Угольный котел: автоматизированные, твердотопливные и другие разновидности

Принцип работы парового котла

В первую очередь нужно понять, что называется паровым котлом. Паровой котел – это устройство, генерирующее пар. Существует два вида вырабатываемого пара – насыщенный и перегретый. Температура насыщенного составляет 100 градусов, а давление – 100 кПа. Перегретый пар разогревается вплоть до 500 градусов, а величина давления при этом может превышать 26 МПа. Насыщенный пар используется в агрегатах бытового назначения, а перегретый ввиду своих особенностей применим только на объектах промышленного масштаба.

Сырьем для создания пара является вода, которая перерабатывается в котле, работающем на любом виде топлива. Созданный пар в процессе работы преобразуется в теплоноситель, доставляющий тепловую энергию на участок его применения.

Независимо от особенностей конструкции конкретного устройства, общий принцип работы парового котла всегда остается неизменным:

Первым делом воду проходит этап очистки и направляется в резервуар (обычно находящийся в верхней части устройства) при помощи электрического насоса;
Накопленная в резервуаре вода поступает в трубы, ведущие к расположенному ниже коллектору;
Из коллектора вода направляется вверх, поступая в зону нагрева;
В трубе вода преобразуется в пар, выходящий вверх за счет разницы давлений жидкости и газа;
В верхней части конструкции располагается сепаратор, позволяющий отделить пар от воды и отвести излишки последней в резервуар;
Пар направляется в трубопровод и отправляется к потребителям;
В парогенераторах этап нагрева осуществляется еще раз для достижения паром необходимого состояния.

Чтобы хорошо понять, как работает паровой котел, нужно также рассмотреть особенности его конструкции, о чем речь пойдет дальше.

Устройство парового котла

Конструктивно паровой котел – это емкость, в которой происходит процесс преобразования воды в пар. Емкость обычно выполняется из трубы, диаметр которой может варьироваться в достаточно широких пределах. Помимо заполненной трубы, схема парового котла включает в себя топочную камеру, предназначенную для сжигания топлива.

Топка может иметь определенные особенности, которые напрямую зависят от используемого вида топлива. Например, твердотопливные топочные камеры в нижней части оборудуются колосниковой решеткой, сквозь которую в камеру поступает кислород. В верхней части конструкции устанавливается традиционный дымоход, создающий тягу и обеспечивающий нормальное горение. В случае использования жидких энергоносителей или газа топочная камера снабжается горелкой.

В любом случае, выделяемый при сгорании топлива газ подступает к заполненной водой емкости, отдает ей свое тепло и выводится в атмосферу дымоходом. Вода в определенный момент начинает кипеть и превращаться в пар, который направляется в верхнюю часть емкости, а потом – в трубы.

Лучшие твердотопливные котлы с автоматической подачей горючего

Ассортимент котлов и бункеров позволяет оборудовать котельные под запросы.

Metal-Fach SMART Auto ECO 20

КПД – 90%. Дистанционное управление с автоматической группой безопасности. Топится сортированным углем и дровами. Резерв хранилища – 5 дней. Мощность составляет 6-20 кВт.

Galmet Duo 17

КПД – 86%. Дистанционное управление с защитой от перегрева, ручной программатор. Топится углем, брикетами и дровами. Резерв хранилища – 12 дней. Мощность – 3-17 кВт.

Galmet Duo 17 имеет КПД 86%.

Zota Pellet 100A

КПД – 90%. Дистанционное и ручное управление. Опции – автоматические розжиг, удаление золы, очистка теплообменника. Топится пеллетами, дровами. Резерв бункера – 10 дней. Мощность – 5-100 кВт. Агрегат подключают к комнатному термостату.

Zota Optima 20

КПД – 85%. GSM-управление. Опции – погодозависимая автоматика. Топится любым горючим в ручном режиме. Резерв одной загрузки – 1-2 дня. Мощность – 5-20 кВт. Предусмотрено подключение ТЭН.

ACV Tkan 100

КПД – 85%. Система датчиков, ручное управление. Опции – автоматические розжиг, удаление золы, очистка теплообменника, контроль перегрева. Топится любым горючим. Резерв бункера – до 7 дней. Мощность – 5-100 кВт.

ACV Tkan 100 – модель с автоматическим розжигом.

Wattek Pyrotek 36

КПД – 90%, мощность – 5-36 кВт (пиролизный). Система датчиков, автоматическое управление. Топится дровами, брикетами. Резерв хранилища – 1-3 дня. Предусмотрено подключение бойлера, теплоаккумулятора.

Pereko KSP Duo 18

КПД – 95%. Система датчиков, электронное управление с группой безопасности. Топится экогорошком, пеллетами, штыбом, бурым углем. Есть камера для сжигания древесины. Резерв хранилища – до 2 дней. Мощность – 5-18 кВт. Предусмотрено подключение только отопительного оборудования.

Heiztechnik Q Eko Lux 15

КПД – 88%. Система датчиков. Опции – удаленное управление, автоочистка горелки. Топится углем, пеллетами. Резерв одной загрузки – 2-4 дня. Мощность – 5-15 кВт. Предусмотрено подключение дополнительного оборудования.

Плюсы и минусы

Как и любое устройство, твердотопливные машины длительного горения имеют определенные достоинства и недостатки.

Можно выделить основные плюсы данного устройства:

Качественный расход топлива, поскольку с пользой сгорает до 98 процентов первоначально загруженного материала.
Комфортные условия эксплуатации с минимальными усилиями для запуска и поддержания работоспособного состояния.
Надежная система управления предотвращает возможность перегрева оборудования.
Высокая надежность и работа без отказов.
Распределение полученного тепла равномерно по топливнику.
Расположение теплообменника по всей поверхности камеры отопления повышает эффективность работы. Водяной контур обменника не допускает образование застойных мест и создает четко направленный поток воды для эффективного и быстрого съема тепла.
В процессе эксплуатации не наблюдается дыма, посторонних запахов и выделения пыли.
Использование экологичных технологий и материалов.
Тихая работа.

К минусам рассматриваемого оборудования относят:

Высокая стоимость оборудования, за счет использования высокоточной автоматики.
Большие размеры, обусловленный камерой для топки больших объемов и высокий вес отопительной машины.
Отсутствие ручного управления во время процесса сгорания топлива, так как он полностью управляется автоматическим контуром управления.
Энергозависимоть прибора, поскольку одна из его важных составляющих насос, который не работает без электропитания.

Подобные тепловые машины нашли широкое применение при отоплении не только частных домов и коттеджей, но и в промышленном масштабе. Широко применяются они в школах, производственных цехах, школах. Актуально применение отопления такого рода на деревообрабатывающих предприятиях, где отходы, подлежащие утилизации, можно использовать в качестве топлива.

Специфика монтажных работ

Мощность котла в зависимости от площади дома

Установка котлов твердотопливного типа осуществляется без разрешения надзорных служб. Пользователям понадобится соблюсти несколько правил:

В жилом помещении агрегат лучше не ставить – будет выделяться пыль, копоть и сажа. Допускается монтаж в коридоре, ванной, на кухне, в санузле.
Для моделей с мощностью 60-150 кВт на основании СНиП 42-01-2002 нужна котельная объемом от 15 м3 и с высотой потолков от 2,5 м.
Системы дымоудаления и вентиляции организуются в обязательном порядке.
Котлоагрегаты с мощностью до 50 кВт ставятся на стяжку, больше 50 кВт – на индивидуальный бетонный фундамент с выступом от корпуса на 25 см.
Вентиляцию делают в виде приточного отверстия напротив котла. Также требуется решетчатая вытяжка.
Дымоход изготавливается из трубы с сечением 150-200 мм2. У него не должно быть изгибов, наклонов.
Обязка выполняется с помощью байпаса или трехходового клапана, выставленного на температуру воды 50-55 градусов.
Оптимальный параметр давления в контуре – 1 бар.

Основные виды котлов на угле

Выбрать угольные отопительные приборы можно по принципу действия и по способу сжигания топлива.

Автоматические модели

Автоматический котел с бункером для угля

Для управления агрегатом задействует микропроцессор, подключенный к системе регулировки. Автоматические виды котлов работают на угле с фракциями до 50 мм, поддерживают длительное горение посредством вентиляторных нагнетателей. Продукты сгорания выводятся через тяговую систему. Загрузка топлива осуществляется автоматически через бункер при помощи шнекового транспортера. К особенностям оборудования с автоматикой относятся:

снижение себестоимости отопления – за 1 кВт тепла нужно заплатить от 50 до 80 коп в зависимости от региона;
экономичность расхода угля – в 1,5-2 раза меньше стандартных моделей;
эффективность – реальный показатель КПД составляет 80-90 %;
полное сжигание топлива на 3-4 день после закладки;
оснащение резервуаром, рассчитанным на 2-7 дней использования топлива.

Пиролизные котлы

Сравнение принципа работы обычного и пиролизного твердотопливного котла

Отличие пиролизного угольного котла заключается в системе длительного горения. Она реализуется посредством двух топок. В главной происходит сжигание угля, в дополнительной – дожиг пиролизных газов. Устройство работает следующим образом:

Разжигание котла. Заслонку открывают полностью, затем при помощи небольшого количества сухих дров поджигают уголь с фракциями 0,5-2 см.
Первичное горение топлива. Достаточно 15-20 мин.
Перевод в режим пиролиза. Понадобится прикрыть заслонку и выставить режим.

Длительного горения

Загрузка следующей партии топлива возможна только при полном сгорании предыдущей

Конструкция оборудования осложнена теплообменником над топкой. От стандартных вариантов отличается и тип сжигания – уголь начинают воспламенять сверху. В сравнении с моделями прямого горения котлы отличаются:

экономичностью – топливный материал загружается в 2 раза реже;
использованием только сухого угля для предотвращения конденсата;
невозможностью дозаправки – рекомендованы слабоспекаемые породы;
выполнением повторной закладки только при полном сгорании первой.

Марка угольной породы указывается в инструкции производителя.

Прямого сгорания

Котлы прямого горения стоят дешевле, но имеют ниже КПД и выше расход топлива

Недорогие варианты, которыми можно отопить небольшой дом или дачу. Процесс горения происходит снизу, огонь постепенно распространяется по топке. Теплые воздушные массы двигаются вверх, нагревая теплообменник, а потом – водяной тип контура.

У моделей с прямым горением максимальный показатель КПД – от 70 до 75 %. Это объясняется медленной теплоотдачей нагретых воздушных масс и быстрым выводом их через дымоход.

Угольный котел с автоматической подачей топлива — устройство, обзор популярных моделей

Проблема организации автоматической подачи твердого топлива всегда волновала разработчиков твердотопливных котлов. Если в случае с дровами организовать ее довольно проблематично, то при использовании угля и пеллет ситуация выглядит более реальной. Сегодня в нашем обзоре мы рассмотрим наиболее популярные автоматические угольные котлы, и то как в них реализован механизм доставки топлива в зону горения.

Автоматическая подача пеллет чаще всего производится с помощью мягкого или жесткого шнека. Доставлять уголь в топку шнековым транспортером можно только в том случае, если его фракции достаточно малого размера и однородны, а чаще всего это не так. Сегодня мы рассмотрим несколько угольных котлов, в которых по разному реализован механизм автоматической подачи топлива из бункера в камеру сгорания.

Автоматический котел «Ямал» длительного горения

Каждый, кто отапливал свой дом углем, знает о главной проблеме этого топлива, мешающей организовать его автоматическую подачу в твердотопливный котел. Обычно его фракции различаются в размерах, отсюда автоматизация подачи в том виде, в котором она реализована например в пеллетных котлах становится невозможной. Разработчики автоматического угольного котла «Ямал» решили эту проблему, применив совершенно новый способ подачи, способный эффективно работать даже с фракциями разного размера.

Суть этого метода, как и все гениальное, чрезвычайно проста. Внутри бункера с наклонными стенками установлен транспортер, подхватывающий куски угля и поднимающий их все выше и выше. В самой верхней точке расположен зубчатый дробитель, который пропускает фракции подходящие по размеру, а те что больше, либо раскалываются о его зубья, либо падают обратно в бункер. Как видите, механизм не содержит сложных конструкций и даже при его выходе из строя, любой сможет наладить его работу своими руками.

Работа котла «Ямал» полностью автоматизирована. Подача топлива, розжиг, сброса шлака, регулировка мощности — все эти процессы происходят автоматически под надзором электронного блока управления. При полном заполнении топливного бункера и заправленной дизельной горелке, угольный котел способен самостоятельно отапливать помещение в течении 20 суток.

Компания производитель выпускает три модели «Ямал» разной мощности. Ниже приведены их основные технические данные:

1 Разновидности изделий

Стоимость газа и электроэнергии возрастает с каждым годом, кроме того, далеко не всегда есть возможность подключиться к магистралям. Угольные котлы для частных домов являются оптимальным и бюджетным вариантом. Все твердотопливные агрегаты делятся на несколько видов:

1. С автоматической загрузкой топлива (пеллетные системы). Они функционируют на твердом гранулированном ресурсе. Многие считают, что подобные устройства являются агрегатами длительного горения.
2. Изделия, требующие ручной загрузки топливного ресурса.

Последние можно классифицировать на несколько типов. Некоторые из них:

системы длительного горения;
классические агрегаты;
пиролизные конструкции верхнего горения.

Общий фактор, на которые опираются при выборе котла — период сгорания топлива после одной загрузки, а также тип ресурса, необходимого для работоспособности системы. Покупать агрегат следует опираясь на определенные аспекты:

Присутствие варочной конфорки, которая поможет решить вопрос с готовкой пищи.
Вес, размеры и удобство монтажа.
Используемый тип топлива.
Число рабочих контуров. Двухконтурная система будет не только обогревать помещение, но и обеспечивать его горячей водой.
Мощность и КПД угольного котла (система производительностью от 5 до 12 кВт может обогреть площадь в 100 м2).
Конструкция изделия и метод загрузки топлива.

Принцип работы автоматических котлов длительного горения

Автоматический твердотопливный котел длительного горения – это мощная установка с бункером, в котором хранится твердое топливо. Подобная часть бывает неотъемлемой от котла или размещается в отдельно обустроенной комнате.

В первом случае хранилище закрепляется в верхней или боковой части котлового оборудования. Но из-за ограниченного объема топлива большинство потребителей останавливаются на втором варианте и подготавливают специальное помещение.

Для перемещения дров или опилок из «склада» в камеру горения задействуется механизм загрузки. Он бывает шнековым или пневматическим. В качестве механизма подачи используется пневмотранспортер – труба, по которой с помощью воздушных масс передаются гранулы топливных элементов.

Источник фото: ovk.ua

Главным достоинством подобного оборудования является частичная энергозависимость, поскольку загрузка топливной камеры выполняется раз в сутки. Из минусов выделяют большие затраты электрической энергии при работе узлов, подающих топливо.

Большое количество агрегатов поддерживают шнековую подачу гранул, а интенсивность загрузки определяется автоматикой.

Твердотопливный котел с автоматической подачей топлива обладает такими особенностями:

Для регулировки температуры теплоносителя изменяется интенсивность подачи воздуха в резервуар.
Управление системой выполняется по такому принципу: температурный датчик отправляет электромагнитный сигнал на механизм управления, в результате чего осуществляется открытие или закрытие воздушной заслонки.
Для регулировки температуры воздуха внутри комнаты задействуются термореле и 3-ходовые клапаны.
Чтобы компенсировать перепады давления в отопительной системе и защитить ее от перегрева теплоносителя, в котле обустраиваются компоненты группы безопасности. К ним относятся расширительный резервуар, предохранительный клапан с отводчиком воздуха и измерительным прибором (манометром).
Чтобы защитить теплоноситель от перегрева, в котле размещают защитные датчики и охлаждающие контуры с естественной циркуляцией.
С помощью датчика тяги работа котла приостанавливается в случае понижения показателей тяги в топке.
Чтобы следить за функциональностью агрегата и выбрать оптимальный температурный режим, в установке размещается модуль управления.
Если установить дополнительный GSM-модуль, можно обеспечить удаленный контроль и управление отопительной системой с помощью смартфона или планшета.

Выбирая автоматические твердотопливные котлы, важно обратить внимание на такие нюансы:

Расход топливных материалов определяется их качеством (калорийность, влажность, зольность). При этом качественное сырье отличается дороговизной, а степень его расхода зависит от внешних температурных условий.
Периодичность подачи топлива зависит от объема бункера.
Мощность котла выбирается с учетом площади обогреваемой постройки. Нет смысла приобретать высокопроизводительные установки для небольших помещений. Оптимальные рабочие параметры определяются следующей формулой: 2 кВт на 10 м².
При идентичном объеме сжигаемого топлива 2 котловые установки могут обладать разными показателями КПД. Средний диапазон варьируется от 60 до 85%.
В зависимости от уровня автоматизации обеспечивается бесперебойная автономная работа оборудования без участия человека.

Автоматические котлы на твердом топливе обладают такими преимуществами:

Экономный расход твердого топлива. При этом уголь и древесные отходы продаются по доступным ценам.
Практически полная автономность и независимость от участия человека.
Соответствие экологическим стандартам.
Простота монтажа оборудования.

Кроме плюсов, такие агрегаты имеют и недостатки. Так, если в качестве топливного сырья используется щепа, при продолжительном простое она может слипаться или слеживаться на дне резервуара. Влажный материал не обеспечивает нужную степень нагрева.

Для бесперебойной работы котла важно постоянно очищать его от загрязнений

Что такое автоматический ТТ-котел

Устройство используют для обогрева домов, производственных помещений. Выработка тепла в них ведется непрерывно. Постоянное присутствие человека в помещении при этом не требуется, т.к. печь оборудована хранилищем для автоматической подачи древесных материалов. Такие агрегаты еще называют твердотопливными котлами длительного горения (ТКДГ).

Прибор состоит из 2 узлов: печи и емкости для сбора дров, угля и т.д. Загрузка топлива из хранилища в камеру сгорания осуществляется механическим способом. Днище (бункера) оборудовано железным винтовым цилиндром или заглушкой-поддоном. Вращаясь, они запускают подачу топлива в печь через трубу, соединяющую емкость с камерой сгорания.

При выборе ТКДГ следует учитывать, чем будет отапливаться помещение – дровами или гранулированным сырьем. От этого зависит не только тип конструкции (габариты, масса), но и энергоэффективность установки (КПД, цена обогрева).

Плюсы

Преимущества ТКДГ – работы в автономном режиме, экономичный расход горючего, экологичность эксплуатации. При установке котла частник избавляет себя от необходимости постоянного контроля над процессами горения (поддержанием пламени, температуры). Постепенная (дозированная) загрузка топлива существенно сокращает объемы сжигаемых материалов за сезон. Количество продуктов сгорания (золы, сажи) сокращается. При этом постройка обогревается круглосуточно без перепадов температур. Владельцу не нужно тратить время на розжиг.

Дополнительным преимуществом котлов-автоматов является их использование в системе домашнего отопления. Размеры установок позволяют разместить их в подсобном помещении без перепланировки здания и дополнительных расходов.

При установке котла нет необходимости контроля процесса горения.

Минусы

Твердотопливный котел с автоматической подачей топлива имеет 1 недостаток. Раскаленная конструкция нагревает пространство и предметы вблизи. Для соблюдения техники пожарной безопасности требуется капитальный ремонт подсобного помещения (места размещения) с использованием негорючих материалов (камня, цемента, керамики).

Недостатком ТКДГ является меньший КПД по сравнению с отопительными печами.

Качественные фирмы-производители

Твердотопливные котлы длительного горения представлены зарубежными и отечественными фирмами. Многие модели можно увидеть на фото.

Stropuva

Литовский производитель, предлагающий оборудование для отопления промышленных зданий и больших жилых домов. Принцип работы устройств – прогорание горючего материала сверху-вниз. Изготовитель предлагает устройства для систем с естественной и принудительной вентиляцией. Они предназначены для работы с деревом, бурым углем, древесными отходами. Мощность агрегатов – 10 кВт и более. В камеру сгорания можно заложить до 50 кг топлива. Все аппараты просты в эксплуатации.

Stropuva – литовский производитель котлов.

НМК

Новосибирская фирма, специализирующаяся на выпуске отопительных котлов высокого качества. Она предлагает устройства низкой, средней и высокой ценовых категориях. Оборудование соответствует мировым стандартам качества, но адаптировано к условиям российского климата. Продажа возможна в любом уголке страны.

Buderus

Немецкий производитель, который выпускает агрегаты, функционирующие в автономном режиме. Для изготовления используется сталь толщиной до 5 мм. КПД аппаратов достигает 85%. Котлы универсальны, но требовательны к качеству топливного материала.

Buderus – немецкий котел с автоматическим режимом.

Zota

Российская фирма, предлагающая широкий ассортимент устройств, которые работают на дровах, пеллетах, угле. Оборудование предназначено для обогрева промышленных и бытовых помещений. Мощность аппаратов колеблется в пределах 3-400 кВт. Закладку горючего осуществляют 1-2 раза в сутки.

Wattek

Чешский производитель предлагает котлы, характеризующиеся простотой обслуживания и длительным сроком эксплуатации – более 10 лет. Агрегаты изготовлены из стали толщиной 5 мм. Материал устойчив к высокой температуре. В качестве топлива используют дрова, брикеты, уголь, пеллеты. Монтаж котлов не вызывает трудностей. Преимуществом оборудования является увеличенная площадь теплосъема. Максимальное время горения составляет 8 часов. Его обеспечивает уголь.

Wattek – чешский производитель котлов.

«Теплогарант»

Производственные мощности изготовителя расположены в Костроме. Оборудование в 4 раза экономичнее традиционных твердотопливных установок. Загрузку осуществляют дважды в сутки. Мощность котлов колеблется в пределах 10-20 кВт. Аппараты обладают высоким уровнем энергоэффективности на разных видах горючего материала.

ACV

Бельгийская фирма, предлагающая отопительное оборудование для обогрева промышленных помещений, хозяйственных и жилых зданий, офисов. Котлы изготовлены из жаропрочной стали толщиной 5 мм. Для работы можно использовать уголь, брикеты из отходов древесины и сельскохозяйственных растений, пеллеты.

ACV – бельгийская фирма отопительного оборудования.

Мощность агрегатов составляет 15-80 кВт. Материал устойчив к отложению продуктов сгорания на стенках. Оборудование полностью автоматизировано. Возможно регулировать мощность устройства. Котлы защищены от перегрева, оснащены системой контроля интенсивности пламени.

«Неделька»

Российский производитель, предлагающий оборудование мощностью 15-90 кВт. Загружать агрегат можно раз в неделю. Преимуществом устройств является использование топлива невысокого качества. Котел способен обогреть несколько помещений, общая площадь которых составляет 350-400 м². Максимальный КПД можно получить при использовании антрацита или бурого угля. Недостатком устройства является большой размер. В результате сгорания топлива образуется много сажи, поэтому оборудование нуждается в периодической чистке.

Wirbel

Австрийский производитель, выпускающий котлы долгого горения на угле, дровах, брикетах. Гарантийный срок службы – 17 лет. Для изготовления используется сталь толщиной 5 мм. Расход топлива экономичный, а КПД достигает 93%.

Wirbel – австрийский котел долгого горения.

Heiztechnik

Фирма предлагает небольшой ассортимент котлов отопления, мощность которых составляет 10-100 кВт. Их можно использовать для обогрева площади от 60 до 1000 м². Для работы аппаратуры применяют любое твердое топливо. Для изготовления моделей применяют сталь толщиной 4-6 мм. Срок службы оборудования колеблется в пределах 15-20 лет. Преимуществом агрегатов является возможность удаленного управления.

Ориентиры для выбора

Сделать верный выбор можно с помощью проекта, где должны значиться все характеристики конструкции, способы подсоединения коммуникаций и другие параметры. В инструкции применения устройства можно найти нужную информацию.

Определяющие основные критерии:

Тип материала корпуса. Материал для производства корпуса сказывается на пригодности к ремонту. Сталь – проявляет стойкость к сменам температур и давления, но поддаётся ржавчине и выгоранию насквозь.
Чугун – долго служащий материал, на котором можно применять большие мощности печи, однако не терпит ударов и резких скачков температур. При маленькой дыре стальной корпус получается заварить, а когда на чугуне появилась трещина, понадобится менять весь узел.
Производители нередко изготавливают котлы в оболочке из стали с чугунной печкой.
Одноконтурный либо двухконтурный. С единым контуром разработан только для обогрева комнат, подсоединяется к ряду батарей и подогревает воду исключительно для них. Состоящий из двух контуров – применяется, как для обогревания комнат дома, так и для подогревания воды для жилищных нужд и подводится к тёплым полам.
Минимально требуемая мощь и обогреваемая площадь. Используется расчёт мощности в пропорции 100 Вт тепла на все м2 площади комнаты.

Какие цены на угольные котлы? Цена на угольные аппараты, в зависимости от производителя, варьируется от 23 000 до 258 000 рублей.

Классификация по способу горения

Различают угольные котлы по способу горения.

Прямое горение – снизу-вверх

Котел разжигается, топливо засыпается в топку. Необходимый для горения воздух поступает через колосники снизу, и горение начинается снизу топливной кучи, распространяясь вверх. Это обычные котлы, которые работают очень давно. Сегодня они имеют несколько больший промежуток закладки топлива за счет разработки топок особой конструкции, устройства водяных рубашек, каналов подачи воздуха в топку, целого ряда доработок и возможностей. Но эта категория котлов на угле все равно остается самой дешевой из-за простой конструкции и, часто, отсутствия управления и автоматики.

Традиционный угольный котел использует принцип нижнего горения

Длительное горение

В этих агрегатах уголь горит сверху-вниз. Тут изменен и порядок розжига котла: сначала засыпается топливо, затем оно разжигается в верхнем слое кучи.

Потом для обеспечения процесса окисления через специальную систему подачи воздуха он подводится не снизу, а сверху, непосредственно в зону горения. При таком способе сжигания загрузка топлива требуется раза в два реже.

Главная особенность таких агрегатов – требовательность к качеству и влажности горючего. При малой калорийности вы не «выжмете» требуемого количества тепла (разве что брать мощность его с большим запасом).

При использовании влажного угля, котел долго выходит на режим тления, выделяя в это время также очень мало тепла (оно расходуется на испарения влаги). Зато в это время вырабатывая большое количество сажи, которая в разы снижает уровень теплоотдачи и забивает и котел, и дымоход.

Все осложняется образованием большого количества конденсата. Так как котел не разогрет, испаряемая влага конденсируется, смешивается с сажей и течет обратно в топку, в дымоход, иногда вытекая из котла и образовывая лужу. Имеется при этом и довольно неприятный запах

Так что при использовании влажного угля очень большие шансы того, рабочий режим вообще не будет достигнут, а котел просто затухнет. Потому качество топлива для котлов верхнего горения очень важно: его влажность не должна превышать 15%

Есть нормы и по спекаемости – использоваться должны только слабоспекающиеся марки, но в инструкции к каждому агрегату есть рекомендации по качеству, которыми лучше не пренебрегать. Есть еще одна особенность этого котла – невозможность «дозаправки». Пока не прогорит одна порция, вторую никак не заложишь – нарушится весь процесс. Так что это котлы с циклическим алгоритмом работы.

Несмотря на «капризность» по отношению к топливу, котлы длительного горения на угле неплохой вариант: они часто энергонезависимы, экономичны, при хорошем угле, надежны и не требуют сложного ухода.

Пиролизные угольные котлы

Некоторые модели с таким способом горения требуют закладки топлива один раз в 20-30 часов, некоторые вообще греть могут до 4-6 дней. Но сам процесс сжигания тут гораздо сложнее.

Все модели имеют автоматическое управление, а также требуют принудительной подачи воздуха в камеру дожига. Это значит, что они работают только при наличии электричества. Отличаются от первых двух вариантов даже конструктивно: имеют две топки.

В первичной, в которую загружают топливо, происходит разложение угля на кокс и газы. Во вторичную попадают раскаленные газы, где и происходит их дожигание.

Механизм работы пиролизных котлов таков: после того, как уголь разожжен, автоматика прикрывает подачу воздуха, топливо при этом не горит, а тлеет. В таком редиме выделяется большое количество газов, которые также горючи. Их направляют во вторую камеру, где они снова смешиваются с воздухом и поджигаются. В результате топливо используется почти полностью. Именно этим объясняется длительное горение и экономический эффект (для получения того же количества тепла нужно меньше угля).

Угольные котлы пиролизного типа дают самый большой экономиеский эффект, но очень требовательны к качеству топлива

Одним из недостатков пиролизных угольных котлов является их высокая стоимость. Но окупаются эти вложения довольно быстро за счет экономии на топливе в процессе эксплуатации. Сразу нужно сказать, что к углю (или дровам) тут предъявляются такие же требования, как и в котлах с верхним принципом горения. И последствия от использования сырого топлива такие же, а иногда и более печальные – ремонт дорог.

Дополнительные элементы котлов

Устройство парового котла не ограничивается основными элементами, которые уже были описаны выше. Иногда паровой котел может комплектоваться дополнительными устройствами, позволяющими повысить эффективность или функциональность системы.

Речь идет о следующих элементах:

Пароперегреватель. Данный элемент позволяет разогреть пар до температуры свыше 100 градусов, что позволяет добиться большей экономичности за счет увеличения КПД агрегата. Пар при использовании перегревателя может достигать температуры в 500 градусов, причем его нагрев осуществляется уже в трубах, то есть после этапа испарения воды. Пароперегреватель может быть как встроенным, так и выполняться в формате отдельного устройства. Существуют конвекционные и радиационные устройства (второй тип имеет в 2-3 раза большую мощность).
Сепаратор пара. Этот элемент парового котла позволяет устранить всю лишнюю влагу из пара и максимально его высушить. При использовании сепаратора КПД всего котла существенно повышается.
Паровой аккумулятор. Данное устройство позволяет стабилизировать работу системы. Аккумулятор вбирает в себя излишки выработанного пара и возвращает их в систему, если его становится слишком мало.
Устройство для очистки воды. Данное приспособление позволяет снизить насыщенность воды кислородом и различными химическими веществами. Своевременная подготовка воды дает возможность уменьшить воздействие коррозии на внутренние элементы котла и свести к минимуму количество отложений в системе.

Также устройство парового котла включает в себя клапан для спуска конденсата, подогреватели воздуха и блок управления агрегатом, в который входит выключатель горения и регуляторы расхода сырья и энергоресурсов. Понимание того, из чего состоит паровой котел, позволяет подогнать его конфигурацию под решение конкретных задач.

Инструкция по эксплуатации

Пользователю предписывается соблюдать следующие правила:

В одном помещении с котлом допускается хранить запас угля не более чем на 24 часа работы. Остальное топливо содержится в смежном помещении за стеной из негорючего материала.
Дымоход и внутренние поверхности котла ежегодно перед отопительным сезоном следует очищать от сажи. В противном случае она может воспламениться, что чревато пожаром и способствует сокращению срока службы трубы.
Изъятую из конденсатосборника жидкость запрещено сливать в автономную канализацию. Это вызовет гибель бактерий в накопителе. Конденсат утилизируется отдельно.

В процессе работы системы автоматической подачи топлива образуется угольная пыль. В концентрированном виде она способна воспламениться и даже привести к взрыву. Во избежание этого следует оборудовать котельную пылеуловителями и регулярно выполнять влажную уборку.

Основные виды и особенности угольных котлов