Obecnie na rynku można wyróżnić dwie kategorie urządzeń do spalania biomasy: proste i zaawansowane technologicznie. Pierwsza grupa to kotły z ręcznym rozpalaniem, bez zaawansowanej automatyki, wymagające nadzoru i prostych czynności obsługowych, takich jak uzupełnienie paliwa w zbiorniku przy kotle oraz czyszczenie elementów wewnętrznych kotła. Drugą grupę stanowią urządzenia nowoczesne, zaawansowane technologicznie, z bogatą automatyką, niewymagające bieżących czynności obsługowych, które charakteryzują się wysoką sprawnością energetyczną i wysokimi walorami użytkowymi.

 

Nowoczesne kotły do spalania peletu działają w sposób automatyczny i jedynymi czynnościami obsługowymi są: opróżnianie zbiornika z popiołu, napełnienie magazynu paliwa oraz sezonowy serwis systemu, analogiczny jak przy kotłach na gaz lub olej opałowy. Systemy grzewcze oparte na kotłach do spalania biopaliw stałych można podzielić na systemy do spalania biopaliwa w postaci rozdrobnionej, takiej jak pelety lub zrębki (fot. 1) oraz na systemy do spalania biopaliw stałych w postaci nierozdrobnionej, tzw. polana (fot. 2). Urządzenia te pomimo różnic mają dużo cech wspólnych, związanych z automatyką, sterowaniem oraz systemem zabezpieczeń. Kotły na pelet i zrębki są to zazwyczaj kotły wodne, niskotemperaturowe, wyposażone w palniki zintegrowane z korpusami kotłów, z wentylatorami ssącymi regulowanymi falownikiem, z pełną automatyzacją. Są to urządzenia nowoczesne (fot. 3), które powstawały ewolucyjnie przez rozwój kolejnych jednostek, które projektowano w oparciu o gromadzone doświadczenia w zakresie spalania biomasy. Nowoczesność tych jednostek należy rozpatrywać w aspekcie automatyki i sterowania, wysokiej sprawności i efektywności, różnorodności systemów doprowadzenia paliwa, optymalizacji i wzornictwa.

 

Czytaj całość w GlobEnergia 3/2011

Image76

 

kotły na biopaliwo

 

W nowoczesnych kotłach stosuje się sterowniki swobodnie programowalne, realizujące wszystkie funkcje, związane z automatyką, sterowaniem i komunikacją jednostki z otoczeniem. Jednostka centralna steruje wszystkimi procesami wewnętrznymi w kotle, związanymi ze spalaniem, tj. doprowadzeniem paliwa, doprowadzeniem powietrza w sposób płynny, odprowadzeniem spalin, automatycznym oczyszczaniem wymienników oraz palnika, pomiarami temperatury, pomiarami składu spalin z wykorzystaniem sondy lambda, regulacją, optymalizacją procesu spalania, automatycznym zapłonem oraz nowoczesnymi zabezpieczeniami. Regulacja polega na doprowadzeniu paliwa w odpowiedniej ilości, za pomocą dozownika ślimakowego, napędzanego precyzyjnym silnikiem elektrycznym, oraz sterowaniem ilością doprowadzonego powietrza do komory spalania, w zależności od zapotrzebowania na ciepło.

 

zobacz także:

Pelety – paliwo czyste, ekologiczne i praktyczne

 

Optymalizacja realizowana jest przez indywidualne sterowanie pracą wentylatorów oraz ustalanie proporcji powietrza pierwotnego, wtórnego i wtórnego korygującego, w zależności od mocy chwilowej, temperatury i składu spalin. Nowoczesna architektura sterownika pozwala na swobodną rozbudowę o dodatkowe moduły, dla np. sterowania wieloma obiegami z mieszaczami, regulacją w układzie pogodowym, możliwością sterowania obiegiem ciepłej wody użytkowej, obiegiem solarnym, układem do podnoszenia temperatury powrotu, układem z buforem ciepła, z dodatkowym źródłem ciepła (kocioł gazowy, olejowy, grzałka elektryczna, odzysk ciepła), układem z wymiennikiem ciepła dla ciepłej wody użytkowej. Ponadto sterownik kontroluje poziom paliwa za pomocą czujników na podczerwień, może sterować klapą na przewodzie spalinowym, komunikować się z użytkownikiem za pomocą modemu w telefonii sieciowej (fot. 4), lub za pomocą SMS’ów w sieci komórkowej GSM. Do komunikacji bezpośredniej z użytkownikiem służy zazwyczaj zintegrowany graficzny ekran ciekłokrystaliczny z klawiaturą. Płynna regulacja wydajności wentylatorów powietrza oraz szeroki zakres i doskonałe zestopniowanie mocy kotłów pozwalają na optymalne dopasowanie kotła do potrzeb użytkownika. Kotły takie pracują płynnie w zakresie mocy od ok. 30 do 100%. Nowoczesne kotły na biomasę charakteryzują się wysoką sprawnością, sięgającą 92%, oraz niską emisyjnością substancji szkodliwych i pyłów, potwierdzoną atestami. Wysoka sprawność uzyskiwana jest przez zastosowanie nowoczesnych sterowników i skomplikowanych algorytmów, sterujących pracą podzespołów.

 

Przekrój kotła dużej mocy

 

Dla poprawienia sprawności optymalizowana jest geometria wewnętrznych elementów kotła, przez które przepływają spaliny. Dla zmniejszenia strat postojowych stosuje się izolację termiczną kotła o grubości nawet do 80 mm. Możliwa jest zabudowa klap na przewodzie spalinowym (opcja), dla zmniejszenia strat postojowych. Stosowane sterowniki umożliwiają regulację pogodową, która w połączeniu z indywidualną regulacją obiegów grzewczych poprawia efektywność energetyczną całego systemu grzewczego. Wysoką funkcjonalność kotłów na biomasę uzyskuje się przez zautomatyzowanie wszystkich procesów od doprowadzenia paliwa przez automatyczny rozruch, wyłączenie, oczyszczanie wymiennika i palnika do automatycznego odprowadzenia popiołu.

 

Duże ułatwienie może stanowić czytelny ekran oraz przejrzyście zaprojektowane menu ekranowe dla użytkownika. Palniki wykonane są ze stali stopowej, elementy szczególnie narażone na wysoką temperaturę wykonane są z żeliwa lub stali żaroodpornej, co gwarantuje ich wysoką trwałość. Ilość czynności serwisowych, które wykonuje się łatwo przez ergonomiczną budowę kotłów, ogranicza się do minimum. Współczesne kotły na biomasę realizują skomplikowane operacje związane z procesem wytwarzania ciepła, a więc mają złożoną konstrukcję. W typowych kotłach na biomasę występuje rozdzielona konstrukcyjnie komora spalania oraz wymiennik ciepła (fot. 5). Zazwyczaj są to dwa niezależne bloki, łączone na etapie zabudowy kotła. Taka konstrukcja odzwierciedla sposób pracy kotła oraz względy technologiczne, związane z jego wytworzeniem, konserwacją, serwisowaniem i ewentualnymi naprawami. Nie bez znaczenia…..

 

Grzegorz Ojczyk
Herz

 

Czytaj całość w GlobEnergia 3/2011

okładka-globenergia-3-2011Image76