Технические и эксплуатационные характеристики котлов, работающих на мазуте

Что такое котлы на отработанном масле

Обогревательный прибор во время своей деятельности полностью сжигает переработанное масло, выделяя тепло, благодаря чему токсичные продукты сгорания не попадают в окружающую среду, а помещение отапливается. Такой подход защищает природу и реализует переработанное масло, остающееся от эксплуатации транспорта в большом количестве.

Агрегат изготавливается из небольшого количества деталей, что способствует увеличению срока службы и надежности прибора. Самым проблемным местом является фильтр, находящийся на стыке подачи масла в котел, он требует замены по мере загрязнения (раз в несколько месяцев).

При работе отопительного прибора на отработке будет выделяться много углекислого газа, соответственно, данный факт следует учитывать во время установки.

Сфера использования

Обогрев помещения с помощью переработанного масла чаще всего используют в автосервисах, заводских цехах небольшого размера, складском помещении, т.е. там, где воздушное отопление не способно обогреть всю занимаемую площадь до комфортной температуры.

Также благодаря жидкотопливному котлу можно обогреть дачу, гараж или коттедж, к которому нет доступа центральной теплосети, газа.

Конструкция котла

Само изделие состоит из двух частей: испарительного отсека и камеры сгорания. После попадания масла в первую емкость происходит его подготовка к горению. Далее, переходя во второй отсек, топливо сжигается.

Устройство котла на отработанном масле.

Масло из емкости хранения благодаря насосу попадает в испарительную секцию, где поддерживается постоянная высокая температура, подходящая для нагревания и последующего испарения. Затем пары поднимаются в верхнюю часть прибора – камеру сгорания. К ней подходят вентилятор и воздуховод (труба с отверстиями), по которым кислород попадает внутрь и, смешиваясь с масляными парами, полностью выгорает. Получившиеся продукты горения поступают в дымоотвод, а выделенное тепло распространяет теплообменник.

Как работает

Котлы, функционирующие на использованном ранее масле, часто пиролизные – топливо и выделяющиеся из него летучие вещества сгорают раздельно. В них расходоваться будет газовоздушная смесь, появляющаяся при нагреве содержимого емкости.

Разновидности котлов будут напрямую зависеть от системы подачи масла:

• самотек, работает по примеру сообщающихся сосудов;
• капельный, подача топлива производится на раскаленную чашу после принудительного нагнетания маслонасосом.

Во время эксплуатации не ощущается неприятных запахов, но выделяется большое количество углекислого газа. Поэтому монтировку желательно производить в нежилом помещении с хорошей вентиляцией.

Расход горючего

Расчет топлива всегда производится в индивидуальном порядке, т.к. зависит от площади помещения, теплопотерь в нем, остекления и режима работы отопительного прибора.

Расход горючего зависит от площади помещения.

При подсчете необходимого количества горючего КПД котлов равняется примерно 85-90%, что свидетельствует о небольшой потере тепла в процессе эксплуатации.

Переходя на числа: удельная теплота сгорания 1 л примерно равна 11-11,3 кВт, т.е., настроив обогреватель на полную мощность (30 кВт), будет израсходовано 3 л топлива. Согласно наблюдениям, для полноценного отопления дома площадью 100-150 кв.м хватает 7-8 часов, для частного дома, гаража или дачи цифры будут меньше.

В 2020 г. средняя стоимость отработанного масла составляла примерно 15-20 руб. за л, приобрести его можно в автомастерских, ДЕПО или воспользоваться остатками от собственной машины.

При покупке такого котла в паспорте изделия будут прописаны параметры расхода, но при желании можно пересчитать, самостоятельно используя формулу: B = d*(h1-h2) + d*(h1+h2) /qn, где:

h1 – КПД,

h2 – энтальпия топлива,

qn – температура и удельная теплоемкость масла,

d – теплота сгорания топлива.

Розжиг печки

Разжигая печку на отработке, необходимо каждый раз осматривать дымоход и нижнюю емкость на наличие в них воды. Если ее нет, то можно заливать масло (обычно около 2-3 литров). Осуществлять розжиг необходимо зажженным фитилем, который просовывается в емкость через отверстие. Масло обычно выходит на рабочую температуру не дольше 5 минут, но бывают случаи, когда температуру достигается быстрее.

Чтобы ускорить этот процесс, можно добавить в отработанное масло около 100 мл керосина. Отверстие в нижней емкости нужно оставлять открытым буквально на пару сантиметров, а в дальнейшем, задвигая или отодвигая заслонку, можно регулировать процесс горения.

Инструкция по изготовлению простой буржуйки своими руками

Иногда возникают ситуации, когда необходимо без существенных материальных затрат, максимально эффективно и быстро отопить малогабаритное помещение (гараж, мастерскую или склад). Отличным решением проблемы станет компактная буржуйка сделанная своими руками, для создания которой необходимы смекалка, желание, инструменты и металл.

• 1 Вводное видео по работе печи
• 2 Прямоугольная буржуйка с отражателем
• 3 Простая буржуйка из бидона 3.1 Видео — еще один вариант изготовления печи

Простая буржуйка может строится из материалов, которые имеются под рукой. Можно воспользоваться обычным бидоном или толстостенной бочкой. Многолетняя практика показала, что очень толстый металл (свыше 8 мм) слишком трудно прогреть. Таким образом снижается КПД и большая часть тепла идет не на отопление.

Если металл окажется слишком тонким, под действием высоких температур он начнет деформироваться и быстро утратит первоначальную форму. Самый лучший из вариантов – стенки около 3-4 мм.

Если металл окажется слишком тонким, под действием высоких температур он начнет деформироваться и быстро утратит первоначальную форму. Самый лучший из вариантов – стенки около 3-4 мм.

Схемы буржуек

Основным достоинством печки прямоугольной формы

, в отличие от овальных изделий, выполненных из труб или газовых баллонов, заключается в большей площади прогреваемой поверхности, поэтому ее КПД будет гораздо больше. Оптимальный размер для буржуйки 800х450х450 мм. Печь таких размеров не займет много места и легко поместится даже в небольшом помещении.

Ёмкость для хранения топлива

Теперь самое интересное. Для жидкотопливного котла нужна ёмкость для хранения топлива, и это я чуть выше отнес к недостаткам.

Расчеты, показанные выше, говорят, что ёмкость нужна на несколько тонн. Изобретать здесь ничего не нужно и лучше купить готовую ёмкость со всем встроенным оборудованием: поплавком, отводом паров, краном слива, набором для забора топлива, трубопроводом для вывода топлива к горелке и т.п.

Материал для ёмкостей это сталь, полиэтилен, стекловолокно.

Для установки ёмкости потребуется подготовка площадки, котлован, бетонирование и масса специальных работ. Это нужно понимать и скорее всего, придется нанимать специалистов.

Тупиковая схема

Применяется при
сжигании относительно маловязких
мазу­тов, когда котельная работает
на стабильных нагрузках, пре­вышающих
средние (рис. 9.3). Топливо на насосы 3поступает
из расходной емкости 5.При установке
расходной емкости в котельной она должна
быть закрытой, объемом не более 5 м3.
Не разрешается установка расходной
емкости над котлами и экономайзерами.
В схеме должна быть предусмотрена
цирку­ляция мазута от напорного
мазутопровода насосов к расход­ной
емкости.

При работе котлов
вентили на мазутопроводах за горел­ками
котлов закрыты. При остановке котлов
эти вентили от­крываются и включается
в работу линия рециркуляции на расходную
емкость. Мазут в расходную емкость,
поступает из основных емкостей
мазутохранилища.

Рис. 9.3. Тупиковая
схема подачи жидкого топлива.

1 —
фильтр тонкой очистки; 2и
6 — подогреватели
каровые; 3 —
насос; 4 и9 —
фильтры грубой очистки; 5 — емкость
расходная; 7 и 11 — мазутомеры; 8 —
участок циркуля­ционный; 10— подача
топлива из основной емкости.

Расход топлива
опреде­ляется мазутомером 11,В качестве
мазутомеров могут при­меняться как
счетчики ротационного типа, так и
специальные сужающие устройства. Учет
расхода топлива при тупиковой схеме
более прост, чем при циркуляционной:
учет ведется по одному мазутомеру перед
котлами.

Тема11. Горелки для сжигания жидкого топлива

Мазутные форсунки (механические, с распыливающей средой, паромеханические комбинированные, ротационные): конструкция, принцип действия, область применения, достоинства и недостатки. Воздухонаправляющие устройства.

Мазутные форсунки.

Форсунка является одним из трех устройств (наряду с воздухонаправляющим устройством и фурмой – амбразурой), образующих горелку.

Тепловые электростанции снабжаются газом от газораспределительных станций (ГРС) через газораспределительные пункты (ГРП) (рис. 5.1.) Последние вместе с системой газопроводов составляют газовое хозяйство ТЭС. На газомазутных конденсационных электростанциях мощностью до 1200 МВт и газомазутных ТЭЦ с расходом пара до 4000 т/ч может быть один ГРП, а на остальных электростанциях их количество должно быть не менее двух. Производительность ГРП на электростанциях, где газовое топливо является основным, рассчитывается на максимальный расход газа всеми рабочими котлами, а на электростанциях, сжигающих газ сезонно,— по расходу газа для летнего режима ГРП размещают в отдельных зданиях или под навесами на территории электростанции. К каждому ГРП газ подводится по одному газопроводу (без резервного) от расположенной вне территории электростанции ГРС Давление газа перед ГРП 0,6—1,1 МПа, а после ГРП требуемое его значение определяется потерями давления до самого удаленного от ГРП котла и необходимым давлением газа перед горелками и составляет обычно 0,13— 0,2 МПа.

Рис. 5.1.

I—

запорная задвижка, 2 — расходомер, 3—фильтр, 4 — регулятор давления, 5—предохранительный клапан, 6 — байпасная линия, 7 — регулятор расхода газа; 8— импульсный отсечный быстродействующий клапан, 9 — пробковый кран.

В ГРП имеются рабочие нитки газопровода, нитки малого расхода, включаемые при малом потреблении газа, и резервная нитка с ручным управлением арматурой. На рабочих нитках и нитках малого расхода устанавливают автоматические регуляторы давления и защитные регуляторы, действующие по принципу «после себя». Защитные регуляторы настраивают на повышенное давление по сравнению с рабочим и при работе в расчетном диапазоне полностью открыты

В пределах ГРП и до котлов прокладка газопроводов наземная. Подвод газа от каждого ГРП к магистрали котельного отделения и от нее к котлам не резервируется и может выполняться однониточным. Газовый распределительный коллектор котлов прокладывается вне здания котельного отделения.

При заполнении газом газопроводы должны продуваться им через сбросные свечи до вытеснения всего воздуха, а при освобождении от газа продуваться воздухом до вытеснения всего газа. Эти требования обусловлены тем, что при объемной концентрации природного газа в воздухе 0,05—0,15 (5—15%) образуется взрывоопасная смесь Из сбросных свечей газ выпускается в места, откуда он не может попасть в здания и где исключена возможность его воспламенения от какого-либо источника огня. На газопроводах устанавливается только стальная арматура.

Типы и режимы работы горелок для жидкого топлива

Некоторые производители продают отопительные котлы на жидком топливе без горелок. И вот почему. Выбор горелок для жидкого топлива достаточно большой и много различий по типам и режимам работы.

Типы горелок

Различают следующие типы горелок по топливу:

• Моно топливные горелки. Они работают только на одном виде жидкого топлива, чаще на солярке. Для перехода на масла, придется менять форсунки горелки.
• Би топливные горелки. Они работают на нескольких, чаще двух, видах топлива. Встречаются комбинации, дизель-газ, дизель-дрова, дизель-дрова-уголь и т.п.

Типы горелок по режиму работы

На это тоже обращаем внимание:

Горелка одноступенчатая. Довольно примитивная, из-за этого надежная горелка. Регулировка производится простым включением/выключением горелки. Отличаются максимальной отдачей мощности и максимальным расходом топлива.

Горелка многоступенчатая. Настроена такая горелка, на работу по сложным алгоритмам плавного включения/ выключения, через промежуточные значения мощностей. Стоят такие горелки дорого, но отлично экономят солярку. Обычно такие горелки стоят на мощных котлах от 40 кВт.

Какое твердое топливо лучше?

Брикеты

Брикеты — это один из видов твердого топлива, изготавливаемого путем прессовки таких материалов, как стружка, кора, древесная пыль, солома, щепа, лузга и торф.

В настоящее время на рынке продаются брикеты 3 видов:

• RUF — брикеты прямоугольной формы;
• NESTRO — в форме цилиндров со сквозным отверстием;
• Pini&Kay — граненая форма (4,6,8 граней).

RUF — брикеты прямоугольной формыNESTRO — брикеты в форме цилиндров со сквозным отверстиемPini&Kay — брикеты граненой формы (4, 6, 8 граней)

Они изготавливаются на современном европейском оборудовании и удовлетворяют требованиям технических регламентов о безопасности, за что и получили своё второе название — евродрова.

Плюсы топливных брикетов:

• изготавливаются из экологически чистого сырья. При сгорании не выделяют вредные вещества;
• удобно хранить. Благодаря особой форме и тепловой обработке не подвергаются воздействию грибков и могут долгое время храниться на улице;
• продолжительное и равномерное горение.
• высокий уровень теплотворности. В 2 раза выше, чем у дров;
• приемлемая цена;
• уровень зольности — 1-2 %.

Пеллеты

Пеллеты. Изготавливаются из того же сырья, что и брикеты. Однако процесс производства несколько отличается. На первом этапе все материалы измельчаются до состояния пыльцы, а затем высушиваются. После чего специальный механизм формирует из полученной массы мелкие гранулы цилиндрической формы. Благодаря компактному размеру пеллет стала возможным автоматизация процесса отопления дома на твердом топливе путем подачи определенного количества гранул из бункера хранения в котел.

Выделяют несколько видов пеллет:

• из твердых и мягких пород деревьев;
• торфяные;
• из подсолнечной лузги;
• соломенные.

Деревянные пеллетыТорфяные пеллетыПеллеты из подсолнечной лузгиСоломенные пеллеты

Этот вид твердого топлива больше всего подходит для эксплуатации в системах индивидуального отопления.

Преимущества топлива:

• изготавливается из экологически чистого сырья;
• можно хранить на улице — они не набухают от воздействия влаги и не защищены от образования грибка;
• обеспечивают продолжительное и равномерное горение;
• за счёт небольших размеров подходят для автоматизированных отопительных систем;
• широкий диапазон применения — печи, котлы, камины.

Дрова

Дрова. Это самый доступный и дешевый вид топлива. А в некоторых областях дрова можно добыть вообще бесплатно.

Основной недостаток этого варианта — необходимость поддержания определенного уровня влажности поленьев. Только при соблюдении этого условия дрова будут хорошо гореть. Для качественного отопления необходимо использовать породы деревьев, которые горят продолжительное время. Оптимальные варианты — береза, дуб, ясень и др. Хвойные породы не совсем подходят в качестве твердого топлива. При горении они выделяют большое количество смолы, а также имеют низкую удельную теплоту сгорания, поэтому требуют частой загрузки.

Преимуществ у дров немного, но все же они есть:

• в процессе горения выделяется минимальное количество едких веществ, а значит не наносится вред экологии;
• за счет низкого уровня содержания серы значительно снижается коррозийное воздействие;
• после прогорания образуется небольшое количество золы — примерно 2-3 % от массы.

Уголь

Уголь. Это твердое топливо также представлено несколькими видами: антрацит, каменный и бурый. Для отопительных систем чаще всего используют каменный уголь.

Основные преимущества:

• высокая теплотворность;
• удобство хранения;
• во многих городах цены на остальные виды твердого топлива значительно выше, чем на уголь;
• по сравнению с другим топливом, наполнять котел нужно в 2-3 раза реже.

Но также уголь имеет и немалое количество недостатков. При сгорании остается около 40 % золы от первоначальной массы. Это означает, что необходимо будет отвести специальное место для её хранения и продумать процесс утилизации. Дым, выделяемый в ходе горения, очень едкий. Это объясняется содержанием большого количества серы в составе угля. Попадая в атмосферу, она преобразуется в серную кислоту. Поэтому в помещении и на улице может появляться смог и неприятный запах гари. Однако производители и поставщики угля стараются бороться с этим недостатком, создавая новые модели котлов, предотвращающих попадание подобных веществ в воздух.

Принцип действия жидкотопливной установки и ее конструкция

Принцип функционирования котла во многом напоминает работу газового напольного прибора. Главной отличительной чертой является различность их конструкций.

В самодельных изделиях на жидком топливе имеют вентиляторную горелку на отработке. Ее функция состоит в распылении топлива под высоким давлением и последующей его подаче в камеру сгорания. В процессе распыления участвует форсунка, которая распределяет топливо на капли небольшого размера. Само сырье трансформируется в туманообразный вид и перемешивается с воздушным потоком, нагнетаемым вентилятором.

Смесь воздуха и топлива, попадая в горелку, при водит к процессу воспламенения.

Основной характеристикой эффективной работы оборудования является его мощность. Для того чтобы понять, какой мощности вам нужен котел для создания комфортного микроклимата, следует провести ряд теплотехнических расчетов.

Факторы, которые учитываются при расчете мощности установки:

• площадь отапливаемого помещения;
• количество дверей и окон в комнате;
• стены и их толщина;
• толщина перекрытий;
• наличие теплоизоляции.

Кроме того, количество проживающих людей, также имеет значение в подсчете необходимой мощности. Лучше доверить проведение подобных подсчетов профессионалам в той компании, где вы заказали оборудование.

В домашних условиях вы можете определить лишь приблизительное значение параметра. В среднем для дома, высота потолков которого не превышает 3 м, следует приобретать прибор в соответствии с 1 кВт мощности на каждые 10 м 2 площади.

Схема работы газовой горелки

Принцип работы ПМ

По принципу работы ПМ относятся к рекуперативным кожухотрубным теплообменникам типа «труба в трубе», представляющим собой корпус, называемый кожухом, внутри которого размещены несколько десятков трубок меньшего диаметра, собранных в трубный пучок. Паровой теплоноситель движется в межтрубном пространстве, мазут – в теплообменных трубках. Теплообмен между паром и мазутом осуществляется через теплопроводящие стенки трубок за счет разности температур.

На рис. ниже приведен чертеж типового подогревателя мазута:

• поз. А – патрубок для входа мазута;
• поз. Б – патрубок для выхода мазута;
• поз. В – патрубок для греющего пара;
• поз. Г – патрубок выхода конденсата;
• поз. Д – штуцер для отсоса воздуха;
• поз. Е – воздушник;
• поз. Ж – сливная пробка.

Через патрубок А мазут подается в трубную систему ПМ. В процессе движения внутри теплообменных трубок мазут нагревается до заданной температуры и через патрубок Б выходит из подогревателя. Острый пар для нагрева мазута через патрубок В подается в межтрубное пространство в кожухе, отдает свою тепловую энергию мазуту и остывает, конденсируясь на внешних стенках труб и внутренней поверхности кожуха. Образовавшийся конденсат выводится из ПМ через патрубок Г. Для повышения эффективности теплообмена мазутная масса совершает 12 ходов в теплообменных трубках, прежде чем нагреется до требуемой температуры. Скапливающийся в объеме кожуха воздух выводится через штуцер Д.

Как работают отопительные котлы на жидком топливе

Принцип работы котла отопления на жидком топливе, основан на производстве топливно-воздушной смеси с последующим распылением ее в камере сгорания. Дизтопливо, проходит следующие этапы подготовки:

• Солярку заливают в хранилище, подключенное к топливонасосу. Для улучшения теплоэффективности, стенки резервуаров с топливом, размещенные на улице или вкопанные в грунт, подогревают.

Топливный насос, забирает солярку из хранилища и подает на горелочное устройство, создавая давление в трубопроводе. Одновременно, топливонасос задает режим работы отопительного котла на жидком топливе. С помощью показаний датчиков, контроллер определяет качество солярки и процент ее загустевания, меняя интенсивность и скорость подачи.

Дизтопливо, подается в камеру подготовки. В блоке, топливо предварительно смешивается с воздухом и подогревается до температуры, оптимальной для горения.

Топливовоздушная смесь, подается на форсунку котла, отвечающую за равномерный впрыск топлива в камеру сгорания. Устройство форсунок, основано на использовании механического, гидравлического или электронного клапана. Топливо, впрыскивается в камеру сгорания, в виде легко воспламеняемой мелкодисперсной пыли. Внутри форсунки для жидкого топлива, установлен электрод, воспламеняющий топливовоздушную смесь.

Чтобы аккумулировать тепло, получаемое посредством сжигания топлива, отопительный котел на жидком топливе, использует теплообменник из чугуна, нержавеющей или конструкционной стали. Для подогрева горячей воды, вторичный контур из меди.

Жидкотопливные отопительные котлы, снабжаются системами автоматизации и многоуровневой защитой, предотвращающей затухание пламени. Наиболее экономичные отопители, оснащены погодозависимой автоматикой, самостоятельно изменяющей рабочие настройки, в зависимости от температуры нагрева помещения и условий окружающей среды.

Какие горелки используются под жидкое топливо

От выбора горелки для жидкого топлива, в конечном счете, зависит то, насколько экономичным будет отопление. Котлы, оснащаются горелочными устройствами, классифицирующимися по нескольким признакам:

• Тип изменения мощности – в жидкотопливные котлы, устанавливают модуляционные и двухступенчатые горелки:
  1. Модуляционные, плавно регулируют интенсивность нагрева, изменяя мощность в пределах от 30 до 100%, что позволяет подстроиться под фактические потребности помещения в тепле и избежать перерасхода топлива.
• Двухступенчатые горелки, работают в двух режимах, на 30 и 100%. При нагреве теплоносителя до необходимой температуры, происходит переключение на пониженную мощность.

По типу установки – производители используют встраиваемые и навесные устройства. Встроенные горелки, устанавливаются в заводских условиях. После сборки, их регулируют и отлаживают работу. Навесные горелочные устройства, приобретаются отдельно и устанавливаются самостоятельно.То, насколько экономичными окажутся котлы, зависит от квалификации установщика – регулировщика оборудования. Мощность горелки, не ограничена.

Стоимость отопления, напрямую зависит от типа используемого горелочного устройства. Для бытового применения, оптимальным вариантом, считается встроенная модуляционная горелка.

Какое жидкое топливо можно заливать

Устройство современных котлов на жидком топливе, позволяет, в качестве источника тепла, использовать солярку, мазут, отработку масла, сжиженный газ. Перед тем как перевести котельное оборудование на альтернативный вид сырья, следует убедиться в следующем:

• В модели предусмотрена возможность сжигания альтернативного топлива. У мазута, отработки и солярки, разные показатели вязкости, наличия твердых частиц, горючести. Соответственно, работать на всех видах жидкого топлива, сможет только универсальный котел. Производители, отдельно упоминают о такой допустимости, в описании модели.

Существует возможность в регулярном обслуживании тепловой станции. При сжигании отработки и мазута, выделяется большой процент сажи и копоти, оседающей на стенках теплообменника и дымоходной трубы. Чистить узлы, придется каждые 1-2 дня, в зависимости от качества сырья. Потребуется чаще менять фильтры и менять настройки горелочного устройства.

Система отопления с котлом, работающем на жидком топливе, универсальна. После определенных модификаций, котельное оборудование переводят на сжиженный газ или отработку, и обратно на солярку. Наилучшие показатели КПД и теплоэффективности, наблюдаются при работе на дизтопливе.

Выводы по расходу расчет 1

По приведенным данным расхода топлива можно оценить стоимость отопления за сезон.

• Берём отопительный сезон 6 месяцев, или 180 суток.
• Для дома 300 метров требуется котел 30 кВт (1 кВт на 10 метров).
• Выбираем котел по списку выше на 34,9 кВт, который расходует в среднем 12 литров дизельного топлива в сутки. (10,0-14,5 л).
• Максимальный расход топлива за 180 дня будет 180×14,5=2610 литров.
• Мы понимаем, что топить на максимуме весь сезон никто не будет. Считаем, что 90 дней отопительного сезона котел работает на 100%, а 90 дней на 50%.
• Получаем: 90×14,5+90×14,5/2=1305+652,5=1957,5 литров.
• Дизельное топливо 1957,5 литров стоит (розница по 38 рублей) 74385 рублей (1240 руб. в месяц).

В статье «Упрощенный расчет системы отопления» я показывал расчет по мощности котла отопления. Ниже будет другой расчет, который покажет другие результаты.