Eficiență crescută de mai multe ori! Cazan de piroliză: ce este, principiile funcționării sale

Funcționarea unui cazan de piroliză se bazează pe o reacție chimică specială - piroliză.

Acest termen se referă la procesul de descompunere a combustibililor organici. pentru gaze și cărbune. În același timp, energia termică este eliberată în volume mari.

Procesul este posibil doar în anumite condiții: lipsa oxigenului în spațiu. Temperatură ridicată: 200–800 °C.

Principiile pirolizei pentru încălzire

Piroliza este utilizată pe scară largă în diverse industrii. Acest proces chimic este la mare căutare și pentru încălzirea spațiilor de locuit.

Piroliza are loc cu orice tip de materie primă solidă:

• Lemne de foc.
• Crengi mici sau așchii de lemn.
• Brichete.
• Turbă.
• Cărbune brun.
• Peleți.
• Cocs.

Totuși, unitatea de piroliză funcționează cel mai eficient cu combustibil cu un nivel mai mare de producție de materie volatilă - lemnul. grosime 80-100 mm. Împreună cu acestea se folosesc peleți sau deșeuri de lemn.

Cazan de piroliză: ce înseamnă, dispozitivul său

Proiecta cazan de piroliză arată așa:

1. Coș de fum.
2. Unitate de control.
3. Buncăr de încărcare.
4. Duză.
5. Camera de ardere.
6. Schimbător de căldură.

Cazanul de încălzire prin piroliză este o unitate cu două camere - aceasta este caracteristica sa specială. Principala reacție chimică din aceste camere este:

1. Cameră de încărcare sau cameră de gazificare. Aici are loc descompunerea termică preliminară a materiei prime. Materia organică, sub influența temperaturilor ridicate, se transformă în gaz combustibil. Aerul primar este direcționat în cameră pentru a menține mocnirea. Arderea are loc la o temperatură de 300—800 °C.

Foto 1. Cameră de încărcare a combustibilului într-un cazan de piroliză. Interiorul este finisat cu cărămizi de argilă refractară.

1. Cameră de ardereDupă ardere mocnită, aerul și gazul eliberate ajung aici. Aici, gazul rezultat arde ca gazul natural obișnuit. Temperatură în medie 1200 °C. În această etapă se eliberează multă căldură, necesară pentru încălzire. În același timp, există o rezistență aerodinamică puternică, așadar este necesar un tiraj forțat, al cărui rol este îndeplinit de un evacuator de fum.

Două spații între camere împarte grătarul, în care se încarcă combustibilul. Acolo se aprinde și se pornește evacuarea fumului. Grătarul previne ieșirea căldurii din camera superioară de încărcare și asigură un flux ușor de aer primar.

Cuptoare de piroliză echipat cu comutatoare de tracțiune, care aprind combustibilul. Astfel, la începutul aprinderii, cazanul funcționează ca un dispozitiv de ardere directă, iar după închiderea valvei, trece la piroliză.

Tipuri de dispozitive de piroliză, caracteristici

Cazanele de piroliză diferă prin design. Deci, există:

• Camera de postcombustie în partea de sus. Rar întâlnit. Avantajele designului sunt că gazele de ardere trec nestingherite în camera de postcombustie și, după ardere, intră imediat în coș pentru răcire ulterioară. Printre dezavantaje se numără amplasarea sistemului de fum, care este neeconomică, deoarece inițial sunt necesare mai multe consumabile pentru fabricarea unui astfel de design.

Foto 2. Cazan de piroliză cu o cameră de postcombustie inferioară. Săgețile indică componentele dispozitivului.

• Camera postcombustiei în partea de jos. Cel mai comun și mai confortabil tip de design. Este convenabil pentru utilizator să încarce lemne de foc, deoarece camera nu este pe podea. Camera are, de asemenea, o ieșire directă către conducta inferioară de fum și de acolo către coșul de fum. Cu toate acestea, un astfel de design are și dezavantajele sale. Astfel, cenușa din compartimentul de încărcare înfundă a doua cameră, așa că aceasta este curățată mai des. În plus, este necesar să se asigure un tiraj crescut, astfel încât fumul să se deplaseze în jos.

Și, de asemenea, cazane de piroliză diferă în funcție de tipul de tracțiune utilizat:

1. Tiraj natural. Nu este nevoie de electricitate. Cu toate acestea, pentru funcționare necesită un coș de fum destul de înalt, cu un tiraj natural puternic, ceea ce va fi scump.
2. Impuls și tracțiune forțate. Cazanul devine dependent de energie, însă viteza de intrare în modul de funcționare crește. O astfel de unitate este echipată cu ventilatoare și evacuare de fum, care sunt controlate automat - dependența de condițiile meteorologice dispare complet, iar eficiența arderii crește. Acest tip de cuptor poate funcționa cu nivelul maxim de eficiență pe tot parcursul 4-5 ore, și asta cu 20% mai mult, decât o centrală cu tiraj natural.

Există două tipuri în funcție de metoda de încălzire. dispozitive de piroliză:

• Pentru încălzirea apei. Agentul termic este apa, care este încălzită în schimbătorul de căldură, apoi turnată prin țevi în radiatoare. Temperatura este menținută datorită circulației constante.
• Pentru încălzirea aerului. Este utilizat mult mai rar în condiții domestice. Este adesea folosit pentru încălzirea anexelor sau a instalațiilor de producție. Energia termică este distribuită în încăpere folosind mase de aer cald. Acestea sunt încălzite ca urmare a arderii materiilor prime. Căldura este distribuită prin intermediul țevilor și suflantelor de aluminiuAcest sistem este controlat automat, astfel încât proprietarul îl poate personaliza cu ușurință în funcție de nevoile sale.

Cum să alegi un astfel de dispozitiv

Când alegeți o unitate pe bază de piroliză acordați atenție caracteristicilor sale cheie:

Calitatea cazului. Anterior, corpul focarului era fabricat în principal din fontă.

Acum, producătorii produc un corp sudat din material de tablă.

Principalul lucru aici este grosimea sa.

Depinde de puterea centralei termice:

• 15—65 kW: structuri interne 5 mm, extern - 4 mm;
• 75-110 kW: intern - 6 mm, extern — 5 mm;
• 135-195 kW: înăuntru - 8 mm, afară - 6 mm;
• 200 kW și mai mult: componente interne - 10 mm, extern - 8 mm.

Putere. Acest indicator depinde de zona încălzită. Există multe metode pentru determinarea puterii. Cea mai simplă și optimă dintre ele este să luăm ca bază 1 kW pe 10 metri pătrați zonă încălzită.

Experții recomandă unitatea cu o rezervă de putere de 10%. Deci, pentru plasarea pe 120 de metri pătrați un boiler va fi bun 16 kW. Dacă suprafața teritoriului 160 de metri pătrați, puterea dispozitivului trebuie să fie de cel puțin 18 kW, și așa mai departe, conform aceluiași principiu.

Eficiență energetică. Indică raportul dintre căldura utilă consumată și volumul de materii prime utilizate. Acest indicator depinde în principal de combustibil. Astfel, pentru o încălzire eficientă, sunt necesare doar consumabile uscate.

Totuși, se ia în considerare și volumul camerei de încărcare, care conține lemnele de foc. până la 60-65 cm. Pe lângă aceasta, ambele camere acoperit cu un material special un strat de beton ceramic - menține o temperatură adecvată în interior. Drept urmare, combustibilul arde mai eficient și mai eficace.

Preţ. Cazanele de piroliză sunt mai scumpe decât alte tipuri de cazane de încălzire. Cu toate acestea, există și aici opțiuni. Astfel, uz casnic De 2-3 ori mai ieftin importate, iar caracteristicile lor nu sunt inferioare analogilor străini.

Beneficiile utilizării

• Durata arderii.

După un singur marcaj, un astfel de dispozitiv funcționează fără probleme. până la ora 12, adică trebuie încărcat în continuare De 2 ori mai rar, decât alte cazane pe combustibil solid.

Totuși, totul depinde de tip: un șemineu obișnuit pe lemne funcționează aproximativ 4 ore, și cu ardere superioară - în medie 30 de ore pe lemne de foc și 5-7 zile pe cărbune.

Acest efect este obținut datorită procesului de ardere controlatăMulte modele moderne au control automat al funcționării. Durata arderii depinde și de volumul spațiului locuibil, de temperatura aerului din cameră și din exterior, de designul unității și de puterea acesteia.

• Eficienţă 85-90%.

• Arderea completă a materiilor prime.

Consum redus de materii prime, Conductele de fum și cenușarul trebuie curățate mai rar.

• Prietenos cu mediul.

Ca urmare a arderii mocnite a lemnului sau a altor tipuri de combustibil similar, de 3 ori mai puține substanțe nocive, decât în ​​alte cazane pe combustibil solid. În plus, emisiile nocive în atmosferă sunt reduse la minimum sub influența temperaturilor ridicate din camera superioară.

• Eficiența costurilor.

Chiar și lemnele de foc mari, nedespicate, sunt potrivite pentru ardere. În plus, arderea cu două camere reduce excesul de aer din gazele de eșapament, ceea ce crește și economiile. Comparativ cu alte tipuri de cazane pe combustibil solid, eficiența unităților de piroliză este mai mare. cu 5-8%.

Contra

1. Dependența energeticăCel mai adesea, astfel de cazane nu pot funcționa fără un evacuator de fum. Pentru tiraj forțat este necesar un sistem cu generator. Ventilatorul consumă energie electrică în cantitate de cel puțin 80-100 W.
2. Preț ridicat. În medie De 1,5-2 ori mai scump alte tipuri.
3. Sensibilitatea la umiditate a combustibiluluiEste necesară uscăciune maximă. Astfel, la ardere 1 kg lemne de foc cu 20% umiditate, puterea de funcționare a echipamentului va fi 4 kW. Dacă luați 1 kg lemne de foc cu 50% umiditate, puterea scade de 2 ori și realizează totul 2 kW.
4. Funcționare instabilă a unității la sarcini mici (sub 50%), acumulare de gudron în conducta de gaze arse.
5. Dimensiuni mari echipament de piroliză.
6. Cazanele de piroliză sunt exclusiv cu un singur circuitPentru încălzirea apei menajere, va fi necesară o unitate separată.
7. Nu este posibilă automatizarea procesului de încărcare a combustibilului — încărcate exclusiv manual.

Sigur de utilizat

Funcționarea cazanului de piroliză implică funcționarea la cele mai ridicate temperaturi posibile. Prin urmare, fiecare producător impune cerințe ridicate privind instalarea și funcționarea echipamentelor.

Instalarea este efectuată de către un specialist cu competența necesară. Cazanul este amplasat într-o cameră separată, cu o bună ventilație, iar pe unitate este instalat un coș de fum.

De asemenea, luate în considerare următoarele reguli de funcționare:

• Dacă nu există suficient tiraj sau agentul de răcire necesar, centrala termică nu poate fi utilizată.
• Încărcarea și aprinderea echipamentului nu trebuie încredințate copiilor sau altor persoane neautorizate.
• Temperatura apei din sistemul de conducte care trece prin cazan, nu trebuie să depășească 95 °CDacă indicatorul este depășit, flacăra din camera unității este slăbită pentru o perioadă de timp folosind nisip. În paralel, se deschid toate clapetele de evacuare a gazelor arse posibile.
• Cazanul se încălzește foarte tare în timpul funcționării, așadar nu trebuie să existe materiale sau obiecte inflamabile în apropierea acestuia.
• Modificarea designului cazanului sau utilizarea acestuia în alte scopuri este strict interzisă.

Fotografii cu cazane de piroliză

Foto 3. Cazan de piroliză instalat acasă. Lemnele de foc pentru aprindere sunt depozitate lângă el.

Foto 4. Cazan de piroliză de la producătorul Viessmann. Dispozitivul este echipat cu control electronic.

Foto 5. Cazan de piroliză cu încărcare inferioară cu combustibil de dimensiuni destul de mari.

Videoclip util

Urmăriți videoclipul care demonstrează funcționarea cazanului de piroliză și explică cum se aprinde.

Concluzii

Cazan de piroliză - o bună alternativă la unitățile cu ardere directă. Cu toate acestea, unii experți recomandă achiziționarea unui echipament de piroliză ca sursă de căldură de rezervă într-un set cu o centrală electrică sau pe gaz. Dacă totuși instalați piroliza ca generator principal de căldură, veți avea nevoie de un proiectant competent și de specialiști înalt calificați pentru instalare.