Menu

Kotły na biomasę

Podział kotłów na biomasę

Spalanie biomasy wymaga  stosowania odpowiednich rozwiązań technologicznych, dostosowanych do paliwa. Średnio tylko 20% masy biopaliw  stanowią nielotne związki węgla, które w tradycyjnym kotle spalają się na ruszcie (w węglu brunatnym stanowią one 45-60%, w węglu kamiennym 60-80%, w koksie – ponad 95%). Reszta, około 80%, to związki lotne, które spalają się nad rusztem, wydzielając się intensywnie w stosunkowo wąskim zakresie temperatur. Efektywne spalanie tego typu paliw wymaga specjalnych technik i kotłów, zapewniających warunki dynamiczno-termiczne niezbędne dla zupełnego spalania lotnych produktów rozkładu termicznego biomasy. Nieodpowiednie rozwiązania aparaturowe i technologiczne skutkują zwiększoną, często poważnie, emisją szkodliwych substancji do atmosfery, która może zniweczyć korzystny efekt ekologiczny wynikający z charakteru biomasy drzewnej. Niezupełne spalanie to także niekorzystne ekonomicznie obniżenie sprawności procesu.                                                                                                                                                              
Kotły do spalania biomasy można ogólnie podzielić na konstrukcje z załadunkiem ręcznym, tzw. kotły wsadowe, jak i zautomatyzowane kotły z podajnikiem. Kotły wsadowe, to głównie kotły do spalania drewna i podobnie jak kotły na paliwo stałe, można je dalej dzielić na:
- ze spalaniem górnym
- ze spalaniem dolnym
- ze zgazowaniem drewna
Kotły ze spalaniem dolnym i górnym mogą być też wykorzystywane do spalania biomasy przetworzonej, np. brykietów. Jednak w tym wypadku sprawność procesu spalania jest zwykle obniżone i skutkuje ulatnianiem się do atmosfery wielu szkodliwych substancji. Do spalania biomasy przetworzonej, a w szczególności pelletów, zrębków drzewnych nadają się kotły z podajnikiem automatycznym i w zależności od jego konstrukcji dzieli się je dalej na:
- kotły retortowe
- kotły z palnikiem szufladowym
- kotły z palnikiem wrzutowym
- kotły z palnikiem  tubowym (rurowym)
Spalanie owsa prowadzi się zwykle w kotłach z palnikami tubowymi lub z palnikami retortowymi w postaci rynny (palnik rynnowy). Słoma może być spalana w postaci rozdrobnionej, systemem ciągłym lub w postaci całych balotów systemem cygarowym. Oba rozwiązania wymagają odmiennej konstrukcji kotłów. Słomę można też spalać w postaci brykietów w kotłach dla drewna, a nawet kominkach.

Kotły z podajnikiem

Przeznaczone są do spalania biomasy o małych gabarytach i niskiej wilgotności, jak pellety, ziarno zbóż, zrębki drzewne, nasiona słonecznika, trociny czy łupiny orzechów. Zasobnik paliwa może być umieszczony w konstrukcji kotła, znajdować się obok kotła, a   nawet w osobnym, wydzielonym pomieszczeniu w odległości kilkunastu metrów od kotła. Przemieszczanie paliwa do kotła na małych odległościach odbywa się zwykle podajnikiem ślimakowym, przy większych – pneumatycznie. W wielu konstrukcjach zautomatyzowane jest usuwanie popiołu i czyszczenie kotła. Rozwiązania takie w połączeniu z nowoczesną automatyką powodują, że kotły  są niemal bezobsługowe, nie wymagając żadnego dozoru przez wiele tygodni.  

kociol10.jpg

 

Kocioł z palnikiem retortowym –  Paliwo doprowadzane jest do palnika od spodu przenośnikiem ślimakowym zasilanym elektrycznie w ilości niezbędnej dla zapewnienia wymaganej temperatury na wyjściu z kotła. Przenośnik w sposób ciągły wypycha paliwo do żaroodpornego tygla, gdzie spala się intensywnym płomieniem.  Powietrze niezbędne do spalania podawane jest wentylatorem nadmuchowym wielootworowo do tygla. Spalanie zachodzi zawsze tylko na powierzchni kopca w niewielkiej ilości paliwa i  w wysokiej temperaturze, dzięki czemu dopalane są wszystkie składniki palne w paliwie, a spaliny opuszczające kocioł są niemal wolne od zanieczyszczeń. Popiół powstały podczas spalania usuwany jest na bieżąco do popielnika, a na jego miejsce podawana jest świeża biomasa. Palniki retortowe mogą mieć różne kształty paleniska,  od okrągłych w formie czaszy, 

ściętego stożka, poprzez owalne do prostokątnych. Zapłon może się odbywać ręcznie lub automatycznie gorącym powietrzem. Regulacja wydajności kotła zachodzi poprzez zmianę prędkości obrotowej ślimaka i wentylatora.

       

  Fot. Kocioł do spalania pelletów jak też węgla "groszek" o wielkości ziarn 5-20mm.                                          

   Na rynku pojawiły się już kotły retortowe z palnikami II -generacji marki „BRUCER”, z przeciwstawnymi dyszami powietrza do spalania zarówno biopaliw jak i zamiennie węgla miałowego i groszkowego. Równoległym rozwiązaniem jest umieszczanie nad tyglem zwykłego rusztu żeliwnego umożliwiającego spalanie większych kawałków drewna, co czyni takie konstrukcje  uniwersalnymi.

 

kociol11.jpg

 

Palnik retortowy BRUCER (po lewej)

Kocioł z palnikiem (podajnikiem) szufladowym – podawanie paliwa odbywa się specjalny tłokiem, który przepycha paliwo z zasobnika na ruszt paleniska. Każdy ruch tłoka powoduje jednocześnie odżużlanie paleniska i usuwanie powstałego popiołu do popielnika. Palniki szufladowe zwane też tłokowymi lub posuwowymi, dostępne są wersjach z płaszczem wodnym i bez. Pierwsze rozwiązanie optymalizuje proces spalania, zmniejszając niebezpieczeństwo spiekania popiołu 

kociol12.jpg

Palniki wrzutowe – w odróżnieniu do palników retortowych paliwo podawane jest tutaj w pierwszej kolejności ukośnym podajnikiem ślimakowym do środkowej części kotła, skąd rynną zsypową zrzucane jest do specjalnego żaroodpornego tygla od góry,   w małych porcjach co kilkanaście do kilkudziesięciu sekund i niemal natychmiast spalane.    Palniki z systemem wrzutowym mają z reguły obrotowe ruszty z napędem elektrycznym, zapewniające automatyczne odpopielanie paleniska.

kociol13.jpgkotlbio8.jpg

Rys. Kocioł Winhager Biowin z pneumatycznym podajnikiem paliwa pozwala na bezobsługową kotłownię. Pellety zasysane z osobnego magazynu w pierwszej kolejności przekazywane sa do zasobnika przy kotle, skąd za pomocą przenośnika ślimakowego podawane sa do palnika wrzutowego.

Palniki tubowe – stosowane są do spalania wysokiej jakości pelletu o małej średnicy (poniżej 10mm), ale także ziarna zbóż, wysuszonych trocin i wiórów drzewnych. Pod względem budowy i zasady działania w niewielkim tylko stopniu różnią się od palników na olej opałowy. Paliwo podawane jest małymi porcjami  systemem pneumatycznym, elastyczną rurą zasypową i po automatycznym zapłonie spala się w komorze spalania w sposób natychmiastowy, długim intensywnym płomieniem. Regulacja wydajności odbywa się zmianą prędkości obrotowej wentylatora nadmuchowego i intensywnością podawania paliwa. Palniki tubowe są konstrukcją zewnętrzną dołączaną do kotła i mogą być stosowane w różnych konstrukcjach kotłów, tak na paliwa stałe jak i kotłów olejowych.  Palniki tubowe produkowane są w szerokim zakresie mocy od małych o mocy poniżej 30kW dla gospodarstw domowych po konstrukcje średniej mocy 30-150 kW, aż do rozwiązań  przemysłowych o mocach 300-700kW.

kociol14.jpg

 

kotlyb4.jpg

Fot. Kocioł z palnikiem tubowym lub rynnowym z automatycznym podajnikiem paliwa.

 

palniki rynnowe - należą do palników wielopaliwowych w których oprócz biomasy w postaci pelletów czy owsa można spalać także węgiel groszek jak i węgiel miałowy. Palenie odbywa się w specjalnie uformowanej rynnie wykonanej z żeliwa posiadającej z obu stron otwory doprowadzające powietrze. Palnik przeznaczony do spalania biomasy posiada możliwość podłączenia   termicznego zaworu zalewowego (tzw. strażak). Na zdjęciu poniżej podłączenie zaworu w miejscu mufy zabezpieczonej korkiem.

Fot. palnik rynnowy

 

 

 

 


 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});