Conținutul articolului
- De unde vine faza gazelor la arderea combustibilului solid?
- Cazanul de piroliză – dispozitiv și principiul funcționării
- Pro și contra cazanelor de piroliză
- Preț și producători, criterii pentru alegerea unui cazan de piroliză
- Cum se instalează și funcționează un cazan de piroliză
În acest articol: modul în care se formează gazul generator în cazanele de piroliză; cum funcționează și funcționează cazanul de piroliză; caracteristicile sale pozitive și negative; producători, prețuri și criterii de selecție; instalarea și funcționarea cazanelor de piroliză
Un indicator al combustiei complete a combustibilului în cuptor și, în consecință, transformarea completă a acestuia în energie termică pentru încălzirea spațiilor de locuit este … fumul provenit din coș. Dacă acest fum este vizibil, cum se spune, cu ochiul liber, gazele cuptorului scapă prin conductă, care ar putea fi transformate în energie. Astăzi există un singur tip de cazane capabile să ardă complet combustibilul solid conținut în ele, inclusiv să genereze și să ardă faza de gaz, iar acestea sunt cazane cu piroliză..
De unde vine faza gazelor la arderea combustibilului solid?
Pentru a vedea faza gazelor cu proprii ochi, aprindeți o potrivire obișnuită și stingeți-o după ce flacăra s-a aprins. Ați observat fumul alb care vine de la meci, de îndată ce se stinge? Aceasta este chiar faza gazoasă care apare atunci când lemnul este puternic încălzit. Gazul de piroliză (generator) este format din dioxid, monoxid de carbon, metan și alte hidrocarburi. Apropo, pe baza pirolizei lemnului se bazează activitatea fumătorilor și a fumatului.
Cum funcționează sobele obișnuite, care sunt echipate în mod tradițional în case private din mediul rural? Prima umplutură de combustibil este una cu lemne, încălzește soba la temperatura dorită, apoi este pusă cărbune. Din coșul de fum, când se aprinde primul marcaj, în cluburi se varsă fum temperatura cuptorului este prea scăzută pentru arderea combustibilului de înaltă calitate, apoi intensitatea producției de fum scade (cărbunele se ard), dar arderea completă a fazei gazoase a cărbunelui nu are loc și aceste gaze părăsesc cuptorul în coș, apoi în atmosferă..
Pentru a obține și a aprinde faza gazului, este necesară o temperatură de 450 până la 1100 ° C, ca urmare este generată energie termică suplimentară, ceea ce face posibilă creșterea eficienței cazanului de încălzire. Dar numai o temperatură ridicată nu va fi suficientă, va fi necesară o furnizare forțată de porțiuni de aer calculate cu atenție (o cantitate mică din acesta nu va permite combustibilului să ardă complet, dacă există mult aer, pur și simplu se va încălzi și se va evapora în conductă împreună cu căldura) și o cameră de ardere a gazului care mai puțin de jumătate de metru Alimentarea cu aer reglabilă în modul manual nu este posibilă, aici aveți nevoie de o automatizare care să poată monitoriza temperatura din interiorul cazanului și, conform acestor date, reduce sau crește alimentarea cu aer. În lipsa unei camere de ardere, gazele pirolizei se vor răci, trecând doar 400 mm de-a lungul pereților reci ai cazanului, arderea lor se va opri și se vor evapora în conductă.
Cazanul de piroliză – dispozitiv și principiul funcționării
Designul său conține două camere – cea superioară este concepută pentru depozitarea și arderea combustibilului solid, cea inferioară este utilizată pentru arderea gazelor generatoare. Combustibilul de lemn plasat în camera superioară este suplimentar uscat în procesul de ardere și formarea fazei gazoase (procesul de piroliză a lemnului este exotermic), în aceeași cameră aerul forțat de ventilator este încălzit. Între camerele superioare și inferioare ale cazanului de piroliză, există o duză de grătar ceramică capabilă să reziste la temperaturi ridicate – prin găurile din ea, gazele formate în timpul pirolizei lemnului în condiții de lipsă de oxigen pătrund în camera inferioară. Cenușa rămasă după arderea completă a combustibilului se acumulează și în camera inferioară a centralei.
1 – combustibil, 2 – aer primar, 3 – aer secundar, 4 – gaze de evacuare, 5, 6 – intrare și ieșire de apă
A – cameră de gazificare, grilă B, grătar C, arzător, D – conductă de gaz, E – evacuator de fumAlimentarea forțată a aerului cu reglarea volumului său este produsă de un ventilator care alimentează aer prin conducta de aer situată în camera superioară a cazanului de piroliză sau cu ajutorul unui ventilator de evacuare a fumului instalat în interiorul conductei de evacuare.
Cazanul de piroliză funcționează astfel: combustibilul (lemnul) este pus în camera superioară, aprins, ușa camerei se închide și ventilatorul cazanului se aprinde. Imediat ce temperatura din interiorul camerei superioare crește peste 250 ° C, lemnul începe să se încarce, eliberând gazul generator care curge prin duză în camera inferioară. Aici, aerul secundar este adăugat la gazele obținute ca urmare a pirolizei prin presurizare și acestea ard, revenind o parte din căldură la nivelul inferior al umpluturii de combustibil. Aer secundar – flux de aer care se învârte în jurul combustibilului în camera superioară pe părțile laterale sau intră prin fante speciale în ușa camerei inferioare a cazanului de piroliză.
Aportul de căldură din cazanul de piroliză și transferul acestuia în lichidul de răcire (apă sau aer) se realizează prin contactul conductei cu lichidul de răcire în interior cu partea inferioară a camerei inferioare a centralei.
Cu o încărcare completă a camerei de combustibil (superioară), cazanul de piroliză generează căldură de la 6 la 12 ore, în funcție de calitatea combustibilului și necesitățile de căldură.
Dacă împărțim procesele care au loc în cazanul de piroliză în etape, atunci se întâmplă următoarele:
- Temperatură 450 ° С – combustibilul lemnului este uscat și degazat;
- Temperatura 560 ° С – gazul generator conectat la aerul secundar este incinerat;
- Temperatura 1100 ° С – resturile de gaz piroliză sunt arse, căldura este returnată stratului inferior de combustibil din camera superioară;
- Temperatura 160 ° С – evacuarea produselor de după arderea în coș.
Pro și contra cazanelor de piroliză
În primul rând, numai cazanele de piroliză sunt capabile să ardă gazul generator, adică. capacități similare cu arderea gazelor pirolizei publicitate de producătorii de cazane de convecție tip Buleryan nu corespund realității.
Caracteristici pozitive:
- eficiență ridicată, obținută prin două etape de combustie, eficiență ridicată – până la 90%;
- producerea de căldură dintr-o filă de combustibil durează aproximativ 12 ore (o sobă convențională pentru arderea lemnului funcționează pe o filă pentru cel mult 4 ore);
- deșeuri reduse datorită combustiei aproape complete a combustibilului din lemn, curățarea cenusii în camera inferioară și canalele de coș este rareori necesară;
- procesul de ardere permite automatizarea, este ușor reglat și controlat;
- se integrează în aproape orice sistem de încălzire fără a necesita modificări majore;
- este permisă depunerea de bușteni care nu sunt tăiați;
- prietenia ecologică obținută prin arderea mai multor substanțe nocive în camera inferioară, datorită căreia nu sunt emise în atmosferă.
Caracteristici negative:
- necesitatea de energie electrică necesară pentru funcționarea ventilatorului (exhauster fum);
- cost ridicat, în comparație cu cazanele de încălzire convenționale – de aproximativ 2 ori;
- nevoia de conținut scăzut de umiditate a combustibilului, adică lemnul de foc trebuie să fie uscat, să aibă un conținut de umiditate de cel mult 20%;
- necesită o sarcină mare în funcționare, când scade sub 50%, stabilitatea la ardere este perturbată, gudronul se acumulează în canalul de fum.
Preț și producători, criterii pentru alegerea unui cazan de piroliză
Pe piața rusă sunt prezentate cazane de piroliză ale companiilor cehe „Dakon”, „OPOP” și „Atmos”, slovenă „Attack”, germană „Viessmann”, austriacă „Wirbel”. Costul unui cazan de piroliză cu o capacitate de 20 kW va fi în medie de 45.000 de ruble.
Atunci când alegeți un cazan de acest tip, este mai bine să vă opriți la producătorii europeni, deoarece Cazanele de piroliză domestică au adesea caracteristici de calitate scăzută. Aruncați o privire atentă la cazan, în special carcasa inferioară a camerei și duza – cazanul va dura mai mult dacă elementele menționate sunt realizate din ceramică care poate rezista la temperaturi ridicate. Asigurați-vă că există două camere de combustie în cazan, că există o alimentare reglabilă de aer pentru ambele camere. Canalul în care circulă lichidul de răcire trebuie să fie în contact doar cu camera inferioară a cazanului de piroliză și a canalului de fum, altfel temperaturile ridicate necesare pentru piroliză și după arderea gazelor în camerele cuptorului nu se vor forma – lichidul de răcire va elimina activ căldura.
Garanția producătorului pentru funcționarea cazanului de piroliză trebuie să fie mai mare de un an, pentru o posibilă ardere a pereților camerei – cel puțin 10 ani.
Atenție la garanțiile pentru automatizarea cazanului și duza – costul lor în caz de reparație poate fi de până la 50% din costul centralei.
Când selectați puterea cazanului, trebuie să procedați din zona de încălzit. Alegerea unui cazan de piroliză cu putere mică sau excesiv de puternică va duce la defectarea sa prematură: în primul caz, din cauza încărcărilor extreme; în al doilea – datorită acumulării condensului în canalul coșului de fum.
Evaluați meticulos aspectul cazanului, inspectați sudurile, aflați grosimea și gradul de metal utilizat la construcția sa. Pereții interiori ai cazanului trebuie să fie din oțel de cazan cu o grosime de 4 mm sau mai mare – dacă vânzătorul a numit oțelul din care sunt formate camerele cazanului de piroliză „structurale”, atunci refuză să cumperi și să părăsească această priză (oțelul structural nu va rezista la temperaturi ridicate în cuptoare cazan și se ard în doi-trei ani).
Proiectarea cazanului de piroliză descris în acest articol a fost testată de utilizatorii europeni și autohtoni și este cel mai eficient – modele improvizate ale unor producători autohtoni și europeni, al căror design diferă de cel „clasic”, cel mai adesea nu au capacitatea de a genera sau arde gaze pirolizei..
Cum se instalează și funcționează un cazan de piroliză
Aceste cazane trebuie amplasate în afara zonelor rezidențiale. Conform standardelor de securitate la incendiu, baza cazanului de piroliză trebuie să fie din cărămidă sau piatră, suprafața din fața camerelor cuptorului trebuie acoperită cu o foaie de metal cu grosimea de 1,5-2 mm. Distanța minimă între pereți sau obiecte din camera cazanului și tamburul cazanului este de 200 mm. Producătorii de cazane de piroliză recomandă izolarea coșului de fum cu folie minerală de folie – răcirea gazelor arse va provoca acumularea de condens și gudron.
Cazanele de piroliză, însă, ca orice alte cazane de încălzire care funcționează cu combustibil, au nevoie de o alimentare constantă cu aer proaspăt – o gaură de ventilație în camera cazanului cu o suprafață minimă de 100 cm2 absolut necesar.
Fii atent la conținutul de umiditate al buștenilor de lemn așezați în cuptorul superior al cazanului – în funcționarea cazanelor de piroliză, acesta este un factor important în buna funcționare a acestora.
Important: producătorii interzic categoric arderea oricăror materiale sintetice în cazanele de piroliză. produsele de ardere rezultate vor coroda activ corpul cazanului, reducând drastic durata de funcționare a acestuia.
În timpul funcționării, este necesară scoaterea cenușii din partea inferioară a camerelor cuptorului (aproximativ o dată pe săptămână, frecvența depinde de intensitatea lucrului și de puterea acestui cazan), asigurați-vă că orificiile din duza situate între camerele superioare și inferioare nu sunt înfundate cu cenușă. O dată pe lună, este necesar să curățați complet camerele cuptorului, o dată pe săptămână – ușile cuptoarelor folosind un raclet.
Ce este un cazan de piroliză și cum funcționează?