Duben 20, 2016

Kotly na biomasu

Kotly na biomasu

Základné informácie

Pod biomasou rozumieme drevo v rôznych podobách – vo forme kusového dreva (polien), drevného odpadu (napr. drevnej štiepky, pilín, hoblín) alebo z tohto odpadu vyrobené tzv. ušľachtilé palivo, akým sú drevené brikety alebo pelety. Pod pojem biomasa spadajú aj tzv. rýchlorastúce energetické rastliny a napr. aj slama, ktoré však možno spaľovať len za určitých podmienok v špeciálnych zariadeniach určených na to a spravidla s vyššími menovitými výkonmi.

Splyňujúce kotly na kusové drevo

Splyňujúce kotly na kusové drevo - schéma

Splyňujúce kotly na kusové drevo – schéma

A – automaticky regulovaný ťah
B – nakladacie dvierka
C – ručná regulácia ťahu
D – priestor pre spaľovanie plynu
E – sekundárny prívod vzduchu
F – predĺžené cesty horúcich plynov
G – záklopka pre rozhorievanie
H – sekundárne spaľovanie plynov (nad 550°C)

 

 

 

Princíp

Spaľovanie je riešené podobne, ako pri výrobe generátorového plynu, generátorovým splyňovaním pevného paliva (obvykle dreva) pri teplote cca 1 000 °C a jeho následné spálenie v horáku s núteným obehom vzduchu. Pevné palivo sa mení na plynné, ktoré sa následne spaľuje. Horenie je dvojfázové. Drevosplyňovací kotol sa skladá z dvoch nad sebou uložených spaľovacích komôr. Najprv dôjde v primárnej spaľovacej komore k primárnemu spaľovaniu – splyňovaniu, čiže uvoľňovaniu plynných horľavých zložiek z dreva. Vznikajúce drevné plyny sa nasávajú do horáka sekundárnej spaľovacej komory, kde optimálne prehoria pri vysokej teplote s primiešaným sekundárnym vzduchom (vzduch sa obvykle predohrieva). Tento systém spaľovania je ekonomickejší, ako spaľovanie pevného paliva klasickým horením. Úspora paliva dosahuje rádovo 40%, pričom je nízka emisia spalín, čím majú menší negatívny dopad na životné prostredie. Kotly majú vysokú účinnosť (až do 90%). Vyššia účinnosť má za následok nižšiu spotrebu paliva. Výhodou je aj nižšia tvorba popola, z čoho vyplývajú nižšie nároky na údržbu kotla. Takýmto spôsobom je možné spaľovať akékoľvek pevné palivo produkujúce plyn – drevo, štiepky, uhlie, biomasu, obilie.

Podmienky spaľovania:

Vlhkosť v dreve znižuje teplotu horenia. Optimálne je drevo spaľovať pri čo najnižších teplotách – pyrolýza, v prvotnom spaľovaní, s minimálnym prístupom vzduchu (dymyvé horenie). Vzniká tu oxid uhoľnatý. V druhotnom spaľovaní prehorí oxid uhoľnatý na oxid uhličitý (v časti F a H). Takéto spaľovanie má vyššiu účinnosť, pretože časť okruhu neobsahuje vodu, spomaľujúcu horenie. Tento systém zvýši účinnosť o 7 – 15%. Ak výfukové plyny tepelnou výmenou zvýšia teplotu prívodného vzduchu, účinnosť kotla je ešte vyššia.

    • Kotly na peletky:

Kotly na peletky

Kotly na peletky

Kotly na peletky:
1 – zásobník
2 – dopravník
3 – ohnisko
4 – horák
5 – prívod vzduchu
6 – popolník
7 – riadiaca jednotka

 

 

 

Vyznačujú sa vysokou účinnosťou okolo 94%. Výhodou kotlov na spaľovanie drevných peliet je ich komfortná prevádzka. Zásobníky paliva stačí naplniť raz denne alebo raz za niekoľko dní, v závislosti od ich veľkosti a aktuálnej potreby tepla. Všetky funkcie kotla súvisiace so spaľovacím procesom riadi elektronická regulácia.

Princíp činnosti:

V prípade, že horák na peletky dostane pokyn k štartu alebo vznikne potreba vykurovať, dopravník nasype peletky, ktoré horák zapáli. Po dostatočnom rozhorení peliet sa naštartuje horák na požadovaný výkon. Kotol je v prevádzke, pokiaľ teplota v referenčnej miestnosti nedosiahne hodnotu nastavenú na priestorovom termostate. Ak nie je inštalovaný priestorový termostat, prevádzka kotla je riadená nastavenou limitnou hodnotou teploty kotlového termostatu. Po vypnutí horáka peletky dohoria a spaľovanie sa celkom utlmí. Na zvýšenie účinnosti spaľovania môže byť kotol vybavený tzv. „lambda sondou“, ktorá vyhodnocuje zvyškový kyslík v spalinách a riadiaca jednotka upraví otáčky odťahového ventilátora.
Peletky môžu byť umiestnené v prevádzkovom zásobníku. Štandardne má objem od 100 litrov, (čo zodpovedá dennej potrebe paliva cca 65 kg) až do 1 000 litrov (postačujú na zásobovanie počas 10 dní). Peletky však možno skladovať aj v sile alebo v sklade väčších rozmerov. Výhodou sú menšie náklady na dopravu paliva a možnosť využiť umiestňovanie paliva fúkaním priamo z autocisterny. Často sa ako zásobník používa aj časť kotolne. V týchto prípadoch palivo môže vystačiť aj na celú vykurovaciu sezónu. Peletky sa do horáka môžu premiestňovať automaticky dopravníkom. Zvyčajne je to závitovkový dopravník s flexibilnou spojovacou hadicou pripojenou na plniacu rúru s vloženou bezpečnostnou klapkou proti spätnému vznieteniu paliva. Spaľovaciu komoru treba čistiť a popol z popolníka vyberať raz za 1 až 30 dní, podľa kvality peliet a veľkosti popolníka. V prípade potreby možno kotol vybaviť automatickým odpopolňovacím systémom pre komfortné vykurovanie s minimálnou obsluhou.

    • Kotly na drevnú štiepku:

Kotly na drevnú štiepku

Kotly na drevnú štiepku

1 – Automatické čistenie plôch výmenníka tepla
2 – Lambda-sonda a snímač teploty spalín
3 – Závitovkový dopravník popola z priestoru výmenníka
4 – Závitovkový dopravník popola zo spaľovacej komory
5 – Pohyblivý rošt
6 – Turniketový podávač
7 – Zariadenie hasenia vodou
8 – Čidlo teploty v spaľovacej komore
9 – Bezpečnostný výmenník tepla

 

 

Princíp činnosti:

Vyznačujú sa vysokou účinnosťou okolo 92%. Štiepka sa skladuje v silách alebo samostatných miestnostiach hneď vedľa kotla. Na podlahe týchto miestností sa väčšinou nachádza miešadlo s plochými ramenami, ktoré zhŕňa štiepku do závitovkového podávača osadeným pod miešadlom a dopravuje štiepku priamo do kotla. Pred kotlom je väčšinou bezpečnostný jednokomorový dávkovač paliva, ktorý zabezpečuje maximálnu ochranu proti spätnému vznieteniu a dávkuje palivo priamo na rošt spaľovacej komory kotla. Vo väčšine kotlov je rošt otočný o 90°, čo zabezpečí automatické odstránenie popola, kameňov a klincov. Popol spod roštu je automatický odvádzaný pomocou závitovkového dopravníka do zbernice na popol.