Верхнее подовое горение твердого топлива в котлах и печах
TEPLOKARTA 15.11.2018 0 Комментариев

Самый чистый и более эффективный способ сжигания твердого топлива в котлах и печах

Сейчас сложился устойчивый стереотип, что горение топлива в топке может происходить только посредством подачи воздуха снизу закладки. Через колосники в зону горения. Но существует и альтернативный вариант – горение топлива сверху вниз. Большинство котлов, продаваемых в России, имеет колосниковое исполнение топки, это обусловлено некоторой универсальностью по топливу. Колосниковая конструкция достаточно хорошо изучена продавцами и потребителями. Колосниковые котлы продавать легче. В связи с этим, в том числе, связано их более масштабное распространение.

Однако такая ситуация не везде. В странах, где есть более жесткие требования по выбросу СО₂ в атмосферу, верхнее горение считается более правильным. Оно позволяет добиться более полного сжигания топлива с минимальным выбросом СО₂ и несгоревших остатков, меньшим в 4-5 раз, чем при объемном колосниковом сжигании.

Верхним горением называется также подовое и фронтальное. Подом называют глухой пол топливника. В подовом котле дрова, основной вид топлива, укладываются на под. Примерная конструкция топки может выглядеть так:

- Первичный воздух подается через канал подачи первичного воздуха, расположенный в загрузочной дверце котла, и проникает в укладку вдоль поленьев, то есть прямо в зону горения (горновое дутье), фронт горения постепенно перемещается к задней стенке топки с образованием минимального количества золы (менее 1%). Вторичный воздух, предварительно разогретый, подается через щелевое отверстие в верхней части дверцы котла с большой скоростью, дожигает образующиеся печные газы и распространяет горизонтальное зеркало горения поверх укладки.

Наиболее крупные поленья необходимо положить на дно топки, доложить поленья до половины высоты проема дверцы котла (чем выше укладка, тем тоньше поленья). Укладку необходимо выполнить плотной, сверху положить растопку (бересту, лучину).

Таким образом, дрова будут гореть с торцов и поверх укладки, а дрова, находящиеся внутри, будут являться запасом топлива, постепенно подпитывая процесс горения. Пиролизные газы, образующиеся при нагреве дров внутри закладки, будут дожигаться в горизонтальном верхнем горящем слое. Регулирование подачи первичного и вторичного воздуха позволит легко настроить мощность котла в широком диапазоне и обеспечить оптимизацию горения дров.

При организации верхнего горения идет процесс интенсивной теплопередачи посредством инфракрасного излучения. При этом не происходит экранирование верхним слоем дров лучистой энергии, пока вся закладка не займется огнем, как происходит при классическом розжиге снизу на колосниках. По мере прогорания в процесс передачи лучистой энергии вовлекается дно топки, уменьшая конвективную составляющую тепловых потоков.

При подовом горении все образующиеся угли остаются в топке, не проваливаются через щели колосниковой решетки и полностью догорают, отдавая тепло.

Верхнее горение – процесс цикличный, то есть закладка зажигается сверху и полностью прогорает, только после этого осуществляется следующая загрузка топлива. Весь процесс абсолютно не сложный и от пользователя требуется лишь незначительно изменить своим привычкам.

Есть утверждения, что верхним горением сжигать можно только дрова. Это не совсем так. Совершенно точно можно жечь топливные брикеты (прессованный измельченный опил), торфяные брикеты, бурый уголь, любое топливо, с температурой воспламенения ниже 400 °С. Можно сжигать и каменный уголь, если накидывать его сверху горящей закладки, допустим, из дров, небольшими порциями. Например, производитель широко рекламируемых котлов «Stropuva» предлагает спокойно сжигать в них уголь верхним горением. Поэтому говорить о жёстком ограничении по топливу в подовых котлах – это неправильно. Главное, применять тактику при сжигании угля в обычных подовых топках – добавление топлива небольшими порциями. А если рассчитано топиться только дровами, то преимущества подовых топок более чем очевидны. Правильное сжигание может сэкономить до 30% используемого топлива.

Кроме этого, в подовых котлах горение закладки может происходить не только верхним горением, но и объемным, как на колосниках. Для этого необходимо на дно топки уложить растопку, разжечь, положить поверх небольшое количество сухих дров меньшего размера и закрыть дверцу топки. Когда дрова займутся огнем, доложить остальную укладку, не доводя высоту укладки на 10 см от верха проема дверцы. При горении в объеме, уменьшается КПД котла, так как часть печных газов не успевает прореагировать с кислородом и вылетает в трубу. Дрова сверху экранируют нижнее пламя, ухудшая теплопередачу лучистой энергией до тех пор, пока дрова не займутся во всем объеме. При полностью открытом шибере подачи первичного воздуха котел может развить мощность в полтора раза больше, чем его номинальная, при этом уменьшается время горения укладки. Если возникает необходимость добавления дров, когда дрова еще не прогорели, необходимо соблюдать меры предосторожности. Дрова или другое топливо можно накидывать на горящие угли небольшими порциями, не заглушая пламя.

Удалять золу из топки необходимо по мере накопления через 10-12 топок (зависит от состояния дров), при объемном режиме горения небольшой слой золы 1,5-2 см улучшает работу котла, так как зола экранирует тепло в толщу закладки, ускоряя процесс нагрева дров и выхода котла в номинальный режим.

Говоря о дыме из трубы, можно сказать, что густой серый дым – это газообразная составляющая топлива, улетающая в воздух.

Дым - это не сгоревшие газы, высвобождаемые из каждого типа угля и древесины при нагреве. Каждая тонна угля содержит 300 кг газов, а в тонне дерева находится более 700 кг газов! Эти газы сжигаются только при температурах 400-500 °C. При правильной температуре очага газы сгорают и дым превращается в почти прозрачные пары. Это правильное экономное сжигание угля и древесины.

Сам метод верхнего горения не создает каких-либо новых рисков, связанных с безопасностью при растопке, в сравнении с классическим использованием котлов и печей, и даже несколько уменьшает проблему взрыва газов или возгорание дымохода. Сам метод не является сложным, при эксплуатации отопительного оборудования всегда необходимо соблюдать осторожность и не делать того, в чем не уверены. Основной риск при верхнем горении связан с загрузкой слишком большого количества топлива.

Не перегружайте котел дровами, чрезмерная загрузка может быть причиной неустойчивого горения (пульсация) с выбросом дыма в отверстия подачи воздуха, что является недопустимым при работе котла.

Отрегулируйте тягу в дымоходе. При его регулировке следует учитывать, что чрезмерное снижение тяги может привести к проникновению дыма и печных газов в помещение котельной, а слишком высокая тяга увеличивает скорость сгорания и скорость прохождения газов в конвективной части котла, снижает КПД и съем тепла. Чрезмерная тяга может быть причиной неустойчивого горения дров (пульсация) с выбросом дыма в отверстия подачи воздуха, что является недопустимым при эксплуатации котла.

В экономном сжигании угля и древесины нет ничего нового. Это создание условий в котле, при которых топливные газы имеют возможность сгореть, а в дымоход должны пойти почти прозрачные пары. Организация верхнего горения – это достижение самого чистого и более эффективного способа сжигания топлива.

Комментарии

Написать комментарий

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности