Производство и продажа
пиролизных котлов длительного горения
8 (800) 500-15-92
по России бесплатно
В корзине пусто
Оформить

Отличия котлов «Суворов-М» в решении проблемы отложений на теплообменных поверхностях

Известно, что при сжигании содержащего углерод топлива, в любых тепловых агрегатах часть углерода в силу разных причин не сгорает и вместе с образующимися в процессе горения топлива различными соединениями оседает на сравнительно холодных теплообменных поверхностях котла и в дымоходе. Поскольку теплопроводность отложений на порядки ниже чем у металла, то наличие даже небольшого слоя отложений на теплообменных поверхностях приводит к снижению передачи тепла к теплоносителю и увеличению тепловых потерь через дымоход. При этом снижается генерируемая мощность и уменьшается КПД. То есть на получение требуемого количества тепловой энергии будет использовано больше топлива.

Но наиболее остро проблема возникновения отложений имеет место в котлах, работающих на твёрдом топливе. Особенно это касается маломощных котлов, в которых трудно обеспечить высокие температуры в топке и сжигание всех фракций, выделяющихся из топлива. Рост смолистых отложений и сажи на теплообменных поверхностях обусловлен тем, что при сгорании топлива и его пиролизе из него выделяются твёрдые, жидкие и газовые фракции. Причём соотношение этих фракций зависит температуры в топке, с увеличением которой растёт процент газовых фракций, которые лучше сгорают. Однако из-за неоднородностей температур в топке и наличия периферийной зоны возле стенок рубашки, имеющей сравнительно низкую температуру по сравнению с ядром топки, процент частиц в жидкой и твёрдой фазе оказывается значительным (особенно при использовании влажного топлива). Они не могут сгореть из-за низкой температуры в этих областях (ниже температуры возгорания, которая должна быть более 600 градусов) и попадая в газовый тракт оседают на теплообменных поверхностях, которые имеют температуру, не превышающую значений около 100 С. Причём слой этих частиц растёт с каждой топкой, особенно в застойных зонах, снижая теплопередачу от горящего топлива к теплоносителю. При этом снижается мощность котла и его КПД, поскольку та часть тепла, которая не перешла к теплоносителю безвозвратно уноситься дымовыми газами. И чем больше интенсифицируется горение топлива, тем выше потери и соответственно расход топлива.

Сложный химический состав твёрдого топлива и наличие влаги в нём приводит к образованию, кроме сажи различных смол, в жидкой и твёрдой фазах. По мере прохождения газового тракта они оседают на теплообменных поверхностях и в дымоходе. В зависимости от конструкции котла, длины и конфигурации газового тракта, а также используемого топлива рост отложений может быть весьма интенсивным и приводить к почти полной потере мощности. В некоторых конструкциях котлов интервал между чистками котла может составлять одну две недели, что, безусловно, снижает эксплуатационные характеристики твёрдотопливных котлов. На практике период между чистками зачастую определяется приемлемыми потерями мощности котла (или допустимым увеличением расхода топлива), то есть когда тепловой мощности не хватает для обогрева помещения, потребитель вынужден производить чистку теплообменных поверхностей и дымохода. Особенно сильное влияние на интенсивность роста отложений в таких котлах имеет вода, содержащаяся в топливе и образующаяся в процессе горения топлива, при соединении выделяющегося водорода с кислородом воздуха. Во-первых, при её испарении затрачивается тепловая энергия, которая вместе с водяным паром и дымовыми газами безвозвратно уносится в атмосферу. Во-вторых, пары воды снижают температуру в топке, вследствие чего растёт процент частиц топлива в твёрдой и жидкой фазе, которые, не сгорая, уносятся дымовыми газами в газовый тракт, где и оседают на теплообменных поверхностях. В-третьих, при использовании влажного топлива пары воды конденсируются на сравнительно холодных (ниже точки росы) теплообменных поверхностях котла и дымохода и стекают в виде конденсата внутрь котла, способствуя коррозии металла и его разрушению. Поэтому конструкторы при создании бытовых котлов хоть и стремятся минимизировать негативное влияние отложений, однако существенного прогресса в этой области до сих пор не удавалось получить.

В нашей компании за счёт использования целого ряда инновационных технических решений разработана конструкция котла, в которой в значительной степени удалось решить проблему появления смолистых отложений и сажи на его теплообменных поверхностях. За счёт определённого пространственного расположения теплообменных поверхностей относительно топки и дымохода, изменения скорости и направления движения дымовых газов, изменения конструкции топки и футеровки её боковых поверхностей, а также распределённой подачи вторичного воздуха, удалось свести к минимуму образование указанных отложений. При работе котла на мощностях выше средней и использовании сухого топлива отложения практически не образуются, поэтому период обслуживания котла может составлять несколько недель и даже месяцев. А отложения, которые образовались при работе на небольших мощностях или при использовании влажного топлива могут выжигаться при переводе котла в режим с мощностью выше средней либо удаляться механически, путём чистки теплообменных поверхностей.

Проведённые испытания нескольких образцов котлов с различной мощностью (15, 20 и 30 кВт) полностью подтвердили заявляемые характеристики. После нескольких топок (по 6 - 15 часов) появляется лёгкий налёт, снижающий максимальную мощность на 5-10% и не увеличивается при использовании сухих дров (влажностью менее 25%) и работе на мощностях выше средней. При работе на минимальной мощности и использовании более влажного топлива отложения на теплообменных поверхностях нарастают быстрее, но уменьшение максимальной мощности не превышало 20%. Причём если при появлении заметных отложений сразу перевести котёл в режим с мощностью выше средней, то большая часть этих отложений выгорает в процессе топки. Однако если топить котёл на минимальной мощности сравнительно продолжительное время, то отложения на теплообменных поверхностях могут коксоваться и их становится трудно удалить переводом котла в режим больших мощностей, поэтому иногда (если требуется получение близкой к максимальной мощности или для экономии топлива) приходится удалять эти отложения механическим путём.

При этом следует отметить, в разработанной серии котлов «Суворов-М» реализована технология управления температурой дымовых газов, которая позволила расширить диапазон генерируемых мощностей за счёт возможности уменьшения минимальной мощности, при обеспечении требуемой для нормальной работы дымохода температуры дымовых газов. Поэтому если сравнивать котлы «Суворов-М» с аналогами, в которых диапазон генерируемых мощностей как правило меньше примерно в два раза, то можно считать, что при работе в одинаковом диапазоне мощностей в котлах «Суворов-М», отложения, образующиеся на теплообменных поверхностях, существенно не сказываются на их теплотехнических характеристиках, что безусловно существенно повышает эксплуатационные характеристики этих котлов.

Назад