Kotol je hlavným konštrukčným prvkom každého vykurovacieho systému. Vykurovacie kotly na tuhé palivo sú typom vykurovacieho zariadenia. S ich pomocou je možné zorganizovať vykurovanie v každej miestnosti vrátane bytu, súkromného domu alebo dielne priemyselného podniku. Neustále zvyšovanie cien hlavných druhov fosílnych nosičov energie vyvolalo pomerne rýchly rozvoj kotlov na tuhé palivá. Za hlavnú výhodu sa považuje účinnosť takéhoto zariadenia. Dosahuje sa to vďaka nízkej cene spotrebného paliva.
Čo sú
Všetky moderné typy takýchto zariadení sú vyrobené z žiaruvzdornej ocele alebo liatiny. Každý z týchto materiálov má určité vlastnosti. Ocele majú teda nižšie náklady a mierne vyššiu účinnosť. Táto nadradenosť spravidla nepresahuje 2%. Kotly z liatiny sú zároveň odolnejšie a majú schopnosť zvýšiť výkon. To je možné pridaním štandardných oddielov.
Podmienky spaľovania
Za podmienok, za ktorých dochádza k spaľovaniu paliva, sa zariadenie môže rozdeliť na tieto typy:
- Konvenčný proces priameho spaľovania kotlov.
- Kotly s dlhým spaľovacím cyklom.
- Pyrolýza alebo tvorba plynu.
- Kotly, ktoré používajú palivá, spracované na jemnú frakciu granúl.
V typickom kotli na tuhé palivo spaľovanie prebieha v ohnisku. Okrem klasického palivového dreva môžete použiť akýkoľvek druh pevného paliva - uhlie, rašelinu atď. Produkty spaľovania odovzdávajú tepelnú energiu do výmenníka tepla, ktorý ju prenáša na nosič tepla vo vykurovacom systéme. Z hlavných výhod tohto variantu kotla stojí za zmienku jednoduchosť konštrukcie. Spaľovanie paliva nastáva do 2-6 hodín.
Dlho horiaci proces
Zariadenia, ktoré na jednej karte výrazne zvyšujú čas spaľovacieho procesu, majú niektoré konštrukčné vlastnosti. Kotlová pec má valcový tvar. Samotný proces horenia sa vyskytuje v hornej vrstve a pohybuje sa nadol. Hrúbka hornej vrstvy horenia je asi 20 cm, pohyblivý rozvádzač vzduchu je umiestnený v peci takého kotla. Keď vrstva horí, klesá a poskytuje ďalšiu vrstvu na spálenie. Vzduch sa dávkuje a stačí len na horenie hornej vrstvy. Tým sa dosiahne nepretržitá prevádzka kotla. Otváracie hodiny sa pohybujú od 12 do 30 hodín. V konštrukcii takého kotla nie je popolník a rošt.
U kotlov s dlhým spaľovacím cyklom je možné nastaviť výkon. To sa dosiahne nastavením prívodu vzduchu do utesnenej spaľovacej komory. Z hlavných nevýhod stojí za zmienku dopyt po kvalite paliva. Percentuálny podiel jeho vlhkosti by nemal prekročiť hodnotu 30%. Za najlepšiu možnosť sa považuje vlhkosť 15 - 20%.
Možnosti pyrolýzy kotlov na tuhé palivo
Konštrukcia takého vykurovacieho zariadenia poskytuje dve oddelené komory. Obe komory sú tesné. Prvá komora poskytuje ohrev s obmedzeným prívodom vzduchu. Vysoká teplota a nedostatok kyslíka vedie k tomu, že sa drevo začína rozkladať, zatiaľ čo vypúšťa veľké množstvo plynu. Tento proces sa nazýva pyrolýza. Práve tieto plyny, predhriate a zmiešané so vzduchom, sa spaľujú v druhej komore kotla na tuhé palivo.
Takéto zariadenie sa vyrába v dvoch verziách - s horným usporiadaním spaľovacej komory plynu a so spodným.Dizajn s dolným umiestnením prídavného spaľovacieho zariadenia možno nájsť oveľa častejšie ako ich náprotivky s horným usporiadaním pece. S horným umiestnením požiarnej komory je dosť vhodné na naloženie paliva. Pretože pohyb produktov spaľovania nie je prirodzený, to znamená - zhora nadol - ťah sa uskutočňuje núteným spôsobom. Dizajn tak poskytuje ventilátor.
Kotly na pelety na tuhé palivo
Pelety - pelety lisované z dreva a jeho odpadu s priemerom 6 až 8 mm. Okrem toho sa poľnohospodárske vedľajšie produkty vo veľkej miere používajú na výrobu peliet. Toto je šupka rastlín, slamy, rašeliny atď. Hlavným kritériom, podľa ktorého sa vyberá hlavná surovina na výrobu granúl, je prítomnosť látky, ako je lignín. Je to lignín, ktorý zabezpečuje spojenie hmoty pri výrobe tohto druhu biopaliva.
Pelety stlačené pod tlakom získavajú mierne vyššiu hustotu ako suroviny, z ktorých boli vyrobené. Takto sa zvyšuje špecifická hustota spaľovania. Kotly, ktoré používajú ako palivo malé granuly, majú konštrukčné vlastnosti. Hlavné konštrukčné prvky sú:
- Prijíma násypku.
- Mechanizmus podávania peliet do spaľovacej zóny.
- Horák.
- Automatické zapaľovacie zariadenie.
- Riadiaci mechanizmus so snímačmi teploty.
Pri navrhovaní kotlov na pelety na tuhé palivo sa používajú dva typy horákov - svetlice a retorty. V horáku horáka dochádza k spaľovaniu peliet v dôsledku núteného prúdenia vzduchu, ktorý tvorí horák. Retortové horáky sú objemové misky vyrobené z žiaruvzdornej ocele alebo liatiny. Stredom takejto misky je mechanický prísun peliet. Spaľovanie prebieha po celej ploche misy.
Každý druh má určité výhody a nevýhody. Preto sú horáky horákov z hľadiska dizajnu jednoduchšie. Medzi výhody patrí nenáročné na kvalitu peliet. Horáky typu retort sa vyznačujú väčším výkonom a vyššou účinnosťou. Horáky tohto typu sú však náročnejšie na kvalitu palivových peliet.
Kľúčové vývojové trendy
Tieto trendy možno bezpečne pripísať automatizácii spaľovacieho procesu. Proces spaľovania pevného paliva je dosť ťažké zastaviť. Preto často vznikajú situácie, keď energetický výkon kotla nespĺňa potreby. To znamená, že takéto zariadenie nie je určené na krátkodobú prevádzku. Túto nevýhodu je možné odstrániť inštaláciou vyrovnávacej nádrže do vykurovacieho systému. Vykonáva funkciu akumulácie tepelnej energie s následným prenosom do vykurovacieho systému.
Modely kotlov na tuhé palivá, ktoré vyrábajú moderný priemysel, sú hodnotnou alternatívou k zariadeniam, ktoré používajú ako palivo plyn, elektrinu, motorovú naftu. Dizajn moderných kotlov na tuhé palivá využíva inovatívne technológie, ktoré výrazne zvyšujú ich konkurencieschopnosť na trhu vykurovacích zariadení.
