Care este principiul de funcționare al unui cazan cu combustibil solid? De ce trebuie de curățit cazanul pe combustibil solid?
Un cazan modern cu combustibil solid este o combinație de schimbătoare de căldură tubulare sau cu plăci prin care se deplasează gazele încălzite. Pereții metalici ai schimbătoarelor de căldură din cazan sunt simultan pereții circuitului de apă prin care lichidul de răcire se mișcă în mod constant și pereții coșului de fum. Ca rezultat, pe de o parte, temperatura de suprafață a schimbătorului de căldură este crescută de gazele de ardere, iar pe de altă parte, este scăzută de lichidul de răcire răcit. Astfel, căldura este transferată la lichidul de răcire prin schimbătoarele de căldură din cazan.
Procesul de ardere a combustibilului solid este însoțit de eliberarea gazelor de ardere. Gazele de ardere conțin întotdeauna un procent de funingine și gudron, care se depun pe pereții coșului de fum și în interiorul cazanului în timpul funcționării acestuia. Este imposibil să scapi complet de formarea plăcii de pe suprafețele schimbătoarelor de căldură. Prin urmare, este necesar să curățați regulat cazanul cu combustibil solid cel puțin o dată pe lună.
Dacă nu curățați regulat cazanul, acesta va consuma mai mult combustibil pentru a încălzi camera, deoarece un strat de funingine pe suprafața schimbătorului de căldură de numai 2-3 mm reduce puterea cazanului cu 20-30%. Acest lucru se explică prin faptul că funinginea și gudronul de pe pereții schimbătoarelor de căldură acționează ca un izolator termic, ceea ce reduce randamentul cazanului și împiedică schimbul de căldură între gazele de ardere și lichidul de răcire.
Pe pereții coșului se depun și funingine și rășini, iar acumularea lor într-un volum critic în interiorul coșului poate duce la un incendiu. Arderea intensă a depunerilor încălzește coșul de fum, iar acoperișul și podelele mansardelor iau foc.
Care sunt motivele apariției diverselor erori în exploatarea cazanului pe combustibil solid?
1. Combustibil. Alegerea combustibilului este un factor fundamental în funcționarea corectă și stabilă a cazanului de încălzire
– Lemne de foc – Principalul indicator este umiditatea. Lemnul de foc de înaltă calitate este lemn cu un conținut de umiditate de cel mult 20%. Lemnele de foc cu umiditate mai mare arde mai mult, dar mai rău. Și, în consecință, va fi nevoie de mai mult astfel de lemn de foc pentru a menține o temperatură confortabilă în casă, deoarece o parte din energia termică eliberată în timpul arderii este cheltuită pentru evaporarea excesului de umiditate din lemn.
Utilizarea lemnului de foc brut accelerează semnificativ procesul de plantare a cazanului, deoarece produce emisii foarte mari de gudron. Mulți „experți” scriu pe forumuri că ar trebui să așezați lemn de foc cu o umiditate de 40% sau mai mare. Un astfel de lemn de foc arde de fapt mai mult, dar rata cu care sunt plantate schimbătoarele de căldură crește semnificativ, ceea ce implică o pierdere a puterii cazanului și un consum suplimentar de combustibil.
– Cărbune – În cazul cărbunelui, există mai mulți indicatori de bază de calitate decât în cazul lemnului de foc.
Marca de cărbune – de exemplu, pentru cazanele cu ardere stratificată, cea mai bună opțiune este utilizarea cărbunelui de calitate DO. Marca – flacără lungă, dimensiunea piesei – nuc (25-50mm). De asemenea, este posibil să se utilizeze soiurile de cărbune DOM (piuliță cu flacără lungă cu mic) și DKO (nut mare cu flacără lungă). Dar utilizarea acestor soiuri nu este recomandată în mod continuu, deoarece într-un caz cărbunele fin va bloca accesul aerului prin grătar, iar în alt caz, bucățile mari pot face ca cărbunele să atârne în camera de încărcare.
– Puterea calorică – un alt indicator important este puterea calorică a combustibilului. Căldura specifică de ardere a cărbunelui selectat trebuie să fie de cel puțin 5800 kcal/kg. Utilizarea combustibilului cu o putere calorică sub limita specificată va duce la o scădere a puterii cazanului și, ca urmare, la o creștere a consumului de combustibil. În unele cazuri, poate exista o temperatură scăzută a apei care iese din cazan.
– Conținutul de cenușă – conținutul ridicat de cenușă al combustibilului duce la înfundarea grătarului cu cenușă și la o scădere prematură a puterii de încălzire a cazanului. Dacă există o cantitate mare de nisip și alte incluziuni în combustibil, cantitatea de reziduuri de cenușă crește.
– Capacitatea de aglomerare – conținutul ridicat de praf și fracții fine din combustibil împiedică curgerea aerului pentru arderea sa eficientă. Acest lucru duce la sinterizarea combustibilului și la o scădere a puterii de încălzire a cazanului.
– Umeditatea – combustibilul trebuie depozitat într-un loc uscat la o temperatură de cel puțin 5°C, evitându-se contactul cu umezeala. Umeditatea ridicată și temperatura scăzută a combustibilului duc la o reducere semnificativă a puterii de încălzire a cazanului și a timpului său de funcționare la o singură sarcină. În același timp, temperatura gazelor de ardere scade, cantitatea de depuneri pe suprafețele de schimb de căldură ale cazanului și coșului de fum crește, ceea ce este extrem de negativ pentru funcționarea cazanului.
Dacă nu este posibil să depozitați o cantitate mare de combustibil într-un loc cald și uscat, organizați depozitarea intermediară a unei părți de combustibil egală cu o sarcină completă în cazanul din camera dvs. de cazan.
2. Greșeli de calcul în alegerea puterii cazanului
Una dintre greșelile principale este alegerea incorectă a unui cazan. În acest caz, puterea cazanului nu va fi suficientă pentru a atinge temperatura optimă a lichidului de răcire în sistemul de încălzire.
Adesea, atunci când alegeți un cazan de încălzire, nu se acordă o importanță serioasă calculului competent al puterii necesare a cazanului și se iau ca bază scheme de calcul simplificate.
Pentru a alege cazanul potrivit, nu trebuie doar să cunoașteți zona camerei – este important să luați în considerare grosimea pereților, dimensiunea ferestrelor și materialul utilizat în construcția clădirii.
O condiție importantă este prezența unui alt tip de încălzire, de exemplu, „pardoseli calde” sau alimentare cu apă caldă.
3. Temperatură scăzută de alimentare și/sau retur în sistemul de încălzire. Erori în calculele sistemului de încălzire.
Sistemul de încălzire este un circuit închis, dintre care toate legăturile – cazanul de încălzire, echipamentul de pompare, conductele, fitingurile și radiatoarele – funcționează în strânsă interconexiune între ele. Este foarte important să nu se comită greșeli grave în fazele de proiectare, selecție și instalare a acestor elemente.
Principala greșeală a utilizatorilor cazanului în acest caz este subestimarea temperaturii de alimentare a cazanului, precum și a temperaturii scăzute pe retur.
Când se utilizează un regulator de tiraj împreună cu un cazan (pentru a automatiza arderea), utilizatorii setează adesea temperatura pe regulatorul de ardere la mai puțin de 65°C. Acest lucru se întâmplă adesea în afara sezonului pentru a reduce temperatura aerului din cameră, când temperatura exterioară crește sau când numărul de calorifere din sistemul de încălzire a fost selectat incorect și/sau cantitatea totală de lichid de răcire nu corespunde cazanului. putere.
Există încălcări atunci când cantitatea de lichid de răcire din sistemul de încălzire depășește cu mult cantitatea necesară. În acest caz, temperatura apei circulante scade la o temperatură sub 60°C și pe suprafețele de schimb de căldură ale cazanului se produce condens intens și depuneri de funingine.
Pentru a menține o temperatură nominală a apei de retur de cel puțin 60°C, este necesar să instalați o supapă de amestec sau o pompă de recirculare.
4. Lipsa de oxigen
Adesea, ca urmare a selecției incorecte a puterii cazanului, cazanele din casele private funcționează într-un mod suprimat. Acest mod este asigurat prin limitarea alimentării cu aer către camera de ardere a cazanului. Această tehnică vă permite să prelungiți durata arderii combustibilului și limitează intensitatea arderii dacă sistemul este deja într-o stare caldă.
Lipsa oxigenului în timpul arderii combustibilului are consecințele sale – arderea incompletă a combustibilului.
Pentru funcționarea corectă a cazanului, este necesar să se asigure fluxul de aer proaspăt în încăperea în care este instalat centrala prin orificiile de ventilație din pereții încăperii. Datorită lipsei de aer pentru arderea combustibilului, este posibilă formarea de gudron, formarea de gaz semi-cocs și deteriorarea tracțiunii.
Cerințe pentru camera unde se instalează cazanul pe combustibil solid
- Volumul cazanului nu poate fi mai mic de 15 m³. Pentru fiecare kw de putere a cazanului, ar trebui alocați o suprafață suplimentară de 0,2 m³;
- Înălțimea tavanului – cel puțin 2,5 m;
- Este necesară ventilația de alimentare și evacuare.
Cerințe pentru ventilație
- Intensitatea evacuării ar trebui să asigure trei schimburi de aer pe oră.
- Debitul de aer retur trebuie să compenseze complet volumul de evacuare și să îl depășească cu cantitatea de aer necesară pentru a menține arderea purtătorului de energie;
- Camera cazanelor necesită ventilație de alimentare și evacuare. Secțiunea transversală a ferestrelor de ventilație de alimentare și evacuare este de cel puțin 0,25 m².Necesarul de aer pentru un cazan pe cărbune este calculat prin formula:
Vv=1,86*P , m³/h
unde P este puterea cazanului (kW)
Cum să umpleți corect sistemul cu lichid de răcire? Ar trebui să aleg apă sau antigel?
Pentru a evita deteriorarea cazanului din cauza solicitărilor materiale rezultate din diferențele de temperatură, sistemul de încălzire trebuie umplut (sau completat) numai când este rece (temperatura pe tur nu trebuie să depășească 40°C).
În timpul procesului de umplere, este necesară evacuarea aerului din sistemul de încălzire. În acest scop, în sistemul de încălzire trebuie instalate supape automate de aer. Este IMPORTANT să instalați supapa în cel mai înalt punct al sistemului de încălzire.
Cel mai comun tip de lichid de răcire este apa, care are o capacitate ridicată de căldură și poate menține temperatura pentru o perioadă lungă de timp. Între timp, apa conține oxigen dizolvat, care este eliberat în timp și contribuie la coroziunea metalelor, ceea ce reduce valoarea acestui lichid atunci când este utilizat în sistemele de încălzire.
Apa trebuie sa fie curată și incoloră, fără suspensii, ulei și substanțe chimic agresive, cu o duritate totală de cel mult 2,0 mEq/l. Utilizarea apei dure ca agent de răcire determină formarea de calcar în cazan, care îi reduce parametrii termici și provoacă, de asemenea, deteriorarea unității elementului de încălzire (dacă este instalată în cazan). Depunerea a 1 mm de calcar pe suprafețele interioare ale cazanului reduce transferul de căldură de la metal la apă într-o locație dată cu 10%. Dacă duritatea apei nu îndeplinește aceste cerințe, aceasta trebuie tratată.
Daca centrala și sistemul de încălzire nu sunt protejate de îngheț, se recomandă umplerea sistemului cu antigel cu un punct de îngheț scăzut și aditivi anticorozivi.
La utilizarea acestor lichide de răcire, este necesar să se respecte cerințele pentru utilizarea lor în sistemele de încălzire.
Pe lângă funcția sa principală – transfer de căldură – antigelul în sistemele de încălzire previne înghețarea radiatoarelor și a conductelor sistemului de încălzire. Cel mai adesea, antigelul pentru sistemul de încălzire este folosit în casele de țară, care sunt încălzite inconsecvent în timpul sezonului rece.
Antigelul de încălzire este selectat în funcție de următorii parametri:
- substanța principală
- prezența aditivilor,
- temperatura de cristalizare.
Antigelurile pentru sistemele de încălzire au două caracteristici principale de performanță:
- viscozitate,
- intervalul de temperatură de funcționare.
Antigelul din sistemul de încălzire trebuie schimbat cel puțin o dată la trei ani. Antigel: avantaje și dezavantaje Utilizarea antigelului în sistemul de încălzire al casei dumneavoastră oferă o serie de avantaje față de utilizarea apei obișnuite:
- nu îngheață la temperaturi scăzute;
- nu provoacă procese corozive;
- elimină formarea calcarului.
Antigelul pentru sistemele de încălzire are o serie de caracteristici care pot necesita modernizarea sistemului și o abordare ușor diferită a funcționării acestuia:
- capacitatea termică a antigelului este cu 15% mai mică decât cea a apei, astfel încât transferul de căldură va avea loc mai lent;
- vâscozitatea mai mare necesită utilizarea unei pompe de circulație mai puternice;
- o extindere mai semnificativă a antigelului la încălzire necesită prezența unui vas de expansiune și a radiatoarelor mai mari în sistem;
- antigelul este mai fluid, astfel încât toate conexiunile din sistem trebuie sigilate cu grijă;
- când utilizați antigel care conține etilenglicol, ar trebui să vă amintiți de toxicitatea acestuia și să-l utilizați numai în sisteme cu un singur circuit.
Spălarea sistemului de încălzire.
Apa folosită pentru sistemele de încălzire trebuie să fie dedurizată pentru a reduce riscul de formare a calcarului în interiorul conductelor, dar pe pereții interiori rămân sedimente, care trebuie îndepărtate în timp util. Experții recomandă spălarea la anumite intervale:
- hidraulic – anual;
- hidropneumatic – o dată la 4 ani;
- chimic – o dată la 5 ani.
Un lichid special pentru spălarea sistemelor de încălzire este utilizat numai în acest din urmă caz. Când agentul de curățare intră în țevi, acesta intră într-o reacție chimică cu depuneri, le dizolvă și permite îndepărtarea lor în timpul purjării ulterioare.
Calitatea funcționării cazanului depinde direct de prezența curentului. Este creat ca urmare a diferitelor temperaturi din interiorul conductei de coș și din exterior. Cu cât diferența dintre ele este mai mare, cu atât tracțiunea este mai bună și, prin urmare, combustibilul arde mai complet. Dar, pe lângă temperatură, acest parametru este afectat și de alte caracteristici:
- Înălţime
- Formă
- Disponibilitatea virajelor
- Rugozitatea suprafeței
- Amplasarea zonei de susținere a vântului
Cu cât conducta este mai dreaptă și mai îngustă, cu atât este mai bună tracțiunea, iar viraje și pante înrăutăți semnificativ acest indicator. Înălțimea coșului de fum pentru un cazan cu combustibil solid este reglementată de documentele de reglementare și nu poate fi mai mică de 5 m , acest lucru se datorează faptului că fumul se ridică în sus în spirală, crescând treptat viteza. Și în diferite tipuri de ramuri, direcția de mișcare a gazelor se schimbă, ceea ce poate duce la turbulențe. O formă rotundă este considerată ideală. Dar unul pătrat sau dreptunghiular va duce la acumularea rapidă de funingine, înrăutățind semnificativ performanța de tracțiune. Cu toate acestea, lungimea și secțiunea transversală a coșului de fum trebuie selectate în funcție de caracteristicile individuale ale echipamentului.
La instalarea unui sistem de coș de fum, este necesar să folosiți țevi de coș de fum din oțel inoxidabil cu secțiune rotundă, cu izolație termică de tip sandwich. Sunt rezistente la medii agresive si la formarea condensului, grosimea recomandată a oțelului pentru coșul de fum este de minim 0,8 mm, calitatea oțelului AISI 316L, AISI 321, AISI 430. Instalarea cazanelor moderne într-un cos de cărămidă nu este permisă, deoarece condensul se formează în timpul procesului de ardere, ceea ce poate duce la fisuri sau defecțiuni structurale.
Instalarea unui coș de fum pentru cazane cu combustibil solid este o chestiune destul de complexă, așa că, fără a avea cunoștințele necesare despre echipamentul cazanului, este mai bine să încredințați selecția și instalarea specialiștilor.
La selectarea diametrului coșului de fum, nu trebuie creată nicio îngustare față de conducta de evacuare a cazanului.
La selectarea unei conducte, este interzisă creșterea diametrului prin scăderea înălțimii, ceea ce reduce debitul gazelor de ardere. Debitele scăzute favorizează formarea condensului pe pereții coșului de fum.
Lungimea secțiunii orizontale nu este permisă să depășească 1 metru. Se recomandă plasarea secțiunilor orizontale pe o pantă – acest lucru va ajuta la menținerea tracțiunii constante.
IMPORTANT! Nu puteți conecta două cazane la un coș de fum! Când instalați un coș de fum, respectați toate cerințele reglementate de documentele de reglementare.
Înălțimea coșurilor de fum amplasate la o distanță egală sau mai mare decât înălțimea unei structuri solide care iese deasupra acoperișului trebuie luată: – cel
puțin 500 mm deasupra unui acoperiș plat;
– cel puțin 500 mm deasupra coamei acoperișului – când conducta este amplasată la o distanță de până la 1,5 m de aceasta;
– nu mai jos decât coama acoperișului sau parapetului – atunci când conducta este amplasată de acesta la o distanță de 1,5 până la 3 m;
– nu mai jos decât o linie trasă de la coamă în jos la un unghi de 10° față de orizont
