Kotel je hlavním konstrukčním prvkem každého topného systému. Topné kotle na pevná paliva jsou typem topného zařízení. S jejich pomocí je možné zorganizovat vytápění v jakékoli místnosti, včetně bytu, soukromého domu nebo dílny průmyslového podniku. Neustálé zvyšování cen hlavních typů fosilních energetických nosičů vyvolalo poměrně rychlý rozvoj kotlů na pevná paliva. Jeho hlavní výhodou je účinnost takového zařízení. Toho je dosaženo díky nízké ceně spotřebního materiálu.
Jaké jsou
Všechny moderní typy takových zařízení jsou vyrobeny z žáruvzdorné oceli nebo litiny. Každý z těchto materiálů má určité vlastnosti. Ocelové varianty tedy mají nižší náklady a mírně vyšší účinnost. Tato nadřazenost zpravidla nepřesahuje 2%. Současně jsou litinové kotle odolnější a mají schopnost zvýšit výkon. To je možné přidáním standardních oddílů.
Podmínky spalování
Za podmínek, za kterých dochází ke spalování paliva, lze zařízení rozdělit do následujících typů:
- Konvenční proces přímého spalování kotlů.
- Kotle s dlouhým spalovacím cyklem.
- Pyrolýza nebo výroba plynu.
- Kotle, které používají paliva, zpracované na jemnou frakci granulí.
V typickém kotli na pevná paliva se spalování provádí v ohništi. Kromě konvenčního palivového dřeva můžete použít jakýkoli druh pevného paliva - uhlí, rašelinu atd. Produkty spalování uvolňují tepelnou energii do tepelného výměníku, který jej přenáší na tepelný nosič v topném systému. Z hlavních výhod této varianty kotle stojí za zmínku jednoduchost konstrukce. Spalování paliva nastane během 2-6 hodin.
Dlouho hořící proces
Zařízení, které výrazně zvyšuje dobu spalovacího procesu na jedné kartě, má některé konstrukční vlastnosti. Kotlová pec má válcový tvar. Samotný proces spalování probíhá v horní vrstvě a pohybuje se dolů. Tloušťka horní hořící vrstvy je asi 20 cm. Pohyblivý rozdělovač vzduchu je umístěn v peci takového kotle. Jak vrstva hoří, klesá a poskytuje další vrstvu k vypálení. Vzduch je dávkován a stačí pouze pro spalování horní vrstvy. Tím je dosaženo nepřetržitého provozu kotle. Otevírací doba se pohybuje od 12 do 30 hodin. V konstrukci takového kotle není žádný popelník a rošt.
U kotlů s dlouhým spalovacím cyklem je možné upravit výkon. Toho je dosaženo úpravou přívodu vzduchu do uzavřené spalovací komory. Mezi hlavní nevýhody stojí za zmínku poptávka po kvalitě paliva. Procento jeho vlhkosti by nemělo překročit hodnotu 30%. Nejlepší volbou je vlhkost 15 - 20%.
Možnosti pyrolýzy kotlů na pevná paliva
Konstrukce takového topného zařízení poskytuje dvě oddělené komory. Obě komory jsou těsné. První komora zajišťuje ohřev s omezeným přívodem vzduchu. Vysoká teplota a nedostatek kyslíku vede ke skutečnosti, že dřevo se začíná rozkládat, zatímco vydává velké množství plynu. Tento proces se nazývá pyrolýza. Právě tyto plyny, předehřáté a smíchané se vzduchem, jsou spáleny v druhé komoře kotle na pevná paliva.
Takové zařízení se vyrábí ve dvou verzích - s horním uspořádáním spalovací komory plynu a se spodním.Vzory s nižším umístěním přídavného spalovacího motoru lze nalézt mnohem častěji než jejich protějšky s horním uspořádáním pece. S horní polohou požární komory je dost vhodné naložit palivo. Protože pohyb produktů spalování není přirozený, to je - shora dolů - tah je prováděn nuceným způsobem. Konstrukce tak zajišťuje ventilátor.
Kotle na pelety na tuhá paliva
Pelety - pelety lisované ze dřeva a jeho odpadu o průměru 6 až 8 mm. Kromě toho se pro výrobu pelet často používají zemědělské vedlejší produkty. Jedná se o slupku rostlinných plodin, slámy, rašeliny atd. Hlavním kritériem pro výběr hlavní suroviny pro výrobu granulí je přítomnost látky, jako je lignin. Je to lignin, který zajišťuje spojení hmoty při výrobě tohoto druhu biopaliva.
Pelety stlačené pod tlakem získávají mírně vyšší hustotu než suroviny, ze kterých byly vyrobeny. Tím se zvyšuje měrná hustota spalování. Kotle, které používají jako palivo malé granule, mají konstrukční vlastnosti. Hlavní konstrukční prvky jsou:
- Příjem násypky.
- Mechanismus podávání pelet do spalovací zóny.
- Hořák.
- Automatické zapalovací zařízení.
- Řídicí mechanismus s teplotními senzory.
Při návrhu kotlů na pelety na tuhá paliva se používají dva typy hořáků - světlice a retorty. U hořáku hořáku dochází ke spalování pelet v důsledku nuceného proudění vzduchu, který tvoří plamenovou hořák. Retorové hořáky jsou odměrná mísa vyrobená z žáruvzdorné oceli nebo litiny. Středem takové mísy je mechanická dodávka pelet. Spalování probíhá po celé ploše mísy.
Každý druh má určité výhody a nevýhody. Hořáky typu hořáků jsou tedy konstrukčně jednodušší. Mezi výhody patří nenáročné na kvalitu pelet. Typ hořáků retorty se vyznačuje vyšším výkonem a vyšší účinností. Hořáky tohoto typu jsou však náročnější na kvalitu palivových pelet.
Klíčové vývojové trendy
Tyto trendy lze bezpečně připsat automatizaci spalovacího procesu. Proces spalování pevného paliva je docela obtížné zastavit. Proto často vznikají situace, kdy energetický výkon kotle nesplňuje potřeby. To znamená, že takové zařízení není určeno pro krátkodobý provoz. Tuto nevýhodu lze odstranit instalací vyrovnávací nádrže do topného systému. Plní funkci akumulace tepelné energie s následným přenosem do topného systému.
Modely kotlů na pevná paliva, které jsou vyráběny moderním průmyslem, jsou cennou alternativou k zařízením, které používá jako palivo plyn, elektřinu, motorovou naftu. Konstrukce moderních kotlů na pevná paliva používají inovativní technologie, které výrazně zvyšují jejich konkurenceschopnost na trhu s topnými zařízeními.
