鍋爐效率高得驚人！固體燃料加熱還有哪些特色？

從名字就可以看出為什麼加熱被稱為固體燃料—— 固體燃料在其中充當能量載體，而資源又可以是可再生的（木材），也可以是化石能源（泥炭、煤、頁岩）。

固體燃料的種類

用於家庭暖氣或鍋爐房的常見固體燃料類型 被認為：

• 煤燃料 - 硬煤、無菸煤、褐煤；
• 泥炭燃料 - 泥炭團塊或顆粒；
• 油頁岩；
• 木質燃料 及其衍生物。

為了確定為特定設施加熱選擇哪種原材料最好，請考慮以下因素 鍋爐特性 （各類燃料的消耗量）， 該地區的能源價格及其交付。

對於相對較小的建築物供暖，最可接受的環保燃料是 木材及其衍生物： 鋸末、刨花、木片、煤球和顆粒。木質燃料的熱值略低於煤炭，但木柴的優勢不容置疑：

• 可用性 在俄羅斯大部分地區，因此價格較低。
• 環保 - 木柴不會向大氣中排放有害物質（硫）。

煤炭勝過木材 由於燃燒時間較長。

用於暖氣的固體燃料鍋爐類型

任何類型的加熱設備的任務 包括加熱冷卻劑： 水、防凍液、油或特殊液體達到規定溫度。

因此，所有類型和型號的固體燃料鍋爐都具有一些共同的特徵。

所有此類鍋爐都有一個共同的缺點。 - 整個供暖季節都需要不斷添加燃料。這項缺點無法消除，但透過在鍋爐設計中增加附加裝置，可以提高添加木柴、煤炭和泥炭的頻率。要實現這一點，您需要清楚了解固體燃料鍋爐的工作原理和機制。

總共有不同 三種類型的固體燃料鍋爐 — 經典、熱解和顆粒設備。

經典方案

傳統、標準型號的固體燃料鍋爐 能夠使用任何固體燃料正常運作。

與其他類型的鍋爐一樣，其工作原理是基於「提供的」原料的燃燒，將冷卻劑加熱到指定的溫度，並在燃燒過程中釋放熱量。經典鍋爐 工作原理與傳統烤箱相同，但火爐的壁和「頂部」是水套。鍋爐的燃料室本身體積很大，底部的爐篦與灰盤隔開。燃燒原料所需的空氣經由有風門的灰盤門和爐篦進入火爐。

圖1. 經典型固體燃料鍋爐的結構。箭頭指示設備的各個部件。

鍋爐燃燒室產生的煙氣經由煙囪排出，同時 相當一部分熱量「流失」了。 在選擇設備型號時也應考慮這一點。許多製造商在鍋爐設計中使用額外的煙道和彎管來提高效率。

傳統加熱設備的明顯優勢 - 缺乏電子、自動化和各種控制系統，這些系統很容易出現故障。即使鍋爐設計有恆溫器，其工作原理也是機械的。

這樣的論點證明了傳統固體燃料鍋爐的可靠性。至於這種鍋爐設計的缺點，只有一個—— 設備需要持續關注 整個供暖季節：燃料供應、清除灰燼、清潔牆壁和煙囪。

顆粒加熱裝置

顆粒燃料是由木材、泥炭和農業廢棄物製成的圓柱形小顆粒。這種生物燃料的製熱能力比木柴高出1.5倍。 濕度20%。

專門開發了一種高效的自動化裝置，用於挖掘顆粒的潛力（92%). 顆粒鍋爐 很長一段時間內都不會被注意到 人類。

照片2. 顆粒固體燃料鍋爐。左側是用於裝載顆粒的漏斗形罐。

鍋爐的持續燃燒時間取決於兩個條件：

• 儲料倉容量為一定數量的顆粒，顆粒從那裡進入火爐。
• 需要清除設備零件上的煙灰和灰燼。

鍋爐的主要元件是 燃燒室（火爐）和管式熱交換器。 主機是一個強制送風的燃燒器。爐膛產生的熱空氣穿過火管，將熱量傳遞到水套，然後通過已經冷卻的煙囪排出。在高功率鍋爐型號中，會安裝一個風扇（即排煙機）來實現此功能。

顆粒熱發生器也採用手動加料方案。這種鍋爐與傳統鍋爐的差異僅在於其配備了一個特殊的火炬式燃燒器，可以持續燃燒。它還附帶一個帶有燃料儲備的小容量料斗。 持續燃燒1-7天。

顆粒比重 600 至 700 公斤/米³， 平均每日燃料消耗量為 每小時2公斤 對於有電源的設備 10千瓦，即每天48公斤。

使用顆粒鍋爐的好處包括以下特點：

• 燃料熱傳遞的增加和鍋爐本身的設計可以實現效率 高達92%。
• 自動化確保維護的簡單性和操作的安全性。

• 持續燃燒時間長。
• 向大氣中排放最少量的有害物質。

顆粒鍋爐的缺點包括：

• 能源依賴。
• 成本高——是其「兄弟」中最昂貴的。

熱解

從傳統鍋爐到熱解鍋爐 以雙燃燒循環為特徵其中一個腔室用於燃燒燃料，另一個腔室用於釋放氣體。

鍋爐第一室的原料在低氧、高溫下燃燒（高達800°C) 並開始形成熱解氣體的過程，其量取決於燃料的濕度。

這種設備的最佳能源是硬木。可以添加顆粒，以及木材廢料（不超過木柴體積的四分之一）。

氣體發生器的運作方案：

• 燃料放在爐篦上。
• 提供一次空氣供應。
• 點燃的燃料達到所需的溫度。
• 透過調節閥門，限制空氣供應，從而啟動熱解過程。
• 產生的氣體與空氣供應同時被泵入二次室。
• 氣體與氧氣接觸時會燃燒並釋放大量熱量，從而加熱熱交換器中的液體。
• 燃燒產物煙霧經由煙囪排出。

照片3. 經典型固體燃料鍋爐（左）與熱解鍋爐（右）結構比較。

氣體與氧氣的反應速率 由自動閥調節，從而可以維持冷卻劑所需的溫度。

燃氣發生器鍋爐的優點包括：

• 完全的， 幾乎100% 燃料燃燒（效率） 85 - 95%（此處似有缺失，請提供更正的文字）。
• 輕鬆調節冷卻液溫度。

鍋爐的缺點被認為是：

• 設備成本高；
• 對燃料品質有很高的要求（濕度 不超過20%）。

製造鍋爐的材料

一旦解決了燃料類型的問題，他們就開始選擇暖氣系統主要元件——鍋爐的材料。

• 鑄鐵

它的優點包括耐用性，鑄鐵鍋爐 35歲以上但其優點也僅此而已。

鑄鐵鍋爐的負面特性包括： 熱衝擊風險高。

脆弱的 根據其物理性質，鑄鐵是鐵和碳的合金， 對突然的溫度變化反應不佳。由於材料的這種質量，鍋爐需要管道，即連接一個或多個加熱迴路，為加熱系統配備自動化設備。

價格 ——這一點值得關注，因為鑄鐵鍋爐造價高昂，如果需要維修，費用將相當高昂。這是因為鍋爐中的鑄鐵元件無法有效焊接或密封，無法修復。損壞的零件必須徹底更換。

鑄鐵 害怕突然的機械衝擊（衝擊）。

專家和用戶對此問題尚未達成共識。 鍋爐鑄鐵元件的長時間冷卻。 從操作角度來說，這很好，但在緊急維修或需要快速切換到另一種加熱模式的情況下，這很糟糕。

• 鋼

這與鐵和碳的合金相同。但與鑄鐵不同，它含有其他化學元素——金屬和非金屬。因此，鋼被認為是一種含有 鐵含量不少於45％。

鋼製鍋爐容易腐蝕，且 比鑄鐵少10 - 15年， 但是也有一些優點：

• 該設備比以前的選擇更便宜。
• 低功率鋼製鍋爐的火爐容積可能相當大。鑄鐵鍋爐的火爐深度取決於其功率，例如： 15千瓦 對應 30公分. 而對於功率相似的鋼製鍋爐，深度可以 最大60厘米。
• 鋼製鍋爐可以進行修復，並且可以透過焊接輕鬆恢復工作狀態。
• 幾乎所有的設備都配備了自動化設備，而鑄鐵產品則不能。

有用的視頻

觀看視頻，了解在房屋中安裝固體燃料鍋爐的過程。

如何選擇設備的功率

為了最終選擇加熱鍋爐， 您需要了解燃料的熱傳遞和計算所需功率的程序。

散熱：

• 煤炭 6500大卡/公斤；
• 木質廢料團塊 - 4500千卡/公斤；
• 柴 20% 濕度 - 3600千卡/公斤；
• 柴 50% 濕度 - 1900千卡/公斤。

煤炭的發熱量最高，但建議使用木材 以居住地附近的低廉價格。

零售商提供各種各樣的加熱設備，但並非所有製造商都急於在設備特性中註明主要燃料。

如果鍋爐是為燃煤設計的，木材也能在其中完美燃燒，但效率將達不到標稱值。這將影響 燃燒持續時間和消耗的木材量。

為用戶做出正確的決定 簡單的算術計算會有所幫助。

平均暖氣 10米² 房間高度 高達3米 必需的 1千瓦 鍋爐容量。也就是說，加熱面積為 100米² 足夠的 10千瓦。

如果根據房間體積進行計算，也會得到類似的結果。在這種情況下，在建築物有效隔熱的情況下，需要 每平方米 40 瓦。例如：牆的高度 2.5米， 方塊 100米²， 100x2.5x40=10000瓦（10千瓦）。

此計算適用於鍋爐僅用於加熱的情況。對於用作間接加熱的雙迴路鍋爐，應考慮 熱交換器容量。