Котлы на дереве – ТОП 6 самых самых

Древесину можно сжигать практически в каждой фракции, это и пыль, щепа, дрова. Самые распространенные способы сжигания дерева.

Конструкции и эксплуатация котлов на древесном топливе

Первые шаги по использованию котлов для сжигания отходов древесины, в том числе и щепы, были сделаны еще в годы существования СССР. Однако задачу создания технологии эффективного сжигания биотоплива решили западные специалисты, прежде всего в странах Северной Европы – Австрии, Швеции, Финляндии, Дании.

Они взяли за основу многое из советских разработок и довели их до совершенства. Несколько забегая вперед, скажем, что по данным одной из приведенных ниже таблиц видно, что только в одной Австрии, которая по территории равна Ленинградской области, действуют десять известных во всем мире компаний, специализирующихся на производстве котлов и другого котельного оборудования самого широкого диапазона для сжигания любых видов твердой биомассы.

Технологии сжигания древесной биомассы

Горение биомассы – намного более сложный процесс, чем горение ископаемого топлива. У ископаемых видов топлива, в отличие от большинства видов твердого биотоплива, значительно более высокое качество.

Технологии сжигания твердого биотоплива в виде древесных отходов, таких как щепа, опил, твердые кусковые отходы, в первую очередь можно разделить на сжигание сухого биотоплива (влажностью до 30%) и сжигание влажного биотоплива (влажностью до 50-65%).

Помимо влажности, большое значение для горения имеет размер частиц биотоплива. Мелкофракционное топливо, такое как шлифовальная пыль и стружка, могут сжигаться в виде суспензии (во взвешенном состоянии). Для горения более крупного по размеру топлива, такого как щепа и дробленые кусковые отходы, требуется больше времени, и его обычно сжигают в слоевых топках.

Для сжигания каждого вида биотоплива существует специфическая технология. Котлы, предназначенные для биомассы влажностью менее 30%, нецелесообразно использовать для сжигания влажного биотоплива ввиду неэффективности.

В котлах, в которых сжигается твердое биотопливо (в России сегодня это в основном древесные отходы, а также – в значительно меньшем объеме – отходы агропромышленного комплекса), используются следующие принципы сжигания.

Сжигание древесной биомассы в слое

В слоевых топках топливо сжигается слоями на полу из огнеупорного материала или на колосниковой решетке. В топку через слой горящего топлива в активной зоне (зоне горения) с помощью поддува непрерывно подается воздух. Активная зона делится на нижнюю, так называемую кислородную, зону, куда, собственно, и подается воздух и где, после взаимодействия кислорода и углерода топлива, образуются СО и СО2; на зону восстановления, где увеличивается содержания окиси углерода при взаимодействии СО2 с раскаленным топливом, и на зоны возгонки и сушки, которые расположены выше первых двух. В зону возгонки подается вторичный воздух для дожигания компонентов горючих газов. Регулируя вышеописанные слои по высоте, можно оптимизировать процесс сгорания топлива в зависимости от его влажности и теплоты сгорания.

Слоевые топки можно разделить на два класса:

  • топки, в которых сжигают топливо толстыми слоями и в которые топливо подается из предтопки на решетку с помощью специальных механизмов и подающих устройств. Такие топки могут использоваться при сжигании топлива влажностью до 65% независимо от его фракции. Но у такого оборудования низкая эффективность (коэффициент полноты сгорания) – 50-60%. В некоторых топках топливо высокой влажности может подаваться в основание слоя с помощью гидравлических цилиндров, что обеспечивает медленное и полное сгорание отходов. Если в конструкции топки предусмотрена не одна, а несколько камер сгорания, это позволяет удалять золу из одной камеры, в то время как в других происходит сжигание отходов;
  • топки с тонким слоем для сжигания топлива низкой влажности. В таких топках тонкий слой топлива распределяют по решетке. Существуют наклонные решетки, решетки с отверстиями и другие разновидности, которые позволяют топливу продвигаться вдоль решетки в камеру сгорания, при этом первичный воздух к слою поступает снизу, через решетку.

В больших топках для равномерного распределения дробленого топлива или более мелких частиц в зоне горения камеры сжигания используются пневматические и механические распределители, что позволяет мелким частицам сгорать во взвешенном состоянии, а более крупным – падать на решетку и сгорать там.

Конструктивно слоевые топки подразделяются на топки со сжиганием в горизонтальном, вертикальном, наклонном, зажатом слоях и на топки с кучевым сжиганием.

В зависимости от относительного положения топлива и решеток, а также от типа последних различают топки с неподвижным слоем и неподвижными решетками; с относительным перемещением топлива вдоль неподвижных решеток и с подвижным вертикально перемещающимся слоем; с периодическим перемещением и перемешиванием топлива на неподвижных горизонтальных решетках; с подвижными колосниковыми решетками прямого и обратного хода и другие. Например, такие, как вращающаяся колосниковая решетка с нижней подачей топлива, запатентованная одной из известных финских компаний. В ней перемещение решетки регулируется таким образом, чтобы обеспечить распределение топлива ровным слоем по всей поверхности решетки.

Для сжигания щепы в настоящее время в основном используются слоевые топки.

Факельное сжигание древесной биомассы

Топки с факельным процессом сжигания делятся на топки с пылевыми горелками и вихревые топки. Они используются для совместного сжигания твердой биомассы с углем, а также для сжигания мелкофракционного твердого биотоплива (древесных опилок, щепы, шлифовальной пыли). В топках с пылевыми горелками в целях взрывобезопасности при сжигании опилок и древесной пыли температуру в топочной камере доводят до 900 °C путем предварительного сжигания кусковой древесины, газа или мазута. Если в сжигаемых опилках присутствуют примеси более крупной фракции древесных частиц, в топке устанавливают дожигательную колосниковую решетку. Основным недостатком этого метода сжигания древесно­-шлифовальной пыли является образование на теплообменных поверхностях топки очень плотных сплавленных шлаков.

Для устранения этого и других недостатков сжигания твердого топлива в таких топках был разработан способ сжигания во взвешенном состоянии, так называемый вихревой способ. Сегодня в основном используются вихревые топки циклонного типа – вертикальные и горизонтальные, которые состоят из циклонного предтопка и камеры охлаждения. Основной принцип действия таких топок – это сжигание мелкого топлива в горизонтально или вертикально расположенной камере сгорания путем интенсивного перемешивания в ней потоков воздуха, продуктов горения и частичек топлива. Отсюда и название метода – вихревое сжигание.

В вихревой топке при вводе топлива в топку скорость воздушного потока значительно больше скорости движения частиц топлива, то есть частица топлива постоянно обдувается новыми порциями свежего воздуха, обеспечивающими высокую интенсивность горения. Но по мере потери частицей топлива массы и размера скорость ее движения приближается к скорости движения воздушного потока. В этой части топки воздушный поток уже значительно обеднен кислородом, поэтому, несмотря на малый размер частиц, процесс горения резко замедляется. В результате возникает значительный механический недожог. Увеличению механического недожога способствует центробежная сила, образующаяся в результате кругового движения частиц топлива. При этом более крупные частицы отбрасываются в периферийную область, к стенкам топки, где они не успевают догореть, поскольку температура стенок топки ниже температуры газового потока в центральной части топки. Для устранения механического недожога применяют распределенную по высоте подачу воздуха в топку. Такая подача, с одной стороны, турбулизирует поток и способствует дожиганию мелких частиц, а с другой – отбрасывает крупные частицы топлива в центральную часть топки, где существуют обратные газовые потоки, возвращающие крупные частицы в очаг горения. Разновидностью вихревых топок являются циклонные топки, в которых газовый поток движется в виде двух встречных вихрей – внутреннего и внешнего. Однако у этих топок, как и у циклонов, для сохранения структуры встречных вихрей, имеются ограничения по размерам, и поэтому их производительность невысока.

Для сжигания древесных отходов также используют топки с кипящим слоем, в которых достигается наибольшая эффективность процесса горения. За счет введения в кипящий слой мелкозернистого материала (кварцевого песка и т. п.) многократно повышается тепловая инерция топки, что дает возможность сжигания при более низкой (800-950 °C) температуре в отличие от выше описанных топок. А это позволяет сократить объемы выбросов в атмосферу оксидов серы и азота без специальной очистки выхлопных газов. При низкотемпературном сжигании ослабляется шлакование теплообменников оксидами серы и соединениями хлора и фтора. В результате есть возможность сжигать в таких топках самое низкосортное топливо.

Котлы для сжигания щепы и других древесных отходов

Таблица 1. Котлы различных производителей, работающие на
щепе (мощностью от 100 кВт)

Посмотреть в PDF-версии журнала. Таблица 1. Котлы различных производителей, работающие на щепе (мощностью от 100 кВт) (Heizomat – HSK-RA-150 149, HSK-RA-200, RHK-AK 154, RHK-AK 850, Hamech, Koeb – Pyrot, Pyrotec, Komforts – AK-150S, AK-1500SK, AK-3000SK, AK-1500(P), AK-3000(P), AK-10000(P), Mawera – Pyroflex FSB, Pyroflex FSR, Polytechnik –PR 500, PR 1000, PR 3000, PR 5000, PR 7000, PR 10000, PR 12000, PR 20000, PR 25000, «Адаптика» – КВр-0,1Да, КВ-0,5Да, КВ-1,0Да, КВ-2,0Да, КВр-0,1Д, КВ-0,5Д, КВ-1,0Д, КВр-0,1Дмг, КВр-0,5Дмг, КВр-2,0Дмг, Бийский котельный завод –ДКВр-2,5-13ПМ, ДКВр-6,5-13-250ПМ, ДКВр-10-13ПМ, ДКВр-10-39-440ПМ, КЕ-6,5-14МТ, КЕ-25-14МТД-ГМ, «Брянсксантехника» – КВр-0,125А, КВр-0,4А, КВр-1,0А, КВр-0,125Д, КВр-0,4Д, КВр-1,0Д, Ижевский котельный завод – КВм-0,63Д-ТЦ-пл, Ижевский котельный завод – КВм-0,93Д-ТЦ-пл, КВм-1,5Д-ТЦ-пл, «Ковровские котлы» – КВТ.200, КВТм.5000, «Содис» – Proton КВу-0,1, Proton КВу-0,5, Proton КВу-0,1А, Proton КВу-0,5А, «Теплоресурс» – КТУ-300, КТУ-1000, КТУ-2500, КМТ-1000, КМТ-3000, КМТ-5000, «Экотерм» КВ-Рм)

Посмотреть в PDF-версии журнала.

Котлы можно разделить на два основных класса: паровые, которые, как следует из их названия, производят пар для паровых турбин и машин на ТЭС для выработки электроэнергии, технологических нужд и систем отопления, и водогрейные котлы, которые предназначены для горячего водоснабжения (ГВС), отопления и подогрева сетевой воды на ТЭС.

Водогрейные котлы различаются по теплопроизводительности (измеряется в мегаваттах или гигакалориях), температуре и давлению воды, а паровые котлы – по паропроизводительности (малой, средней и большой, измеряется в мегапаскалях или килограммах силы на квадратный сантиметр), давлению (низкому, среднему, высокому и закритичному), температуре производимого пара, температуре питательной воды, а также по типу (вертикально­-цилиндрические, вертикально-­водотрубные, экранные).

Котлы также разделяют по материалу, из которого они изготовлены (сталь, чугун); по типу (водотрубные и жаротрубные). В жаротрубных котлах по дымогарным трубкам, расположенным в водяной рубашке, проходят продукты сгорания топлива, а не вода, как в водотрубных котлах, что в разы снижает требование к качеству подготовки воды и увеличивает срок службы котла. К тому же у жаротрубных котлов, в отличие от водотрубных, со временем не падает КПД. В разных котлах по-­разному может быть устроена циркуляция воды: она может быть естественной, принудительной, комбинированной и прямоточной.

Котлы, работающие на древесном топливе, могут обслуживаться вручную. В этом случае в их конструкции необходимо предусмотреть накопительный бак – для того чтобы аккумулировать тепловую энергию от одной загружаемой дозы топлива (полной загрузки). Автоматические котлы, в которых сжигаются щепа или пеллеты, должны быть оборудованы контейнером или топливным складом для топлива. Шнековый питатель подает в котел топливо в зависимости от потребности в тепле того объекта, который обслуживает котел.

Для нормального функционирования котла требуется обеспечить подачу, подготовку и сжигание топлива, подачу окислителя для горения, а также удалять образующиеся в процессе горения продукты сгорания, золу и шлак. К вспомогательному оборудованию, предназначенному для этих целей, относятся:

Таблица 2. Примеры котлов, работающих на щепе, мощностью
от 100 кВт

Посмотреть в PDF-версии журнала. Таблица 2. Примеры котлов, работающих на щепе, мощностью от 100 кВт (Biotech HZ 100, Endress USF-W 1000, Eta Hack 200, Evotherm HS 200, Ferro Biomat FBU 300, Froeling Heizkessel LM 1000 KOM, Gilles HPKI-K 1600, Hargassner WTH 200, Compakt HDG, Bavaria 200 HDG, Hans-Juergen Helbig USF-W 800, Herz BioMatic 500 BioControl, Josef Binder SFR-S 1200-1650, Kraft&Waerme aus Biomasse (KWB) Powerfire TDS 300, Lidner&Sommerauer SL 150-T, Lopper Kesselbau Turner 302, Mawera FSB 1700, Nolting VRF 875, Rennergy Systems Hackschnitzelkessel 110, Twin Heat Industryfire 250)
  • дутьевые вентиляторы и дымососы – для подачи воздуха в котел и удаления из него в атмосферу продуктов сгорания;
  • топливный склад, бункеры, шнеки, транспортеры – для обеспечения непрерывной подачи топлива в топку;
  •  запорно-­регулирующая, предохранительная и контрольная арматура – для отключения и переключения различных приборов и отдельных участков трубопроводов, изменения давления и объема воды, протекающей по трубам, защиты от повышения давления (предохранительные клапаны), проверки уровня жидкости;
  • так называемая гарнитура котла – устройства для обслуживания дымового тракта котла и обеспечения взрывобезопасности котла;
  •  золо­- и шлакоудаляющее оборудование – комплекс устройств, который служит для очистки дымовых газов с целью охраны окружающей среды от загрязнения и для организованного отвода уловленной золы и шлака;
  •  контрольно-­измерительная аппаратура;
  • водоподготовительные установки – комплекс устройств, предназначенный для обеспечения обработки исходной воды до заданного качества;
  • питательные устройства – группа насосов и трубопроводы для питания котла водой.

Типовая котельная для сжигания древесной щепы строится на базе вышеописанных твердотопливных котлов с высоким уровнем автоматизации систем, например, для загрузки топлива из хранилища на решетку, золоудаления, поддержания оптимального режима работы котла и др.

Котельные установки, работающие на щепе, могут быть либо основным элементом тепловой электрической станции (ТЭС), либо выполнять самостоятельные функции. Например, отопительные котельные установки служат для обеспечения отопления и горячего водоснабжения, промышленные – для технологического тепло­- и пароснабжения и т. д. В зависимости от назначения котельная установка состоит из парового или водогрейного котла и вспомогательного оборудования, обеспечивающего его работу.

Специфика использования щепы в теплоэнергетике России

Опыт реализации в регионах России многочисленных программ по внедрению котельных, работающих на древесной щепе и других древесных отходах, показывает, что строительство новых источников теплоснабжения или реконструкция существующих с целью замены ископаемых видов топлива (таких как мазут или уголь) на биотопливо и использования современных технологий сжигания твердой биомассы вполне оправданны и с точки зрения экономики, и с точки зрения экологии.

Для обоснования экономической эффективности использования древесных отходов в качестве топлива применяется комплексный показатель – приведенные затраты, включающие в себя как себестоимость тепла, так и объем капитальных затрат, необходимых для этого варианта производства тепловой энергии. При этом должны быть решены следующие важные проблемы:

– Гарантированное обеспечение котельной биотопливом (создание инфраструктуры для его подготовки, доставки и складирования).

Только 100%-­ное обеспечение щепой, опилом и другим топливом, причем высокого качества (см. публикацию, посвященную качеству щепы для сжигания в котлах, в ЛПИ № 5, 2010), – залог надежной работы котельной. И здесь надо учесть много нюансов, из-­за которых могут возникнуть проблемы. Один из них – отсутствие поблизости от котельной необходимого для загрузки котла количества биотоплива. Вот пример: в одном из регионов России современную котельную, построенную специально для сжигания биотоплива, пришлось переводить на уголь, поскольку из-­за больших расходов на транспортировку стоимость древесного топлива выше, чем стоимость угля. Бывают ситуации, когда потенциальные биоресурсы (опилки, щепа) в основном используются соседним предприятием, выпускающим ДСП и MDF, и для обеспечения работы котельной их уже не хватает. Во многих приграничных районах России ощущается недостаток топливной щепы для внутреннего потребления, так как экспорт этой продукции более выгоден, чем продажа на внутреннем рынке.

На котельных, которые расположены вне крупных деревообрабатывающих комплексов, довольно трудно создать аварийный запас твердого биотоплива, поскольку объем такого склада должен быть очень большим. Целесообразно сжигать древесные отходы по мере их поступления с деревообрабатывающего предприятия, а в качестве резервного топлива использовать другой вид топлива. Поэтому в современных котлах все большее применение находят топки для сжигания нескольких видов топлива, а также комбинированные топки для слоевого и камерного сжигания твердого топлива (факельно­-слоевые топки). В таких котлах в качестве топлива можно использовать как щепу, так и пеллеты, брикеты, кусковые древесные отходы. При переходе на то или иное топливо меняются только система подачи и складирования топлива и режим работы котла. Большинство современных котлов соответствуют этим требованиям.

– Правильный выбор технологии и оборудования котельной применительно к характеристикам используемого топлива (влажность, фракционный состав).

Сжигание щепы, опилок или коры в топках котлов устаревшей конструкции, предназначенных для сжигания угля, неэффективно, так как зачастую у этих древесных отходов значительная влажность, а это приводит к их длительному горению при низких температурах.

Неправильный выбор технологии сжигания и, соответственно, котельного оборудования приводит к тому, что коммунальные службы отказываются использовать щепу в качестве топлива в своих котельных. Вот один из примеров. При запуске в эксплуатацию котельной в октябре 2010 года в пос. Коммунистический в Ханты­-Мансийском автономном округе – Югре, где в качестве базового было использовано оборудование немецкой компании Heizomat GmbH, были сделаны грубые ошибки. В частности, вместо расчетного использования сухой щепы (что было предусмотрено технологией), там начали использовать влажную щепу. Результат был плачевным. Вот цитата из жалобы жителей поселка на имя губернатора ХМАО г­-жи Комаровой: «…Сажа от сгорания щепы хлопьями летит прямо на жилые дома, вокруг котельной все черно, по дороге не пройти». Чтобы не заморозить поселок, пришлось в отопительный сезон 2010-2011 года вместо местного топлива для этой котельной срочно завозить за многие сотни километров подходящее топливо – пеллеты из Сургута и брикеты из Нягани. За счет этого себестоимость выработанной теплоэнергии оказалась значительно выше расчетной. И эти «издержки» покрываются за счет налогоплательщиков. Интересно, что все это случилось после полной замены всех чиновников в профильных департаментах правительства округа, которая произошла с приходом нового губернатора ХМАО. А ведь еще в 2007-2008 годах в рамках многочисленных круглых столов, проведенных прежним руководством Югры, и нескольких международных инвестиционных форумов, прошедших в г. Ханты­-Мансийске, специалисты рекомендовали устанавливать в ХМАО котлы компании «Балткотломаш», что значительно сократило бы капиталовложения в строительство как выше описанной котельной, так и других подобных объектов в регионе. Еще в конце 2008 года делегация, в состав которой входили представители руководства четырех районов ХМАО и представители департаментов ЖКХ и инвестиций, вылетала в Санкт-­Петербург для обмена опытом по строительству котельных на биотопливе с местными коммунальщиками. Но, к сожалению, они не удосужились посетить те районы Ленинградской области, где успешно работают такие котельные, а ограничились лишь встречами со своими коллегами в Смольном и осмотром достопримечательностей города на Неве – за счет окружного бюджета, конечно. Так стоит ли удивляться тому, что успешно начинавшийся в ХМАО в 2006 году процесс перевода муниципальных котельных с угля и мазута на местные виды топлива (щепу, гранулы, брикеты) приказал долго жить? Кроме того, проблемы со сбытом своей продукции возникли и у местных компаний, которые, приступив к производству в округе пеллет (ООО «Сургутмебель») и брикетов (ООО «Югра­-ПиниБрикет», пос. Приобье Октябрьского района), рассчитывали сбывать ее в основном на региональном рынке и теперь находятся в затруднительном положении.

В следующем номере «ЛПИ» мы расскажем о некоторых успешных примерах использования биотопливных котельных как в коммунальном хозяйстве, так и на предприятиях лесного комплекса в РФ. А также сделаем краткий обзор работающих в автоматическом режиме на щепе бытовых котлов, которые начали в последнее время составлять конкуренцию пеллетным котлам на рынке топливного оборудования.

Сергей ПЕРЕДЕРИЙ, EKO Holz- und Pellethandel GmbH, Германия

Таблицы модельных рядов

Итак, приведем таблицы моделей, основных характеристик и цены, по которым можно купить подходящую вам модель котла.

Промышленные котлы на щепе и опилках серии BIO VULKAN PRO 100-1000 кВт.

Модель Мощность, кВт Площадь, до м² Цена, руб.
BIO VULKAN PRO-100 100 1000 662 600
BIO VULKAN PRO-160 160 1600 696 200
BIO VULKAN PRO-200 200 2000 722 900
BIO VULKAN PRO-250 250 2500 865 600
BIO VULKAN PRO-320 320 3200 1 083 600
BIO VULKAN PRO-400 400 4000 1 143 600
BIO VULKAN PRO-500 500 5000 1 219 600
BIO VULKAN PRO-600 600 6000 1 488 600
BIO VULKAN PRO-750 750 7500 1 595 600
BIO VULKAN PRO-850 850 8500 1 780 600
BIO VULKAN PRO-1000 1000 1000 1 990 600

Среди производителей промышленных котлов на щепе и опилках стоит отметить отечественную компанию Пиролиз Мастер и её серию BIO VULKAN PRO 100-1000 кВт.

Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO

Промышленный котел на щепе и опилках Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO

С их помощью можно отапливать бытовые, производственные и другие помещения, готовить тепло для технических нужд.

Котлы снабжены cистемой механической подачи щепы, опилок в камеру горения.

Фракция топлива – 40 мм, влажность — до 50 %.

Максимальная температура горячей воды составляет 110 ºC.

В случае необходимости можно использовать в качестве топлива загружаемые вручную дрова, уголь, брикеты, загружаемого вручную, но мощность уменьшится на 15 – 20 %.

BIO VULKAN PRO

Устройство котла Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO

Среди особенностей твердотопливных котлов BIO VULKAN PRO отметим следующие:

  1. Корпус сварен из стальных листов и труб, а снаружи покрыт щитами с термоизоляционным материалом.
  2. Топка выложена шамотным кирпичом, что повышает температуру горения.
  3. Снабжены большими, плотно закрывающимися дверками топки, а их корпус залит жаропрочным бетоном. Производятся в правостороннем варианте, но по желанию заказчика могут быть и левосторонними.
  4. В дверях теплообменника установлен взрывной клапан. В результате при взрыве смеси горючих газов в топке котла, взрывная волна разрывает мембрану клапана и уходит по каналу вверх.
  5. Теплообменник котла – барабанного типа, жаротрубный. С целью эффективного отбора тепла в трубы устанавливаются изымаемые турбулизаторы. Дно барабана защищено от известковых насыпей, оборудовав в нем эффективную циркуляцию воды двумя слоями.
BIO VULKAN PRO котел на щепе

BIO VULKAN PRO

В топку вентиляторами подаётся необходимый для горения первичный и вторичный воздух. Он проходит через промежуток между нагревшимися стенками котла и, разогревшись, через отверстия колосников, и между шамотными кирпичами в стенках топки, попадает в зону горения. Регулировка количества подаваемого воздуха регулируется производится при помощи заслонок. Для защиты котла от избыточного давления в патрубок вытекающей воды вварены два патрубка для установки защитных клапанов.

В зольнике Пиролиз Мастер BIO VULKAN PRO, под колосниками, находится желоб подачи топлива, в него монтируется шнековый конвейер котла, с помощью которого, по «вулкану», между колосниками, и рамой из плит термостойкого бетона, укрепленного опорной конструкцией, в топку котла механизированна подается сыпучее топливо.

Пламя горящего топлива нагревает шамотные плиты топки, внутренние ее стенки и низ барабана, а образовавшиеся горячие продукты сгорания проходят трубами нагрева теплообменника так, отдавая тепло циркулирующей воде, остывают и через дымоход удаляются из котла.

Котлы на опилках, лузге, щепе, торфе, пеллетах серии BIO 15-500 кВт.

Модель Мощность, кВт Площадь, до м² Цена, руб.
BIO-15 15 150 185 000
BIO-20 20 200 190 000
BIO-30 30 300 210 000
BIO-40 40 400 225 000
BIO-50 50 50 265 000
BIO-60 60 600 294 000
BIO-80 80 800 357 000
BIO-100 100 1000 420 000
BIO-120 120 1200 483 000
BIO-160 16 1600 555 000
BIO-200 200 2000 621 000
BIO-250 250 2500 667 000
BIO-320 320 3200 930 000
BIO-400 400 4000 1 380 000
BIO-500 500 500 1 610 000
BIO котел

Пиролиз мастер BIO

В базовую комплектацию котла BIO входит:

  • корпус котла отопления на биомассе;
  • базовый топливный бункер для биомассы;
  • шнековый транспортер;
  • горелка;
  • вентилятор;
  • автоматический блок управления.

При желании бункер можно увеличить, оснастить котел автоматической очисткой горелки, GSM и WiFi модулями.

Котлы Пиролиз Мастер серии BIO отличаются наличием 5-ти ходового теплообменника. В результате котлы отличаются самым высоким КПД, если сравнивать с котлами, у которых 2-3 хода в конвективных каналах топки.

Сжигание биомассы производится при помощи ретортной горелки горизонтального типа. Это позволяет сжигать пеллеты в любом качестве, опилки, щепу с фракцией до 4 см, лузгу масличных культур, торф.

Автоматика, электроника и вентиляторы представлены лучшими европейскими производителями.

Из приведенных выше таблиц можно заметить, что это самый богатый ассортимент котлов на щепе и опилках, среди всех представленных на российском рынке производителей. Такой набор вариантов мощностей позволит решить задачу отопления на щепе и опилках на любых объектах и для любой площади.

Отдельно хотим отметить, что промышленная линейка котлов серии BIO VULKAN PRO позволяет построить котельную на щепе и опилках с минимальными издержками, благодаря самым низким габаритным требованиям данного оборудования, снижающим издержки не только на транспортировке котлов на объект заказчика, но и расходы на строительство котельных помещений. Для тех, кто хочет изучить характеристики данных котлов по подробнее, предлагаем ознакомиться с ними на официальном сайте производителя.

Опилки и щепа: их эффективность в качестве твердого топлива

Измельченная древесина, полученная в результате обработки бревна или специально подготовленная из отходов производства, называется опилками и может быть топливом. Сырьем для котлов становятся такие древесные отходы, как:

  • горбыль различных пород, обзольные доски, щепа разных форм и размеров;
  • свежие опилки или уличного хранения, разной влажности и срока давности;
  • стружка сухая, мелкая и длинная, лежалая, различной степени сохранности;
  • мебель, пришедшая в негодность, остатки строительных конструкций, дверей, поддонов.

Сырье, которое готовится стать топливом, должно соответствовать требованиям ГОСТ 33103.1 – 2014:

  • не иметь ядовитых химических соединений, выделяющихся при горении и металлических включений (гвозди, петли в остатках ДВП, ДСП);
  • содержать не более 0,5% минеральных примесей, 5% гнилья и 8% коры деревьев.

Полученная биомасса просеивается до получения фракций опилок размером до 30 мм. Этот параметр критичен для работы механизмов подачи автоматических котлов и влияет на процесс горения. Более мелкие опилки требуют больше наддува воздуха для полного сгорания, чем обозначенные требованиями ГОСТ.

Опилки и щепаТак выглядит сыпучее топливо на фото. Слева – опилки, справа – щепа.

Зольность – это параметр, который определяет количество получающихся отходов сгорания топлива. Чем выше зольность, тем чаще чистка котла, тем меньше теплотворная способность топлива. Наличие же формальдегидов и другой ядовитой химии в опилках, используемых в качестве топлива в бытовых котлах недопустима и требует иной утилизации. Самым важным параметром, определяющим количество тепла, произведенного из опилок, является влажность. Она может в разы менять способность автоматического котла выполнять свои функции. Этот параметр желательно контролировать перед загрузкой и иметь возможность приводить опилки в соответствии с требованиями производителя котла.

При заключении контрактов по поставке опилок на топливо автоматического котла имеет значение не только цена, но и качество поставляемой продукции. Опираясь на требования ГОСТ 33103.1 – 2014, мы рекомендуем четко прописать параметры опилок в договоре. Соблюдение этих пунктов позволит эксплуатировать агрегат долго и с полной отдачей тепла. Иметь рядом поставщика с хорошей ценой и приличным качеством топлива – главный пункт при выборе твердотопливного котла для отопления дома.

Опилки как топливо автоматических котлов обладают следующими достоинствами:

  • КПД даже у бюджетных автоматических котлоагрегатов на опилках до 90%;
  • доступность качественного сырья для топлива;
  • низкая стоимость исходного материала с деревоперерабатывающих производств;
  • правильно выбранный и настроенный котел сжигает экологически чистое топливо с минимумом дыма, копоти и золы;
  • перебои с качественными опилками легко перекрываются любым твердым топливом (щепой, дровами, углем, сырыми опилками) с потерей эффективности, но без катастрофы.

Но и недостатки опилок тоже существенны:

  • транспортировка из деревообрабатывающих производств требует соответствующей тары так как эти древесные отходы материал сыпучий и объемный, особенно в сухом виде;
  • оборудование сезонного склада опилок нуждается в отдельном здании с хорошей вентиляцией и соблюдением противопожарных норм СНИП и ППБ;
  • периодическое обслуживание транспортера опилок к котлу, чистка дымохода, контроль за влажностью сырья.

Чтобы определить насколько эффективны опилки и щепа в качестве топлива для котлов отопления, мы сопоставили характеристик наиболее распространенных видов топлива в одной таблице:

Вид топлива (W – влажность) Теплотворность кВт/кг КПД,% Цена топлива, руб./тонна(м3) Стоимость кВт энергии, руб.
Бурый уголь (w до 40%) 3,6 70  3 200 1,27
Каменный уголь (w от 7 до 15%) 7,5 70 7 000 1,34
Антрацит (w от 1% до 3%) 8,7 70  8 500 1,40
Природный газ 10,3 90 5 700 0,65
Дрова (w 60-50%) 2,2 60 1 500 1,05
Дрова (w 30-20%) 3,1 60 1  800 0,83
Гранулы (пеллеты) 4,7 85 9000 2,25
Щепа дробленая (w до 20%) 2,0 95 200 1,33
Опилки (w до 20%) 0,81 95 120 1,33
Брикеты (евродрова) 4,3 85%  8500 1,65 – 2,32

Как сжигать древесные отходы максимально эффективно?

Фото 2Максимальный эффект от сгорания этого вида топлива можно достигнуть при соблюдении следующих условий:

  • приток воздуха в достаточном количестве;
  • постоянное поступление новой щепы;
  • высокая температура внутренних стенок котла.

Из-за таких особенностей топка для сжигания щепы сильно отличается от топки, предназначенной для отопления дровами, углем или опилками.

Топка под дрова или уголь заметно больше, ведь необходимо весь объем горючего загрузить сразу. Топка под щепки отличается тем, что максимально эффективное сгорание происходит лишь при подаче воздуха сверху, ведь даже неплотный слой сильно ограничивает его движение.

Если топка слишком большая, то стенки не прогреваются до нужной температуры и не могут увеличивать эффективность горения.

При сжигании щепы в топке котла, изначально предназначенного для работы на дровах или угле при наполнении, обеспечивающем максимально эффективное сгорание, увеличивается отдаваемая тепловым прибором мощность. Из-за этого возможен перегрев котла, если количество получаемой тепловой энергии превышает возможности батарей отопления и в котле не установлен датчик температуры.

При срабатывании автоматики прекращается подача топлива, а в некоторых случаях еще и воздуха, из-за чего щепа сгорает менее эффективно и падает КПД отопительного прибора, что приводит к снижению количества выделяемой тепловой энергии. Однако такое же изменение КПД происходит и при регулировке мощности котлов, работающих на других видах твердого топлива.

Обзор трех бытовых котлов (печей) работающих на опилках

Котел на опилках и древесных отходах

В связи с постоянным повышением цен на энергоресурсы многие потребители ищут способ сэкономить на источниках тепла для своих домов и дач .

Доступным и недорогим сырьем для обогрева помещения служат отходы лесопиления и деревообработки — обычные древесные опилки.

Одна проблема: для обогрева с помощью опилок в доме нужно установить специальный отопительный котел, который способен этот вид топлива продуктивно переработать.

Введение «вода» — вокруг да около

Достаточно большое количество «разношерстных» котлов на древесине и ее отходах ставят перед сложным выбором не только новичков, но даже и бывалых спецов! Блог Деревообработчика в сегодняшнем посте постарается дать плюсы и минусы различных технологий получения тепла из древесины на различном котельном оборудовании, сегодня мы подобрали шесть видов самых распространенных котлов для сжигания древесины.

Сразу хочется оговориться, что одна технология получения тепла из древесины не может быть для всех наилучшей и самой приемлемой. Каждое производство имеет ряд критериев, ряд особенностей и учитывая эти особенности нужно подбирать котельные установки. Именно поэтому и «разводиться» все больше различных модификаций и технологий сжигания древесины. И эти технологии могут быть следующего характера:

  • Вспомогательные, те которые будут помогать в утилизации отходов. Как правило такие установки используются на производстве где имеются большие объемы отходов и есть необходимость в тепле.
  • Автономные — технологии предусматривающие отдельную закупку древесного топлива. Такие технологии отопления больше подходят для учреждений находящихся в удалении от наличия свободного древесного топлива.

Принцип работы

Теперь рассмотрим общее устройство котлов на щепе и опилках.

Корпус устройства состоит из таких элементов:

  • топка;
  • зольник;
  • змеевик;
  • дымовая труба;
  • поддувало;
  • распределитель тепла;
  • датчики.
Hargassner

Устройство котла Hargassner

В топке, на специальной решетке, происходит процесс сгорания щепы и опилок, благодаря этому весь пепел и зола остаются в зольнике. Чистку этого приспособления надо совершать примерно 2 раза в месяц.

Благодаря тому, что щепа и опилки являются отходами деревообработки и не образуют большого пламени, теплообменник в таких котлах нагревается посредством горячих газов, проходящих сквозь него.

Теплообменник представляет собой трубки, которые соединены параллельно. Он изготавливается из материала, который хорошо выдерживает высокие температуры и не ржавеет, а также ему присуще такое качество, как высокий уровень теплопроводности.

Древесные опилки и щепа — особенно экономичный вид топлива, если рядом есть источник топлива: деревообрабатывающее производство.

Hargassner WTH 150-200

Котёл на щепе Hargassner WTH 150-200

Для достижения более высокой производительности используются газогенераторные котлы отопления на щепе и опилках, нагрев которых происходит не только за счет тепла от сжигания топлива, но и благодаря

пиролизному

газу, выделяющемуся в процессе сжигания древесины.

Чтобы газ сжигался, топка котла состоит из двух обособленных камер. В одной горит само топливо, в другой сгорает газ, поступающий из первой камеры.

Котлы для отопления, функционирующие на опилках и щепе, как и другие отопительные приборы, бывают одноконтурными и двухконтурными.

Первые предназначены исключительно для обогрева помещения, вторые способны еще и нагревать воду. Такие агрегаты пользуются спросом у владельцев частных домов, т.к. позволяют не только обеспечить дом теплом, но и обустроить водопровод в доме.

КПД котлов, работающих на опилках и щепе, — порядка 90 %.

Производители котлов на отходах из древесины

Отопительное оборудование, работающее на отходах древесины, предлагают несколько крупных производителей, предприятия которых расположены в странах ЕС, России и Украине.

На данный момент, ассортимент продукции настолько обширен, что возможно подобрать котел, соответствующий любым характеристикам и параметрам здания. Чтобы сузить поиски, можно разделить все теплогенераторы на две группы, по стране производителю:

  • Импортные котлы – особого внимания заслуживает продукция компании Hargassner. Потребителю предлагаются полностью автоматические котлы с механизированной подачей топлива, отличающиеся экономичностью и высокой степенью безопасности. Свою продукцию предлагает немецкая Viessmann и польская Heiztechnik. Среди конвекционных котлов, можно выделить хорошо зарекомендовавшие себя «Булерьяны».
  • Котлы российского производства – несколько уступают западным аналогам в надежности и теплоотдаче. Главным достоинством, считается их низкая стоимость, неприхотливость к качеству топлива. Продукцию предлагают ZOTA, Теплодар, Данко и др. Конвекционные котлы предлагает компания Бренеран, также можно остановить выбор на печи Бутакова, Хохлова (шахтного типа).

Отечественное оборудование является бюджетной версией, отличающейся хорошими техническими параметрами, без особых «изысков» и инженерных решений. «Немцы» и «австрийцы», предлагают котлы «премиум» класса, с полной автоматизацией, возможностью дистанционного управления, наличием нескольких систем безопасности и другими функциями, делающими управление комфортным.

Характеристики отопительных агрегатов на древесных отходах

Твёрдотопливные котлы, сжигающие опилки, щепу, представляют собой полностью автономные устройства. Их отличие от других котлов, работающих на твёрдом топливе, проявляется в способах использования сырья и распределении тепловых потоков. Сырьё загружается в камеру сгорания из специального бункера. Отходы после каждого цикла переработки отправляются в специальный сборник для золы.

Конструкция котла позволяет выполнять функцию бойлера за счёт теплообменников, связанных с трубопроводом в доме. Такая функция полностью реализована в высокопроизводительных моделях, заменяет водогрейный котёл.

В летнее время работу котла на древесных отходах можно перевести в режим, который отключает систему отопления, оставляя при этом функцию подогрева воды.

Встроенный в котёл контроллер автоматически отслеживает температуру внутри аппарата, следит за нагреванием воды. Он останавливает работу котла в случае перегрева. Отслеживает количество сырья в бункере, работу аппарата в различных режимах.

Несмотря на функциональность, котлы обычно имеют достаточно скромные размеры, не создают много шума. Они наделены эргономичным управлением, с которым справится даже неопытный пользователь.
В полностью автономных котлах обеспечивается непрерывная подача сырья, автоматический розжиг. Осуществляется постоянный контроль процесса горения. Для продолжительной бесперебойной работы предусмотрены бункеры разной ёмкости. Преимущества автоматических котлов – простота в использовании, дешёвое сырьё.

Принцип работы твердотопливного котла

Расчет минимально необходимой мощности

Определение минимальной тепловой мощности, необходимой для обеспечения комфортного проживания начинается с принятия решений пользователем о:

  • количестве контуров (обогрев жилья, ГВС, теплый пол).
  • регионе проживания (местный климат, роза ветров и т.д.).
  • количество этажей, материал стен, высота потолков, площадь и количество окон здания.

Используя нормативы и коэффициенты СНиП 2.04.01-85, на нашем и других примерах можно сделать довольно точный расчет.

На практике, в начальных расчетах, определяют суммарную площадь отапливаемого здания и, исходя из нормы 1 кВт тепла на 10 м2, получают необходимую мощность, расходуемую на отопление, затем добавляют 20% для контура ГВС и еще 20% на возможные неточности и создание запаса прочности.

Например, для двух контуров потребления тепла в сооружении суммарной площадью 200 м2 достаточно на отопление (200х1)/10 = 20 кВт, ГВС и запас прочности добавят еще 20*0,4= 8 кВт, всего 28 кВт. При выборе конкретного котла принимается ближайшая большая, чем минимально необходимая, стандартная мощность агрегата.

Для промышленных зданий необходимо производить индивидуальный расчет с учетом всех корректирующих коэффициентов.

На чем еще могут работать такие отопительные приборы?

Автоматические котлы, предназначенные для работы на щепе, могут также работать на:

  • опилках;
  • лузге;
  • стружке;
  • мелком угле;
  • пеллетах.

При работе на опилках и лузге КПД и максимальная мощность котла снижаются из-за особенностей горения этих видов твердого топлива. При работе на стружке КПД и максимальная мощность зависят от размеров стружки и породы древесины.

При работе на угле или пеллетах котел выдает более высокую мощность, чем на щепе.

Ведь уголь обладает больше теплотворной способностью, а у пеллет гораздо выше удельная плотность, благодаря чему при том же объеме масса древесины оказывается несколько больше.

Достоинства и недостатки

Как и любое другое отопительное устройство, твердотопливные котлы имеют свои плюсы и минусы. Большинство недостатков, связаны именно с видом топливом — древесной щепой. У нее низкие сыпучие свойства, за счет чего ее сложно транспортировать. Щепе и опилкам характерна повышенная влажность, поэтому и горят они хуже, чем древесина или уголь.

Termal SF

Котёл на щепе и пеллетах Termal SF

Однако, несмотря на ряд отрицательных моментов, выделяются и положительные стороны таких устройств:

  • недорогое топливо, т.к. в качестве его используются отходы;
  • благодаря абсолютной автоматизации работы твердотопливных котлов, они могут функционировать даже если в доме нет людей;
  • все топливо из древесины — экологически чистое, поэтому никакого вреда для окружающей среды не будет;
  • высокий КПД (90 % и более);
  • отличаются экономичностью, на одной загрузке топлива могут обогревать помещение 10-12 часов;
  • нагрев происходит быстро, спустя 30-40 минут после розжига;
  • конструкция таких устройств простая, но в то же время надежная.

На рынке можно найти различные варианты подобных котлов от иностранных (например, Termal, Faci, HERZ, Hargassner) и российских производителей (например, Zota).

Поэтому стоит повнимательнее присмотреться к твердотопливным котлам на опилках и других отходах деревообработки.

Как устроена котельная?

Фото 7Вне зависимости от вида теплоносителя — воздух или вода -, котельная для работы на щепе устроена одинаково.

Ее основа – водогрейный или воздухогрейный котел с подключенным к нему шнековым транспортером и небольшим бункером, в который помещается запас топлива на 10–40 часов работы.

Неподалеку от котельной устраивают хранилище топлива с достаточным на всю зиму запасом щепы, причем между хранилищем и бункером должны быть 1–2 стены из негорючего материала.

В бюджетном варианте котельной бункер загружают вручную, таская и засыпая в него щепу ведрами или мешками.

В более дорогом — бункер и хранилище соединяют пневматическим или ленточным транспортером, который по мере необходимости наполняет бункер топливом.

В котельной обязательно устанавливают датчики дыма и возгорания, а также другие элементы противопожарной системы.

При обнаружении дыма система блокирует подачу воздуха в котел и отключает двигатель шнекового привода. Если же помимо дыма датчики обнаружили увеличение температуры, то противопожарная система сначала отключает подачу электроэнергии в котельную, затем подает воду, разбрызгивая ее с помощью специальных насадок.

Автоматические котлы на опилках и щепе

Спецпредложение! Отопительное оборудование со скидками до 50%.
Есть в наличии весь модельный ряд Vaillant, Viessmann, Baxi, Bosch, ACV, Protherm, РУСНИТ, Buderus, Kermi и другие.
Грамотное проектирование и установка систем под ключ.
Звоните: +7 (499) 110-02-51 (Москва и область).
E-mail: 1pokotlam@mail.ru

Котел на опилках и древесных отходах

Твердотопливное оборудование для отопления уже давно представляет серьезную конкуренцию наиболее популярным в применении газовым котлам. За последнее время сильно увеличилась автоматизация этих устройств, а также их КПД. Использование новых современных технологий, а также применение видов топлива, которые раньше не использовались, позволило сделать такое оборудование более рентабельным и эффективным. [toc]

Особо популярны стали бытовые отопительные котлы на щепе и опилках, это объясняется доступностью сырья и полной автоматизации рабочего процесса.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...