Hiệu quả tăng lên gấp nhiều lần! Lò hơi nhiệt phân: nó là gì, nguyên lý hoạt động của nó

Hoạt động của lò nhiệt phân dựa trên phản ứng hóa học đặc biệt - nhiệt phân.

Thuật ngữ này đề cập đến quá trình phân hủy nhiên liệu hữu cơ. đối với khí đốt và than đá. Đồng thời, năng lượng nhiệt được giải phóng với khối lượng lớn.

Quá trình này chỉ có thể thực hiện được trong một số điều kiện nhất định: thiếu oxy trong không gian. Nhiệt độ cao: 200–800 °C.

Nguyên lý nhiệt phân để sưởi ấm

Nhiệt phân được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Quá trình hóa học này đang được yêu cầu và để sưởi ấm không gian sống.

Nhiệt phân xảy ra với bất kỳ loại nguyên liệu rắn nào:

• Củi.
• Cành cây nhỏ hoặc vụn gỗ.
• Than bánh.
• Than bùn.
• Than nâu.
• Viên nén.
• Coca-cola.

Tuy nhiên, thiết bị nhiệt phân hoạt động hiệu quả nhất với nhiên liệu có lượng chất dễ bay hơi thải ra cao hơn – gỗ. độ dày 80-100 mm. Người ta sử dụng chung viên nén hoặc chất thải gỗ.

Lò nhiệt phân: nó có nghĩa là gì, thiết bị của nó

Thiết kế lò nhiệt phân trông giống thế này:

1. Ống khói.
2. Bộ điều khiển.
3. Phễu nạp.
4. Vòi phun.
5. Buồng đốt.
6. Bộ trao đổi nhiệt.

Lò hơi nhiệt phân là thiết bị có hai buồng - đây là tính năng đặc biệt của nó. Phản ứng hóa học chính trong các buồng này là:

1. Buồng nạp hoặc buồng khí hóa. Tại đây, quá trình phân hủy nhiệt sơ bộ của nguyên liệu thô diễn ra. Chất hữu cơ dưới tác động của nhiệt độ cao chuyển thành khí dễ cháy. Không khí sơ cấp được dẫn vào buồng để duy trì trạng thái cháy âm ỉ. Đốt cháy ở nhiệt độ 300–800 °C.

Ảnh 1. Buồng nạp nhiên liệu trong lò nhiệt phân. Bên trong được hoàn thiện bằng gạch đất sét chịu lửa.

1. Buồng đốt. Sau khi cháy âm ỉ, không khí và khí thoát ra sẽ đến đây. Tại đây, khí tạo thành sẽ cháy giống như khí thiên nhiên thông thường. Nhiệt độ trung bình 1200 °C. Ở giai đoạn này, rất nhiều nhiệt được giải phóng, cần thiết cho quá trình sưởi ấm. Đồng thời, có lực cản khí động học mạnh, do đó cần có lực đẩy cưỡng bức, vai trò này do máy hút khói đảm nhiệm.

Hai khoảng trống giữa các buồng chia lưới, nơi nhiên liệu được nạp vào. Nhiên liệu được đốt cháy ở đó và máy hút khói được khởi động. Lưới ngăn nhiệt thoát ra khỏi khoang nạp phía trên và cung cấp luồng không khí sơ cấp nhẹ.

Lò nhiệt phân được trang bị công tắc kéo, đốt cháy nhiên liệu. Do đó, khi bắt đầu đánh lửa, nồi hơi hoạt động như một thiết bị đốt cháy trực tiếp và sau khi đóng van, nó chuyển sang nhiệt phân.

Các loại thiết bị nhiệt phân, đặc điểm

Lò hơi nhiệt phân có thiết kế khác nhau. Vậy là có:

• Buồng đốt tăng lực ở phía trên. Hiếm khi gặp. Ưu điểm của thiết kế này là khí thải đi qua buồng đốt sau mà không bị cản trở, và sau khi cháy hết, khí thải sẽ ngay lập tức đi vào ống khói để làm mát thêm. Một trong những nhược điểm là vị trí của hệ thống khói không kinh tế, vì ban đầu cần nhiều vật tư tiêu hao hơn để sản xuất thiết kế như vậy.

Ảnh 2. Lò nhiệt phân có buồng đốt phụ phía dưới. Các mũi tên chỉ các thành phần của thiết bị.

• Buồng đốt tăng lực ở phía dưới. Kiểu thiết kế phổ biến và thoải mái nhất. Thuận tiện cho người sử dụng khi nạp củi, vì buồng không nằm trên sàn. Buồng cũng có một lối thoát trực tiếp đến ống khói phía dưới và từ đó đến ống khói. Tuy nhiên, kiểu thiết kế như vậy cũng có nhược điểm. Do đó, tro từ khoang nạp sẽ làm tắc buồng thứ hai, do đó cần phải vệ sinh thường xuyên hơn. Ngoài ra, cần phải tăng lực đẩy để khói di chuyển xuống phía dưới.

Và cả lò nhiệt phân khác nhau về loại lực kéo được sử dụng:

1. Bản nháp tự nhiên. Không cần điện. Tuy nhiên, để vận hành, cần có ống khói khá cao với lực hút gió tự nhiên mạnh, điều này sẽ rất tốn kém.
2. Tăng tốc và lực kéo cưỡng bức. Lò hơi trở nên phụ thuộc vào năng lượng, tuy nhiên, tốc độ vào chế độ tăng lên. Một đơn vị như vậy được trang bị quạt và máy hút khói, được điều khiển bằng tự động hóa - sự phụ thuộc vào điều kiện thời tiết hoàn toàn biến mất và hiệu suất đốt cháy tăng lên. Loại lò này có thể hoạt động với mức hiệu suất tối đa trong suốt 4-5 giờvà điều này 20% nhiều hơn, hơn là nồi hơi thông gió tự nhiên.

Có hai loại theo phương pháp gia nhiệt. thiết bị nhiệt phân:

• Dùng để đun nước. Chất mang nhiệt là nước, được đun nóng trong bộ trao đổi nhiệt, sau đó được đổ qua các ống vào bộ tản nhiệt. Nhiệt độ được duy trì do tuần hoàn liên tục.
• Dùng để sưởi ấm không khí. Nó được sử dụng ít thường xuyên hơn nhiều trong điều kiện gia đình. Nó thường được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà phụ hoặc cơ sở sản xuất. Năng lượng nhiệt được phân phối trong phòng bằng cách sử dụng các khối không khí ấm. Chúng được làm nóng do quá trình đốt cháy nguyên liệu thô. Nhiệt được phân phối bằng ống nhôm và quạt gióHệ thống này được điều khiển tự động nên chủ sở hữu có thể dễ dàng tùy chỉnh theo nhu cầu của mình.

Làm thế nào để chọn một thiết bị như vậy

Khi lựa chọn một đơn vị dựa trên nhiệt phân chú ý đến những đặc điểm chính của nó:

Chất lượng của vụ án. Trước đây, thân hộp lửa chủ yếu được làm bằng gang.

Hiện nay, các nhà sản xuất sản xuất thân máy hàn làm từ vật liệu tấm.

Điều quan trọng nhất ở đây là độ dày của nó.

Tùy thuộc vào công suất của nồi hơi:

• 15—65 kW: cấu trúc bên trong 5mm, bên ngoài - 4mm;
• 75-110kW: nội bộ - 6mm, bên ngoài - 5mm;
• 135-195kW: bên trong - 8mm, ngoài - 6mm;
• 200 kW trở lên: thành phần bên trong - 10mm, bên ngoài - 8 mm.

Quyền lực. Chỉ số này phụ thuộc vào khu vực được sưởi ấm. Có nhiều phương pháp để xác định công suất. Đơn giản nhất và tối ưu nhất trong số đó là lấy làm cơ sở 1 kW cho 10 mét vuông khu vực được sưởi ấm.

Các chuyên gia khuyên dùng đơn vị với 10% năng lượng dự trữ. Vì vậy, để đặt trên 120 mét vuông một nồi hơi sẽ làm 16 kW. Nếu diện tích lãnh thổ 160 mét vuông, công suất của thiết bị phải ít nhất là 18kWvà cứ tiếp tục như vậy theo nguyên tắc tương tự.

Hiệu quả năng lượng. Chỉ ra tỷ lệ nhiệt hữu ích đã tiêu tốn so với khối lượng nguyên liệu thô đã sử dụng. Chỉ số này chủ yếu phụ thuộc vào nhiên liệu. Do đó, để sưởi ấm hiệu quả, chỉ cần vật tư tiêu hao khô.

Tuy nhiên, thể tích của khoang chứa củi cũng được tính đến. lên đến 60-65 cm. Bên cạnh đó, cả hai máy ảnh phủ một lớp đặc biệt một lớp bê tông gốm - Duy trì nhiệt độ thích hợp bên trong. Nhờ đó, nhiên liệu cháy hiệu quả và hiệu suất hơn.

Giá. Lò hơi nhiệt phân đắt hơn các loại lò hơi sưởi ấm khác. Tuy nhiên, cũng có những lựa chọn ở đây. Vì vậy, trong nước Rẻ hơn 2-3 lần được nhập khẩu và đặc tính của chúng không thua kém gì so với hàng tương tự nước ngoài.

Lợi ích của việc sử dụng

• Thời gian cháy.

Sau một lần đánh dấu, thiết bị này hoạt động trơn tru. lên đến 12 giờ, nghĩa là nó phải được tải thêm Ít hơn 2 lần, so với các lò hơi đốt nhiên liệu rắn khác.

Tuy nhiên, tất cả phụ thuộc vào loại lò sưởi: một lò sưởi đốt củi thông thường hoạt động trong khoảng 4 giờ, và với quá trình đốt cháy trên cùng - trung bình 30 giờ trên củi và 5-7 ngày sử dụng than.

Hiệu ứng này đạt được do quá trình đốt cháy được kiểm soát. Nhiều mẫu hiện đại có chức năng điều khiển hoạt động tự động. Thời gian đốt cháy cũng phụ thuộc vào thể tích không gian sống, nhiệt độ không khí trong phòng và bên ngoài, thiết kế của thiết bị và công suất của nó.

• Hiệu quả 85-90%.

• Đốt cháy hoàn toàn nguyên liệu thô.

Tiêu thụ ít nguyên liệu thô hơn, Ống khói và khay đựng tro ít cần được vệ sinh thường xuyên hơn.

• Thân thiện với môi trường.

Do sự cháy âm ỉ của gỗ hoặc các loại nhiên liệu tương tự, Giảm 3 lần chất độc hại, so với các lò đốt nhiên liệu rắn khác. Ngoài ra, lượng khí thải độc hại ra khí quyển được giảm thiểu dưới tác động của nhiệt độ cao ở buồng trên.

• Hiệu quả về mặt chi phí.

Ngay cả củi lớn chưa chẻ cũng thích hợp để đốt. Ngoài ra, quá trình đốt hai buồng làm giảm lượng không khí dư thừa trong khí thải, điều này cũng làm tăng khả năng tiết kiệm. So với các loại lò hơi nhiên liệu rắn khác, hiệu suất của các đơn vị nhiệt phân cao hơn tăng 5-8%.

Nhược điểm

1. Sự phụ thuộc năng lượng. Thông thường, các nồi hơi như vậy không thể hoạt động nếu không có máy hút khói. Một hệ thống có máy phát điện là cần thiết cho bản nháp cưỡng bức. Quạt sử dụng điện với lượng ít nhất 80-100W.
2. Giá cao. Trung bình Đắt hơn 1,5-2 lần các loại khác.
3. Độ nhạy độ ẩm nhiên liệu. Cần phải đạt độ khô tối đa. Do đó, khi đốt 1kg củi với 20% độ ẩm, công suất hoạt động của thiết bị sẽ là 4kW. Nếu bạn lấy 1kg củi với 50% độ ẩm, công suất giảm 2 lần và đạt được mọi thứ 2kW.
4. Hoạt động không ổn định của thiết bị ở tải thấp (dưới 50%), nhựa đường tích tụ trong ống dẫn khí thải.
5. Kích thước lớn thiết bị nhiệt phân.
6. Lò hơi nhiệt phân là loại lò hơi một mạch độc quyềnĐể đun nước nóng phục vụ mục đích sinh hoạt, cần phải có một thiết bị riêng.
7. Không thể tự động hóa quá trình nạp nhiên liệu — được tải hoàn toàn bằng tay.

An toàn khi sử dụng

Hoạt động của lò nhiệt phân ngụ ý hoạt động ở nhiệt độ cao nhất có thể. Do đó, mỗi nhà sản xuất đều đặt ra yêu cầu cao về việc lắp đặt và vận hành thiết bị.

Việc lắp đặt được thực hiện bởi chuyên gia có đủ năng lực cần thiết. Lò hơi được đặt trong một phòng riêng biệt, thông gió tốt và có lắp ống khói trên thiết bị.

Cũng được tính đến các quy tắc hoạt động sau đây:

• Nếu không có đủ lực đẩy hoặc chất làm mát cần thiết, lò hơi không thể sử dụng được.
• Việc nạp và thắp sáng thiết bị không được giao cho trẻ em hoặc bất kỳ người nào không có thẩm quyền.
• Nhiệt độ của nước trong hệ thống đường ống đi qua nồi hơi, không được vượt quá 95 °C. Nếu vượt quá chỉ số, ngọn lửa trong buồng đốt sẽ bị yếu đi trong một thời gian bằng cách sử dụng cát. Song song với điều này, tất cả các van điều tiết khói có thể được mở.
• Lò hơi sẽ rất nóng trong quá trình hoạt động, vì vậy không nên để vật liệu hoặc đồ vật dễ cháy ở gần lò hơi.
• Việc sửa đổi thiết kế nồi hơi hoặc sử dụng cho mục đích khác đều bị nghiêm cấm.

Hình ảnh lò nhiệt phân

Ảnh 3. Lò hơi nhiệt phân lắp đặt tại nhà. Củi để nhóm lửa được lưu trữ bên cạnh.

Ảnh 4. Lò nhiệt phân của nhà sản xuất Viessmann. Thiết bị được trang bị điều khiển điện tử.

Ảnh 5. Lò nhiệt phân với lượng nhiên liệu nạp ở đáy có kích thước khá lớn.

Video hữu ích

Xem video trình bày hoạt động của lò nhiệt phân và hướng dẫn cách đốt lò.

Kết luận

Lò nhiệt phân - một giải pháp thay thế tốt cho các đơn vị đốt trực tiếp. Tuy nhiên, một số chuyên gia khuyên bạn nên mua thiết bị nhiệt phân làm nguồn nhiệt dự phòng trong một bộ có lò hơi điện hoặc gas. Nếu bạn vẫn lắp đặt nhiệt phân làm máy phát nhiệt chính, bạn sẽ cần thiết kế có năng lực và các chuyên gia có trình độ cao để lắp đặt.