На что обращать внимание при приобретении котла

liambda

Статья опубликована в 8 номере 2016 года научно-технического журнала "Новости теплоснабжения"

У нас в Литве, в связи с высокой стоимостью газа и жидкого топлива имеется значительный опыт эксплуатации гранульных котлов на разном типе гранул, которым мы считаем необходимо поделиться с нашими российскими коллегами. Сегодня гранула в 2.5 раза дороже дров, но отсутствие персонала, который может достаточно грамотно эксплуатировать даже очень простые котлы, сезонность работы и склонность персонала к злоупотреблению алкоголем толкает заказчика к инвестициям в более дорогое оборудование, работающее в автоматическом режиме.

 

Мы говорим о котлах мощностью от 20 до 1000 кВт. Очень важно обратить внимание на диапазон регулирования чтобы он был не менее чем от 30 до 100%. Почти все производители пишут КПД котлов от 85 до 90%. По нашему опыту, примерно 75% изготовителей в дальнейшем этот КПД выдать не могут и рассчитывают, что с ними просто не будут судиться. Очень важно обратить внимание на то, для какого топлива предназначен котел: древесные гранулы, агрогранулы (например, отходы при производстве хлопчатобумажных тканей), гранулы из соломы, гранулы из шелухи подсолнухов, торфяные гранулы (влажностью не более 25 %)

Тип горелки

Сейчас, в основном используют два вида горелок. Первый - вулканического типа, где очень важно, что если изготовитель декларирует сжигание различного вида гранул, то данная горелка была бы самоочищающейся (с перемешивателем гранул). Второй тип горелок – с подачей гранул с помощью вентилятора. По нашему опыту имеет недостаток - обязательное наличие дымососа. Когда котел с такого типа горелкой начинает сбрасывать мощность, то пламя внутри котла начинает попадать на лопасти вентилятора, что приводит, при длительной работе (более года) к полному их разрушению. Преимущества данных горелок: низкая стоимость и удобство обслуживания.

Наличие автоматической системы прочистки дымогарных труб

Самая распространенная в Литве для котлов более 100 кВт – пневматическая. Для маленьких котлов некоторые производители предлагаю механическую, с помощью рычага, к которому прикреплены чистящие элементы, но данная прочистка не является автоматической и требует участия персонала. Также существует система, при которой кавитаторы установленные в дымогарных трубах имеют электропривода и регулярно включаются на вращение – прочищая дымовые каналы и улучшая работу котла, но данная система достаточна дорога, имеет большой вес и применяется редко.

Система удаления золы

Является необходимым атрибутом и требует не только шнеки для удаления золы, но и приёмную ёмкость, которая полностью с ними совместима и герметична (максимально возможно), чтобы обеспечить необходимое разряжение в топке котла при горении. Поэтому желательно, чтобы поставщик котла также поставлял и данную ёмкость, чтобы потребовать у него гарантию на работу всего котла.

Автоматическая функция зажигания

Необходимый элемент работы котла. Обычно работает от электрической дуги.

Контроль кислорода в выходящих дымовых газах

Мы считаем, что это очень важный элемент, особенно для котлов мощностью больше 100 кВт. Ниже мы подробно на нём остановимся.

Система пожаротушения

Если котел работает в автоматическом режиме, то наличие данной системы необходимо (из опыта эксплуатации данного оборудования). Разные производители используют разные подходы. Самый распространенный – использование термореле с биметаллической пластиной, которая запирает водопроводную воду подведенную к горелке котла. В случае повышения температуры, биметаллическая пластина изгибается и подает воду в гранулы – прекращая горение внутри котла. Но существую и другие варианты, один из них – ёмкость наполненная водой соединенная трубопроводом с бункером котла. Трубопровод заплавлен парафином. В случае пожара, трубопровод начинает нагреваться и из него выскакивает парафиновая пробка. Весь объем ёмкости попадает в гранулы, что предотвращает горение. Персоналу только нужно следить за тем, чтобы внутри ёмкости был постоянный объем воды или оборудовать внутри этой ёмкости поплавок как в унитазе.

vid
Пример расположения пневматической системы с двумя ресиверами на котле и компоновка котла с горелкой вулканического типа.

Пример горелки вулканического типа

sekcija

Топливо подаётся снизу при помощи шнека. Горелка совмещена с автоматической системой удаления золы. Топливо из бункера главным шнеком топливоподачи подаётся в горелку.

Пневматическая прочистка для дымогарных труб котла

kotel 1

Пневматическая система прочисток для дымогарных труб котла

Система очистки состоит из:

  • воздушных клапанов (кол-во клапанов зависит от размера поверхности дымогарных труб);
  • ресивером для сжатого воздуха с защитным клапаном и обратным клапаном;
  • соединений для клапанов;
  • пульта управления;
  • компрессора.

Внедрение системы прочистки позволяет работать котлу без остановки от 3 до 6 месяцев (мы один котел эксплуатировали 9 месяцев без снижения КПД котла)

В топке температура достигает 1000С. Температура золы после горелки при этом 100-170С. Очень важно чтобы автоматика котла контролировала, чтобы зола какое-то время находилась внутри котла, чтобы отдать свою температуру поверхностям нагрева. И только после того как зола остыла, происходило её удаление из котла. Автоматика должна позволить настроить шнеки удаления золы таким образом, чтобы шнек всегда находился в холодной золе, не выгорал и чтобы зола не засыпала горелку.

Каждое топливо имеет свою зольность: зольность торфа до 30%, зольность соломы в среднем около 5%, зольность древесных гранул в среднем 0,5% (даже у разных сортов древесных гранул она различна). При сжигании торфа образуется в 60 раз больше золы, чем при сжигании древесных гранул. Следовательно, шнеки золоудаления должны срабатывать в 60 раз чаще. Настройки контроллера должны позволять установить необходимую частоту срабатывания шнеков золоудаления в зависимости от типа используемого топлива.

При температуре горения соломенные гранулы начинают стекленеть в связи с тем, что в стеблях соломы содержится большое количество калия, так же такие процессы происходят, если древесная гранула содержит «трухлявое дерево». Чтобы избежать образования больших кусков стекла, топливо нужно перемешивать. Для этого в грелку котлов мощностью от 100kW и более должны быть встроены специальные перемешиватели гранул.

Автоматика должна позволять настроить подачу топлива и горение таким образом, чтобы образовывалась защитная подушка, разделяющая область повышенных температур и перемешиватель в камере сгорания. Это означает, что перемешиватель не должен подвергаться воздействию крайне высокой температуры и не выгорать.

Мы считаем, что котёл должен оснащаться контроллером с лямбда-зондом.

 

koПример контроллера: представляет собой устройство, которое контролирует процесс горения и розжига в котле, приближая его к идеальному (6% кислорода). Это новое поколение микропроцессорных устройств управления с цветным сенсорным дисплеем.


Требования к контроллеру:

  • Управление котлом;
  • Управление резервным отоплением;
  • Простой в управлении цветной сенсорный экран;
  • BUS магистраль позволяет подключить дополнительные модули (в том числе управление котлом и контроль его работы через интернет, когда вы находитесь в отъезде или в отпуске);
  • Возможность подключить блок управления с термостатом помещения.

 

Контроллер обеспечивает работу следующего оборудования:

  • горелки (температура котла, температура дыма, температура воды)
  • насосов (рециркуляционного (или трёхходового клапана), горячей воды, отопительной системы)
  • дымососа (с частотным преобразователем)
  • вентиляторов воздухоподачи (с частотным преобразователем)
  • системы топливоподачи
  • противопожарного оборудования или устройств
  • дополнительного котла (каскадное управление)

 

При проектировании и изготовлении наших котлов, мы считаем что необходимы дополнительные функции контроллера:

  • Возможность настроить количество циклов розжига котла;
  • Функция тестирования пламени перед розжигом котла;
  • Отдельное управление ворошителем горящих гранул (в зависимости от типа используемого топлива можно изменять частоту включения ворошителя);
  • Отдельное управление шнеками удаления золы (в зависимости от типа и зольности используемого топлива);
  • Поддержка вытяжного вентилятора на дополнительном выходе (некоторые котлы оборудованы вентилятором вторичного воздуха, которым необходимо так же управлять).

 

Мы считаем, что контроллер должен работать с датчиком кислорода (лямбда-зондом).

liambda

Прибор предназначен для обеспечения точного измерения и поддержания заданного процента кислорода в дымовых газах.

При использовании лямбда-зонда:

  • сокращается количество выбросов углеродного монооксида в атмосферу,
  • снижается расход топлива,
  • позволяет значительно реже чистить дымоход
  • увеличивается эксплуатационный срок горелки (котла),
  • уменьшается потребление электроэнергии

(владельцы автомобилей знают, что ни один современный автомобиль не выходит с завода без лямбда-зонда. Производители котлов малой мощности не редко отказываются применять эту функцию).

Полученные результаты измерения посылаются модулем лямбда по внутреннему протоколу RS-485 контроллеру.

 

Примеры полностью автоматизированной котельной:

Локальная котельная Латвия, г. Даугавпилс - 3 котла по 400 кВт каждый.

kotel 2

Гранульные котлы с приемными бункерами и транспортером подачи топлива, бункером хранения, экономайзером и дымовой трубой. Котлы оснащены системами пневматических прочисток.

 

Административное здание в Литве, г. Висагинас: 3 котла по 100 кВт каждый.

kotel 3

Гранульные котлы с приемными бункерами и транспортером подачи топлива, бункером хранения, экономайзером и дымовой трубой. Котлы оснащены системами пневматических прочисток.

Школа в Латвии, г. Вентспилс: гранульный котел с конденсатным экономайзером.

kotel 4 1kotel 4 2

 
Гранульный котел с приемным бункером, где в роли бункера хранения выступают «бигбэги» в которых поставляются гранулы (персонал поднимает их на грузоподъемном механизме). Конденсатный экономайзер позволяет снизить температуру дымовых газов до 54°С. Котел оснащен пневматической прочисткой.

Мы уверены, что всё о чем мы рассказали – вы прекрасно знаете, и занимаясь эксплуатацией подобного оборудования на котлах большой мощности. Но поверьте, что работая с маленькими котлами есть большое количество вопросов, и лучше воспользоваться чужим опытом, чем наступать на собственные грабли. Мы готовы помочь в выборе оборудования, его поставки, поставки необходимых компонентов если заказчик котел уже приобрел.

С уважением,

Подчернин Дмитрий

Директор ЗАО «Gandras Energoefektas»