Каков принцип работы твердотопливного котла? Зачем нужно чистить твердотопливный котел?
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.
Процесс горения твердого топлива сопровождается выделением дымовых газов. Дымовые газы всегда содержат определенный процент сажи и смол, которые оседают на стенках дымохода и внутри котла в процессе его работы. Полностью избавиться от образования налета на поверхностях теплообменников невозможно. Поэтому необходимо регулярно чистить твердотопливный котел хотя бы раз в месяц.
Если не чистить котел регулярно, он будет расходовать больше топлива на обогрев помещения, ведь слой сажи на поверхности теплообменника всего в 2-3 мм снижает мощность котла на 20-30%. Это объясняется тем, что сажа и смола на стенках теплообменников выполняют роль теплоизолятора, что снижает КПД котла и препятствует теплообмену между дымовыми газами и теплоносителем.
На стенках дымохода также откладывается сажа и смолы, а их скопление в критическом объеме внутри дымохода может привести к пожару. Интенсивное горение отложений нагревает дымоход, загораются крыша и полы чердаков.
Каковы причины появления различных ошибок в работе твердотопливного котла?
1. Топливо. Выбор топлива – основополагающий фактор правильной и стабильной работы котла отопления.
- Дрова – Главный показатель – влажность. Качественные дрова – это древесина влажностью не более 20%. Дрова с большей влажностью горят дольше, но хуже. И, соответственно, таких дров понадобится больше для поддержания комфортной температуры в доме, так как часть выделяющейся при сгорании тепловой энергии уходит на испарение лишней влаги из древесины.
Использование сырых дров существенно ускоряет процесс закладки котла, поскольку при этом образуются очень высокие выбросы смол. Многие «знатоки» пишут на форумах, что следует закладывать дрова влажностью 40% и выше. Такие дрова на самом деле горят больше, но скорость посадки теплообменников значительно увеличивается, что влечет за собой потерю мощности котла и дополнительный расход топлива.
- Уголь – В случае с углем основных показателей качества больше, чем в случае с дровами.
Марка угля – например, для котлов послойного сжигания оптимальным вариантом будет использование угля качества ДО. Марка – длинное пламя, размер куска – орех (25-50мм). Также можно использовать сорта угля ДОМ (маленький длиннопламенный орех) и ДКО (длинно-длиннопламенный орех). Но использовать эти разновидности постоянно не рекомендуется, поскольку в одном случае мелкий уголь будет перекрывать доступ воздуха через решетку, а в другом случае крупные куски могут стать причиной зависания угля в загрузочной камере.
– Теплотворная способность – еще одним важным показателем является теплотворная способность топлива. Удельная теплота сгорания выбранного угля должна быть не менее 5800 ккал/кг. Использование топлива с теплотой сгорания ниже указанного предела приведет к снижению мощности котла и, как следствие, к увеличению расхода топлива. В некоторых случаях может наблюдаться низкая температура воды на выходе из котла.
– Содержание золы – высокая зольность топлива приводит к засорению колосниковой решетки золой и преждевременному снижению тепловой мощности котла. Если в топливе большое количество песка и других включений, количество зольного остатка увеличивается.
– Агломерационная мощность – высокое содержание пыли и мелких фракций в топливе препятствует притоку воздуха для его эффективного сгорания. Это приводит к спеканию топлива и снижению отопительной мощности котла.
– Влажность – топливо необходимо хранить в сухом месте при температуре не ниже 5°С, избегая контакта с влагой. Высокая влажность и низкая температура топлива приводят к значительному снижению тепловой мощности котла и времени его работы при одиночной нагрузке. При этом снижается температура дымовых газов, увеличивается количество отложений на теплообменных поверхностях котла и дымохода, что крайне негативно для работы котла.
Если нет возможности хранить большое количество топлива в теплом и сухом месте, организуйте промежуточное хранение части топлива, равной полной загрузке, в котле вашей котельной.
2. Просчеты в выборе мощности котла
Одна из главных ошибок – неправильный выбор котла. В этом случае мощности котла будет недостаточно для достижения оптимальной температуры теплоносителя в системе отопления.
Часто при выборе котла отопления не придается серьезного значения грамотному расчету необходимой мощности котла, и за основу берутся упрощенные схемы расчета.
Чтобы правильно выбрать котел, нужно не просто знать площадь помещения – важно учитывать толщину стен, размер окон и материал, использованный при строительстве здания.
Важным условием является наличие другого вида отопления, например, «теплых полов» или горячего водоснабжения.
3. Низкая температура подачи и/или обратки в системе отопления. Ошибки в расчетах системы отопления.
Система отопления представляет собой замкнутый контур, все звенья которого – котел отопления, насосное оборудование, трубы, арматура и радиаторы – работают в тесной взаимосвязи друг с другом. Очень важно не допустить серьезных ошибок на этапах проектирования, выбора и монтажа этих элементов.
Основная ошибка пользователей котла в данном случае – недооценка температуры подачи котла, а также низкая температура обратки.
При использовании регулятора тяги с котлом (для автоматизации розжига) пользователи часто устанавливают температуру на регуляторе топки ниже 65°С. Часто это происходит в межсезонье при снижении температуры воздуха в помещении, при повышении температуры наружного воздуха или при неправильном подборе количества радиаторов в системе отопления и/или общем количестве теплоносителя, не соответствующем заданному. котел. власть.
Бывают нарушения, когда количество теплоносителя в системе отопления значительно превышает необходимое количество. При этом температура оборотной воды падает ниже 60°С и на теплообменных поверхностях котла образуется интенсивный конденсат и отложения сажи.
Для поддержания номинальной температуры обратной воды не ниже 60°C необходимо установить смесительный клапан или рециркуляционный насос.
4. Недостаток кислорода
Зачастую в результате неправильного выбора мощности котла котлы в частных домах работают в подавленном режиме. Данный режим обеспечивается ограничением подачи воздуха в камеру сгорания котла. Этот прием позволяет продлить продолжительность сгорания топлива и ограничивает интенсивность горения, если система уже находится в прогретом состоянии.
Недостаток кислорода при сгорании топлива имеет свои последствия – неполное сгорание топлива.
Для корректной работы котла необходимо обеспечить приток свежего воздуха в помещение, где установлен котел, через вентиляционные отверстия в стенах помещения. Из-за нехватки воздуха для сгорания топлива возможно образование смол, полукоксовых газов и повреждение тяги.
Требования к помещению, где установлен твердотопливный котел
- Объем котла не может быть менее 15 м³. На каждый кВт мощности котла следует выделить дополнительную площадь 0,2 м³;
- Высота потолка – не менее 2,5 м;
- Требуется приточно-вытяжная вентиляция.
Требования к вентиляции
- Интенсивность эвакуации должна обеспечивать три воздухообмена в час.
- Возвратный поток воздуха должен полностью компенсировать объем выхлопа и превышать его на количество воздуха, необходимое для поддержания горения энергоносителя;
- В котельной необходима приточно-вытяжная вентиляция. Сечение приточно-вытяжных вентиляционных окон – не менее 0,25 м². Потребность в воздухе для угольного котла рассчитывается по формуле:
Vv=1,86*P , м³/ч
где P – мощность котла (кВт)
Как правильно заправить систему охлаждающей жидкостью? Что выбрать: воду или антифриз?
Во избежание повреждения котла из-за напряжений в материале, возникающих из-за разницы температур, систему отопления следует заполнять (или доливать) только в холодном состоянии (температура подающей линии не должна превышать 40°C).
В процессе заполнения необходимо удалить воздух из системы отопления. Для этого в системе отопления необходимо установить автоматические воздушные клапаны. ВАЖНО устанавливать кран в самой высокой точке системы отопления.
Самый распространенный вид теплоносителя – вода, которая обладает высокой теплоемкостью и способна длительное время сохранять температуру. Между тем в воде содержится растворенный кислород, который со временем выделяется и способствует коррозии металлов, что снижает ценность этой жидкости при использовании в системах отопления.
Вода должна быть чистой и бесцветной, без взвесей, масел и химически агрессивных веществ, общей жесткостью не более 2,0 мг-экв/л. Использование жесткой воды в качестве теплоносителя приводит к образованию накипи в котле, что снижает его тепловые параметры, а также приводит к выходу из строя блока ТЭНа (если он установлен в котле). Отложение накипи толщиной 1 мм на внутренних поверхностях котла снижает передачу тепла от металла к воде в данном месте на 10%. Если жесткость воды не соответствует этим требованиям, ее необходимо подвергнуть очистке.
Если котел и система отопления не защищены от замерзания, рекомендуется залить систему антифризом с низкой температурой замерзания и антикоррозионными присадками.
При использовании этих теплоносителей необходимо соблюдать требования по их применению в системах отопления.
Помимо своей основной функции – теплопередачи – антифриз в системах отопления предотвращает замерзание радиаторов и труб систем отопления. Чаще всего антифриз для системы отопления используется в загородных домах, которые в холодное время года отапливаются нестабильно.
Отопительный антифриз подбирается по следующим параметрам:
- основное вещество
- наличие добавок,
- температура кристаллизации.
Антифризы для систем отопления имеют две основные эксплуатационные характеристики:
- вязкость,
- Диапазон рабочих температур.
Антифриз в системе отопления необходимо менять не реже одного раза в три года. Антифриз: преимущества и недостатки Использование антифриза в системе отопления вашего дома дает ряд преимуществ по сравнению с использованием обычной воды:
- не замерзает при низких температурах;
- не вызывает коррозийных процессов;
- устраняет образование известкового налета.
Антифриз для систем отопления имеет ряд особенностей, которые могут потребовать модернизации системы и несколько иного подхода к ее эксплуатации:
- теплоемкость антифриза на 15% ниже, чем у воды, поэтому теплообмен будет происходить медленнее;
- более высокая вязкость требует использования более мощного циркуляционного насоса;
- более значительное расширение антифриза при отоплении требует наличия в системе расширительного бачка и радиаторов большего размера;
- антифриз более текучий, поэтому все соединения в системе необходимо тщательно герметизировать;
- при использовании антифриза, содержащего этиленгликоль, следует помнить о его токсичности и использовать его только в одноконтурных системах.
Промывка системы отопления.
Воду, используемую для систем отопления, необходимо умягчать, чтобы снизить риск образования накипи внутри труб, но на внутренних стенках остается осадок, который необходимо своевременно удалять. Специалисты рекомендуют стирать через определенные промежутки времени:
- гидравлический – ежегодно;
- гидропневматический – один раз в 4 года;
- химическая – один раз в 5 лет.
Специальная жидкость для промывки систем отопления используется только в последнем случае. Когда чистящее средство попадает в трубы, оно вступает в химическую реакцию с отложениями, растворяет их и позволяет удалить их при последующей продувке.
Качество работы котла напрямую зависит от наличия тока. Он создается в результате разной температуры внутри трубы дымохода и снаружи. Чем больше разница между ними, тем лучше тяга, а значит, полнее сгорает топливо. Но, кроме температуры, на этот параметр влияют и другие характеристики:
- Высота
- Форма
- Наличие поворотов
- Шероховатость поверхности
- Расположение ветроопорной зоны
Чем прямее и уже труба, тем лучше тяга, а повороты и уклоны существенно ухудшают этот показатель. Высота дымохода твердотопливного котла регламентируется нормативными документами и не может быть менее 5 м. , это потому, что дым поднимается вверх по спирали, постепенно увеличивая скорость. Причем в разветвлениях разных типов меняется направление движения газов, что может привести к завихрению. Идеальной считается круглая форма. А вот квадратный или прямоугольный приведет к быстрому накоплению нагара, существенно ухудшив тяговые характеристики. Однако длину и сечение дымохода необходимо подбирать с учетом индивидуальных особенностей оборудования.
При монтаже дымоходной системы необходимо использовать дымоходные трубы из нержавеющей стали круглого сечения с сэндвич-теплоизоляцией. Они устойчивы к агрессивным средам и образованию конденсата, рекомендуемая толщина стали для дымохода не менее 0,8 мм, качество стали AISI 316L, AISI 321, AISI 430. Установка современных котлов в кирпичный дымоход не допускается. , поскольку в процессе обжига образуется конденсат, который может привести к трещинам или разрушению конструкции.
Установка дымохода для твердотопливных котлов – дело довольно сложное, поэтому не имея необходимых знаний о котельном оборудовании, лучше доверить подбор и монтаж специалистам.
При выборе диаметра дымохода не следует создавать сужения по отношению к выхлопной трубе котла.
При подборе трубы запрещается увеличивать диаметр за счет уменьшения высоты, что уменьшает поток дымовых газов. Низкие потоки способствуют образованию конденсата на стенках дымохода.
Длина горизонтального участка не может превышать 1 метр. Горизонтальные секции рекомендуется размещать на склоне – это поможет сохранить постоянную тягу.
ВАЖНЫЙ! Нельзя подключать два котла к одному дымоходу! При установке дымохода соблюдайте все требования, регламентированные нормативными документами.
Высоту дымовых труб, расположенных на расстоянии, равном или превышающем высоту массивной конструкции, выступающей над крышей, следует принимать:
не менее 500 мм над плоской крышей;
– не менее 500 мм над коньком крыши – при расположении трубы на расстоянии до 1,5 м от нее;
- не ниже конька крыши или парапета - при расположении трубы от него на расстоянии от 1,5 до 3 м;
- не ниже линии, проведенной от гребня вниз под углом 10° к горизонту
