Hiệu suất của lò hơi cực kỳ cao! Hệ thống sưởi bằng nhiên liệu rắn còn có những tính năng nào khác?

Tại sao nhiên liệu rắn được gọi là nhiên liệu sưởi ấm thì rõ ràng ngay từ tên gọi của nó - nhiên liệu rắn đóng vai trò là chất mang năng lượng trong đó, trong đó có thể là năng lượng tái tạo (gỗ) và năng lượng hóa thạch (than bùn, than đá, đá phiến).

Các loại nhiên liệu rắn

Các loại nhiên liệu rắn phổ biến để sưởi ấm nhà cửa hoặc sử dụng trong phòng lò hơi được xem xét:

• nhiên liệu than - Than đá, than antraxit, than nâu;
• nhiên liệu than bùn - than bùn dạng viên hoặc than bánh;
• đá phiến dầu;
• nhiên liệu gỗ và các dẫn xuất của nó.

Để quyết định nguyên liệu thô nào là tốt nhất để lựa chọn để sưởi ấm một cơ sở cụ thể, hãy tính đến đặc điểm nồi hơi (tiêu thụ nhiều loại nhiên liệu khác nhau), giá các nguồn năng lượng và việc cung cấp chúng trong khu vực.

Để sưởi ấm một tòa nhà tương đối nhỏ, nhiên liệu thân thiện với môi trường được chấp nhận nhất là gỗ và các sản phẩm từ gỗ: mùn cưa, phoi bào, dăm bào, than bánh và viên nén. Nhiên liệu gỗ có phần kém hơn than về giá trị nhiệt lượng, nhưng những ưu điểm của củi là không thể phủ nhận:

• Khả dụng ở hầu hết các vùng của Nga và do đó giá thành thấp.
• Thân thiện với môi trường - Củi không thải ra chất độc hại (lưu huỳnh) vào khí quyển.

Than đá đánh bại gỗ do thời gian cháy lâu hơn.

Các loại nồi hơi nhiên liệu rắn để sưởi ấm

Nhiệm vụ của thiết bị sưởi ấm của bất kỳ loại nào bao gồm việc làm nóng chất làm mát: nước, chất chống đông, dầu hoặc chất lỏng đặc biệt đến nhiệt độ quy định.

Do đó, tất cả các loại và kiểu lò hơi đốt nhiên liệu rắn đều có một số đặc điểm chung.

Tất cả các loại nồi hơi này đều có một nhược điểm chung. - nhu cầu liên tục thêm nhiên liệu trong suốt mùa sưởi ấm. Không thể loại bỏ nhược điểm này, nhưng hoàn toàn có thể tăng tần suất thêm củi, than và than bùn bằng cách đưa thêm các đơn vị vào thiết kế nồi hơi. Để thực hiện điều này, bạn cần hiểu rõ nguyên lý hoạt động và cơ chế của nồi hơi nhiên liệu rắn.

Tổng cộng có nhiều loại khác nhau ba loại nồi hơi nhiên liệu rắn — thiết bị cổ điển, nhiệt phân và viên nén.

Sơ đồ cổ điển

Mô hình lò hơi đốt nhiên liệu rắn truyền thống, tiêu chuẩn có khả năng hoạt động bình thường với bất kỳ nhiên liệu rắn nào.

Nguyên lý hoạt động, giống như các loại nồi hơi khác, dựa trên quá trình đốt cháy nguyên liệu thô "được cung cấp" để làm nóng chất làm mát đến nhiệt độ quy định, với nhiệt được giải phóng trong quá trình đốt cháy. Nồi hơi cổ điển hoạt động theo cùng một cách như lò nướng thông thường, nhưng các bức tường và "mái" của hộp lửa là một lớp áo nước. Bản thân buồng nhiên liệu của nồi hơi có thể tích lớn, được ngăn cách với khay tro bằng các thanh chắn ở phía dưới. Không khí cần thiết để đốt nguyên liệu thô đi vào hộp lửa qua cửa khay tro bằng một van điều tiết và thanh chắn.

Ảnh 1. Cấu trúc của nồi hơi nhiên liệu rắn kiểu cổ điển. Các mũi tên chỉ các bộ phận của thiết bị.

Các khí thải hình thành trong hộp lửa của lò hơi được loại bỏ qua ống khói và cùng với chúng cũng Một phần đáng kể nhiệt lượng "chảy xuống cống". Điểm này cũng cần được tính đến khi lựa chọn kiểu thiết bị. Nhiều nhà sản xuất sử dụng thêm hành lang khói và đường cong trong thiết kế nồi hơi của họ để tăng hiệu quả.

Ưu điểm rõ ràng của thiết bị sưởi ấm cổ điển - không có thiết bị điện tử, tự động hóa, nhiều loại hệ thống điều khiển, rất "thích" hỏng hóc. Nếu thiết kế nồi hơi có bộ điều chỉnh nhiệt độ, nó hoạt động theo nguyên lý cơ học.

Những lập luận như vậy nói lên độ tin cậy của nồi hơi nhiên liệu rắn cổ điển. Đối với những nhược điểm của thiết kế nồi hơi loại này, chỉ có một - thiết bị cần được chú ý liên tục trong suốt mùa sưởi ấm: cung cấp nhiên liệu, loại bỏ tro, vệ sinh tường và ống khói.

Bạn cũng có thể quan tâm đến:

Giải pháp thay thế tiết kiệm cho bộ tản nhiệt: tấm sưởi gốm đáng để cân nhắc

Và hãy để thời tiết lạnh giá trôi qua! Sưởi ấm bằng hơi nước trong nhà riêng: nó là gì, nguyên lý hoạt động

Đúc Kasli tinh xảo: Lò sưởi Eurokom Harold có và không có bếp nấu, kích thước của khu vực được sưởi ấm

Thiết bị gia nhiệt viên nén

Viên nén là những hạt hình trụ nhỏ được làm từ gỗ, than bùn và chất thải nông nghiệp. Nhiên liệu sinh học này có khả năng làm nóng gấp rưỡi so với củi. Độ ẩm 20%.

Một hệ thống lắp đặt tự động có hiệu suất cao đã được phát triển đặc biệt để khám phá tiềm năng của viên nén (92%). Lò đốt viên nén có thể không được chú ý trong một thời gian khá dài nhân loại.

Ảnh 2. Lò đốt nhiên liệu rắn dạng viên. Bên trái là một bể hình phễu để nạp viên.

Thời gian đốt liên tục của lò hơi phụ thuộc vào hai điều kiện:

• Sức chứa của hầm chứa có chứa viên đạn, từ đó chúng đi vào hộp lửa.
• Cần phải vệ sinh sạch bồ hóng và tro bụi bám trên các bộ phận của thiết bị.

Các thành phần chính của nồi hơi là buồng đốt (hộp lửa) và bộ trao đổi nhiệt dạng ống. Đơn vị chính là một đầu đốt có nguồn cung cấp khí cưỡng bức. Không khí nóng do lò tạo ra, đi qua các ống lửa, truyền nhiệt đến lớp vỏ nước và qua ống khói, đã được làm mát, được đẩy ra ngoài. Trong các mô hình nồi hơi công suất cao, một quạt - một máy hút khói được lắp đặt cho công việc như vậy.

Máy phát nhiệt viên nén cũng có sơ đồ nạp nhiên liệu thủ công. Trong thiết kế này, lò hơi chỉ khác với các mẫu cổ điển ở đầu đốt đuốc đặc biệt cung cấp ngọn lửa liên tục. Nó có phễu chứa dung tích nhỏ kèm theo với dự trữ nhiên liệu. trong 1 - 7 ngày đốt liên tục.

Trọng lượng riêng của viên từ 600 đến 700 kg/m³, và mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình hàng ngày là 2 kg mỗi giờ cho một thiết bị có nguồn điện 10 kW, tức là 48 kg mỗi ngày.

Lợi ích của việc sử dụng lò đốt viên nén bao gồm các tính năng sau:

• Tăng cường truyền nhiệt của nhiên liệu và thiết kế nồi hơi cho phép đạt được hiệu quả lên đến 92%.
• Tự động hóa đảm bảo dễ bảo trì và an toàn vận hành.

• Thời gian cháy liên tục cao.
• Lượng khí thải độc hại thải vào khí quyển tối thiểu.

Nhược điểm của lò đốt viên nén bao gồm:

• Sự phụ thuộc vào năng lượng.
• Giá thành cao - đắt nhất trong số các "anh em" của nó.

Nhiệt phân

Từ nồi hơi truyền thống đến nồi hơi nhiệt phân được phân biệt bằng chu trình đốt cháy képMột buồng được sử dụng để đốt nhiên liệu, buồng còn lại để thải khí ra ngoài.

Nguyên liệu thô trong buồng đầu tiên của lò hơi cháy ở mức oxy thấp và nhiệt độ cao (lên đến 800 °C) và bắt đầu quá trình hình thành khí nhiệt phân, lượng khí này phụ thuộc vào độ ẩm của nhiên liệu.

Nguồn năng lượng tốt nhất cho một thiết bị như vậy là gỗ cứng. Có thể thêm viên nén, cũng như chất thải gỗ (không quá một phần tư khối lượng củi).

Sơ đồ hoạt động của máy phát điện khí:

• Nhiên liệu được đặt trên vỉ nướng.
• Có cung cấp nguồn không khí chính.
• Nhiên liệu được đốt cháy sẽ được đưa đến nhiệt độ cần thiết.
• Bằng cách điều chỉnh van, nguồn cung cấp không khí sẽ bị hạn chế, từ đó bắt đầu quá trình nhiệt phân.
• Khí tạo ra được bơm vào buồng thứ cấp cùng lúc với nguồn cung cấp không khí.
• Khí khi tiếp xúc với oxy sẽ cháy và tỏa ra nhiệt lượng lớn, làm nóng chất lỏng trong bộ trao đổi nhiệt.
• Sản phẩm của quá trình đốt cháy, khói, thoát ra qua ống khói.

Ảnh 3. So sánh cấu trúc của nồi hơi đốt nhiên liệu rắn kiểu cổ điển (trái) và nồi hơi nhiệt phân (phải).

Tốc độ phản ứng của khí với oxy được điều chỉnh bởi một van tự động, cho phép duy trì nhiệt độ cần thiết của chất làm mát.

Ưu điểm của lò hơi máy phát điện khí bao gồm:

• hoàn thành, gần 100% đốt nhiên liệu (hiệu suất) 85 - 95%);
• dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ chất làm mát.

Những nhược điểm của nồi hơi được coi là:

• chi phí thiết bị cao;
• yêu cầu cao về chất lượng nhiên liệu (độ ẩm không quá 20%).

Vật liệu để làm nồi hơi

Sau khi giải quyết được vấn đề về loại nhiên liệu, họ bắt đầu lựa chọn vật liệu cho bộ phận chính của hệ thống sưởi ấm - nồi hơi.

• Gang

Ưu điểm của nó bao gồm độ bền, nồi hơi gang phục vụ 35 tuổi trở lênNhưng những phẩm chất tích cực chỉ dừng lại ở đó.

Những đặc điểm tiêu cực của nồi hơi gang bao gồm: nguy cơ sốc nhiệt cao.

Dễ vỡ Theo tính chất vật lý của nó, gang là hợp kim của sắt và cacbon, phản ứng kém với sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Do chất lượng vật liệu này, nồi hơi cần có đường ống, tức là kết nối một hoặc nhiều mạch sưởi ấm, trang bị hệ thống sưởi ấm tự động.

Giá - một điểm quan trọng cần lưu ý, vì chi phí của nồi hơi gang cao và nếu cần sửa chữa, bạn sẽ phải trả một khoản tiền đáng kể. Điều này được giải thích bởi tính không thể sửa chữa - các bộ phận gang trong nồi hơi không thể hàn hoặc bịt kín hiệu quả. Một bộ phận bị lỗi sẽ phải được thay thế hoàn toàn.

Gang sợ tác động cơ học đột ngột (sốc).

Các chuyên gia và người dùng vẫn chưa đi đến thống nhất về vấn đề này. làm mát lâu dài các bộ phận bằng gang của nồi hơi. Về mặt vận hành thì tốt, nhưng trong trường hợp cần sửa chữa gấp hoặc cần nhanh chóng chuyển sang chế độ sưởi ấm khác thì lại không tốt.

• Thép

Đây là hợp kim của sắt và cacbon. Nhưng không giống như gang, nó chứa các nguyên tố hóa học khác - kim loại và phi kim loại. Với thực tế này, thép được coi là hợp kim chứa không ít hơn 45% sắt.

Lò hơi thép có thể bị ăn mòn và phục vụ Ít hơn gang từ 10 - 15 năm, nhưng cũngcó một số ưu điểm:

• Thiết bị này rẻ hơn so với lựa chọn trước.
• Một nồi hơi thép công suất thấp có thể có hộp lửa có thể tích khá lớn. Đối với các thiết bị bằng gang, độ sâu của hộp lửa phụ thuộc vào công suất của chúng, ví dụ, 15kW tương ứng 30 cm. Trong khi đó với nồi hơi thép - có công suất tương tự, độ sâu có thể là lên đến 60 cm.
• Lò hơi thép có thể được sửa chữa và dễ dàng đưa vào hoạt động bằng cách hàn.
• Hầu như tất cả các thiết bị đều được trang bị khả năng tự động hóa, điều này không thể nói đến các sản phẩm gang.

Video hữu ích

Xem video trình bày quá trình lắp đặt nồi hơi nhiên liệu rắn trong nhà.

Cách chọn công suất của thiết bị

Để đưa ra lựa chọn cuối cùng về nồi hơi sưởi ấm, Bạn cần biết quá trình truyền nhiệt của nhiên liệu và quy trình tính toán công suất cần thiết.

Tản nhiệt:

• than đá - 6500 kcal/kg;
• than củi vụn - 4500 kcal/kg;
• củi 20% độ ẩm - 3600 kcal/kg;
• củi 50% độ ẩm - 1900 kcal/kg.

Than có lượng nhiệt tỏa ra cao nhất, nhưng nên sử dụng gỗ với mức giá thấp tại khu vực cư trú.

Các nhà bán lẻ cung cấp nhiều loại thiết bị sưởi ấm, nhưng không phải tất cả nhà sản xuất đều vội vàng ghi rõ loại nhiên liệu chính trong đặc điểm của thiết bị.

Nếu nồi hơi được thiết kế cho than, gỗ cũng sẽ cháy hoàn hảo trong đó, nhưng hiệu suất sẽ không tương ứng với hiệu suất đã công bố. Điều này sẽ ảnh hưởng về thời gian đốt cháy và lượng gỗ tiêu thụ.

Đưa ra quyết định đúng đắn cho người dùng phép tính số học đơn giản sẽ giúp ích.

Trung bình để sưởi ấm 10 phút² chiều cao phòng lên đến 3 mét yêu cầu 1kW công suất nồi hơi. Nghĩa là, để sưởi ấm một không gian có diện tích 100 mét² đủ 10kW.

Sẽ thu được kết quả tương tự nếu tính toán dựa trên thể tích của căn phòng. Trong trường hợp này, với cách nhiệt hiệu quả của tòa nhà, cần thiết 40 W trên 1 m2. Ví dụ: chiều cao của các bức tường 2,5 mét, quảng trường 100 mét², 100x2,5x40=10000 W (10 kW).

Tính toán này phù hợp khi nồi hơi chỉ được sử dụng để sưởi ấm. Đối với nồi hơi mạch đôi, đóng vai trò là nồi hơi sưởi ấm gián tiếp, hãy tính đến công suất trao đổi nhiệt.