей степени эти газы являются горючими. За счет их догорания в верхней части топки происходит максимальное использование тепловой энергии, что позволяет увеличить теплоотдачу и уменьшить расход топлива.

Камера котла разделена на две части распределителем воздуха. Он имеет форму трубы, к которой с одного конца прикреплена площадка с лопастями, а другой конец служит для подачи кислорода.

Котлы с верхним горением отличаются цикличностью работы, и пока не сгорит первая закладка добавление второй партии топлива не понадобится.

Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе

Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.

Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200

Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.

Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.

КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.

Температура нагрева воды 70 ⁰C на дровах и 85 ⁰C на угле. Рекомендованная температура на входе от 60 ⁰C. Система отопления может быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения

Котлы с верхним горением уже более 15 лет обеспечивают пользователей теплом. За это время они полностью подтвердили свою эффективность, которая обеспечивается следующими факторами:

• когда происходит закладка топлива, распределитель поднимается вверх, а после розжига опирается на дрова и опускается по мере их прогорания;
• в месте поступления воздуха, происходит неполное окисление углеводородов. Газ с частицами пепла переносится в верхнюю часть топочной камеры. Там к нему присоединяется кислород, в результате чего он дожигается и отдает оставшееся тепло;
• в начале камеры для сжигания газа, находится регулятор тяги. С его помощью автоматически определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений.

Котлы имеют следующие преимущества:

• длительное время работы и минимальное количество загрузок;
• энергонезависимость за счет работы с естественной циркуляцией и природной тяги;
• универсальность некоторых агрегатов в плане топлива: уголь, дрова, стружки, торф и др.;
• небольшое количество топлива способно обеспечить высокую эффективность работы;
• автоматизированная непрерывная работа котла для снабжения горячей водой и теплом;
• отсутствие сложных механизмов делает эксплуатацию котла простой даже для новичков;
• высокий уровень безопасности;
• длительный срок службы от 10-15 лет и более.

Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности

Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:

• высокая стоимость по сравнению с другими установками;
• чувствительность к изменениям температуры теплообменника. Возможно появление конденсата и окисление стальных элементов;
• повышенная зольность может засорять зону горения и снижать уровень теплоотдачи;
• необходимо регулярно вручную прочищать дымоход и зольник;
• неудобная закладка дров из-за конструктивных особенностей;
• нельзя загружать топливо больших размеров, например, не колотые дрова;
• топливо должно быть полностью сухим, поэтому нужно продумывать условия его хранения;
• неполная загрузка делает неудобным розжиг, т.к. топка достаточно глубокая;
• нельзя проводить дозагрузку, если процесс уже запущен;
• опорная балка и диск, служащие перегородкой между зонами горения твердого топлива и газа быстро выходят из строя.

Как видите, твердотопливные котлы верхнего горенияне лишены минусов, поэтому прежде, чем приобретать такое устройство, хорошо взвесьте все за и против.

Нюансы системы управления котла верхнего горения

В котлах длительного горения с верхним горением основным принципом управления является регуляция воздушных потоков, поступающих в камеру сгорания. Стандартные агрегаты для этого оснащены механическим приспособлением. Заслонка с цепным приводом приводится в действие в результате работы термостата.

Термостат в котле настраивается на определенный температурный режим. Когда теплоноситель нагревается до нужного уровня, заслонка автоматически устанавливается в определенное положение, снижая интенсивность нагрева. Резко снизить температуру невозможно, т.к. теплоноситель будет по инерции продолжать нагреваться, отапливая помещение.

Увеличить температуру воды, когда захочется также невозможно. До тех пор пока котел не «разгонится», температура будет расти очень медленно.

Устройства с вентиляторами работают несколько иначе. Если понадобится увеличить силу теплоотдачи, то сделать это можно именно за счет вентилятора. Прибор будет нагнетать воздух. За счет него же можно и снизить инерцию котла. Управление происходит автоматически, а датчики фиксируют малейшие изменения температуры теплоносителя.

Обзор лучших котлов верхнего горения

В настоящее время производство твердотопливных котлов значительно расширилось и выбору потребителей представлено множество моделей зарубежных и отечественных фирм. Рассмотрим лучшие из них.

Стропува

Stropuva

Котлы болгарского предприятия Stropuva — это компактные агрегаты с высоким КПД. Устройства оснащены нагнетательным вентилятором. Цилиндрической формы корпус имеет конструкцию шахты. Устройства отличаются превосходными эксплуатационными характеристиками в сочетании с отличным дизайном. Универсальные котлы могут отапливать дровами, торфом или прессованными брикетами. Мощность моделей 8-40 кВт, отапливаемая площадь 30-400 кв.м. Допустимая влажность топлива может достигать 45%, что вполне соответствует современным требованиям.

Liepsnele

Котлы верхнего горения Liepsnele

В Литве изготавливают котлы длительного горения на твердом топливе универсального типа, т.е., работающих на любом виде топлива. Мощность агрегатов варьируется в диапазоне 10-40 кВт, отапливаемая площадь до 400 кв.м. Максимальное время работы на одной закладке углей составляет до 7 суток, дров — до 2 суток. Конструкция котлов — классический шахтный тип с верхним горением. Котлы Liepsnele обладают высоким КПД, не менее 90%, независимо от типа топлива и выбора рабочего режима.

Неделька

Модельный ряд котлов Неделька

Котлы прямоугольной формы, имеют привлекательный дизайн и компактные размеры. Для более полного теплосъема предусмотрены каналы, по которым проходят нагретые дымовые газы. Российские котлы верхнего горения, способные работать на одной загрузке угля до 7 суток.

Котел неделька

Компания Неделька предлагает четыре варианта котлов с различной мощностью, предполагающие отопление помещений разной площади: 50-250 кв.м., 150-400 кв.м., 400-800 кв.м., 800-2000 кв.м.

рейтинг 2019-2020 года, технические характеристики

Котел отопления длительного горения предназначается для обогрева жилых помещений в долгого времени без добавления горючего, а также получения горячей воды для нужд жильцов.

Большая часть подобных устройств способна функционировать на однократной закладке твердого топлива около 12 часов.

Отдельные модели могут поддерживать тепло до нескольких суток.

Выбор подобной техники огромен, важно уметь отличить эффективный котел высокого качества от менее функциональных устройств.

Содержание статьи

Отличительные особенности

Котел длительного горения с двойным контуром, работающий на твердом топливе — это модернизированная версия классического отопительного оборудования.

В него, помимо прочего, встроен еще и теплообменник, обеспечивающий жилище полноценным горячим водоснабжением.

Конструкция модели с двумя контурами включает в себя следующие элементы:

1. Корпус — может быть произведен из листовой стали или чугуна. Толщина металла составляет от 4 до 6 мм.
2. Камера топки. Обычно производится из того же материала, что и корпусная часть прибора.
3. Решетка колосникового типа. Располагается внутри топочной камеры, материалом служит чугун. Обогащает топливо необходимым для поддержания горения кислородом.
4. Зольник. Аккумулирует твердые отходы, образующиеся при горении.
5. Дымоход — удаляет продукты горения за пределы помещения.
6. «Водяная рубашка». Чаще всего встраивается в корпус котла и заполняется водой, которая получает тепло от стенок, после чего поступает в отопительную систему.
7. Змеевик дополнительного теплообменника — отличает двухконтурные модели от одноконтурных. Встраивается в водяную рубашку отопительного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения дома.

Основной недостаток подобной конструкции — в низкой степени производительности. Поэтому большей популярностью пользуются модели, выполненные из чугуна, поскольку они дольше остывают.

Виды устройств

По способу сжигания топлива котлы длительного горения с двойным контуром можно подразделить на:

• Пиролизные. Оборудованы двумя камерами для сгорания. В одной из них присходит процесс тления и выделения газа для пиролиза, в другой — смешивание полученного газа с кислородом и его сжигание. Оборудование данного типа характеризуется высокой экологичностью — вредных веществ в атмосферу выделяется минимальное количество. В процессе сгорания образуется мало сажи. Если котел оборудован автоматикой, возможна будет и регулировка мощности.
• С верхней камерой горения. Такие котлы очень просты в обслуживании. Количество автоматики для их стабильной работы нужно минимальное, возможно функционирование в автономном режиме работы без электричества. Есть и недостатки — при работе образуется много золы, есть перечень требований к типам топлива. Например, для растопки не подойдет мелкая щепа или опилки.
• Пеллетные. Для растопки такого оборудования используют специальные пеллеты или топливные брикеты в спрессованном виде. Подобные котлы экологичны, экономичны и эффективны, имеют длительный эксплуатационный срок. Один из главных недостатков — высокая цена котла и специальные условия, которые придется поддерживать для хранения топлива. Помещение должно быть сухим, высокая влажность воздуха будет способствовать порче пеллетов.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

• высокий уровень экологической безопасности;
• повышенные возможности теплоотдачи, который составляют до 90 процентов произведённой тепловой энергии;
• оборудование легко монтировать и обслуживать;
• для растопки можно применять различные виды твердого топлива, в том числе и недорогие;
• устройство возможно использовать как для отопления, так и для горячего водоснабжения;
• компактные размеры котла;
• нет необходимости в постоянной и частой загрузке сырья для поддержания горения;
• оборудование может работать в автономном режиме без постоянного присутствия человека.

Недостатки:

• сырье, используемое для растопки в котлов длительного горения, должно соответствовать определенным требованиям качества и влажности;
• важно неукоснительное следование правилам техники безопасности на любой стадии работ, будь то транспортировка и хранение горючего, его сжигание, утилизация отходов работы котла;
• значительный уровень трудозатрат при загрузке сырья в неавтоматизированных котлах;
• высокий уровень стоимости подобного агрегата в сравнении с обычными котлами;
• автоматизированное оборудование зависит от постоянного доступа к электросети;
• для хранения растопочных материалов нужно иметь достаточную свободную площадь.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Важнейшими показателями при выборе твердотопливных котлов длительного горения с встроенным водяным контуром являются:

1. Доступность необходимого топлива.
2. Уровень мощности прибора — зависит от площади обогреваемых помещений и требуемого температурного режима теплоносителя.
3. Тип тяги, создаваемой внутри топочной камеры. Может быть принудительно или естественной. Данный параметр влияет на возможность размещения в конкретном помещении и уровень производительности котла.
4. Коэффициент полезного действия. Будет зависеть от типа используемого горючего, особенностей конструкции и используемого дополнительно оборудования (наличие или отсутствие вытяжки, автоматизации подачи топлива и т.п.).
5. Материал теплообменника — обычно это чугун или сталь — влияет на показатели надежности устройства и характеристики теплотехники.
6. Тип расположения водяной рубашки — важен для того, чтобы верно определить место установки котла с точки зрения правил пожарной безопасности.
7. Вес агрегата — является важным фактором для опредения основания, где будет располагаться котел. Оно должно быть достаточно прочным и не подлежать деформации.
8. Метод загрузки горючего и габариты камеры сгорания важны для определения цикла использования агрегата и возможности настройки его автоматизированного обслуживания.
9. Конструктивные особенности зольника и его доступность будут влиять на удобство выполнения работ по обслуживанию и профилактике котла.
10. Уровень стоимости — зависит от сочетания перечисленных выше факторов и репутации марки изготовителя оборудования.

Популярные фирмы-производители

Теплотехническое оборудование всегда пользуется высоким спросом, из-за чего производством подобных агрегатов занимается большинство технически развитых мировых стран.

Из зарубежных производителей наиболее известны следующие марки:

• Stropuva — производит котлы длительного горения, функционирующие на твердом топливе, дымоходы и системы нагрева воды, а также запорно-регулирующую арматуру (Литва).
• Buderus — германский специалист в области техники для отопления.
• WATTEK — чешская компания, занимающаяся решением широкого круга вопросов — проектированием, производством, монтажом и обслуживанием теплотехники.
• ACV — бельгийский производитель оборудования для отопления и ГВС бытового и промышленного назначения.
• Wirbel — компания из Австрии, производящая различные типы котлов отопления, как твердотопливных, так и электрических.

Среди российских компаний, производящих котлы длительного горения среди пользователей популярны следующие производители:

• НМК, полное наименование — Новосибирская металлообрабатывающая компания, занимается производством различной продукции, включая твердотопливные котлы серии «Магнум».
• ZOTA. Производство находится в Красноярске и обеспечивает выпуск оборудования для сантехники, теплотехнических агрегатов, в том числе и различных типов котлов.
• ООО ТК «ТеплоГарант» — компания из Костромы, производящая котлы бытового и промышленного назначения и различные комплектующие части для них.

Рейтинг ТОП-9 лучших моделей

В этом рейтинге мы собрали для вас лучшие модели по цене, качеству и надежности.

Лучшие твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром

Stropuva Mini S8 8 кВт

Котел отопления, работающий на твердом топливе. способен обогреть помещение жилого или производственного назначения, площадью до 80 м2.

Он эффективен и полностью готов к интенсивным условиям эксплуатации, включая круглогодичное использование. Отдельное достоинство — независимость от электроэнергии. Котел может работать с разными типами твердого топлива — уголь, дрова, пеллеты.

Отличается компактными размерами. Загрузка топлива упрощается вертикальным расположением дверцы топки. Зольник сконструирован так, что уборку можно производить всего пару раз в месяц.

Особая технология горения, используемая в данной модели, позволяет обеспечить продолжительное горение топлива с высокой эффективностью.

Одна закладка сырья обеспечит вас теплом как минимум на сутки. Длительность горения пеллет составляет до 48 часов, в зависимости от внешних условия и качества топлива.

Характеристики:

• мощность — 8 кВт;
• отапливаемая площадь — до 80м2;
• назначение — отопление;
• объем котла — 40л;
• тип камеры сгорания — открытый;
• вес — 145кг;
• габариты — 55,5*136,5×55,5 см.

Достоинства:

• высокий КПД — до 90%;
• безопасность;
• надежная конструкция;
• встроенный термометр.

Недостатки:

• значительный вес;
• дверцу трудно отмывать из-за шершавого покрытия.

ZOTA Тополь-22ВК 22 кВт

В данной модели удачно изменена конфигурация теплообменника и использованы водонаполненные колосники. Корпус устройства надежно теплоизолирован.

Имеет 2 топочные камеры, благодаря чему возможна как горизонтальная, так и вертикальная загрузка топлива. Дверцы камер надежно запираются.

Котел сочетает относительно бюджетную стоимость с высоким КПД устройства.

Имеется отдельная дверца, позволяющая удалять золу даже во время работы прибора. Одна загрузка топлива обеспечит вас теплом на 10-12 часов.

Дополнительно можно установить внешний пульт управления для блокировки ТЭНа, автоматизировать процесс горения.

Характеристики:

• мощность — 22 кВт;
• КПД — 70%;
• энергонезависимый;
• отапливаемая площадь — до 200м2;
• назначение — отопление;
• вес — 128кг;
• габариты — 90,5*47*87 см.

Достоинства:

• может обогреть значительную площадь;
• прост в управлении и уходе;
• вертикальная и горизонтальная загрузка.

Недостатки:

• невысокий КПД.

ZOTA Тополь-16ВК 16 кВт

Еще один представитель линейки котлов с водонаполненным колосником, гарантирующим увеличение теплоотдачи устройства.

Его труба имеет треугольную форму, что исключает засоры и повышает срок службы. Котел может потреблять в качестве топлива пеллеты, дрова или каменный уголь.

Котел удобно эксплуатировать, благодаря значительным размерам топки и двум способам закладки топлива — уголь удобно загружать сверху, а дрова — в шуровочную дверцу.

Невысокая стоимость выгодно сочетается с эффективностью отопления помещений.

Характеристики:

• мощность — 16 кВт;
• КПД — 70%;
• отапливаемая площадь — до 160м2;
• назначение — отопление;
• вес — 108кг;
• габариты — 80,5*44*87 см.

Достоинства:

• доступная цена в своем сегменте;
• эффективность;
• удобство использования и чистки.

Недостатки:

• небольшой КПД.

ZOTA Тополь-32ВК 32 кВт

Котел, функционирующий на различных видах твердого топлива имеет высокий уровень производительности, что позволяет сделать отопительную систему дома качественной и стабильной.

Оборудование считается очень практичным, поскольку возможен его перевод на потребление природного газа.

Корпус оборудования имеет хорошую теплоизоляцию, позволяющую установить его в любом удобном месте.

КПД прибора достаточно высокий, учитывая низкую цену среди аналогов. Однократная загрузка топлива позволяет поддерживать тепло в отопительной системе до 12 часов.

Характеристики:

• мощность — 32 кВт;
• КПД — 70%;
• энергонезависимый;
• отапливаемая площадь — до 320м2;
• назначение — отопление;
• вес — 143кг;
• габариты — 87*44*100,5 см.

Достоинства:

• универсальность;
• удобство управления и очистки;
• точная регулировка температурного режима.

Stropuva S30 30 кВт

Твердотопливный отопительный котел для установки в жилых и коммерческих помещениях. Экономически эффективен, готов к сезонной или круглогодичной эксплуатации.

Не зависит от электричества, может работать на разных типах твердого топлива, имеет высокий КПД.

Компактен и не требует отдельного промещения для установки, имеет сертификат экологической безопасности. Продолжительность горения дров — до 30 часов, пеллетов — до 2х суток. Не требуется электропитание.

Характеристики:

• мощность — 30 кВт;
• КПД — 85%;
• отапливаемая площадь — до 300м2;
• назначение — отопление;
• вес — 143кг;
• габариты — 87*44*100,5 см.

Достоинства:

• высокий КПД;
• безопасность;
• качество и длительный срок службы.

Stropuva S40 40 кВт

Твердотопливный котел длительного горения с одним контуром для обеспечения отопления помещений, площадью до 400 м2. топливом могут служить дрова или древесные брикеты.

Имеет камеру сгорания открытого типа, устанавливается напольно.

Характеристики:

• мощность — 40 кВт;
• КПД — 85%;
• отапливаемая площадь — до 400м2;
• назначение — отопление;
• вес — 143кг;
• габариты — 87*44*100,5 см.

Достоинства:

• надежность;
• привлекательный дизайн;
• простота обслуживания.

Недостатки:

• высокая стоимость.

ТЕПЛОВЪ Универсалъ TA-40 40 кВт

Водонагревательный и отопительный котел длительного горения, может отапливать помещения жилого и промышленного назначения и обеспечивать их горячей водой.

Подходящее топливо — в брикетах, древесина и уголь.

Можно выбрать автоматизированный или энергонезависимый вариант устройства.

В пером случае вы получите надежную защиту от перегрева, замерзания жидкости в системе, возможность настройки уровня температуры для дневного и ночного режима.

Характеристики:

• мощность — 40 кВт;
• КПД — 82%;
• отапливаемая площадь — до 400м2;
• назначение — отопление и ГВС;
• вес — 390кг;
• габариты — 147*48*77 см.

Достоинства:

• универсальность топлива;
• отопление и горячая вода;
• возможность автоматизации.

Недостатки:

• большие габариты и значительный вес установки.

SAS UWT 14 14 кВт

Твердотопливный котел изготовлен из стали и утеплен минеральной ватой для уменьшения теплопотерь. Может устанавливаться в составе систем закрытого или открытого типа.

Оснащен автоматической системой управления.

Есть возможность подключения бойлера ГВС.

Предпочтительное топливо — каменный уголь, но возможна и растопка дровами.

Характеристики:

• мощность — 14 кВт;
• КПД — 83,5%;
• отапливаемая площадь — до 120м2;
• назначение — отопление;
• вес — 310кг;
• габариты — 54*141*101 см.

Достоинства:

• автоматизация процесса;
• высокий уровень КПД;
• надежность и высокое качество сборки.

Недостатки:

• высокая стоимость.

ТРАЯН ТПГ-15 15 кВт

Котел оснащен одним контуром и предназначается для использования в составе системы центрального отопления с принудительной или естественной циркуляцией.

Возможно подключение бойлера ГВС.

От аналогов агрегат отличается низкой ценой при созранении высоких характеристик.

Топливом могут служить дрова, торфяные или топливные брикеты.

Характеристики:

• мощность — 15 кВт;
• КПД — 82%;
• отапливаемая площадь — до 130м2;
• назначение — отопление;
• вес — 270кг;
• габариты — 72*73*160 см.

Полезное видео

Из видео вы узнаете как выбрать твердотопливный котел:

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Твердотопливные котлы с функцией верхнего горения

Во многих районах нет магистрального газа, поэтому перед владельцами загородных домов встает вопрос о выборе отопительной системы. При постоянном проживании в доме хочется, чтобы отопление не доставляло каких-либо неудобств.  Поэтому часто отдают предпочтения твердотопливным котлам, так как они не требуют частой загрузки топлива. Современные модели экономичны и имеют высокие технические характеристики. Практичность отопительного оборудования является главным критерием при установке отопления в загородном доме. Газовые и электрические котлы являются автономными система, а твердотопливный котел требует участия человека. Но если нет возможности провести газ, а отопление электричеством обойдется в приличную сумму, то альтернативным вариантом становится твердотопливный агрегат. Для удобного пользования можно приобрести котел с функцией верхнего горения, в котором топливо сгорает медленнее.

В чем преимущества котлов отопления верхнего горения

В холодный сезон котел работает без перерыва, обогревая все комнаты и обеспечивая дом горячей водой для хозяйственных нужд. Современные твердотопливные котлы имеют высокий коэффициент полезного действия, а также являются энергоэффективными и мощными. Использовать для топки можно дрова, уголь, пеллеты или брикеты. Выбирать можно любой вид топлива исходя из стоимости и модели отопительного котла.

В зимний период твердотопливные котлы приносят много пользы. В первую очередь следует отметить эффективность и качество работы системы, а также экономичный расход топлива. Но, несмотря на множество плюсов, есть и минус – участие человека в обслуживании.

Периодически требуется выполнить подготовку оборудования и чистку. Кроме этого придется регулярно производить загрузку топлива. В зависимости от температуры на улице и вида отопительного котла формируется количество загрузок топлива.

Если вы приобрели обычный твердотопливный котел, которые не имеет возможность автоматической подачи топлива и работает на угле или дровах, то придется производить загрузку топлива 2-8 раз в сутки. Количество загрузок определяется от мощности обогрева, качества топлива и мощности агрегата.

 Из-за больших хлопот связанных с работой твердотопливного котла, многие владельцы частных домов выбирают агрегаты с верхней загрузкой. В таком случае не нужно постоянно производить закладку топлива. Рассмотрим подробнее особенности котлов с верхним горением.

Особенности отопительных котлов с верхним горением

Для упрощения обслуживания твердотопливных агрегатов производители начали использовать новые технологии, но и частично вернулись к прежним. Основной задачей стала модернизация оборудования для увеличения времени горения топлива на одной загрузке. Добиться такого результата получилось при использовании функции верхнего горения.

Топливо после загрузки в топку будет гореть сверху вниз. То есть не так как в обычных котлах. Через специальный распределитель подается нужное количество воздуха и начинается горение верхнего слоя топлива. После того как эта часть будет прогорать, то распределитель воздуха начнет опускать вниз и таким образом, обеспечивать горение следующему слою. Следовательно, топливо равномерно сгорает по слоям и при этом выделяется большой объем горючего древесного газа. Температура в топке при горении составляет 450 градусов. На этом этапе включается функция пиролиза. Все мелкие продукты и древесный газ полностью сгорают. Таким образом, выделяется большое количество тепловой энергии. После работы в топке почти не остается топливо.

Пиролиз представляет собой реакцию, при которой разлагаются органические соединения при высокой температуре и затем выделяется горючее вещество. Главный нагрев котла происходит благодаря сжиганию древесного газа. Этот газ поступает во вторую камеру и воспламеняется благодаря нагнетанию горячего воздуха. Во второй топке температура горения может достигать даже 800 градусов.

От процесса сжигания топлива зависит скорость горения. В стандартном котле сжигаются быстро дрова, а тепло выдается максимальное в короткий промежуток. Таким образом, котел начинает работать на полной мощности и без новой закладки топлива начинает терять нагрузку. А загружать постоянно дрова никто не хочет. Именно поэтому стоит отдать предпочтение котлу с верхней загрузкой. Одной загрузки хватает минимум на 12 часов работы, а может быть даже больше, чем на сутки.

Конструкция котла с верхней загрузкой

Отопительный котел с верхней загрузкой по конструкции похож на свечу. Котел имеет вертикальный корпус в виде цилиндра. Корпус является двухслойным и играет роль теплообменника. Между стенками циркулирует вода, которая получает тепло от пиролизного газа.

Над загрузочной камерой есть камера подогрева воздуха, через которую двигается распределитель воздуха. Для поступления небольшого количества остаточных продуктов сгорания устроен подзольник в нижней части котла.

Твердотопливные котлы длительного горения выпускаются двух видов:

1. Котлы, которые работают на дровах, угле или топливных брикетах.
2. Оборудование, которое потребляет топливные брикеты и дрова.

В технической документации к отопительному прибору обычно указывается время работы на одной закладке. В среднем котел работает на дровах или брикетах 24-48 часов, а на угле 3-5 суток.

Стоит отметить, что время горения зависит еще от качества топлива. Например, дрова из березы, бука, ясеня или дуба будут гореть долго, и выделять много тепла. Дрова хвойных пород горят быстро, а значит, срок работы будет меньше.

Кроме дров, угля и брикетов для таких котлов можно использовать вторичные продукты деревообработки. Для одной загрузки потребуется около 30-50 кг топлива. В зависимости от мощности оборудования определяется высота закладки. Это значение может быть от 600 до 1500 мм. Котлы с верхней загрузкой могут быть от 8 до 40 кВт.

Управление отопительным котлом с верхней загрузкой

Принцип управления отопительного котла длительного горения построен на регуляции потока воздуха, который поступает в камеру сгорания. В стандартных приборах регулируются воздушные массы механическим приспособлением. При работе термостата заслонка приводится в действие. Но такой способ имеет минус. Термостат настраивается на необходимый температурный режим. При нагреве носителя тепла заслонка принимает нужное положение и снижается интенсивность горения. Получить быстрое снижение температуры не получится из-за большой инерции работающего котла. Носитель тепла будет нагреваться определенное время, работая на отопительную систему.

Такой же принцип работы связан с увеличением температуры нагрева котловой воды. Пока котел не выйдет на номинальную мощность, температура носителя тепла будет медленно расти.

В отопительном котле с вентилятором нагнетается воздух при необходимости, и увеличивается интенсивность горения. Благодаря нагнетателю воздуха, получается, снизить инерцию нагревательного прибора длительного горения. При помощи автоматики включается и выключается нагнетатель. Автоматика имеет датчики, которые фиксируют все изменения температуры носителя тепла.

При необходимости вентилятор останавливается, а тлеющее топливо остается на небольшом кислороде. В топку воздух поступает естественным путем. Таким образом, можно снизить температуру теплоносителя при проскоке.

Для того чтобы котел начал работать в обычном режиме может потребоваться 0,5-1 час. При необходимости можно отключить отопление. При помощи бака происходит компенсация избыточного тепла, которое поступает из остывшего котла. Котел длительного горения остывает примерно 2-5 часов.

Достоинства и недостатки твердотопливного котла с верхним горением

Среди плюсов твердотопливного котла длительного горения можно отметить:

1. Высокий коэффициент полезного действия.
2. Большие промежутки между загрузками.
3. Небольшое количество электроники для системы автоматики.
4. Технологическая безопасность.
5. Срок службы 10-15 лет.
6. Энергонезависимые приборы.

Основным недостатком твердотопливных котлов с функцией верхнего горения является инерционность. Если сравнивать оборудование с газовыми котлами или твердотопливными, которые работают по другому принципу, то твердотопливные котлы длительного горения не такие гибкие в эксплуатации и с технической стороны. Многие показатели работы зависят от качества топлива. Если в качестве топлива используются дрова, то они должны иметь подходящую влажность. Не редко встречаются проблемы в работе оборудования из-за полной загрузки. Несмотря на такие несущественные минусы, твердотопливные котлы имеют множество преимуществ и являются отличной альтернативой газовому и электрическому отоплению для загородного дома.

Читайте также:

Шахтные котлы длительного нижнего горения: преимущества и недостатки

Котлы шахтного типа с нижним горением — это теплогенераторы, работающие на твёрдом топливе. Сжигание материала в таких устройствах происходит только в ограниченной области снизу камеры загрузки, большая часть топлива не горит. Такое название они получили благодаря своей конструкции, в основе которой две объёмные вертикальные камеры. Первая служит для закладки топлива, в ней протекает нижнее горение материала с выделением пиролизных газов. Во второй камере проходит дожигание пирогазов, температура здесь может доходить до 800 °С. В области максимального нагрева размещается теплообменник, который эффективно собирает тепло и передаёт его на теплоноситель для дальнейшего прогрева системы отопления.

Что такое нижнее горение?

Отличительной особенностью шахтных котлов длительного нижнего горения является ограниченное пространство сжигания топлива. Процесс горения в них не распространяется на всю камеру загрузки. Классические твердотопливные теплогенераторы устроены таким образом, что весь материал, который попал в топку, горит одновременно. А это, по понятным причинам, заметно сокращает срок работы котла от одной закладки материала.

Шахтные агрегаты специально сконструированы так, чтобы в камеру загрузки можно было вместить большой объём топлива. Но, как во время старта котла, так и на протяжении всего периода его работы, гореть будет только небольшой нижний слой. Остальная масса материала в это время просто находится над горящими углями и ждёт своей очереди на сжигание. Когда топливо снизу полностью прогорит, а остатки просыпятся через колосники в зольный ящик, на его место сверху спустится новая порция.

В результате локализации процесса переработки топлива на одном небольшом участке, появляется возможность значительно продлить период работы котла от одной закладки. Шахтный котёл способен обеспечить гораздо большую продолжительность одного полного цикла сгорания материала в камере загрузки, чем это доступно у классических твердотопливных теплогенераторов. Для сравнения, дрова в обычном котле прогорят за 3-4 часа, а в хорошем шахтном агрегате этот период достигает 12-24 часов.

Что лучше верхнее горение или нижнее?

Среди котлов длительного горения, работающих на твёрдом топливе, есть также устройства, в которых горение протекает в верхнем слое. Время активного производства тепла в котле удаётся продлить, как и в шахтных конструкциях, за счёт локализации области сгорания топлива. Но в данном случае, это горящее пространство находится наверху закладки.

Описанный принцип реализован в цилиндрических котлах, типа Стропува (Stropuva). Они выполнены в виде вертикально стоящего цилиндра (как вытянутая бочка). Через боковое окно в устройство закладывается топливо, после чего дверца закрывается, а закладку сверху прижимают плоским металлическим диском с отверстием посередине. Этот диск называется распределитель тепла, к отверстию в центре крепится вертикальная металлическая труба. Она служит для подачи воздуха и имеет телескопическую конструкцию, чтобы опускаться вместе с распределителем вниз, по мере прогорания топлива.

Как следует из описания, горение протекает в верхнем слое, который постоянно движется вниз. В результате такого решения, с одной стороны, гарантируется частичное сжигание ограниченного количества топлива, но с другой — пропадает возможность докладки дров во время работы теплогенератора. Данная особенность приводит к необходимости каждый раз ждать, пока весь материал в камере загрузки прогорит, и только после этого обновлять закладку.

Для сравнения, в шахтных теплогенераторах с нижним горением этой проблемы нет. В любой момент камера загрузки может быть открыта и заполнена доверху новым топливом. Это обстоятельство позволяет эксплуатировать систему отопления без перерывов и остановок. В цилиндрических конструкциях на период догорания остатков и разгорания новой порции топлива уходит от одного до двух часов. За такой промежуток времени, при сильных морозах, частный дом может быстро остыть, и находится в нём станет некомфортно.

Второй недостаток цилиндрических котлов с верхним горением — это более примитивная конструкция теплообменника. Теплоноситель по сути нагревается только за счёт прогрева корпуса теплогенератора. Именно внутри его стенок и находится вода, которая циркулирует по системе отопления. В шахтных котлах, кроме стенок, теплосъём осуществляется специальным водотрубным теплообменником. Он установлен во второй камере на пути движения дымовых газов и заставляет их перемещаться по сложным траекториям, чтобы дымогазы отдавали тепло металлическим поверхностями максимально эффективно.

После рассмотрения особенностей устройств, работающих по принципам нижнего и верхнего горения, следует отдельно сказать про правильный выбор шахтного котла. Его преимущества перед агрегатами типа Стропувы не только делает шахтники более удобными в эксплуатации, но и обеспечивает им больший КПД, чем у цилиндрических котлов с верхним горением. Поэтому, при выборе теплогенератора длительного горения, оптимальным решением будет приобретение именно шахтного котла.

Какой котёл нижнего горения лучше выбрать?

Можно долго рассматривать различные модели от зарубежных и отечественных производителей, но для экономии времени, перейдём сразу к наиболее совершенной на данный момент конструкции. Речь пойдёт о шахтном котле Термико (Termico). Его принципиальное преимущество перед аналогами в более высоком КПД. Эффективность работы теплогенератора достигается за счёт решения двух важных проблем, свойственных большинству шахтных котлов других производителей.

Первая сложность связана с тем, что в процессе горения нижнего слоя, из топлива выделяются дымовые газы. В них содержатся пиролизные газы, которые образуются во время разложения тлеющего материала. Топливо в нижней части камеры загрузки наполовину горит, и наполовину тлеет. Именно во время тления и возникает процесс пиролиза. Он заключается в разложении материала вследствие его нагрева, с выделением пиролизных газов.

Большая часть этих газов по специальному каналу уходит во вторую камеру, где интенсивно сгорает при высоких температурах. Но какой-то процент дымовых газов поднимается вверх и со временем начинает оседать на стенках котла, образуя твёрдый налёт. В шахтных теплогенераторах Термико специально для устранения этой проблемы была внедрена система раздельной подачи воздуха.

На входе в котёл, воздух разбивается на два потока. Основное количество идёт в нижнюю камеру горения, под колосники, а также непосредственно в область сжигания топлива. Оставшееся небольшое количество, в пределах 10%, поступает по каналам в камеру тепообменна.

Ещё одно слабое место шахтных котлов — это недостаток воздуха во второй камере. Так как здесь происходит интенсивное сжигание пиролизных газов, потребность в кислороде очень высокая. Не все устройства способны обеспечить качественный приток свежего воздуха и производительность котла в результате снижается. У теплогенераторов Termico для устранения данной трудности предусмотрен жаропрочный керамический катализатор.

Первичная подача — это основной поток воздуха, идущий на горение топлива и пиролизных газов. А вторичная подача является ответвлением этого главного потока. Она не расходуется на сжигания топлива, а проходит под колосниками, и движется дальше, попадая по каналам возле керамического катализатора непосредственно в нижнюю часть второй камеры. В этом месте активно горят пиролизные газы и, благодаря подпитке свежим воздухом, процесс протекает максимально эффективно.

Внедрение данных конструктивных решений ставит котлы длительного нижнего горения от Термико на первое место по производительности. Что касается долговечности и надёжности, то здесь также всё на высоком уровне. Для защиты металлических поверхностей от постоянного контакта с высокими температурами, в камерах выполнена шамотная футеровка из жаропрочного керамического материала.

Несмотря на применение дорогостоящих материалов и высокое качество сборки, цена на котлы Термико сопоставима с ценами на лучшие модели отечественных конкурентов. Стоимость устройств, произведённых за границей, в связи с разницей курсов сейчас неоправданно высокая. Поэтому, шахтный котёл Термико на 2020 год является оптимальным выбором по соотношению цены и качества.

Сгорание

Темы котельной — топливо, такое как нефть, газ, уголь, древесина — дымоходы, предохранительные клапаны, резервуары — эффективность сгорания

Температура адиабатического пламени

Температура адиабатического пламени водорода, метана, пропана и октана — в Кельвинах

Воздух Подача в котельную

Неполное сгорание котла может привести к образованию окиси углерода — CO — и повторное возгорание может вызвать катастрофические последствия как для персонала, так и для имущества. подробнее

Уголь антрацит

Марки угля антрацита

Плотность в градусах API

Плотность в градусах API выражают плотность или плотность жидких нефтепродуктов.Калькулятор преобразования API — удельный вес

Стандарт ASTM — Том 05.06 Газообразное топливо, уголь и кокс

Обзор стандартов в разделе 5 ASTM — Нефтепродукты, смазочные материалы и ископаемое топливо — Том 05.06 Газообразное топливо, уголь и кокс

Биогаз — Энергосодержание

Энергосодержание в биогазе, полученном из городских и промышленных отходов

Биогаз — Типичный состав

Типичный состав биогаза, произведенного из бытовых отходов

Биомасса — Высшая теплотворная способность

Высокоэффективное тепловое топливо биомассы

Биомасса, используемая в качестве Топливо — энергоемкость

Некоторые виды биотоплива и их энергоемкость

КПД котла

КПД котла — полная и низшая теплотворная способность

Скорость выхлопа котла

Рекомендуемая скорость выхлопа котла

Тепловая нагрузка котла и площадь дымохода

900 06 Мощность котла и площадь дымохода

Размер дымохода и камина

Дымоходы и камины для каминов и печей, работающих на дровах или угле в качестве топлива

Размер дымохода

Расчет тяги в дымоходе и требуемой площади дымохода

Классификация угля 9000 угля 5

Классификация угля основан на летучих веществах и кулинарной способности чистого материала

Классификация газов

Окислители, инертные и горючие газы

Эффективность сгорания и избыток воздуха

Оптимизация КПД котлов важна для минимизации расхода топлива и нежелательного выброса в окружающую среду

Горение топлива и оксидов азота ( NO _x ) Выбросы

Выбросы оксидов азота — NO _x — при сжигании топлива, такого как нефть, уголь, пропан и др.

Сжигание топлива — выбросы диоксида углерода

Выбросы углекислого газа в окружающую среду CO ₂ при сжигании таких видов топлива, как уголь, нефть, природный газ, сжиженный нефтяной газ и биоэнергетика

Сжигание древесины — теплотворная способность

Дрова и сжигание древесной теплотворной способности — для таких пород, как сосна, вяз, Hickory и др.

Процессы сгорания и эффективность сгорания

Типичные показатели эффективности сгорания в каминах, обогревателях, котлах и т. Д.

Испытания на горение

Испытания на горение мазутных и газовых горелок

Выбросы от сжигания биомассы 6

9000 и выбросы

Энергосодержание в некоторых общих источниках энергии

Некоторые распространенные виды топлива для отопления и их энергосодержание

Взрывные двери в дымоходах

Рекомендуемый размер взрывозащитных дверей или стабилизаторов тяги в установках, работающих на жидком топливе

Дрова для костра — шнур

Сотрудничество rd — наиболее распространенная единица для закупки топливной древесины

Температура пламени Газы

Адиабатические температуры пламени для обычных топливных газов — пропана, бутана, ацетилена и др. — атмосферы воздуха или кислорода

Температура вспышки — жидкости

Обычные жидкости и топливо и их температуры вспышки

Температуры точки росы дымовых газов

Температуры точки росы дымовых газов и конденсации водяного пара

Ископаемые и альтернативные виды топлива — Энергосодержание

Перечень чистого (низкого) и валового (высокого) содержания энергии в ископаемых и альтернативные виды топлива вместе с описанием измерения содержания энергии

Топливные газы и значения сгорания

Значения сгорания для некоторых топливных газов, таких как природный газ, пропан и бутан — БТЕ на кубический фут

Топливные газы и индекс Воббе

Воббе индекс для обычных топливных газов — пропана, бутана, метана и др.

Топливные газы Нагревательная ценность

Горючие газы и теплотворная способность — ацетилен, доменный газ, этан, биогаз и др. — Стоимость брутто и нетто

Мазут — резервуары для хранения

Размеры резервуаров для хранения мазута

Горелки для мазута

Типы мазутных горелок — типы горшков, типы горелок и вращающиеся типы

Значения сгорания мазута

Значения сгорания в британских тепловых единицах / галлон для жидкого топлива No.1 по № 6

Топливные насосы — мощность всасывания

Одноступенчатые и двухступенчатые топливные насосы и их мощность всасывания

Вязкость мазута

Топливные масла — и их вязкость в зависимости от температуры

Топливо — воздух и дымовые газы Газы

Воздух для горения и дымовые газы для обычных видов топлива — кокс, нефть, древесина, природный газ и др.

Топливо — плотность и удельный объем

Плотность и удельные объемы некоторых распространенных видов топлива — антрацит, бутан, газойль, дизельное топливо, кокс , масло, древесина и др.

Топливо — более высокая и низкая теплотворная способность

Более высокая и более низкая теплотворная способность (= теплотворная способность) для некоторых распространенных видов топлива — кокса, масла, древесины, водорода и других

Топливо и точки кипения

Некоторые обычные виды топлива и их точки кипения

Топливо и химикаты — Температура самовоспламенения

Температура самовоспламенения для некоторые распространенные виды топлива и химикаты бутан, кокс, водород, нефть и др.

Температура выхлопных газов

Температура выхлопных и выходных газов для некоторых распространенных видов топлива — природного газа, сжиженной нефти, дизельного топлива и др.

Топливо Дымовые газы и средняя точка росы

Температура точки росы дымовых газов для типичного топлива

База данных свойств топлива

Онлайн-база данных свойств нефтяного топлива

Газообразное топливо и его химический состав

Химический состав некоторых распространенных газообразных топлив, таких как угольный газ, природный газ, пропан и др.

Газы — Пределы концентрации взрыва и воспламеняемости

Пределы воспламенения и взрыва для газов — пропана, метана, бутана, ацетилена и др.

Значения брутто и нетто нагрева для некоторых распространенных газов

Общая теплотворная способность и полезная теплотворная способность некоторых обычных газов водород, метан и др.

Полная стоимость сгорания Материалы

Полная величина сгорания для некоторых широко используемых материалов — углерода, метана, этилена и др. — значения в БТЕ / фунт

Потери напора в масляных трубах

Потери напора или давления из-за трения в масляных трубах — различная вязкость и ламинарное течение.

Тепловые потери в масляных трубах

Тепловые потери в Вт / м · K и БТЕ / ч · фут ^o F из масляных трубок в диапазоне температур 10 — 38 ^o C ( 50 — 100 ^o F )

Теплота сгорания

Табличные значения теплоты сгорания (= энергосодержание) обычных веществ вместе с примерами, показывающими, как рассчитать теплоту сгорания

Тепловая ценность

Брутто (высокая) и чистая ( низкая) теплотворная способность

Топливо для отопления — сравнение затрат

Формулы сравнения стоимости топлива для отопления, такого как природный газ, пропан, сжиженный нефтяной газ, мазут и электроэнергия

Скорость циркуляции водогрейного котла

Мощность котла и расход воды — британские единицы и система СИ- ед.

Прерывистое горение и КПД котла

КПД снижается из-за периодического режима работы котла

Сжиженный газ Natu ral Gas — LNG

LNG или сжиженный природный газ

Сжиженный нефтяной газ — LPG

LPG или сжиженный нефтяной газ

Метан — преобразование между жидкими и газообразными единицами

Преобразование между жидкими и газообразными единицами для LNG или метана

Расход газа

Расход природного газа на обычное оборудование, такое как котлы, духовки, плиты, чайники и т. Д.

Маслопроводы — Рекомендуемые скорости потока

Скорости потока в маслопроводах должны поддерживаться в определенных пределах

Онлайн-калькулятор эквивалентов топлива

Онлайн-калькулятор для расчета эквивалентов энергии топлива — нефть и газ

Оптимальный процесс горения — топливо и избыточный воздух

Стабильные и эффективные условия горения требуют правильного смешения топлива и кислорода

Парафины и алканы — характеристики горения

Тепловые характеристики, воздух / фу отношения el, скорость пламени, температуры пламени, температуры воспламенения, точки вспышки и пределы воспламеняемости

Пропан — теплофизические свойства

Химические, физические и термические свойства пропанового газа — C ₃ H ₈

Пропан — пар Давление

Давление паров пропана

Пропан-бутановые смеси — давление испарения

Давление испарения пропан-бутановых смесей

Крыша для дымоходов

Крыша для дымовых труб и одностенных вентиляционных отверстий Минимум

Размер котельной

площадь

Уголь стандартных сортов — теплотворная способность

Уголь стандартных сортов и теплотворная способность

Стандартные эталонные топлива и их эквиваленты

Преобразование между эквивалентами топлива

Стехиометрическое горение

Стехиометрическое горение и внешнее мощность воздуха

Классификация топок

Топки для угля могут быть классифицированы по мощности сжигания угля

Отходы топлива

Теплотворная способность топлива из отходов

Древесина и биомасса

Показатели сгорания влажной и сухой древесины — БТЕ / фунты, кДж / кг и ккал / кг

Породы древесины — влажность и вес

Вес сырых и высушенных на воздухе дров

.

Система управления горением морского котла

Система управления горением морского котла

Главная || Дизельные двигатели

|| Котлы || Системы питания

|| Паровые турбины || Обработка топлива || Насосы || Холодильное оборудование ||

Система управления горением судового котла

Бойлер используется для нагрева питательной воды с целью производства пара. В
энергия, выделяемая при горении топлива в топке котла, сохраняется (как
температура и давление) в производимом паре.

Обязательным требованием к системе управления горением является правильное
пропорциональное количество сжигаемого воздуха и топлива. Это обеспечит
полное сгорание, минимум лишнего воздуха и приемлемый выхлоп
газы. Поэтому система управления должна измерять расход топлива.
масло и воздух, чтобы правильно отрегулировать их пропорции.

align = «left»>

align = «left»>

align = «left»>

Система управления горением, способная принимать быстрые изменения нагрузки
показан на рисунке.Используются два элемента управления, «поток пара»
и «давление пара». Сигнал давления пара подается на двухчленный
контроллер и сравнивается с желаемым значением. Любые результаты отклонения
в сигнале суммирующего реле.

Сигнал расхода пара также подается на суммирующее реле. В
суммирующее реле, которое может складывать или вычитать входные сигналы, обеспечивает
выход, который представляет потребность котла в топливе. Эта
вывод становится сигналом переменного желаемого значения для двухчленного
контроллеры в контурах регулирования подачи топлива и воздуха для горения.

А высокий
или селектор низкого уровня сигнала, чтобы гарантировать, что при изменении нагрузки
расход воздуха для горения всегда превышает потребность в топливе. Эта
предотвращает плохое сгорание и черный дым выхлопных газов. Если мастер
сигнал на увеличение расхода пара, затем при подаче на низкий
селектор сигнала он заблокирован, так как это более высокое входное значение.

Рис: Система управления горением котла

Когда
мастер-сигнал поступает в селектор высокого уровня сигнала, через который он проходит как
более высокий ввод.Этот главный сигнал теперь действует как желаемое значение переменной для
субконтур воздуха для горения и вызывает увеличенный воздушный поток.
Когда установлен увеличенный расход воздуха, его измеренное значение теперь равно
более высокий вход для селектора низкого сигнала. Главный сигнал теперь пройдет
для увеличения подачи топлива в котел через
под-контур подачи топлива. Поэтому подача воздуха для увеличения нагрузки
устанавливается до увеличения подачи топлива.Требуемый воздух для
Соотношение топлива устанавливается в реле соотношения в сигнальных линиях расхода воздуха.

Обобщенные ниже детали морского котла Информационные страницы:

1. Требования к различным типам котлов — водотрубным котлам и др.

Водотрубный котел используется в системах с высоким давлением, высокой температурой и высокой производительностью пара, например обеспечение паром главных двигательных турбин или турбин грузовых насосов. Пожарные котлы используются для вспомогательных целей, чтобы обеспечить меньшее количество пара низкого давления на судах с дизельными двигателями…..

2. Принцип работы и порядок работы пожаротрубных котлов

Жаротрубный котел обычно выбирают для производства пара низкого давления на судах, требующих пара для вспомогательных целей. Операция проста, можно использовать питательную воду среднего качества. Название «котел-цистерна» иногда используется для котлов с дымовыми трубами из-за их большой вместимости. Термины «дымовая труба» и «котел-осел» также используются ….

3. Порядок работы газовых котлов и экономайзеров.

Применение выхлопных газов главных дизельных двигателей в
производство пара — средство рекуперации тепловой энергии и усовершенствованная установка
эффективность.Вспомогательная паровая установка в современных дизельных
на танкерах обычно используется теплообменник выхлопных газов в основании
воронка и один или, возможно, два водотрубных котла …..

4. Использование креплений для котла

Водотрубные котлы из-за меньшего содержания воды по сравнению с паропроизводительностью требуют определенных дополнительных креплений: Автоматический регулятор питательной воды. Устанавливаемое в питающую линию перед главным обратным клапаном, это устройство необходимо для обеспечения правильного уровня воды в нем.котел при всех условиях нагрузки. В котлах с высокой скоростью испарения будет использоваться многоэлементная система контроля питательной воды ….

5. Чистота питательной воды котла

Наиболее «чистая» вода будет содержать растворенные соли, которые выходят из раствора при кипячении. Эти соли прилипают к нагревательным поверхностям в виде накипи и снижают теплопередачу, что может привести к локальному перегреву и выходу труб из строя. Другие соли остаются в растворе и могут образовывать кислоты, которые разрушают металл котла.Избыток щелочных солей в бойлере вместе с воздействием рабочих напряжений вызовет состояние, известное как «щелочное растрескивание». Это фактическое растрескивание металла, которое может привести к серьезной поломке …..

6. Принцип работы парогенератора и порядок работы

Паро-парогенераторы вырабатывают насыщенный пар низкого давления для бытовых и других нужд. Они используются вместе с водотрубными котлами для создания вторичного парового контура, который предотвращает любое возможное загрязнение питательной воды первого контура.Расположение может быть горизонтальным или вертикальным с змеевиками внутри корпуса, которые нагревают питательную воду …

7. Как управлять горением в судовом котле

Обязательным требованием к системе управления горением является правильное соотношение количества сжигаемого воздуха и топлива. Это обеспечит полное сгорание, минимум лишнего воздуха и приемлемые выхлопные газы. Поэтому система управления должна измерять расход мазута и воздуха, чтобы правильно регулировать их пропорции…..

8. Безопасная работа котла — Подготовка и повышение пара

Все котлы имеют
топка или камера сгорания, где топливо сжигается, чтобы высвободить свою энергию.
В топку котла подается воздух, чтобы топливо могло сгорать.
происходит. Большая площадь поверхности между камерой сгорания и
вода позволяет энергии сгорания в виде тепла быть
переведено на воду …..

9. Процесс сжигания мазута — горелки различной конструкции

Судовые котлы в настоящее время сжигают остаточное низкосортное топливо.Это топливо хранится в баках с двойным дном, из которых оно забирается перекачкой.
накачать в отстойники. Здесь любая вода в топливе может
успокоиться и истощиться.

10. Устройство котла — процесс горения — подача воздуха

Горение — это сжигание топлива в воздухе с выделением тепловой энергии.
Для полного и эффективного сгорания правильное количество топлива и
воздух необходимо подать в топку и поджечь. Примерно в 14 раз больше
для полного сгорания требуется воздух в качестве топлива….

11. Обычный подпружиненный предохранительный клапан и улучшенный высокоподъемный предохранительный клапан для морского котла

Предохранительные клапаны устанавливаются попарно, обычно на одной клапанной коробке. Каждый клапан должен иметь возможность выпускать весь пар, который котел может производить без
повышение давления более чем на 10% за установленный период …..

12. Правильный рабочий уровень для судовых котлов — использование указателей уровня воды

Указатель уровня воды обеспечивает видимую индикацию уровня воды в котле в районе правильного рабочего уровня.

13. Как поддерживать уровень воды в судовом котле?

Современный водотрубный котел высокого давления и высокой температуры удерживает небольшое количество воды и производит большое количество пара. Поэтому необходим очень тщательный контроль уровня воды в барабане. Реакции пара и воды в барабане сложны и требуют системы управления на основе ряда измеряемых элементов ……

14. Меры предосторожности при работе с судовым котлом

Все элементы управления котлом, регуляторы, аварийные сигналы и отключения должны быть проверены регулярно в соответствии с применимой Системой планового обслуживания и рекомендациями производителя.Каждое испытание должно быть зарегистрировано с подписью инженера, проводившего испытание ….

Информация по теме:

Общее устройство судового котла

Водотрубные котлы

Пожарные котлы

Применение котельных опор

Процесс горения — подача воздуха

Чистота питательной воды котла

Безопасность эксплуатации питательного насоса котла

Очистка питательной воды котла

Пар в парогенератор

Процесс горения — подача мазута

Клапаны предохранительные

Контроль уровня котловой воды — безопасность эксплуатации

Указатели уровня воды

Работа котла — дополнительная безопасность

Котлы двойного испарения

Теплообменники выхлопных газов

Процесс сжигания мазута — горелки различной конструкции

Клапан предохранительный котловой обыкновенный подпружиненный

Требования к различным типам котлов на грузовых судах

Техника безопасности при работе с судовым котлом

Теплообменники выхлопных газов

Устройство котла — процесс горения — подача воздуха

Как контролировать горение в судовом котле

Струйная горелка, Горелка с вращающимся стаканом, Пароструйная горелка и
Воздушный регистр для котла с боковой топкой

Как поддерживать уровень воды в судовом котле?

Чистота питательной воды котла

Очистка питательной воды котла

Принцип работы и порядок работы парогенератора

Техника безопасности при работе с судовым котлом

Судовое оборудование — Полезные теги

Судовые дизельные двигатели || Паровая установка || Система кондиционирования || Сжатый воздух || Морские батареи || Грузовые рефрижераторы || Центробежный насос || Различные кулеры || Аварийное электроснабжение || Теплообменники выхлопных газов || Система подачи || Насос для откачки корма ||
Измерение расхода || Четырехтактные двигатели || Форсунка || Топливная масляная система || Подготовка мазута || Коробки передач || Губернатор ||
Судовой инсинератор ||
Фильтры масляные ||
Двигатель MAN B&W ||
Судовые конденсаторы ||
Сепаратор нефтесодержащих вод ||
Устройства защиты от превышения скорости ||

Поршень и поршневые кольца ||
Прогиб коленчатого вала ||
Судовые насосы ||

Различные хладагенты ||
Очистные сооружения ||
Винты ||
Электростанции
||
Пусковая воздушная система ||
Паровые турбины ||
Рулевой механизм ||
Двигатель Sulzer ||
Зубчатая передача турбины ||
Турбокомпрессоры ||
Двухтактные двигатели ||
Операции UMS ||

Сухой док и капитальный ремонт ||
Критическое оборудование ||
Палубное оборудование и грузовые механизмы
|| КИПиА

|| Противопожарная защита
|| Безопасность в машинном отделении ||

Машинные помещения.com о принципах работы, конструкции и эксплуатации всей техники
предметы на корабле, предназначенные в первую очередь для инженеров, работающих на борту, и тех, кто работает на берегу. По любым замечаниям, пожалуйста

Свяжитесь с нами

Copyright © 2010-2016 Machinery Spaces.com Все права защищены.
Условия использования

Прочтите нашу политику конфиденциальности || Домашняя страница ||

.

Модуляция котла — лучше?

В конструкцию большинства современных котлов заложена степень модуляции. Фото любезно предоставлено Smith Energy-Moss Park Armory

Модуляция котла имеет три преимущества; он снижает потери цикла, снижает износ компонентов и может (но не обязательно, как показано далее в этой статье) привести к более высокому тепловому КПД. Но, помимо преимуществ, каково влияние регулирования расхода топлива на газовые водогрейные котлы? Когда модуляция котла приводит к снижению КПД и риску поломки оборудования?

Чтобы понять эти проблемы, необходимо проанализировать, как работает котел, и какие потери связаны с его работой.

Связано: Перечень работ по обслуживанию котла

Основные операции котла: сжигание

Типичный водогрейный котел с предварительным смешиванием предназначен для выработки горячего газа путем сжигания топлива в присутствии воздуха с последующей передачей, насколько это возможно, тепловой энергии этого горячего газа в котловую воду. Котлы оцениваются по их тепловому КПД, который представляет собой просто отношение химической энергии, добавленной к котлу, к энергии, добавленной к котловой воде.По мере того как больше тепла передается от горячего газа в котловую воду, термический КПД увеличивается, а температура выходящего (дымового) горячего газа снижается.
Химическое представление идеального сгорания с природным газом представлено ниже:

2O2 + Ch5 = CO2 + 2h3O

Фактический процесс сгорания приводит к образованию других побочных продуктов или продуктов в концентрациях, отличных от указанных выше. К ним относятся:

• Воздействие азота в воздухе для горения, которое может привести к образованию оксидов азота (NOx) в горячем газе
• Несгоревшее топливо, если воздух и топливо не смешаны должным образом или если используется недостаточный воздух для горения
• Различные концентрации CO, CO2 и 02 в зависимости от количества воздуха, добавляемого в процесс сгорания

Почти все котлы настроены на добавление избыточного воздуха, чтобы обеспечить надлежащее смешивание воздуха с топливом и полное сгорание топлива.Также добавляется избыточный воздух, чтобы предотвратить перегрев горелки, когда пламя находится на поверхности горелки. Более высокие смеси газов и воздуха «выталкивают» пламя сгорания от горелки, тем самым снижая температуру горелки.

Потери котла

Потери энергии котла обычно возникают в результате:

• Потери в сухом дымоходе (тепло побочных продуктов сгорания на выходе из котла)
• Энергия водяного пара на выходе из котла
• Радиационные и другие потери (обычно незначительные по сравнению с первыми двумя)

Когда достаточно тепловой энергии от горячих газов передается котловой воде, общая температура горячего газа опускается ниже точки росы по воде, и часть или вся вода становится жидкой.Энергия, выделяемая при превращении воды из пара в жидкость, улавливается котловой водой, что приводит к значительному повышению эффективности. Каждый фунт воды в горячем газе, преобразованном в жидкость, добавляет 1000 БТЕ в котловую воду.

Потери в сухих дымовых газах и потери водяным паром можно легко рассчитать, если известно количество CO2 или 02 в дымовых газах (это используется для расчета точки росы воды в дымовых газах и для определения концентраций продукты горячего газа) и температура дымовой трубы известна.Два примера представлены на рисунках 1 и 2 , где в качестве источника топлива используется природный газ.

Рис. 1 представляет собой расчет потерь, предполагающий 27-процентный избыток воздуха (соответствует девяти процентам CO2) и температуру дымовых газов 150F. Обратите внимание, что точка росы для газа при этом уровне избыточного воздуха составляет 130,6 градусов — любая температура дымовых газов (и, соответственно, температура котла обратной воды) выше этой точки не приведет к конденсации дымовых газов.Общий КПД котла в установившемся режиме (без учета радиационных и других мелких потерь), работающего в этот момент, составляет 88,1%.

Рисунок 2 предполагает те же условия, что и Рисунок 1 , однако температура дымовых газов была снижена до 120F. Это приводит к повышению эффективности на 92% или повышению эффективности на 3,9%. Это увеличение происходит из-за дополнительной энергии за счет скрытой теплоты парообразования в воде дымовых газов.

Теплообмен

Теплообменники котла предназначены для оптимизации передачи тепловой энергии горячего газа котловой воде.Количество тепла, переданного в этом процессе, представлено как:

Q = U • A • ∆Tlm

Где:

Q = количество переданного тепла

U = общий коэффициент теплообменника

A = эффективная площадь теплопередачи в теплообменнике

∆Tlm = средняя логарифмическая разница температур на входе / выходе горячих газов и входящей / выходящей котловой воды.

В этой статье не рассматриваются подробные элементы теплопередачи; скорее, он рассмотрит основные элементы, влияющие на передачу тепла.По сути, любое улучшение U, A или большей разницы температур приводит к большей теплопередаче и более высокой эффективности котла.

Общий коэффициент

U обратно пропорционален сопротивлению теплового потока в теплообменнике (т.е.U = 1 / Сопротивление). Позиции сопротивления тепловому потоку включают:

• Сопротивление конвективной теплопередаче от горячего газа к слою загрязнения на горячей стороне теплообменника
• Сопротивление кондуктивной теплопередаче через засорение горячей стороны
• Сопротивление кондуктивной теплопередаче через материал теплообменника
• Сопротивление кондуктивной теплопередаче через водные загрязнения
• Сопротивление конвективной теплопередаче от загрязнения со стороны воды в котловую воду

Для кондуктивной теплопередачи сопротивление определяется теплопроводностью материала (константа) и толщиной материала.Потери конвективного теплообмена менее очевидны, поскольку они регулируются коэффициентом конвективного теплообмена, который зависит от свойств газа / жидкости и характеристик потока. Одним из основных факторов, влияющих на эти коэффициенты, является то, является ли поток турбулентным с большим перемешиванием или ламинарным, когда поток очень однороден. Переход от турбулентного потока к ламинарному потоку может снизить этот коэффициент конвективной теплопередачи в пять или более раз. Это усугубляется тем фактом, что сопротивление конвективной теплопередаче обычно намного больше, чем сопротивление кондуктивной теплопередаче.Из-за этого воздействия большое внимание уделяется проектированию теплообменников для работы с турбулентными потоками воды и газа.

Цикл котла

Последним пунктом в описании основных операций котла является описание типичного цикла котла для котла с вентилятором или с избыточным давлением. Каждый раз, когда котел приводится в действие, он проходит цикл предварительной продувки для удаления любых остаточных газов в камере сгорания. Это делается из соображений безопасности и достигается путем пропускания воздуха для горения без топлива в течение заданного периода времени.Во время этого процесса тепло передается от горячей котловой воды в теплообменнике к более холодному потоку воздуха для горения. Эта теплопередача представляет собой потерю энергии, но она снова необходима из соображений безопасности. После цикла продувки топливо добавляется к воздуху для горения, смесь зажигается, и котел начинает нормальный режим работы. После выключения котла выполняется дополнительная продувка для удаления всех остаточных газов. Эти процессы продувки являются основной причиной потерь цикла, которые снижают общую эффективность котельной.

Модуляция котла

Почему модуляция? Раньше котлы проектировались только с одним режимом работы — вкл / выкл. Они не были предназначены для стрельбы с любой другой скоростью, кроме их полной номинальной мощности. Когда потребность в отоплении для объекта была меньше мощности котла, котлы подвергались циклическому включению, при котором они включались, удовлетворяли нагрузку и затем отключались. Чем больше разница между тепловой нагрузкой и мощностью котла, тем больше количество циклов котла.

Как упоминалось ранее, чрезмерные циклы котла приводят к потерям цикла, но они также увеличивают общий износ оборудования. Ограниченное количество реле и контактов в электрических компонентах, которые они могут выдержать, и эти компоненты необходимо будет заменять с большей частотой при чрезмерном циклическом воздействии.

По мере того, как в конструкции котлов были внесены новшества, производители начали предлагать блоки с несколькими скоростями горения (многоступенчатое горение), за которыми следовали блоки, которые могли плавно переключаться между фиксированной низкой и высокой скоростью горения.На котлах с вентилятором модуляция достигается за счет уменьшения потока воздуха и газа в котел. Отношение низкой пожарной нагрузки к высокой определяется как способность котла к диапазону регулирования. Большинство современных дизайнов имеют встроенный уровень модуляции; либо с котельными агрегатами, имеющими соответствующий диапазон регулирования, либо с использованием нескольких двухконтурных котлов.

Когда мы смотрим на уравнение теплопередачи, приведенное ранее, модуляция котла означает более эффективную площадь теплопередачи (A) для количества тепла, добавленного в систему.Этот эффект проиллюстрирован на кривых КПД на рис. 3 .

Собираем все вместе — влияние высоких скоростей отклонения

Из предыдущих обсуждений следует, что более высокая модуляция котла лучше. Возникает фундаментальный вопрос: не будет ли котел с экстремальным диапазоном регулирования быть намного эффективнее, чем котел с диапазоном изменения 5: 1? Ответ на этот вопрос не обязательно, как показано ниже.

Для достижения экстремального диапазона регулирования котлы с большим диапазоном регулирования настроены на подачу большего количества избыточного воздуха при таких низких скоростях горения, чтобы их горелка оставалась холодной.Этот дополнительный избыток воздуха значительно снижает точку росы воды в дымовых газах, а также изменяет потери в сухих газах. Чтобы проиллюстрировать этот эффект, пример, использованный в , рис. 2 , обновлен, чтобы отразить изменение 20: 1, где 02 установлено на 11 процентов (соответствует 5,6 процента CO2 и 97 процентам избыточного воздуха). Результаты показаны ниже на рис. 4 .

Обратите внимание, что точка росы снижена со 130.От 6 до 117 градусов, и котел больше не находится в диапазоне конденсации. Это представляет собой снижение общей эффективности на 3,7%, и это только начало плохих новостей. При уменьшении общего потока газа при экстремальной модуляции существует вероятность того, что поток газа через теплообменник станет ламинарным из-за значительно уменьшенного воздушного потока. Если таким же образом уменьшить циркуляцию воды в бойлере в соответствии с интенсивностью горения, то поток воды также может стать ламинарным. Если первичное сопротивление тепловому потоку возникает из-за конвекции тепла на стороне газа и воды и если одно или несколько из этих сопротивлений увеличиваются в пять раз, то общая производительность теплообменника значительно падает.

Конечным результатом будет повышение температуры дымовых газов и более высокие потери в котле. Есть и другие негативные последствия. Если поток со стороны воды становится ламинарным, температура материала теплообменника повышается. Если он достаточно поднимется, это может вызвать локальное кипение в областях вдоль стенки теплообменника. Поскольку эти пузырьки пара образуют растворенные твердые вещества в котловой воде, они будут выходить из раствора и прикипеть к стенке теплообменника, что приведет к увеличению слоя загрязнения.Этот слой добавляет дополнительное сопротивление тепловому потоку, что способствует большему пропариванию. Если температура становится достаточно высокой, теплообменник выйдет из строя, потому что котловая вода обеспечивает необходимое охлаждение, чтобы защитить его от повреждений.
Последняя важная область воздействия — управление пламенем. Когда в котле используется избыток воздуха, превышающий 50 процентов, это влияет на стабильность пламени сгорания, что может привести к чрезмерным сбоям пламени, ложным отключениям и потерям цикла.

На рынке, однако, высказываются предположения, что потери в установившемся режиме, возникающие из-за высоких скоростей модуляции котла, превосходят потери цикла, которые возникают в модулирующих котлах 5: 1.Johnston Boiler Company опубликовала исследование именно по такому сценарию, в котором подчеркивается, что даже с вытекающими потерями в цикле котел с изменяющимся режимом 4: 1 будет более эффективным, чем идентичный котел, работающий на 10% полного огня1. Из-за снижения эффективности и возможного повреждения котла некоторые производители намеренно ограничивают динамический диапазон своих котлов до 5: 1 и проводят лабораторные испытания, чтобы продемонстрировать истинную эффективность котлов при различных скоростях горения. Это не экстраполированные показатели эффективности с использованием одной точки данных при более высокой скорости стрельбы, а затем расширенные до более низкой скорости стрельбы.Способ действительно узнать, какова эффективность в любом из условий обжига, — это запросить прямые лабораторные результаты в этих рабочих точках и не принимать прогнозируемые или расчетные числа.

Заключение

Реалистичные коэффициенты модуляции котла помогли повысить общий КПД котельной системы за счет снижения потерь в цикле и повышения термического КПД, но экстремальный диапазон изменения (выше 10: 1 и выше) может дать противоположный эффект. При разумном проектировании котельной необходимо учитывать фактическую (не экстраполированную) эффективность котла с учетом рабочего диапазона оборудования и согласования ожидаемых нагрузок на установку с правильным выбором размера котла.

Артикул:

1 Johnston Technical Brief, Сравнение эффективности: 4: 1, диапазон изменения и 10: 1, Johnston Boiler Company, 17.03.03

.Газовый котел

с закрытой камерой сгорания Стоковое Изображение

Похожие изображения

Закройте наружную трубу парового котла для передачи горячего пара в воду в барабане, изолированном на белом фоне с копией пространства

Балкон Окна Котел Закрытый Заброшенный Дом

Дно котла закрыто с подключением к центральному отоплению и горячей воде

Котельная

Котлы газовые в газовой котельной

Газовые котлы Промышленные паровые котлы в котельной и мощные газовые турбинные горелки в газовой котельной

Котел газовый паровой

Старый стальной котел

Низ котла с подключением к центральному отоплению и горячей воде

Котел с топкой и закрытый котел на улице во дворе

Газовая котельная

Кран предохранительный клапан котла давления

Дверь

Манометр, измерительный прибор крупным планом.котел манометра

.