Мультитопливные котлы отопления для нескольких видов топлива

И. Пеньков

Стоимость природного газа заставляет потребителей искать альтернативные источники тепла. И хотя отопление дровами все еще самое распространенное в подавляющем большинстве населенных пунктов Украины, потребители все больше начинают обращать внимание на комбинированные котлы

Как правило, хороший пеллетный котел дороже газового или классического твердотопливного, но главный недостаток газового отопления – это стоимость тепла, а твердотопливного – невысокий КПД, складские помещения для хранения дров и ручной труд для регулярной закладки дров в топку. Если посчитать все затраты и неудобства, то окажется, что переход на отопление пеллетами экономически обоснован. Но при выборе пеллетного котла у покупателя часто возникают вопросы – что делать, если неожиданно возникнут временные перебои с доставкой топлива из-за погодных условий или по какой-нибудь другой причине? А можно ли использовать древесные отходы или дрова в случае временного отсутствия пеллет?

Особенно такие вопросы актуальны для тех потребителей, у которых есть необходимость в альтернативном отоплении при отсутствии места для размещения нескольких агрегатов – это школы, детские сады, больницы, теплицы и т. п.

Для таких потребителей производители отопительной техники предлагают комбинированные (мультитопливные) котлы. Это котлы, состоящие из двух агрегатов – твердотопливный котел и пеллетная горелка, вмонтированная в него.

Основные элементы комбинированного котла – это теплообменник, который защищен теплоизоляционным кожухом, камера сгорания для загрузки твердого топлива, зольный ящик для сбора золы, пеллетная горелка для работы в автоматическом режиме.

Пеллетные горелки делятся на два вида: ретортные и факельные. Конструктивные отличия заключаются в способе подачи топлива в зону активного горения и воздуха для постоянного поддержания этого процесса.

Ретортные горелки сконструированы в виде чаши с каналами, по которым подается воздух. Топливные гранулы, в зависимости от конструкции горелки, могут насыпаться в чашу сверху или выталкиваться шнеком снизу. Сжигание топлива происходит в камере котла, поэтому горение называют объемным. У ретортных горелок есть такие недостатки, как пожароопасность, ручной розжиг топлива, невысокий КПД, сложность в монтаже, настройке и автоматизации подачи используемого топлива.

Факельные горелки по внешнему виду и принципу действия схожи с газовыми и жидкотопливными горелочными устройствами. Сжигание гранул происходит на вложенном колоснике огневой трубы, служащей камерой сгорания топлива. Продукты сгорания, образующиеся в ходе данного процесса, очищаются воздушным потоком или механической системой очистки и выбрасываются в топку котла. Заданное количество пеллет поступает из бункера на колосник камеры сгорания (сопла) горелки с помощью шнека, управляемого контроллером горелки. Автоматическое регулирование работы факельной горелки осуществляется с помощью ПО и набора датчиков, следящих за тягой, силой и температурой пламени, количеством остаточного кислорода в дымовых газах и другими параметрами. К преимуществам факельных горелок можно отнести безопасность в процессе эксплуатации, компактность, высокий КПД (до 95%), автоподжиг, полную автоматизацию процесса горения, способность к самостоятельному запуску и самоочищению от шлаков, возможность дистанционного управления. Большинство европейских производителей оснащает котлы преимущественно факельными горелками.

С выбором комбинированного котла столкнулось частное предприятие по разведению рыбы в Броварском районе Киевской области. Газ как топливо не устраивал из-за дороговизны. Основным требованием к оборудованию была относительно невысокая стоимость, автоматизация процессов теплогенерации (для оптимизации штата сотрудников), безопасность в эксплуатации и возможность использования альтернативных видов топлива в случае необходимости.

Рыба разводится в крытом помещении площадью 600 кв. метров, внутри которого последовательно размещены четыре емкости с водой. Вода в емкостях нагревается при помощи теплообменника, в котором проходит движение теплоносителя, которым является горячая вода, поступающая из контура отопления. Горячая вода из общего контура отопления поступает в змеевик через циркуляционный насос. Температура регулируется с помощью термостата. На выбор мощности котла и теплообменника оказывает влияние такой параметр, как объём воды в емкостях, и высчитывается по формуле:

P = 1,16 V∙ΔT/t,

где, P – мощность (кВт), V – объем водоема (м3), t – время (ч), ΔT – разница температур (°С).

После всех расчетов остановились на комбинированном (мультитопливном) котле мощностью 70 – 80 кВт, работающем на двух и более видах топлива – пеллеты, брикеты, дрова, щепа и уголь. Пеллеты в таких котлах используются для работы в автоматическом режиме, а дрова, брикеты, уголь – в качестве резервного топлива с ручной загрузкой.

По итогам изучения предложений, данное предприятие по разведению рыбы остановило свой выбор на комбинированном/мультитопливном котле с факельной горелкой LIBERATOR MULTI 75 украинского производства.

Изображение установленного комбинированного котла Главным критерием в выборе поставщика было то, что котел, горелка и ПО производятся на одном предприятии, которое имеет собственную сервисную службу и необходимые запчасти, а это значит, что любые неполадки могут быть устранены в кратчайшие сроки.

Трехходовой гибридный теплообменник комбинированного котла выполнен из высококачественной стали и обеспечивает эффективный уровень теплообмена. В передней части теплообменника расположены дверцы, которые обеспечивают доступ в камеру сгорания для загрузки твердого топлива. В вертикально расположенных трубах жаротрубной части теплообменника находятся турбулизаторы, обеспечивающие увеличение площади соприкосновения горячего воздуха с поверхностью теплообменника, а так же очищение труб от продуктов сгорания, что способствует увеличению КПД теплообменника и котла в целом.

В задней части комбинированного котла расположены патрубки для присоединения прямого и обратного трубопроводов, а также для подключения дымовой трубы. На боковой стенке расположены рычаг привода турбулизаторов и дверцы для доступа к зольному ящику турбулизаторов.

В верхней части котла установлен дымосос для принудительного отвода газов, выделяемых при сгорании топлива. Дымосос вращается с постоянной скоростью, создавая максимальное разрежение. В твердотопливных котлах (без горелок), приток воздуха в камеру сгорания регулируется воздушной заслонкой. Использование дымососа и регулируемой воздушной заслонки позволяет управлять процессом сгорания и предотвращает утечку дымовых газов.

Комбинированный котел может устанавливаться как с горелкой, так и без нее. Пеллетная горелка может использоваться и как основной источник генерации тепла, и как вспомогательный. При отсутствии горелки на ее место может устанавливаться регулируемая воздушная заслонка, работающая в зависимости от заданной температуры котловой воды.

Конструкция факельной горелки обеспечивает удобство обслуживания, очистку поверхностей нагрева от внешних отложений, настройку приборов регулирования и наблюдение за показаниями контрольно-измерительных приборов.

Кожух горелки сохраняет горелку от повреждений и загрязнений внутренних элементов. Он легко снимается и обеспечивает полный доступ к механизмам для проведения технического обслуживания.

Сопло горелки (камера сгорания) изготовлено из коррозионностойкой нержавеющей стали и рассчитано на длительный срок эксплуатации. Трубчатая конструкция сопла повышает эффективность горения по сравнению с горелками с открытой камерой горения.

Конструкция подвижного колосника изготовлена из стального листа, толщина которого 6 мм. Он устроен таким образом, чтобы минимизировать тепловые нагрузки, в результате чего увеличивается срок его эксплуатации. Подвижный колосник обеспечивает высокую эффективность сгорания топлива и высокую степень очистки горелки от шлаков.

Фотодатчик обеспечивает стабильное пламя горелки в процессе работы и не допускает неконтролируемого потока пламени.

Осевой внутренний шнек устанавливается в корпусе горелки для подачи топлива в зону горения. Движение внутреннего шнека и подвижного колосника обеспечивают электроприводы ~220 V.

Блок управления с повышенной защитой помещен в отдельный пульт и вынесен за пределы горелки, что позволяет защитить его от перегрева и загрязнений. Таким образом повышается срок службы платы и облегчается ее обслуживание. Пульт выполнен поворотным и, в зависимости от размещения горелки на объекте, может позиционироваться в удобную для пользователя сторону. Это упрощает доступ к управлению и делает эксплуатацию более комфортной. Также в блоке управления предусмотрены входы-выходы для подключения насосов и датчиков тепловой сети и ГВС, два резервных программируемых выхода.

Программное обеспечение (ПО) от производителя осуществляет надежную и безопасную работу всех узлов горелки. С определенной периодичностью опрашиваются все датчики аварийных ситуаций и сигналы, влияющие на эффективную работу горелки, которые отображаются на дисплее блока управления. Расширенное управление вентиляторами первичной и вторичной подачи воздуха позволяет обеспечить эффективное сгорание топлива. Опционально разработаны и реализованы дополнительные функции по управлению дымососом, насосами системы отопления и ГВС, регулировке по температуре и составу дымовых газов.

Также имеется возможность подключения GSM-модуля для удаленного контроля работы горелки. Система управления горелки может быть встроена в автоматическую систему управления технологическим процессом котельных и другого оборудования.

Система розжига состоит из нагревательных элементов (ТЭНов) и вентиляторов наддува воздуха.

Внешний шнек подачи пеллет обеспечивает дозированную подачу топлива в горелку из бункера и является неотъемлемой частью горелки. Шнек приводится в движение мотор-редуктором с питанием от сети 220 V и подключается к горелке легкоплавким гофрированным шлангом для предотвращения воздействия обратного пламени. Для очистки шнека от забивания отходами некачественных пеллет предусмотрено ревизионное окно.

Изображение комбинированного котла на объекте Данный котел позволяет генерировать тепловую мощность 75 кВт для отопления и ГВС, работает в двух режимах – автоматическом и режиме ручной загрузки любых видов твердого топлива. Факельная пеллетная горелка расположена в нижней части котла и может использоваться либо как основной источник генерации тепла, либо как вспомогательный, «подсвечивая» низкокачественное топливо или топливо с большим содержанием золы, которое не может гореть самостоятельно.

Для переключения с одного режима использования котла на другой не требуется проведение каких-либо монтажных работ. Все, что необходимо – это выключить пеллетную горелку или перевести ее в режим ожидания, и после этого перейти на альтернативное твердое топливо в режиме ручной загрузки. Когда топливо догорит, горелка включится сама и продолжит работать в автоматическом режиме.

Как показал опыт прошлой зимы, руководство предприятия убедилось в правильности своего выбора. Во время рождественских праздников выпал снег и усилились морозы. Срок доставки пеллет поставщиком сместился на три дня, и если бы у предприятия не было возможности перейти на резервное топливо (дрова), рыба могла бы не выжить, что привело бы к большим убыткам.

Помимо безопасности, к комбинированному котлу LIBERATOR MULTI 75 также выдвигалось требование, что он должен работать в автоматическом режиме без участия обслуживающего персонала. И с этой задачей котел справился на «отлично».

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!



Оставьте комментарий

Telegram