Ретортная горелка своими руками

Горелка с высокотемпературной топкой (гвтт)

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может использоваться как в бытовых отопительных системах, так и на небольших производствах, использующих тепловую энергию, а также для утилизации измельченных горючих бытовых отходов. Горелка с высокотемпературной топкой содержит корпус, выполненный в виде четырехгранной прямоугольной призмы, внутренняя поверхность которой выложена слоем футеровки, при этом в корпусе горелки имеется пиролизный отсек, соединенный с трубой подачи топлива, в которой имеется воздушный патрубок подачи воздуха и шнек подачи топлива, который связан с электрорегулируемым приводом мотор-редуктора подачи топлива, кроме того, в корпусе горелки имеется зольное окно, смотровое окно, воздух подается в камеру сгорания тангенциально относительно нее же с переходом в ней в круговое движение, имеется камера дожига в форме прямоугольной четырехгранной призмы, в нижнюю часть которой входит сопло горелки, а верхняя часть камеры дожига выполнена в виде вертикально расположенных пластин с пространством между ними. Изобретение обеспечивает высокоэффективное высокотемпературное сжигание твердого сыпучего топлива, а также утилизацию измельченных горючих бытовых отходов. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может использоваться как в бытовых отопительных системах, так и на небольших производствах, использующих тепловую энергию, а также для утилизации измельченных горючих бытовых отходов.

Известен котел для сжигания топлива в псевдоожиженном слое (Патент RU 2168678), содержащий горизонтальную цилиндрическую камеру для проведения процесса сжигания топлива в псевдоожиженном слое с водоохлаждаемыми стенками, в нижней части которой размещена воздухораспределительная система.

Котел по указанному патенту обладает низкой теплопроизводительностью, так как зона горения окружена поверхностями теплообменника, которые препятствуют достижению высоких температур в зоне горения, из-за чего топливо при горении не спекается, и при подаче достаточного для полного сгорания топлива количества воздуха происходит повышенный унос мелких фракций топлива, особенно при сжигании топлива широкого фракционного состава, такого как: опилки, фрезерный торф, лузга подсолнуха, гречихи и т.п. Количество золы и недожженного топлива обратно пропорционально показателю качеству сгорания топлива, и чем ее больше, тем ниже этот показатель. У известного котла (Патент RU 2168678) существуют сложности, связанные с качественным сжиганием легкого и сыпучего топлива (по той причине, что при низких и средних температурах горения не происходит спекания топлива в конгломераты, и при интенсивном раздувании воздушным потоком происходит выброс золы и недогоревшего топлива из зоны горения), преодоление которых влечет за собой потребность в нагромождении разного рода уловителей мелкой летучей фракции золы и недогоревшего топлива, что в свою очередь усложняет конструкцию и ведет к ее удорожанию. Также эффект разлета золы влечет за собой ее осаждение на поверхностях теплообменника, что в свою очередь отрицательно влияет на КПД теплообменника и возникает нужда в частой очистке его поверхностей.

В ГВТТ этот негативный нюанс отсутствует, так как при высоких температурах сыпучее топливо во время горения спекается, и этот эффект предотвращает его разлет до полного сгорания. На теплообменнике же ГВТТ откладывается только незначительный слой пепла, который обычно образуется при розжиге горелки.

Известные высокотемпературные топки, которые применяются сегодня на ТЭС, имеют солидные габариты, высокие цены и жидкое золоудаление (Способ эксплуатации установки для сжигания для электростанции на каменном угле с топкой с жидким шлакоудалением и установка, работающая по этому способу (Патент RU 2152428), Циклонная топка с жидким шлакоудалением (Патент SU 112842)). Все это не дает возможности использовать современные методы сжигания топлива в высокотемпературных режимах для бытовых назначений.

Предлагаемая конструкция высокотемпературной топки для бытовых нужд использует не жидкое золоудаление, а аэродинамику вертикального завихрения изотермических процессов, что и придает этому методу надежность в работе, простоту и дешевизну в изготовлении подобных установок. Требования к качеству топлива, используемого в ГВТТ, минимальные. Топить можно дешевым и зачастую бесплатным топливом.

Для решения поставленной задачи предлагается ГВТТ, которая так же как и прототип включает корпус, механизм подачи топлива и входящих отверстий для подачи воздуха.

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство для сжигания биомассы (Патент RU 2015449), которое призвано решать задачи, в большинстве своем схожие с задачами, ставящимися перед заявленным изобретением, включающее: входной скат, выполненный в виде сплошной пластины, нижний край выходной пластины заведен под нижний край последней до пересечения с воображаемой линией продолжения пластины входного ската.

Устройству для сжигания биомассы (Патент RU 2015449) присущ ряд недостатков:

Огромной площади холодное ядро, которое не позволяет создать высокие температуры — это большой площади входной скат, выходная пластина, а также стенки камеры, выполненные из металла и обеспечивающие отвод тепла из зоны горения. А низкие температуры в топочной камере — это некачественное горение топлива. Соответственно возникают и проблемы связанные с этим нюансом:

1. Входной скат и выходная пластина — слабое место топки, его труднее раскалить, чем потолочную поверхность топки. А если входной скат и выходная пластина «холодные», то на них не происходит равномерный прогрев до высоких температур всего объема топлива, при котором происходит спекание и коксообразование. Таким образом, на этих поверхностях будет обычное «холодное» горение топлива, при котором образуется зола, которая спекается в коржи и «пригорает» к холодным поверхностям камеры сгорания, образуя спекшиеся наросты, которые, в свою очередь, уже нужно удалять механическим путем, особенно при использовании низкокачественного топлива.

2. Соприкасаясь с «холодными» поверхностями камеры сгорания, происходит так называемый механический недожог. Топливо, не успев выгореть, остывает и превращается в зольные отложения, которые образуются в значительных объемах, и все это сбрасывается в зольный отсек. В дорогостоящих устройствах эти отсеки представляют собой емкости больших объемов, либо предусматривается механизированное шнековое удаление золы и недожженной фракции топлива (в конструкции которого предусматривается наличие датчиков и логических схем, что влечет за собой значительное удорожание устройства).

3. Прототип изготовлен из стали, которая со временем разрушается, уменьшая срок его службы, ее разъедает древесная кислота, которая всегда выделяется при горении древесины, и не разлагается при низких температурах горения.

В ГВТТ все эти негативы отсутствуют, так как горение происходит при высоких температурах, при которых древесная кислота как соединение углеводородов разлагается с выделением дополнительного тепла при прогоне ее через раскаленные прослойки углерода (это явление описано на интернет-ресурсе «Печи Кузнецова»).Также при высоких температурах происходит максимальное выгорание топлива и к раскаленным футерованным поверхностям ничего не прилипает.

В описании прототипа указано, что температура не поднимается выше 1000°С (при использовании сухого (влажность не выше 15%) топлива) и что такое горелочное устройство можно использовать для сжигания влажного топлива с содержанием влаги, достигающим 60%, однако это повышенное содержание влаги является балластом, снижающим КПД (забирая из зоны горения большое количество теплоты для своего прогрева).

В ГВТТ этот эффект отсутствует. В топке с высокотемпературной камерой сгорания горит топливо с влажностью до 60%, и не просто без ухудшения КПД, а и с увеличением этого показателя за счет запуска ряда эндотермических реакций высокой интенсивности с образованием горючих соединений, которые, окисляясь, выделяют дополнительное количество теплоты. Этот эффект начинается при температурах более 950°С. А в ГВТТ температура поднимается до уровня 1300°С, так как водяной газ при сгорании дает ее повышение (стр. 534 Менделеев Д.И. «Горючие материалы» (1893). — Соч., т. XI. М., Изд-во АН СССР, 1949).

Известным изобретениям, относящимся к энергетике (Патент RU 2015449, Патент RU 2168678 и другие), присущ узкий диапазон выдаваемых мощностей. Максимальные значения мощности превышают минимальные не более чем в три-четыре раза, и плохо справляются с задачей в короткий срок поднять температуру теплоносителя до нужного уровня (в условной системе отопления), потому как невозможно в «холодной» топочной камере быстро сжечь избыточный объем топлива. Нужен значительный временной задел для того, чтобы топливо разгорелось.

А в ГВТТ диапазон мощности намного больше (от 5 до 70 кВт), максимальные значения мощности превышают минимальные более чем в десять раз. Это дает возможность за более короткий промежуток времени поднять температуру теплоносителя до нужного уровня (в условной системе отопления). В раскаленном топочном пространстве переход мощности горения с 5 кВт до 70 кВт занимает не более секунды.

ГВТТ содержит корпус горелки 9 в виде прямоугольной четырехгранной призмы, внутренняя поверхность которой выложена слоем футеровки 16. В горелке 9 имеется пиролизный отсек 10, соединенный с трубой 7 шнека 6, которая снабжена воздушным патрубком 8 подвода воздуха в шнековую подачу топлива и шнеком 6 для подачи топлива, который связан с электрорегулируемым приводом мотор-редуктора 5 подачи топлива. Также к топливоподающим элементам горелки относятся: загрузочный люк топливного бункера 1, топливный бункер 2 прямоугольной формы с нижней частью в виде обратной пирамиды, в которой расположена ворошилка топлива 3, связанная с электрорегулируемым приводом мотор-редуктора 4 привода ворошилки 3. В корпусе горелки 9 также имеется зольное окно 12, смотровое окно 14, патрубок 15 подвода воздуха в камеру сгорания, имеющий тангенциальное расположение, что обеспечивает придание потоку воздуха вращательного движения, соединенный с устройством нагнетания (на схеме не указано), а также камера дожига 18, выполненная в форме прямоугольной четырехгранной призмы, в нижнюю часть которой входит сопло 17 горелки, а верхняя часть камеры дожига 18 выполнена в виде вертикально расположенных пластин с пространством между ними для выхода жара.

ГВТТ обеспечивает высокоэффективное высокотемпературное сжигание твердого сыпучего топлива, такого как опилки, отходы элеваторов, отходы деревообработки, пеллеты (в том числе низкокачественные) и тому подобное. Изобретение призвано решать задачи автономного отопления помещений и автономного обеспечения потребителей тепловой энергией. Также изобретение решает задачи утилизации измельченных горючих бытовых отходов.

В отличие от прототипа, в заявляемом техническом решении корпус выполнен в виде прямоугольной четырехгранной призмы, внутренняя поверхность которой выложена слоем футеровки. В корпусе горелки имеется пиролизный отсек, соединенный с трубой шнека (в которой имеется воздушный патрубок подвода воздуха в шнековую подачу топлива) и шнеком для подачи топлива, который связан с электрорегулируемым приводом мотор-редуктора подачи топлива. Также к топливоподающим элементам горелки относятся загрузочный люк топливного бункера, сам топливный бункер в виде прямоугольной четырехгранной призмы с нижней частью в виде обратной пирамиды, в которой расположена ворошилка топлива, связанная с электрорегулируемым приводом мотор-редуктора привода ворошилки. В корпусе горелки также имеется зольное окно, смотровое окно, патрубок подвода воздуха в камеру сгорания, соединенный с устройством нагнетания (на схеме не указано), а также камера дожига, выполненная в форме прямоугольного отсека, в нижнюю часть которого входит сопло горелки, а верхняя часть камеры дожига выполнена в виде вертикально расположенных пластин из жаростойкого материала с пространством между ними для выхода жара.

Отличительные признаки заявленной ГВТТ новы, достаточны и необходимы для выполнения поставленной задачи и имеют ряд положительных качеств, которые влияют на технический результат, а именно:

— внутренняя поверхность горелки выложена слоем футеровки, что препятствует утилизации тепла из зоны горения и создает в ней условия для достижения высокого уровня температур, приближая горение к адиабатическому;

— угол и интенсивность подвода воздуха в зону горения обеспечивают аэродинамику вертикального завихрения изотермических процессов;

— использование в конструкции горелки камеры дожига дает ГВТТ дополнительные преимущества, обеспечивая полное догорание горючих соединений;

— из-за непрерывных эндотермических процессов получаем значительную экономию топлива.

Все отличительные признаки находятся в причинно-следственной связи с полученным техническим результатом и позволяют на должном уровне решить поставленную задачу. Таким образом, признаки заявляемого технического решения являются существенными.

Сущность технического решения ГВТТ поясняется схемой.

ГВТТ работает следующим образом.

Вращением ворошилки 3 топлива, через электрорегулируемый привод мотор-редуктора 4 привода ворошилки 3, слежавшееся в бункере топливо разрыхленным подается на шнек 6 подачи топлива, который через электрорегулируемый привод мотор-редуктора 5 подачи топлива продвигает его в пиролизный отсек 10. Достигнув пиролизного отсека 10, при воздействии температур, из топлива начинает выделяться пиролизный газ, который продвигается к отсеку 11 образования кокса, толкаемый более высоким давлением, созданным подачей воздуха в патрубок 8 подвода воздуха в шнековую подачу топлива. Выделившийся пиролизный газ горит в отсеке 11 кругового вращения изотермических реакций 13, при участии воздуха, поданного через воздушный патрубок 15 подвода воздуха в камеру сгорания, тангенциальное расположение которого обеспечивает придание потоку вращательного движения, неоднократно проходя через раскаленный кокс в отсеке 11 образования кокса. После этого пламя через сопло 17 горелки попадает в раскаленную камеру дожига 18, в которой и происходит полное догорание всех способных гореть химических соединений, после чего раскаленные газы подаются на теплообменник (на схеме не указан).

Данное техническое решение новое и полезное, особенно когда остро стоит вопрос об альтернативных видах топлива.

Заявляемая ГВТТ конструктивно проста и технологически выполнима.

Горелка с высокотемпературной топкой, отличающаяся тем, что ее корпус выполнен в виде четырехгранной прямоугольной призмы, внутренняя поверхность которой выложена слоем футеровки, при этом в корпусе горелки имеется пиролизный отсек, соединенный с трубой подачи топлива, в которой имеется воздушный патрубок подачи воздуха и шнек подачи топлива, который связан с электрорегулируемым приводом мотор-редуктора подачи топлива, кроме того, в корпусе горелки имеется зольное окно, смотровое окно, воздух подается в камеру сгорания тангенциально относительно нее же с переходом в ней в круговое движение, имеется камера дожига в форме прямоугольной четырехгранной призмы, в нижнюю часть которой входит сопло горелки, а верхняя часть камеры дожига выполнена в виде вертикально расположенных пластин с пространством между ними.

Среди всего многообразия современных твердотопливных котлов особое место занимают пеллетные горелки. Главным их преимуществом является возможность работы в полностью автономном режиме на протяжении длительного времени. В отличие от дровяных и угольных агрегатов, подача топлива в камеру сгорания происходит в автоматическом режиме, а поддержание заданного температурного режима осуществляется с помощью электронного блока управления.

Пеллетная горелка своими руками

Производительность и КПД пеллетного котла зависит, прежде всего, от эффективности работы горелочного устройства, именно этот модуль обеспечивает равномерное сгорание топлива нагрев теплоносителя до заданной температуры. В статье будут проанализированы устройство и принцип работы пеллетных модулей и приведены рекомендации по самостоятельному изготовлению этого агрегата.

Устройство и принцип действия пеллетной горелки

Большинство пеллетных горелок предусматривает наличие следующих модулей:

• Шнекового конвейера, посредством которого осуществляется подача гранулированного топлива в камеру сгорания;
• Приводного электродвигателя;
• Электронным контроллером, отслеживающим параметры сгорания топлива и обеспечивающим внесение своевременных корректив в работу устройства;
• Специального датчика, контролирующего количество кислорода в отработанных газах;
• Гофрированного рукава, позволяющего предотвратить возгорание пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
• Камеры сгорания со встроенной колосниковой решеткой;
• Нагнетающего вентилятора, обеспечивающего подачу воздуха, необходимого для эффективного сжигания пеллет. Количество подаваемого в камеру сгорания воздуха зависит от частоты вращения вентилятора и регулируется автоматикой в зависимости от выбранного температурного режима;
• Электрического ТЭНа, обеспечивающего автоматический розжиг гранул в камере сгорания.

Принцип работы пеллетной горелки

Из внешнего бункера гранулы попадают в загрузочное окно шнекового транспортера, который доставляет пеллеты в камеру сгорания горелки. Интенсивность горения зависит от количества поступающего в камеру сгорания топлива, непосредственно связанного с частотой вращения вала приводного электродвигателя. Необходимая для обеспечения заданного температурного режима частота вращения двигателя регулируется электронным контроллером.

Не менее важным фактором для обеспечения стабильности процесса горения и полного сжигания топлива является наличие в камере сгорания достаточного количества кислорода. В пеллетных модулях подача воздуха в камеру сгорания осуществляется с помощью специального вентилятора, также управляемого электронным контроллером.

Схема регулировки температуры теплоносителя выглядит следующим образом:

1. Из бункера, с помощью шнекового транспортера пеллеты поступают в камеру сгорания. Одновременно с этим, включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха.
2. По сигналу контроллера происходит воспламенение гранул с помощью электрического ТЭНа;
3. Как только температура теплоносителя достигает заданного значения, термодатчик передает соответствующий сигнал электронному блоку управления, который переводит устройство в ждущий режим;
4. В случае снижения температуры теплоносителя ниже запрограммированного значения, датчик температуры снова подает сигнал на электронный контроллер. Автоматический блок управления включает вентилятор, обеспечивая тем самым дополнительный приток кислорода в камеру сгорания. Избыток кислорода приводит к увеличению интенсивности процесса горения и теплоноситель вновь разогревается до заданной температуры.
5. Если в ждущем режиме произошло затухание гранул, АСУ подает соответствующий сигнал на электрический ТЭН, обеспечивающий автоматический розжиг.

Несмотря на то что принцип работы пеллетной горелки не отличается особой сложностью, стоимость этого агрегата достаточно высока. Для сокращения материальных затрат, связанных с переоборудованием котла на пеллетное топливо, некоторые владельцы твердотопливных отопительных агрегатов изготавливают пеллетную горелку своими руками. Как и любое другое производство, изготовление этого устройства начинается с создания комплекта технической документации, проще говоря, чертежей.

Использование пеллет

В местностях, где нет централизованного подвода газа, пеллеты являются максимально эффективным и сравнительно недорогим топливом. При сгорании 1 кг пеллет выделяется тепловая энергия, которая равна той, что будет произведена после сгорания половины литра дизельного топлива. Общая отдаваемая мощность 5 кВт/ч. Для обогрева одноэтажного дома в местности, где зимы не слишком суровые будет уходить примерно 50 кг пеллет в сутки. Преимущество состоит в том, что засыпать их можно раз в несколько суток в зависимости от модели котла. Пеллеты помещаются в специальный бункер, из которого автоматически подаются в горелку. Обслуживать самодельную пеллетную горелку придется два раза в неделю.

Одним из недостатков использования пеллет и пеллетных горелок является возможность обратной тяги. В этом случае огонь может вырываться в бункер. Последствия такого процесса будут не самые приятные, ведь это будет хороший пожар. Вторым нюансом, которые требует особого внимания в отношении пеллетной горелки – количество и интенсивность подачи воздуха. Пеллеты довольно легкие, поэтому излишний поток может их попросту сдуть с устройства, и они останутся несгоревшими. При меньшей подаче воздуха пеллеты также не сгорают полностью, что приводит к необходимости чистки горелки. Чтобы весь процесс горения пеллет был правильным, он должен иметь определенную последовательность.

Для розжига необходимо применять специальную зажигалку, которая представляет собой керамический стержень. Она не воздействует прямым огнем на пеллеты, а разогревается до температуры свыше тысячи градусов. Такой подход необходим, чтобы при розжиге пеллет, пламя не ушло в бункер с топливом. Следующим шагом подается требуемое количество воздуха, которое необходимо для того, чтобы факел горения был ровным и стабильным. Далее идет выход на рабочий режим. Это происходит за счет большего количества воздуха, который подается в пеллетную горелку. При этом важным фактором является огонь без дыма. Остановка происходит за счет полного прекращения подачи воздуха в пеллетную горелку.

Как составить чертеж пеллетной горелки

Прежде чем приступить к разработке чертежей, необходимо тщательно изучить существующие конструкции. Это позволит правильно подобрать материал и избежать ошибок при проектировании.

Наличие чертежей существенно упрощает процесс изготовления агрегата. Комплект чертежей пеллетной горелки должен включать в себя деталировку основных узлов и сборочный чертеж агрегата, на котором обязательно обозначаются:

1. Камера сгорания;
2. Емкость для загрузки пеллет;
3. Шнековый транспортер;
4. Нагнетающий вентилятор.

При индивидуальном использовании, элементы конструкции могут отображаться схематично, без проработки конкретных деталей, однако габаритные и присоединительные размеры должны быть указаны с максимальной точностью. Чертежи отдельных деталей должны содержать исчерпывающую информацию о конфигурации и используемом материале.

В зависимости от выбранного типа чертежи агрегата могут иметь ряд существенных отличий.

Установка котла

После того как все узлы соединены в единое целое, начинается монтаж котла. Для этого предусматривается специальное помещение.

Располагается печь на полу, сделанном из негорючего материала. Это может быть бетон или керамическая плитка. Поверхность выравнивается по уровню. Расстояние до ближайшей стены выдерживается не менее 100 см. Это необходимо еще и для того, чтобы была возможность проводить ремонт.

Так выглядит пеллетная горелка снаружи.

Гравитационная пеллетная горелка: изготовление

Самостоятельное изготовление этого модуля позволит сэкономить от 300 до 2500$. Кроме этого, использование гравитационной пеллетной горелки позволяет полностью отказаться от подключения котла к электросети. В этом случае гранулированное горючее поступает в камеру сгорания непосредственно из бункера, а подача воздуха обеспечивается за счет естественной тяги. Регулировка интенсивности сгорания топлива регулируется изменением положения шиберной заслонки дымохода.

К недостаткам таких систем относятся:

• Возможность возгорания пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
• Снижение КПД установки до 85-90%;
• Необходимость ручной регулировки подачи гранул и положения шиберной заслонки.

Материалами для самостоятельного изготовления гравитационной горелки могут служить:

• Труба из жаростойкой стали с толщиной стенки не менее 4 мм используется для изготовления камеры сгорания;
• Листовая конструкционная сталь толщиной 3 – 4 мм применяется для изготовления фланца крепления;
• Основной бункер может быть сварен из листовой стали толщиной 2-3 мм.

Поскольку данный тип горелки не предусматривает подключения к электросети, установку автоматической системы управления и электродвигателя, затраты на изготовление агрегата будут минимальны.

Принцип работы

Все пеллетные установки, которые можно приобрести в магазине, оборудованы дополнительными узлами:

• Шнек – осуществляет подачу топлива от бункера в камеру для сжигания;
• Контроллеры для автоматизации процесса работы;
• Бункер – место, в котором топливо располагается до подачи в камеру сжигания;
• Лямбда-зонд – специальный датчик, который следит за содержанием кислорода в дымовых камерах и самостоятельно контролирует процесс горения топлива в зависимости от условий.

Пеллетную горелку обязательно защищают пластиковой гофрированной трубой. Она выступает в качестве предохранителя при возникновении обратной тяги. Если огонь начинает двигаться в сторону бункера, труба перегорает, предотвращая распространение пламени.

Дополнительно используется вентилятор, который усиливает горение пеллет путём нагнетания воздуха, а также термоэлектрический нагреватель, позволяющий разжигать топливо без вмешательства человека.

В автоматизированных устройствах пеллеты в камеру для сжигания подаются в автоматическом режиме, от человека требуется только следить за количеством топлива в бункере. Необходимость подачи топлива в камеру для сжигания определяется с помощью термодатчиков (могут следить за температурой воздуха в помещении, за температурой воды, либо любыми другими окружающими показателями в зависимости от режима работы оборудования).

Нужная температура теплового носителя устанавливается пользователем, все дальнейшие повышения и понижения контролируются с помощью автоматизированного оборудования. Как только температура доходит до установленного уровня, горелка начинает работать в режиме ожидания (пеллеты не тухнут, они начинают тлеть). Если температура, напротив, понизилась, контролер активирует встроенный вентилятор. Под действием воздуха пеллеты разгораются, горелка переходит в рабочий режим. Если за время простоя пеллеты по какой-либо причине погасли, активируется ТЭН, который осуществляет повторный розжиг.

Факельная пеллетная горелка: изготовление

В отличие от гравитационной, факельная горелка оснащается шнековым транспортером, вентилятором и электронным контроллером, что существенно увеличивает материальные расходы на изготовление агрегата. Несмотря на это, такая конструкция получила широкое распространение благодаря следующим достоинствам:

• Высокой производительности;
• Неприхотливостью к качеству используемых гранул;
• Возможности работы в автономном режиме, при этом длительность работы обусловлена исключительно емкостью топливного бункера;
• Высокой степени пожарной безопасности.

Для изготовления фекальной пеллетной горелки своими руками потребуется приобрести:

• Низкооборотный электродвигатель (или два, в зависимости от конструкции подающего механизма);
• Вентилятор, который будет обеспечивать принудительную подачу воздуха в камеру сгорания;
• Электронный контроллер, отслеживающий изменения температуры теплоносителя и подающего соответствующие сигналы на исполнительные механизмы устройства.

Что касается самого процесса изготовления, он значительно сложнее чем процесс изготовления гравитационной горелки, поскольку возникает необходимость монтажа термодатчиков и подключения электронной системы управления. Материалы для изготовления агрегата не отличаются от предыдущего варианта.

Есть ли смысл делать?

Часто перед человеком, желающим установить в своем доме подобный агрегат, возникает вопрос, нужно ли собирать печь на пеллетах своими руками или лучше всего приобрести уже готовый вариант. Нужно помнить, что в первом случае человек сможет создать агрегат, который будет по всем параметрам подходить под существующие условия, а во втором – придется использовать уже готовую к работе конструкцию, но не учитывающую индивидуальных особенностей помещения. Если же сомнения вызваны видом используемого топлива, то здесь требуется знать, что пеллет – это вид переработанных отходов древесного и сельхозпроизводства, что делает топливо эффективным в плане выработки тепла, но экономичным по стоимости. Подобная самодельная печь является экологически безопасной, так как:

• не загрязняет воздух,
• не содержит в испарениях вредных компонентов,
• не требуют специальных заготовок топлива, что исключает рубку деревьев.

Важно помнить: пеллеты необходимо хранить в особых условиях, так как они очень легко загораются, что может стать причиной пожара в помещении.

Взвесив все «за» и «против» человек сможет понять, есть ли ему смысл делать такой котел своими руками или приобретать уже готовый к эксплуатации.

Ретортная пеллетная горелка: изготовление

Подача гранулированного горючего в таких устройствах, также как и в факельных, осуществляется с помощью шнекового транспортера. Отличием является то, что гранулы подаются снизу. Необходимый для горения воздух нагнетается через специальные отверстия в стенках реторты. Для эффективной работы такого устройства необходим контроллер, своевременно реагирующий на изменение температуры теплоносителя и вносящий необходимые коррективы в работу шнека и вентилятора.

В отличии от факельных устройств, пламя в ретортной пеллетной горелке направлено вверх, поэтому конструкция теплообменника у этих агрегатов сильно отличается. К недостаткам ретортных систем относятся:

• Возможность частого засорения отверстий воздуховода, приводящего к затуханию устройства;
• Необходимость ручной очистки реторты от продуктов сгорания и остатков гранулированного топлива;
• Отсутствие разрывов в подаче гранул. В случае возникновения обратной тяги сохраняется возможность возгорания находящихся в бункере пеллет.

В качестве материала для чаши могут быть использованы жаростойкие марки стали и чугун. В некоторых моделях реторта может быть изготовлена из керамобетона или шамота.

Трудоемкость изготовления такого устройства в бытовых условиях довольно велика, поскольку помимо слесарных и сварочных работ потребуются навыки в области подключения электронных систем управления.

Пеллеты

Различные отходы лесозаготовительных или деревообрабатывающих предприятий, реже агропромышленных комплексов, спрессованные в цилиндрические мини-брикеты, являются новым видом твёрдого топлива – пеллетами. Для их производства используются опилки и мелкая стружка, ветки, кора, листья и хвоя, торф, зерноотходы, солома, жмых, лузга и многие другие производственные отходы.

Производя пеллеты, владелец деревообрабатывающего, мукомольного или любого другого производства решает сразу две задачи:

1. Обеспечение потребителя экономичным, удобным, практичным твёрдым топливом.
2. Утилизация отходов, приносящая дополнительную прибыль.

До недавнего времени пеллеты использовались лишь как наполнители кошачьих туалетов или мульча и удобрение для огородных растений.

Автоматика для пеллетной горелки своими руками

Наиболее сложным этапом в изготовлении пеллетной горелки является изготовление и монтаж электронных модулей управления. Если рассматривать этот вопрос с теоретической точки зрения, при наличии специальных знаний, можно изготовить контроллер своими руками, однако на практике это практически невозможно. Кроме того, стоимость комплектующих сведет экономию средств к минимуму, а результат может оказаться весьма сомнительным. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении горелки, контроллер, датчики и другую автоматику лучше приобрести в специализированном магазине.

Для эффективной работы горелки автоматика должна обеспечить:

• Дозировку подачи пеллет и управление шнековым транспортером;
• Автоматический розжиг и гашение;
• Регулировку подачи воздуха за счет изменения частоты вращения вентилятора;
• Оценку количества теплоносителя в отопительном контуре;
• Контроль температуры теплоносителя в водяной рубашке котла;
• Оценку параметров тяги в дымоходе.

Невыполнение даже одного из этих условий может привести к выходу из строя не только отопительного котла, но и всей отопительной системы.

Изготовление пеллетной горелки трудоемкий и ответственный процесс, однако, при наличии необходимых знаний и оборудования, изготовить такое устройство самостоятельно вполне возможно. Особое внимание следует уделить выбору параметров и монтажу электронных управляющих систем, именно от корректности их работы будет зависеть эффективность работы котла.

Схемы обвязки

Схема обвязки зависит от принципа движения теплоносителя по трубам. В системах применяется естественная или принудительная циркуляция.

Особенности естественной циркуляции

Теплоноситель естественным путем движется по трубам. В такой системе отопления отсутствует насос. Здесь циркуляция происходит исключительно по законам физики: более холодная среда вытисняет более горячую и менее плотную.

Фото 2. Схема обвязки пеллетного котла с естественной циркуляцией. Для её правильной работы необходим определенный уклон системы.

Преимущества системы отопления с естественной циркуляцией:

• низкая стоимость котла и простота установки;
• дешевое обслуживание;
• быстрое восстановление работы в случае поломки или сбоя.

Недостатки:

• Данная схема обвязки применяется только в одноконтурной системе.
• Обвязка подходит для помещений небольших размеров.

С принудительной циркуляцией

Циркуляционный насос в отопительной системе дает возможность обогревать дома и производственные помещения любой площади. Такая система отопления имеет свои недостатки:

• Дорогостоящая установка.
• Сложная схема. Она состоит из большого количества элементов, поэтому незнающий человек не сможет разобраться во всех деталях.
• Элементы системы обогрева дома должны быть выровнены относительно друг друга.
• Зависимость от наличия электроэнергии. Циркуляционный насос будет работать только при подаче к нему тока.

Фото 3. Схема обвязки пеллетного котла с принудительной циркуляцией. В систему устанавливается специальный насос.

Основные преимущества

Пеллеты представляют собой цилиндрические гранулы диаметром 4−10 мм и длиной 15−50 мм. В качестве сырья для их изготовления можно использовать различные природные материалы. Чаще всего пеллеты своими руками в домашних условиях делают из следующего сырья:

1. Отходов деревообрабатывающих предприятий — наиболее качественными являются гранулы из опилок.
2. Коры, веток, а также сухой хвои и листвы.
3. Отходы агропромышленного комплекса.
4. Торфа — использование этого вида топлива позволяет добиться максимальной теплоотдачи.

В этом видео вы узнаете, как сделать пресс для брикетов:

Качество гранул во многом зависит от используемого сырья. Лучше всего использовать топливо, изготовленное из древесных опилок. Так как древесные отходы в топливе премиум-класса имеют высокую степень очистки, то изготовить их самостоятельно довольно сложно.

Также промышленные сорта могут содержать и определенное количество примесей — кору, хвою, листья. Они обладают более высокой зольностью, но при этом показатель энергоемкость остается высоким. Для производства пеллет в домашних условиях чаще всего используют различные виды отходов деревообработки и сельхозпроизводства.

Среди основных преимуществ этого вида топлива можно отметить:

1. Содержание вредных веществ минимально, и при его сгорании в основном выделяется углекислый газ с водяным паром.
2. Может использоваться в котлах длительного горения.
3. Не требуется много места для хранения.
4. Так как в процессе производства не нужно использовать химические ингредиенты, то риски развития аллергических реакций минимальны.
5. Обладает высоким показателем теплоотдачи.
6. Пеллетное топливо не подвержено процессам внутреннего гниения, что исключает самовозгорание.

У данного вида топлива множество преимуществ

Разбираемся в конструкции

Огромный ассортимент материалов и доступность информации позволят не испытывать сложностей с изготовлением котла.

Но любой самодельный агрегат, в том числе и твердотопливный котел, требует для сборки знаний тонкостей конструкции и производственного процесса.

Что необходимо иметь

Для выполнения работ понадобится:

• эскиз;
• навык выполнения сварочных работ;
• умение пользоваться газовым резаком;
• навыки конструктора для того, чтобы правильно выполнить разметку и раскрой материала;
• навыки каменщика;
• , работающий на твердом топливе, потребует умения пользоваться электрическими инструментами: например, резьба болгаркой или электроножницами по металлу.

Сбор материала

Для того чтобы приступить к работе, необходимо запастись материалом. Обязательно понадобятся:

• огнеупорный кирпич, строительный песок (глина);
• трубы прямоугольного и круглого профиля, листовой металл;
• колосники;
• дверки для топочного и зольного отверстия;
• чугунная плита для приготовления пищи;
• водонагреватель и насос для циркуляции воды;
• гравий или щебень, вода.

Инструменты

Производственный процесс не обойдётся без болгарки (электрических ножниц по металлу), сварочного аппарата. Также понадобится газовый резак, для работы которого необходим кислородный баллон и баллон с пропаном.

Также стоит запастись маркером по металлу, уровнем, метровой линейкой, шпателем, щипцами, пассатижами, электрической дрелью с набором свёрл. В целях безопасности обязательно нужно подготовить средства индивидуальной защиты — маски и очки. Можно приступать к работе.

Угольные горелки, или Как автоматизировать твердотопливный котёл без газа?

Проблема твердотопливных котлов – периодичность работы, вызванная необходимостью регулярно вручную «подбрасывать дровишки» вместо сгоревших. Отсюда – затруднение применять твердотопливные котлы с водяными тёплыми полами. Да и с радиаторной системой тоже: уехав надолго, можно вернуться в насквозь промёрзший дом с размёрзшимися батареями. Но по ряду причин не всегда возможно заменить твердотопливный котёл газовым. Вот и приходится ухищряться сделать свой твердотоп автоматическим. Угольные горелки для твердотопливных котлов – один из достойных способов избавиться от ежедневного обслуживания котла.

Что такое угольная горелка, каково её назначение?

Это устройство для автоматической подачи топлива в твердотопливный котёл. Топливо в данном случае – это мелкий уголь.

Где применяются угольные горелки?

Применяются угольные горелки в твердотопливных котлах, как в промышленных, так и в бытовых, – для нагревания теплоносителя системы отопления или воды для ГВС.

Как устроена угольная горелка?

Угольная горелка состоит из:

• лотка, в который топливо подаётся и там сгорает;
• шнека, подающего топливо;
• привода, вращающего шнек

Другие необходимые устройства:

• бункер для хранения запаса угля;
• вентилятор, нагнетающий воздух в горелку;
• контроллер, регулирующий работу горелки и вентилятора;
• датчики слежения за температурой воды.

Перечисленные устройства легко узнаваемы на фото:

Принцип работы угольной горелки

Контроллер, получая сигнал датчиков о необходимости подогреть воду, включает электродвигатель привода. Шнек, вращаясь от привода, толкает уголь из бункера в топку котла – в лоток горелки. Топливо горит и нагревает воду в теплообменнике котла.

Если датчик «говорит», что вода нагрета достаточно, контроллер замедляет вращение привода или отключает совсем.

Виды угольных горелок:

Есть три вида горелок:

— ретортная:

— лотковая:

— факельная – внешне похожа на лотковую, отличается только принципом подачи топлива в зону сгорания.

Ретортная и лотковая менее чувствительны к качеству топлива, чем факельная.

Плюсы использования угольных горелок в твердотопливных котлах:

• автоматическая работа, как следствие, высвобождение времени домочадцев;
• простота монтажа;
• устанавливается в любой твердотопливный котёл;
• не нужно платить за проект и подключение, как в случае с газовым оборудованием;
• возможность автономности отопления;
• окупаемость от 2…3 месяцев до 2-х лет (в зависимости от цены топлива, мощности горелки);
• КПД – 90…94%;
• минимальная потребность в обслуживании;
• долговечна, т. к. изготовлена из чугуна;
• наличие необходимых защит (от перегрева, от заклинивания шнека и т. д.);
• универсальность в плане используемого топлива (не только уголь, а и пеллеты).

Минусы угольных горелок:

• автономность такого котла относительная – нужно электричество для привода шнека и вентилятора. Впрочем, эта проблема решается добавлением в систему инвертора с аккумуляторами, т. к. энергопотребление названных устройств для бытовых котлов невелико (вентилятора – в пределах 100 Вт, двигателя привода – 90…180 Вт);
• цены на угольные горелки немаленькие. Но если сравнить с ценами на проект газификации дома, плюс цены на газовые котлы, плюс мутотень со сбором разрешительных «бумажек», да вдруг захочется в будущем пристроить к дому отапливаемое помещение и придётся переделывать проект, да ежегодное обслуживание газового оборудования… Есть, о чём подумать.

Итак, угольные горелки – это возможность получить автоматический отопительный котёл, не заменяя твердотопливный газовым и не ввязываясь в лишние отношения с коммунальными службами.

угольные горелки

Как сделать пеллетную горелку своими руками: описание и чертежи

Среди всего многообразия современных твердотопливных котлов особое место занимают пеллетные горелки. Главным их преимуществом является возможность работы в полностью автономном режиме на протяжении длительного времени. В отличие от дровяных и угольных агрегатов, подача топлива в камеру сгорания происходит в автоматическом режиме, а поддержание заданного температурного режима осуществляется с помощью электронного блока управления.

Пеллетная горелка своими руками

Производительность и КПД пеллетного котла зависит, прежде всего, от эффективности работы горелочного устройства, именно этот модуль обеспечивает равномерное сгорание топлива нагрев теплоносителя до заданной температуры. В статье будут проанализированы устройство и принцип работы пеллетных модулей и приведены рекомендации по самостоятельному изготовлению этого агрегата.

Ротационные горелки

ТИПОРЯД РОТАЦИОННЫХ ГОРЕЛОК RAY

BGE — ротационные горелки для сжигания легких и тяжелых видов жидкого топлива
BGEC — ротационные комбинированные газо-жидкотопливные горелки
EG — ротационные газовые горелки с нижним дутьем

Ротационные горелки компании RAY — International представляют собой высокопроизводительные горелки и предназначены для сжигания всех стандартных типов газового, легкого и тяжелого жидкого топлива, а также возможно сжигание нестандартных видов жидкоготоплива (по индивидуальному запросу). Воздух для сжигания подается отдельно установленными вентиляторами, обеспеспечивающими подачу первичного и вторичного воздуха. Работа горелки должна быть обеспечена небольшим избыточным давлением в топочной камере, max 20 мбар.

Ротационные дизельные горелки

Ротационные горелки BGE
Диапазон мощностей: 349,0 — 29 070,0 кВт
Расход топлива составляет: 30,0 — 2 500,0 кг/час

Ротационные комбинированные горелки

Ротационные комбинированные горелки для сжигания легких и тяжелых видов жидкого топлива и газового топлива
Ротационные комбинированные горелки BGEC
Диапазон мощностей: 349,0 — 29 070,0 кВт
Расход газа составляет: 35,0 — 2 907,0 нм3/ч
Расход жидкого топлива составляет: 30,0 — 2 500,0 кг/час

Ротационные газовые горелки

Ротационные газовые горелки EG
Диапазон мощностей: 232,0 — 29 070,0 кВт
Расход газа составляет: 23,0 — 2 907,0 нм3/

Принцип работы ротационных горелок:
При работе на жидком топливе, топливо подается для сжигания через топливную трубу во впускное отверстие внутренней стенки распылительного стакана. Благодаря центробежной силе во вращающемся распылительном стакане,топливо равномерно распределяется в виде тонкой пленки на внутренней поверхности стакана после чего отбрасывается от кромки стакана. В направлении противоположном вращению распылительного стакана подается распыляющий первичный воздух, через воздухонаправляющую форсунку на образовавшуюся топливную пленку,которая затем отбрасывается и распыляется.Образовавшийся топливный туман, состоящий из распыленной топливной пленки и воздуха для сжигания образовывает горючую смесь. Регулировка горелок производиться во всем диапазоне регулирования, при механическом регулировании посредством системы тяг, а при электронном регулировании через многоканальную систему регулирования, через сервоприводы приводящие в действие систему тяг. Горелки оснащаются газовыми и дизельными запальниками для осуществления «мягкого розжига», что особенноважно для мазутных горелок. В штатном исполнении имеют модулируемое исполнение с плавным изменением расхода топлива во всем диапазоне нагрузок. Ротационная чаша горелки позволяет распылять жидкость при вязкости до 40-45 мм2/с, что в зависимости от марки соответствует температуре мазута 75-95°C. По этому мазутные ротационные горелки не оборудуются электрическими подогревателями. Содержание твердых негорючих частиц в мазуте не оказывает существенного влияния при его сжигании в ротационных горелках и не требует установки фильтров тонкой очистки.

Благодаря много вариантному конструктивному исполнению и возможности регулирования геометрии пламени, ротационные горелки RAY могут устанавливаться на все типы водотрубных и жаротрубных котлов российского и европейского производства.

Принципиальная схема подачи воздуха и топлива ротационной горелки RAY

		Условные обозначения: 1 — прибор для контроля пламени; 2 — магнитный клапан воспламенительного состава; 3 — поджигающий трансформатор; 4 — запальная горелка; 5 — ручное мгновенное замыкание; 6 — трехходовой магнитный клапан; 7 — выключатель с предохранительной блокировкой; 8 — первичный пневматический регулирующий клапан; 9 — серводвигатель; 10 — предохранительный термостат 11 — измерительный блок со стрелочным термометром и масляным манометром; 12 — комбинированный регулятор с маслорегулирующим клапаном; 13 — регулятор давления масла; 14 — запорные краны; 15 — ротационная горелка; 16 — приемник воздуха; 17 — футеровочное кольцо; 18 — реле давления первичного воздуха; 19 — реле давления вторичного воздуха; 20 — пневматический регулирующий клапан вторичного воздуха; 21 — вторичный воздушный вентилятор вторичного воздуха; 22 — воздушный вентилятор первичного воздуха.

РОТАЦИОННЫЕ ГОРЕЛКИ RAY

Разрез ротационной комбинированной газо-мазутной горелки RAY

Условные обозначения:
1 — футеровочное кольцо;
2 — воздухопроводные пластинки;
3 — газораспределительное кольцо;
4 — маслораспределительный ковш;
5 — подача первичного воздуха;
6 — подача газа;
7 — подача мазута;
8 — мазутный магнитный клапан;
9 — электрическое зажигание газа
или жидкого топлива, контроль
пламени.

Чтобы соответствовать будующим требованиямзащиты от шума, горелки оснащены снаружимонтируемой первичной воздуходувкой.Обе воздуходувки могут совместно употреблятьсядля защиты от шума.

Схема регулирования подачи мазута и воздуха

	— регулирующий клапан для подачи мазута; — вентель ручного мгновенного замыкания; — запорный клапан; — двухконтурный регулятор температуры; — кулачковый регулятор; — серводвигатель; — конечные выключатели 2 шт.

Высокопроизводительные горелки RAY серий BGE, BGEC и EG являются результатом многолетнего опыта в производстве и применении жидкотопливных, газовых и жидкое топливо- /газ комбинированных горелок. Горелки RAY горелки пригодны для полностью автоматического отопления котлов различных конструкций, всоответствии с оснащением горелок для избыточного давления в топке или режима всасывания, кроме того, для отопления нагревателей воздуха, сушилок, промышленных печей, т.е. практически для всехтопочных установок с теплопотреблением от 1 Гигакал/час до 35 Гигакал/час где необходима экономичная и надежная горелка с полностью автоматический режимом работы.
Высокопроизводительные вращательно-распылительные горелки RAY серий BGE предназначены для сжигания всех видов минеральных масел. Высокопроизводительные газовые горелки RAY серий EG предназначены для сжигания всех видов горючих газов. В своем оснащении они также приспособлены для полностью автоматической работы и применимы в том же диапазоне мощностей, как и вращательно-распылительные горелки RAY. Комбинированные горелки RAY серии BGEC объединяют в себе жидкотопливные и газовые горелки. Для обоих видов топлив необходимы вентилятор воздуха для сгорания, блок регулирования иконтрольно — управляющая автоматика. Применение комбинированных горелок позволяет выбирать вид топлива в соответствии с экономическими или призводственно- техническими условиями. Высокопроизводительные комбинированные горелки RAY предназначены и для одновременногосжигания жидкого топлива и газа. Такое исполнение имеет большое преимущество, например тогда, когда существует договорное ограничение в количестве поставки газа. Нормальное теплопотребление достигается сжиганием газа, а пиковое – дополнительным автоматическим подключением жидкоготоплива. Благодаря этому является возможным исполнение договора ограничения поставки газа безпере- или недорасхода. Если Вам необходима топочная установка в такой форме, то пожалуйста сделайте запрос. Мы проконсультируем Вас при выборе необходимой топочной установки из нашей обширной программы поставок на основании многолетнего опыта. Наша сфера деятельности включает консультации, планирование и исполнение комплектных топочных установок на жидком топливе и газе, а также обслуживание и сервис опытными специалистами.