UA
RU
Газогенераторные котлы — являются разновидностью твердотопливных котлов, и как правило, котла для нагрева воды, в которых топливо (например, уголь или дрова) летучие вещества, которые выходят из него, сгорают отдельно. Часто как синоним употребляется название "пиролизные котлы", иногда делают различие между газогенераторными и пиролизными котлами, но фактически, сам процесс пиролиза (разложения и частичной газификации под воздействием нагревания) происходит в любом виде сжигания органического твёрдого топлива.
Топливо
Газогенераторные котлы эффективны при использовании для них топлива с высоким выходом летучих веществ — древесине (древесные отходы, дрова, пеллеты и топливные брикеты), буром угле. Некоторые газогенераторные котлы топятся каменным углем (класса «камень» «орех 1»), а иногда даже коксом.
Газогенераторные котлы предъявляют довольно высокие требования к влажности используемого топлива — для дров (связанных с ними видами топлива) влажность должна быть не более 20—35 %. Это требование связано с тем, что при горении дров с большой влажностью выделяеться пар, который разбавляет пиролизные газы, что в свою очередь мешает горению. Газогенераторные котлы, при работе на таком влажном топливе, резко теряют мощность или котлы вообще потухают. При отсутствии сухого топлива. это является серьёзным недостатком.
Конструкция
Газогенераторные котлы имеют разделенную на две части топку. В первой части топки котла (камере загрузки или газифицирующей камере) при нехватке кислорода неспешно горит и пиролизуется топливо, а газы, которые при этом выделяются, догорают во второй части топки (камере сгорания). В камеру сгорания также подаёт вторичный воздух (двойное дутьё). Вывод тепла из загрузочной камеры сводится к минимуму. В газогенераторных котлах две эти части разделяются колосником, на котором, в свою очередь, лежит топливо.
Первичный воздух для горения проходит сквозь топливо сверху вниз. Таким образом, главным характерным отличием газогенераторных котлов других типов котлов - является верхнее дутьё. Котловые топки с такой конструкцией обладают повышенным аэродинамическим сопротивлением, и поэтому их тяга, в большинстве случаев, принудительная. Зачастую по технологическим соображениям тяга реализуется при помощи дымососа, а не вентилятора для дутья (используется в небольших котлах). Всё равно, в описаниях и статьях чаще всего употребляется термин "Вентилятор".
Принцип работы
Дрова (или другой вид топлива) закладываются на колосник. Топливо поджигают, закрывается дверца и запускается дымосос. При нехватке воздуха и под воздействием высокой температуры (300—700 °C и выше) выполняется обугливание и выделяется древесный газ, иначе говоря - пиролиз.
Продукты (в основном угарный газ, углеводороды и водород, плюс азот из первичного воздуха), выделившиеся в процессе, попадают под колосник. Под колосником к продуктам, полученным от пиролиза, подмешивается воздух - вторичный, при воздействии которого - летучие сгорают. При этом, часть тепла возвращается к нижнему пласту дров и поддерживает процесс пиролиза. Полученное, при этом, тепло можно использовать для нагрева любых теплоносителей — воздуха, воды.
Преимущества
Газогенераторные котлы имеют конкурента в сфере отопления — это традиционные котлы имеющие одну топку с нижним поддувом. При этом, газогенераторные котлы (во многих своих моделях) также имеют функцию вторичной подачи воздуха (в более старых газогенераторных котлах воздух в полной мере подавался под колосник, что впоследствии приводило неполную сгораемость летучих газов).
Газогенераторные котлы имеют обычный диапазон нагрузки 50—100 %, КПД в котлах сохраняется на уровне 85—92 %. При нагрузке до 30 % работают, но такая нагрузка часто не рекомендуется производителями.
- Обладают регулируемым процессом горения — до 12 часов с одной закладки топлива (обычные дровяные котлы - порядка 2—5 часов, но у котлы верхнего горения временный показатель больше — от 25 часов (котлы на дровах) до 5—8 дней (котлы на угле).
- Полное сгоранием топлива, что гарантирует экономичность горения и нечастую чистку зольника и газохода.
- Двухступенчатое спаливание - позволяет уменьшить избыток воздуха в выходящих газах, таким образом повышая экономичность котла.
- Процесс горения в котлах легко поддается регулировке и управлению, что дает возможность автоматизировать работу приблизительно в такой же степени, как работу жидкотопливных или газовых котлов.
- Снижен выброс вредных веществ в атмосферу ( в верхней камере высокая температура подавляет CO).
- Применение газогенераторных котлов стимулирует отказ от использования влажного топлива, что качественно повышает эффективность управления хозяйством.
- Сжигают крупные (не колотые) дрова и полена.
- Как следствие, обладают большей экономичностью в сравнении с "традиционными" котлами может быть свыше на 4—7%.
Недостатки
- Имеют более высокую стоимость (в 1,5—2 раза).
- Энергозависимые — не могут работать без дымососа (присутствуют редкие исключения).
- Требовательны к влажности топлива.
- Демонстрируют не стабильное горение при малых нагрузках (ниже 50 %), образовывается дёготь в газоходах.
- Обратная вода должна быть температурой не меньше 60°C (изредка 40°С) для избежания выпадения конденсата в газовом тракте и низкотемпературной коррозии (это стандартное требование). Это легко решается при смешении прямой воды к обратной.
- Нельзя создать подачу топлива в автоматическом режиме (нужны большие дрова). Но эту проблему могут решить - пеллетные газогенераторные котлы.