W numerze 2/2011 GLOBEnergii przedstawiono technologie kotłów na biomasę małej mocy, tj. do 50 kW. Jednak oprócz rynku małych kotłów rozwija się także rynek średnich i dużych kotłów na biomasę stosowanych w kotłowniach osiedlowych, przemysłowych itp. Są to przeważnie kotły z automatycznym podawaniem paliwa nawet niezbyt dobrej jakości. Istnieją rozwiązania do spalania odpadów drzewnych, zrębków, peletów, a także słomy w balotach.

 

Kotły zasypowe stałopalne na drewno, trociny, zrębki

 

Jednym z najprostszych rozwiązań kotłów na biomasę są kotły wsadowe, zasypowe. Są to najtańsze rozwiązania – producenci oferują kotły wsadowe do mocy nawet 700 kW. Kotły te mają konstrukcję stalową, spawaną, z rusztami wodnymi. Rozwiązania te mają dmuchawy doprowadzające powietrze do kotła, często rozdzielone na dwa strumienie – powietrza pierwotnego i wtórnego. Kotły te wymagają jednak obsługi zarówno w zakresie zasypu komory spalania, jak i częstego czyszczenia wymienników, wybierania popiołu, rozpalania itp. Kotły te są ekonomicznym rozwiązaniem, dla gospodarstw rolnych, suszarni czy nawet kotłowni osiedlowych. Paliwo stanowią: drewno kawałkowe, zrębki, trociny, kora o wilgotności do 30–35%. Jako paliwo zastępcze może być stosowany węgiel. Sprawność nominalna kotłów tego typu wynosi ok. 78-82%. Stałopalność tych kotłów w zależności od spalanego paliwa i jego jakości wynosi od 2 (kora, trociny) do 6 (drewno kawałkowe) godzin. W celu zapewnienia optymalnej pracy kotła ze sprawnością nominalną niezbędne jest zastosowanie akumulatora ciepła.

 

Kotły wsadowe na słomę

 

kotły na biomasę dużej mocyZupełnie innym zagadnieniem jest spalanie biomasy w postaci balotów słomy. Kotły do tego służące mają spore gabaryty (rys. 2) z uwagi na niską gęstość energetyczną słomy oraz szybko zachodzący proces jej spalania. Dostępne moce kotła wynoszą nie mniej niż 25 kW. Urządzenia o mocach nieprzekraczających 120 kW ładowane są ręcznie i spala się w nich małe prostopadłościenne kostki słomy. Większe kotły, np. o mocy do 600 kW, mogą być zasilane zarówno balotami okrągłymi, jak i dużymi kostkami w kształcie prostopadłościanów. Przykładowo, w kotle na słomę Metalerg RM 03-3 o mocy 600 kW zmieści się aż 48 małych balotów prostopadłościennych i tylko dwa baloty prostopadłościenne duże lub dwa baloty o kształcie walca. W przypadku dużych bali prostopadłościennych, czy okrągłych, załadunek następuje za pomocą ładowacza czołowego. Najbardziej efektywnym sposobem spalania słomy jest system przeciwprądowy, w którym to powietrze do spalania dostarczane jest wentylatorem. Kocioł opalany słomą zbudowany jest z:

 

• komory załadowczej, do której dostarczane jest powietrze pierwotne oraz następuje wydzielenie składników lotnych,

• komory spalania gazów – do niej wdmuchiwane jest powietrze wtórne, powodując utlenianie powstałych wcześniej gazów,

• wymiennika ciepła, w którym oddawane jest ciepło zawarte w spalinach.

 

Celem utrzymania wysokiej temperatury spalania komora załadowcza, jak i komora spalania, wyłożone są szamotem. Słoma spala się bardzo szybko, z tego powodu producenci kotłów na słomę zalecają stosowanie dużych buforów ciepła – np. dla kotła o mocy nominalnej 180 kW powinno się zastosować bufor o pojemności minimum 10000 litrów. Kotły na słomę doskonale nadają się do ogrzewania budynków w gospodarstwach rolnych, szklarni, ferm itp.

 

Kotły z automatycznym podawaniem paliwa

 

Kotły wyposażone w automatyczne podajniki charakteryzują się bardziej skomplikowaną budową. Oprócz urządzeń mechanicznych, takich jak podajniki ślimakowe, kotły te mają również rozbudowane systemy sterowania prędkością podawania paliwa i nawiewu powietrza, a także zapalarkę paliwa i sondę lambda. Takie systemy pozwalają na ograniczenie obsługi kotłów do minimum…..

 

Grzegorz Pełka
Wojciech Luboń
GLOBEnergia, AGH KSE

 

Czytaj całość w GlobEnergia 6/2011

okładka globenergia 6-2011Image43