СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ НА ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКАХ ЭНЕРГИИ

Количество установленных в России отопительных систем на возобновляемых источниках энергии за последние годы увеличилось многократно. Основной причиной этого является то, что щепа, стружка, пеллеты и торф являются не только возобновляемыми, но и благоприятными для окружающей среды источниками энергии. Использование отопительных систем на биотопливе позволяет предотвратить выброс в атмосферу газов, способствующих парниковому эффекту. Современные отопительные системы на биотопливе легко поддаются автоматизации и позволяют свести к минимуму их обслуживание.

Щепа, стружка - образуются при обработке древесины (деревьев, бревен, деревянных отходов). Качество щепы непосредственно влияет на производительность отопительного оборудования. Щепа, образующаяся при переработке леса, имеет наилучшие свойства при использовании в качестве энергоносителя.

Торф - наиболее медленно возобновляемый, однако наиболее экономичный и широко

используемый вид биотоплива

Древесные гранулы (пеллеты) - топливо с однородным качеством и высокой калорийностью. Их производят путем прессования опилок и стружки без использования каких-либо связующих, что делает их, как и щепу, безвредными для окружающей среды.

ВЫБОР ТОПЛИВА

Основными типами топлива являются: щепа, торф, пеллеты и опилки. Выбор топлива определяется следующими факторами: доступностью, условиями транспортирования, складирования, степенью просушки.

Если в качестве топлива используется щепа или торф, прежде всего уточняют средний % содержания влаги и колебание его величины. Для оборудования с мощностью менее 1000 кВт лучше применять биотопливо с влажностью, не превышающей 40 %.

Сравнение энергетической ценности различных видов топлива:

Щепа

850кВтч/м3

Торф

1300 кВт ч/м3

Пеллеты

3150 кВт ч/м3

Легкие нефтепродукты

10 000 кВт ч/м3

ВЛАЖНОСТЬ ТОПЛИВА

В современных отопительных системах сгорает и влажное топливо, но по мере увеличения влажности расход топлива резко возрастает и возникает необходимость в дополнительной очистке котла от сажи и пепла.

СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА

Мощность и другие параметры оборудования выбираются, исходя из пиковой потребности, при этом необходимо иметь в виду, что в теплое время года расход топлива может уменьшиться до 10 и более раз.

Характеристика горелки на биотопливе

♦  высокая температура пламени (пеллеты -1300°С)

♦  небольшой воздушный коэффициент (ниже 1,4)

♦  небольшой выброс угарного газа (СО)

♦  небольшой выброс оксидов азота (NOx)

♦  широкий диапазон мощности (например, 20-100%)

♦  достаточная защита от обратного пламени (безопасность)

Характеристика котла

♦ вертикальное конструктивное исполнение конвектора (для легкой очистки)невысокая температура дымовых газов (150-180°С при номинальной мощности)

♦  достаточная площадь нагрева

♦  правильная нагрузка на нагреваемую поверхность

♦  достаточное рабочее давление (позволяет достигать высокой температуры)

♦  достаточно большой вес (указывает на развитую поверхность топки, прочность конструкции, долгий срок службы котла)

ОСНОВРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АИТБ 0,5 МВт

Тщательная разработка проекта - основа создания функциональной, экономичной и простой в обслуживании котельной на биотопливе. При этом необходимо оценить пиковую потребность в тепле и на этой основе выбрать необходимое топливохранилище.

Данная котельная классифицируется как отдельно стоящая.

Основные факторы, учитываемые при проектировании:

- расположение и количество подающих шнеков;

- уровень защиты от обратного пламени;

- степень автоматизации и возможность дистанционного контроля;

- дымосос.

ГОРЕЛКА ARIMAX BIOJET МОЩНОСТЬЮ 60 - 500 кВт,

При разработке водоохлаждаемой горелки Arimax Biojet фирмой Thermia использованы наилучшие достижения исследователей и практические знания пользователей. Горелка предназначена для сжигания следующих видов топлива: пеллет, торфа, брикетов, щепы (стружки) и опилок.

керамическая

камера

сгорания

Arimax Biojet Вид сзади

чугунная ступенчатая

решетка

В горелке Arimax Biojet имеются раздельные системы подачи первичного и вторичного воздуха

Горелки Arimax Biojet отвечают самым жестким требованиям по выбросам в атмосферу. Они обеспечивают
более низкое выбросы в окружающую среду, чем установлено действующими нормами: NQ* (оксиды азота)
. 100 мг/МДж, СО (угарный газ). 0.02 % или в 10 раз меньше, чем допускаемые 0,2 %,

Характеристика горелки Arimax Biojet

Чугунное рабочее основание горелки Arimax Biojet надежно и долговечно. Водяное охлаждение кожуха обеспечивает постоянство температуры. Керамический свод удерживает даже такую высокую температуру пламени как 1100° С при сжигании пеллет. Разделенные каналы первичной и вторичной подачи воздуха обеспечивают оптимальный воздухообмен, благодаря чему воздушный коэффициент (коэффициент избытка воздуха) небольшой (менее 1,4) и все дымовые газы сгорают. Новая конструкция чугунной решетки, состоящей из отдельных сегментов, выдерживает более высокие перепады температуры, увеличивая, таким образом, срок службы горелки. Горелка может быть оснащена как стандартной решеткой, так и решеткой из специального сплава (например, для пеллет).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Оборудование может хорошо функционировать и при пониженной нагрузке в диапазоне мощности%. Для котла Arimax Bio 500 кВт с горелкой, работающей на пеллетах, к. п.д. составлял 90% при номинальной мощности и 80% при пониженной нагрузке.

Основные размеры горелки

Горелки Arimax Biojet совместимы с котлами Arimax Bio и предназначенными для них системами подачи. Переходные фланцы для прямоугольных люков котлов поставляются заводом - изготовителем. Размеры горелок модели Biojet T в диапазоне мощности 150-400 кВт такие же как и у стандартных моделей.

Ariimax Biojet

60 кВт

80 кВт

120 кВт

150 кВт

200 кВт

250 кВт

300 кВт

400 кВт

500 кВт

размер С, мм размер D, мм

330

335

1

1

СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА И ИХ ВЫБОР

Шнековые механизмы подачи топлива к био-горелочным устройствам Arimax, выполненные из стали, отличаются большой прочностью, позволяющей выдерживать высокие напряжения при работе. Правильный выбор шнека важен для бесперебойного функционирования системы подачи топлива.

В этой котельной мы применили Двухшнековую систему подачи биотоплива.

Двухшнековая система подачи

Двухшнековая система предполагает более свободное взаимное расположение котла и бункера.

Эта система предпочтительнее с точки зрения защиты от обратного пламени. Переходник между шнеками образует зону свободного падения топлива, которая одновременно служит промежутком, предотвращающим распространение обратного пламени от горелки к топливохранилищу. При возникновении обратного пламени переходник вместе с частью наклонного шнека заполняется порошком, создавая преграду его пути.

Максимальная длина шнека -4 м.

КОТЕЛ ARIMAX BIO 500

-  Мощность 500 кВт

-  Котлы совместимы с горелками на биотопливе Arimax Biojet и Arimax Hakejet

-  Наибольшее давление 4 Бар

-В котлах имеются необходимые для их очистки и обслуживания
люки. Очистка конвектора, в зависимости от исполнения котла,
производится сверху или сбоку.

-Конструкция котла открыта снизу, в качестве аксессуара
предлагается изолированная камера для сбора золы.

Котлы с 5-ти кратной конвекцией дымовых газов (с принудительной тягой)

Мощность

кВт

120

150

200

250

300

400

500

700

1000

1500

2000

2500

3000

Ширина В

мм

980

980

980

1030

1080

1180

1285

1485

1685

1885

1985

1985

1985

Глубина L

мм

1690

1790

1990

2090

2270

2370

2615

2915

3315

3615

4360

4960

5560

Высота Н

мм

1540

1740

1540

1590

1640

1840

1845

2145

2345

2645

2745

3045

3295

Вес

кг

1250

1450

1650

1800

2200

2700

2920

3850

6100

8650

11300

12700

13960

Объем

ДМ3

500

600

710

800

860

1100

1750

2410

2850

4250

5400

6390

7330

Макс. раб. давл.

Бар

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

Макс. раб. т-ра

°С

120

120

120

120

120

120

135

135

135

135

135

135

135

Ширина топки

мм

700

700

700

750

800

900

1000

1200

1400

1600

1700

1700

1700

Глубина топки

мм

800

900

900

1000

1100

1200

1300

1600

1700

2000

2300

2900

2900

Высота топки

мм

1400

1600

1400

1450

1500

1700

1900

2000

2200

2500

2600

2900

3150

Объем топки

м3

0,7

1,0

0,8

1,1

1,3

1,8

2,5

3,8

5,5

8,1

10,2

14,3

18,7

Нагрузка на пов-сть нагрева

кВт/м2

6,3

6,8

7,7

8,1

8,9

9,1

9,4

9,3

9,6

9,3

9,4

9,3

9,5

Расположение дымоотвода D

мм

1235

1435

50

50

50

50

Высота дымоотвода Е

мм

250

250

250

250

250

250

1 Глубина дымоотвода F

мм

300

300

400

400

500

500

Штуцер вых./возвр. воды

DN

5

0

65

80

100

125

150

200

200

Подсоединение предохр.. клапана

DN

50

65

80

80

100

Подсоединение термостата

DN

20

Котлы Arimax Bio мощностью 1кВт выпускаются также в модификациях, рассчитанных на рабочее давление 6 и 10 Бар.


Для моделей с очисткой сверху высота помещения, в котором устанавливается котел, должна быть не менее двух высот котла, но т. к. наша котельная отдельно стоящая для обслуживания котла с верхней части, предусмотрены люки.

Температура обратной воды в котел не должна быть менее 60 °С. Более холодная вода отрицательно влияет на процесс горения и может способствовать коррозии котла.

ТОПЛИВНЫЕ ЕМКОСТИ И КОСТРУКЦИИ ИХ ОСНОВАНИЙ

В данном проекте топливная емкость не предусмотрена, т. к. к проектированию данной конструкции необходимо подходить индивидуально по каждому объекту. Вид, конструкция, обьем и т. п. топливной емкости выбираются в зависимости от места расположения объекта, необходимый запас топлива, удаление от сырьевой базы и многое другое. Ниже приводятся основные конструкции топливных емкостей.

Топливные емкости для пеллет


В отличие от щепы, торфа и брикетов пеллеты представляют собой сыпучие гранулы с гладкой поверхностью. Поэтому емкость для пеллет не требует разгружателя и представляет собой обычный стальной бункер вертикального типа.

Возможно также горизонтальное исполнение бункера с V - образным дном, преимущественно для использования в частных домах. Важно, чтобы угол наклона боковой стенки днища бункера был не менее 50°, чтобы обеспечить безостановочную подачу пеллет к шнеку.

При определении размеров топливной емкости для пеллет следует иметь ввиду минимальный объем, который может доставляться поставщиком пеллет. Пеллеты не боятся воздействия холода и влаги из воздуха, однако они должны быть защищены от прямого воздействия воды, так как это может привести к их многократному разбуханию и, как следствие, остановке системы подачи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА ТОПЛИВНОЙ ЕМКОСТИ

Объем топливной емкости зависит от желаемого интервала времени между ее повторным заполнением

Решите, как часто Вы хотите заполнять топливную емкость. Определите объем топливной емкости, исходя из этого интервала, а также из расчета суточного расхода топлива (определяется по таблице в зависимости от требуемой мощности и вида топлива).

Объем топливной емкости = интервал между повторным заполнением х суточный расход топлива

Мощность КВт

Пеллеты, м3/сутки

Торф, м3

Щепа, м3

40

0,3

0,8

1,1

60

0,5

1,0

1,6

80

0,6

1,5

2,1

120

1,0

2,2

3,2

150

1,2

2,8

3,6

200

1,6

3,7

4,8

250

2,0

4,6

6,0

300

2,4

5,5

8,0

400

3,2

7,4

10,7

500

4,0

9,2

13,3

Данные в таблице приведены для наибольшего расхода топлива (расход при максимально возможной, в течение длительного периода, мощности). Поэтому рассчитанного объема топливной емкости будет достаточно для более холодных зимних месяцев. В другие времена периодичность наполнения топливной емкости может реже.

АВТОМАТИКА ГОРЕЛОК НА БИОТОПЛИВЕ

С горелками Arimax Biojet применяются многоцелевые системы автоматики, спроектированные и изготовленные в Финляндии, которые могут быть дополнены многочисленными комплектующими в соответствии с потребностями пользователя.

Системы TiiMi 5301,5302,5303,5306 (работают на принципе рабочей паузы)

Включают в себя управляющий процессор и высокоточный регулятор мощности с шагом 0,1 секунды (почти как бесступенчатый). По сравнению с традиционными реле времени эти устройства намного более точные и надежные.

В них уже установлены четыре базовые настройки, соответствующие четырем различным видам топлива (щепа, пеллеты, торф, опилки). Пользователь вводит и устанавливает значения необходимых параметров. Предусмотрены меры защиты от обратного пламени: остановка воздуходувок, приведение в действие подающего шнека с целью вывода обратного пламени из трубы шнека в зону горелки, подача сигнала тревоги.

■Точная регулировка рабочей паузы ■ управление воздуходувками • управление пламенем

■защита от обратного пламени ■ возможность регулировки двух отопительных контуров (с установкой теплового расширения) ■ четкое текстовое меню для пользователя на Финском / Шведском / Английском языках ■ возможность дистанционного контроля (GSM / Интернет), передача тревожных сигналов посредством SMS сообщений и/или электронной почты*

Система TiiMi 5320 (автоматическое регулирование)

Система имеет автоматическое регулирование мощности, что гарантирует устойчивый процесс горения и производство тепла независимо от изменения нагрузки. Устройство согласовывает количество подаваемого в камеру сгорания воздуха со скоростью подающего шнека таким образом, что оборудование всегда функционирует на оптимальном уровне мощности. Вдобавок к управлению подающим шнеком и воздуходувками TiiMi 5320 управляет также шнеком топливной емкости. С помощью этой многофункциональной автоматики возможно также регулировать измеряемый с помощью «лямбда зонда» уровень остаточного кислорода в дымовых газах*. В качестве опции может быть добавлено управление шнеком для удаления золы*.

■ точное автоматическое регулирование мощности ■ управление подающим шнеком и воздуходувками (первичного / вторичного воздуха), управление шнеком топливной емкости и разгружателями ■ четкое текстовое меню для пользователя на Финском / Шведском / Английском языках ■ возможность дистанционного управления (GSM / Интернет), передача тревожных сигналов посредством SMS сообщений и/или электронной почты* ■ может применяеться со всеми системами Arimax Модели: 5301 горелки Minijet 540 и 1040 мощностью 40 кВт

5302  одношнековые системы

5303  двухшнековые системы

5304  5306 скребковый разгружатель К2

5320 скребковые разгружательТ2 и TPYM

Система дистанционного управления*

Оба устройства автоматики поддерживают систему дистанционного управления от Windows PC, a также передачи тревожных сигналов посредством SMS сообщений и/или электронной почты. Это делает возможным наблюдение за работой котельных на расстоянии из офиса. С помощью программы дистанционного контроля TiiMi процесс может контролироваться визуально по картинке на дисплее, при этом котельная подключается к управляющей программе через GSM-модем или Интернет.

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (ЗАЩИТА ОТ ОБРАТНОГО ПЛАМЕНИ)

Пламя - это существенная часть любой био - отопительной системы. При работе с огнем необходимо принять особые меры предосторожности, помня, что безопасность наиболее слабого звена определяет безопасность системы в целом. Тем не менее правильно спроектированная, изготовленная и смонтированная система на биотопливе является безопасной в использовании. В системах подачи топлива с помощью шнека опасность может возникнуть в случае, если пламя, создаваемое в горелке, начнет распространяться в обратном направлении в сторону топливной емкости. Все системы Arimax для сжигания биотоплива спроектированы с учетом наличия систем защиты от обратного пламени, которые обеспечат тушение обратного пламени в самом начале его образования.

Основной функцией системы защиты от обратного пламени является остановка обратного пламени и предотвращение его распространения по трубе шнека к топливной емкости при любых обстоятельствах.

Полную пожаробезопасность АИТБ 0,5 МВт обеспечивают следующие решения:

В шнеке, помещенном в трубу, обеспечивается постоянное

заполнение топливом;

В двухшнековой системе существует воздушный зазор между шнеком топливной

емкости и подающим наклонным шнеком горелки;

Фланец из теплоизолирующего материала препятствует распространению тепла между

головкой горелки и трубой подающего шнека;

Патрубки (сопла) для подачи поршка смонтированы в трубе подающего шнека и переходнике

между шнеками (зоне свободного падения - воздушном промежутке).

Автоматическая система защиты, управляемая от термостата (если температура в трубе

шнека поднимется выше установленного значения, воздуходувки остановятся, а шнек

включится на определенное время, чтобы удалить из него перегретое топливо);

Концевые выключатели в горелке и крышке бункера;

Автоматическая порошковая система пожаротушения для пеллет;

Важно следить за состоянием дымовой трубы и соединения котла с трубой. Пользователь должен быть уверен в наличии тяги в трубе и топке котла, в противном случае многократно увеличивается риск возникновения обратного пламени.

1. Узел контроля пламени

2.  Термостат обратного горения

3.  Клапан AVTA автономный DN 25

4.  Расширительный бак 35-50 л, давление 100 кПа

5.  Электромагнитный клапан 230 В

6.  Пульсирующая система защиты от обратного пламени

7.  Устройство UPS

8.  Датчик заполнения топливом горелки, Honeywell

9.  Концевой выключатель крышки бункера, Honeywell PIA «Тревожный» указатель давления 0-600 кПа

Запорный вентиль Обратный клапан

KV Холодная вода

ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ*

Потребность в горячей воде в различных случаях различна. Поэтому АИТБ 0,5 МВт могут оснащаться необходимой для конкретных заказчиков системой производства горячей воды. Определить мощность системы подачи горячей воды будет легче, если имеется следующая информация о расходе горячей воды:

-  максимальный расход (л/сек или л/мин)

-  продолжительность работы при максимальном расходе (например, 15 мин)

-  максимальная температура воды (например, + 65°С)

Если точная информация отсутствует, можно выполнить приближенный расчет, зная, сколько точек использования горячей воды имеется (например, 2 душа, 2 кухонных крана и 3 раковины). Небольшое завышение мощности системы подачи горячей воды не повредит.

КОТЕЛЬНАЯ ARIMAX BIO МОЩНОСТЬЮ 500 кВт В КОНТЕЙНЕРЕ

Контейнерная котельная Arimax Bio это оборудование, готовое к использованию. Все необходимое оборудование собрано в контейнере, необходимо лишь на месте подсоединить трубы подачи холодной и горячей воды, а также подключить электричество к главному щиту в контейнере.

Котельная оснащена разнообразным оборудованием; в стандартное оснащение, наряду с другим оборудованием входят автоматическая система непрерывного управления горелкой и дымосос. Автоматическая система управления горелкой позволяет свести к минимумы простои горелки, увеличивая таким образом надежность и эффективность оборудования. Наличие дымососа позволяет уменьшит высоту дымовой трубы, а также получить управляемый процесс горения и уменьшить риск возникновения обратного пламени. Также стоит заметить, что данная котельная имеет возможность работать автономно, без подключения к централизованным системам электроснабжения и водоснабжения. В щите управления котельной есть возможность подключения любого электрогенератора. В помещении котельной также установлен бак атмосферного типа выполняющий роль накопителя. Заправлять его можно привезенной заранее подготовленной водой.

Из всего выше сказанного можно сделать выводы:

АИТБ 0,5 МВт не загрязняет окружающую среду. АИТБ 0,5 МВт использует возобновляемые источники тепла. АИТБ 0,5 МВт экономична (биотопливо в разы дешевле дизтоплива) АИТБ 0,5 МВт может применятся как в городских массивах, любых производствах, так и в степях, полях, лесах. АИТБ 0,5 МВт может транспортироваться на любых видах транспорта.

Стандартное оборудование:

•  дымосос

• очиститель дымовых газов вентилятор системы автоматики

•  горелка с 2-х шнековой системой подачи топлива

• топливная емкость (если оговорено в спецификации)

• система защиты от обратного пламени

• автоматическая система непрерывного управления Tiimi 5320

• здание котельной с габаритами для транспортировки

• крыша с люками для удаления золы

• оборудование для удаления золы (шнековая или иная система золоудаления, поддон)

• Дымовая труба

Аксессуары:

• очиститель дымовых газов • контроль остаточного
кислорода • измеритель мощности • теплообменник для ГВС •
подвижная решетка из полос • GSM - модем для дистанционного
управления оборудованием

Габаритные размеры контейнера:

Тип

Мощность кВт

Длина

(length), мм

Ширина (width), мм

Высота

(height), мм

АИТБ0,5МВт

500

6 600

2 500

3 500

Дымосос и очиститель дымовых газов

С большими (500 кВт и более) котлами ввиду их значительного сопротивления тяге необходимо

использовать дымосос.

Использование дымососов во многих случаях также полезно и с малыми котлами.

Очистители дымовых газов* применяют с целью уменьшения выбросов в окружающую среду. Их использование требуется в определенных случаях (например в местах, примыкающих к жилым районам).

Дополнительное оборудование для удаления золы*

К котельному оборудованию на биотопливе предъявляются все более высокие требования по степени автоматизации, в том числе по автоматизации оборудования для золоудаления. Вы можете выбрать автоматизированную шнековую систему золоудаления, управляемую от реле времени либо (при наличии нескольких биокотельных) переносной золоудалитель, который можно перемещать от одной котельной к другой

Шнековая система удаления золы

При использовании шнековой системы зола может удаляться как из топки, так и из нижней части конвектора. Система может состоять из одного или нескольких шнеков, каждый из которых имеет собственный привод. Диаметр шнека для удаления золы - 114

* не входит в комплект поставки