Принцип работы пиролизного котла: схема, устройство

В основе принципа работы конструкции котлов "Гейзер" лежит физико-химический процесс пиролиза.

Рассмотрим его подробно. Пиролиз.

Особенности получения пиролизного газа. Горение древесины в кислороде, как, впрочем, и любых других органических материалов (или биотоплива) сопровождается выделением тепла. Для того чтобы горение состоялось, необходимо воспламенить топливо. Для этого необходимо соблюсти ряд условий. Органический материал должен быть относительно сухим, нагревать его следует до температуры 120-150 градусов Цельсия.

Поверхность начнет постепенно обугливаться, но воспламенения еще не произошло, необходимо продолжить прогревать до 250-300 градусов, когда начнет выделяться дым белого (или бурого) цвета, в составе которого присутствуют водяные пары и продукты органического горения. Процесс постепенно усиливается и проникает вглубь поверхности с увеличением количества выделяющегося дыма, начинается термическое разложение органики или пиролиз. Как только возникнет вспышка, воспламенение состоится и начнется самостоятельное горение, которое можно разделить на две фазы: пламенное горение и тление, которые сменяют друг друга, постепенно сжигая биотопливо до золы. Фаза тления интересует нас больше всего, так как при определенных условиях, а именно при нехватке кислорода происходит выделение пиролизного( или древесного) газа, в котором присутствуют продукты термического разложения.

Горение самого этого газа намного более эффективно с точки зрения получения тепла, чем горение в пламенной фазе самого топлива. Тление может продолжаться длительное время, а значит и газа выделится много. Самое простое и доступное средство, чтобы обеспечить тление - это ограничить подачу кислорода, без определенной концентрации которого пламенная фаза будет просто невозможна. Но газ выделяется в небольшом количестве и недостаточном, чтобы его воспламенить, в отличие от пламенной фазы, в которой пиролизный газ сгорает быстро вместе с горящим топливом. Поэтому остается решить задачу накопления газа до необходимого уровня, чтобы воспламенить его и использовать максимально все выделяемое тепло.

Таким образом, можно сделать вывод, что если создать определенные условия для поддержания термического процесса пиролиза, а именно: нехватку кислорода, поддерживать необходимую для тления температуру, а затем аккумулировать выделяющийся древесный газ и его сжигать, удастся обеспечить, во-первых очень экономное потребление топлива, а во вторых образование огромного количества полезной тепловой мощности.

И с этими задачами отлично справились инженеры -разработчики ООО "КЗКО" - создатели современных мощных отопительных котлов "Гейзер", работающих на пиролизе твердого топлива. Вышеописанный подход лежит в основе принципа работы надежных, безопасных и простых в эксплуатации пиролизных котлов "Гейзер", а также обеспечивает высокий КПД этих устройств: от 85 до 92% при закладке топлива в количестве от 50 до 100%. Рассмотрим общие характерные особенности бытовых, профессиональных одно - и двухконтурных пиролизных котлов.

Конструктивные особенности пиролизных котлов "Гейзер": общие свойства. Не будет преувеличением утверждение, что пиролизный котел является, по сути, генератором пиролизного газа.

Следовательно, необходимо в первую очередь обеспечить тление сухого органического топлива. Для этого и предназначен топливный отсек или камера газификации, где происходит процесс выделения древесного газа.

Его конструктивной особенностью является наличие камеры для золы, расположенной снизу под колосником, на который помещают топливо. Поскольку тление сжигает древесину, торф, уголь и различные продукты деревообработки практически целиком, оставляя лишь горсть золы, очистку следует производить довольно редко, по мере заполнения. Необходимо производить закладку топлива таким образом, чтобы по возможности полностью занять весь полезный объём топливной камеры, это позволит сократить количество закладок до 1-2 в сутки.

Образовывающийся при медленном горении в условиях ограниченной подачи кислорода газ поступает в следующую камеру, где накапливается до определенной и необходимой для его сжигания концентрации. Поэтому называется этот отсек вторичной камерой или камерой дожига. Газ горит, выделяя при этом значительную тепловую мощность, распределяемую при постоянном давлении по всем обогреваемым помещениям с помощью замкнутой, герметичной системы трубопроводов.

Поскольку горение пиролизных газообразных продуктов предполагает помимо тепла образование угарного газа, водорода, азота и углеводородов требуется излишки данных отходов выводить через дымовую трубу наружу в окружающую внешнюю среду, а остальной поток отправлять под колосник, чтобы тем самым поддерживать дальнейший пиролиз тлеющего топлива.

Важнейшей конструктивной особенностью отопительных котлов "Гейзер" пиролизного типа является их автономность и энергонезависимость. В этих устройствах используется естественная тяга воздуха, а потому не требуется наличия энергоемкого механизма электрического дымососа или дутьевого вентилятора.

Инженеры "КЗКО" постоянно совершенствуют котлы, например, благодаря особой конструкции так называемой "водяной рубашки", крайне необходимой для предотвращения тепловых потерь и герметичности, им удалось еще больше повысить КПД.

Бытовые и промышленные одноконтурные модели котлов "Гейзер" условно можно разделить по уровню выходной тепловой мощности: бытовые имеют выход от 10 кВт до 50-75 кВт, а промышленные - от 0,075 МВт до 1 МВт.

Котел имеет один воздушный контур, предназначенный для нагрева воздуха в помещениях. Пиролизный котел на твердотельном топливе ПК-1000 обеспечивает выходную мощность в 1 МВт (1000 кВт), способен обогреть суммарно площадь, равную 10000 кв. м. Его габариты (высота х ширина х глубина): 3500 х 1800 х 3200 мм. Вес 5,5 тонн.

Закладку топлива следует производить не чаще 2 раз в сутки. КПД котла не ниже 85%. При этом необходимо заметить, что КПД системы будет зависеть от качества сборки отопительной системы. Поэтому её расчет и монтаж следует доверить квалифицированным специалистам.

Итак, рассмотрев технические преимущества и особенности пиролизных котлов "Гейзер", можно заключить, что данное оборудование является автономным и энергонезависмым, простым и легким в эксплуатации, безопасным для человека, энергоэффективным, так как обладает высоким КПД, при этом не требует частой загрузки относительно дешевого и повсеместно доступного топлива: достаточно всего 1-2 раз в сутки.

Объединение в каскад нескольких котлов позволит создать мощную структуру надежной и долговечной системы отопления, предназначенную для обогрева промышленных комплексов и нескольких многоквартирных жилых домов.