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

Устройство управления тепловой мощностью котлов «Суворов» и «Суворов-М»

Как известно управление тепловой мощностью твёрдотопливных котлов осуществляется регулировкой объёма, поступающего в котёл воздуха. Однако, поскольку теплотворная способность древесины в единицу времени зависит не только от вида древесины, но и от её влажности, объёма, фракционности, стадии горения, температуры в топке, тяги дымохода, скорости потока входного воздуха, то она может изменяться в широких пределах. Так, например, при тлении 20 килограммов дров может выделяться несколько киловатт тепловой энергии, а при свободном доступе воздуха и интенсивном горении той же массы дров может выделяться 60-80 кВт тепловой энергии. Если сжигание дров производится в котле мощностью, например, 20 кВт, то его теплообменные поверхности рассчитаны на поглощение именно такого количества тепловой энергии. Многократный избыток тепловой энергии приводит к быстрому росту температуры теплоносителя и его закипанию. Если в открытой системе отопления это можно кратковременно допустить, то в закрытой системе отопления это может привести к аварийной ситуации с разрывом трубопроводов, радиаторов или рубашки котла.

В связи с этим в целях обеспечения безопасной эксплуатации твёрдотопливных котлов на всех режимах, к системе управления входным воздухом предъявляются высокие требования по точности управления, поскольку она должна балансировать на тонкой грани объёма воздуха, при уменьшении которого горение затухает, вплоть до полной остановки и объёмом, при котором горение переходит к лавинообразному выделению тепловой энергии, которое, в свою очередь, приводит к быстрому росту потерь из-за повышения температуры дымовых газов и повышению вероятности аварии из-за закипания теплоносителя. И чем больше масса топлива в топке, тем более высокую точность должна иметь система управления.

В известных конструкциях система управления объёмом поступающего в котёл воздуха построена на основе заслонки, управляемой от терморегулятора, которая меняет площадь проходного сечения входного воздуховода. Однако точность управления такой системы управления нередко оказывается недостаточной. Это связано с тем, что объём проходящего через входной воздуховод воздуха зависит не только от площади его проходного сечения, но и от скорости воздушного потока, которая в свою очередь зависит от тяги дымохода и может изменяться в несколько раз, в то время как объём воздуха в процессе работы котла должен изменяться на проценты от текущего значения.

Проблему удалось решить созданием двухступенчатой заслонки, которая состоит из большой и размещённой на ней малой заслонки, имеющей в несколько раз меньшую площадь проходного сечения. Поскольку в режиме стабилизации работает преимущественно малая заслонка точность управления объёмом поступающего в котёл воздуха возрастает в несколько раз. Более того изменяя точку подвеса привода заслонок можно менять в небольших пределах точность управления. В ряде случаев эта возможность позволяет более точно адаптировать систему управления к параметрам используемого топлива. Например, при использовании сухого и мелкофракционного топлива рекомендуется уменьшить плечо точки подвеса от оси вращения заслонок и тем самым повысить точность управления воздушным потоком. Для влажного и крупно фракционного топлива точность управления может быть снижена.

Одновременно с решением основной задачи повышения точности управления котлом двухступенчатая заслонка позволила решить не мене важную задачу увеличения экономичности твёрдотопливных котлов. Дело в том, что при сжигании дров под действием высокой температуры происходит их пиролиз, то есть выделение горючих компонент в виде газовой, жидкой и твёрдой фракций. Для сжигания летучих компонент топлива (преимущественно в газообразной форме) в современных конструкциях котлов используют, так называемый вторичный воздух, который подают отдельно либо в верхнюю часть камеры сгорания, либо в специальную вторичную камеру. Однако в зависимости от интенсивности горения дров объём не сгоревших в топке пиролизных газов существенно меняется и подача одинакового объёма вторичного воздуха на всех режимах работы котла, приводит либо не полному сжиганию пиролизных газов и потерям за счёт химического недожога, либо тепловым потерям из-за избыточного воздуха, поступающего в котёл.

С помощью разработанной двухступенчатой заслонки в котлах семейства «Суворов» и «Суворов-М» обеспечивается изменение соотношения первичного и вторичного воздуха при работе котла в различных режимах, тем самым достигается более полное сжигание топлива и уменьшение его расхода. Так при переходе котла в режим стабилизации на заданной мощности, когда работает преимущественно малая заслонка, объём подаваемого в котёл вторичного воздуха больше чем первичного. А когда работает большая заслонка наоборот первичного воздуха подаётся больше чем вторичного. Конкретная величина соотношений первичного и вторичного воздуха для разных режимов работы котлов оптимизируются по критерию минимума потерь для каждого типа конструкции котла.
Назад