Низшая теплотворная способность топлива

Автор статьи
Константин Корепов
АА

Разновидности угля и их характеристики

Экономичность и эффективность эксплуатации твердотопливного котла напрямую зависит от вида используемого топлива. Кроме отходов из древесины, в качестве основного энергоносителя часто используется уголь разных видов. Именно поэтому те, кто использует его в качестве основного топлива, должны знать его удельную теплоту сгорания.

Прежде всего, уголь различают по происхождению. В его состав входят различные остатки древних растений и битумных масс, которые подверглись специфическим изменениям во время погружения под землю. Превращение всех этих веществ в эффективное топливо происходило при высоких температурах и в условиях нехватки кислорода. Специалисты отмечают, что к ископаемым видам топлива относятся каменные и бурые угли, а также антрацит.

Природный каменный материал

Этот вид топлива возник гораздо раньше, нежели бурый уголь. Большие пласты материала расположены под землёй на глубине 3 километра. В его составе содержится до 97% чистого углерода, а вот количество летучих примесей находится в пределах 35%. Что касается влажности, то в каменном угле её не больше чем 15%. А это положительно влияет на теплоэффективность ископаемого.

3897f56b36e925e72fabc965964da4fd.jpgВ идеальных условиях удельная теплота сгорания каменного угля находится в пределах 2100°C. Но в обычной отопительной печи такой материал сжигается максимум при 1000°C.

Уровень теплоотдачи варьируется в пределах 7 тыс. ккал/кг. Стоит отметить, что этот вид топлива плохо поддаётся разжиганию, так как для этих целей нужно нагреть печь до 400°C.

Как показывает практика, именно каменный уголь чаще всего используется обычными гражданами для обогрева домов, дач и зданий иного назначения.

Универсальный бурый вид

Среди всех существующих ископаемых углей именно этот вид считается самым молодым. Своё название топливо получило благодаря специфическому бурому цвету. Среди основных его характеристик можно отметить то, что в нём содержится много летучих примесей и влаги — более 40%. Но несмотря на это, количество чистого углерода может достигать отметки 75%. Так как в буром угле содержится много влаги, у него низкая температура горения и небольшой процент теплоотдачи. Воспламеняться топливо начинает при 260 градусах, а вот температура горения может достигать 2000°C. Что касается теплоты сгорания, этот показатель составляет 3600 ккал/кг.

Конечно, как основной энергоноситель бурый уголь существенно уступает обычным дровам, из-за чего его редко используют для твердотопливных котлов и печей, которые расположены в частных домах.

Но большой популярностью пользуется брикетированная форма этого ископаемого, которая прошла специальную подготовку на крупном производстве. В искусственных условиях производители снижают его влажность, благодаря чему существенно возрастает энергоэффективность. Стоит отметить, что теплоотдача брикетированного бурого угля составляет целых 5 тыс. ккал/кг.

e790ac7afff4b03f148844a220a44e85.jpg

Распространённый антрацит

Это одно из самых древних полезных ископаемых, в составе которого практически нет летучих примесей и влаги. А вот количество углерода превышает отметку 95%. Исследования показали, что удельная теплота сгорания угля находится в пределах от 8500 до 9 тыс. ккал/кг — это самый высокий показатель среди всех существующих углей. В идеальных условиях такое топливо сгорает при температуре 2250°C, а вот воспламеняется при 600°C. Стоит отметить, что этот показатель характерен для самых низкокалорийных видов. Чтобы разжечь антрацит, нужно использовать сухие дрова, так как необходимо создать определённый нагрев котла или же печи.

Этот ископаемый материал относится к промышленной категории топлива. Использовать его в обычном котле или печи очень дорого и невыгодно. Несмотря на то, что антрацит выгодно отличается от своих собратьев малодымностью и низкой зольностью.

44a57337ebbf2eaa558ddfa2f700f916.jpg

Как посчитать количество угля на зиму

Количество угля, необходимого на обогрев дома, зависит от многих параметров:

  • от отапливаемой площади и от материала, из которого построен дом;
  • от того, как он утеплен и какие стоят окна,  насколько плотно пригнаны двери;
  • от типа отопления и вида котла, типа угля;
  • от суровости зим в вашем регионе и их средней продолжительности и т.п.

Все эти «мелочи» очень важны. Так больше всего угля понадобится для отопления кирпичного дома – на 30-35% больше, чем для деревянного аналогичной площади или дома из газобетонных блоков. На отопление хорошо утепленного дома из шлакобетона (толщина стен 45 см) площадью 90 м2 хозяева расходуют 2,5-3,5 тонны угля (1 т антрацит «орех» и две «семечко»). Отопление печное. У других на дом такой же площади, но без утепления уходит порядка 6-7 тонн.

6768ec7b087b4e4128034b9624a8e8e1.jpg

Сколько угля нужно на зиму? Зависит от площади дома, из чего он построен, как утеплен, от типа котла и еще от многих факторов

Хозяева 2-3 комнатных квартир в том же регионе на «прокорм» твердотопливным котлам покупают 1,5-2 тонны. В другом регионе для отопления деревянного дома 80 м2 из бруса покупают по 5 тонн угля и дров, но зимы у них суровые – до -40оС полтора месяца и остальное время -20оС.

Чтобы определиться, на сколько хватит тонны угля именно вам, рекомендуют купить несколько мешков выбранной марки (причем в том месте, где планируете закупать) и смотреть, сколько его требуется в сутки для поддержания комфортной температуры. Учтите «забортную» температуру и сравните ее со средней на протяжении зимы. По результатам делайте выводы. Если топите вы первый год, постарайтесь взять с некоторым запасом. Если останется – не беда, он не теряет своих свойств (если только вы не купили бурый уголь), а вот если не хватит – это уже неприятно.

Требования к древесному углю

Согласно ГОСТ7657 84 древесный уголь должен иметь:

  • Зольность не более 3%
  • Содержание летучих веществ не более 20%

Изготавливается этот вид топлива из разных пород древесины, которые делят на две группы:

  1. бук, береза, вяз, граб, дуб, клен, ясень.
  2. ива, липа, ольха, осина, тополь.

В зависимости от исходного сырья, состава и качественных показателей продукта, древесный уголь  бывает марки А (из древесины первой группы) и марки Б (из смеси групп 1 и 2). Сорта и качественные характеристики приведены в таблице.

ПоказательНорма
Марка АМарка Б
Высший сорт1 сорт1 сорт2 сорт
Доля золы2,5%3%2,5%3%
Нелетучего углерода не менее90%78%88%77%
Воды не более6%6%6%6%
Масса 1дм угля210гр210грНет нормативаНет норматива
Кусков менее 25мм5%5%Нет нормативаНет норматива
Кусков менее 12мм5%5%7%7%
Головни не болееНе допускаются2%Не допускаются2%

Фасуют древесный уголь обычно в мешки разного объема. Чаще это мешки бумажные двух и трехслойные, редко встречается фасовка в полиэтилен. На упаковке указывается марка, вес и объем.

Изготовление и применение древесного топлива

Этот материал относится к отдельной категории, так как его не добывают, а изготавливают в специальных печах. Заранее подготовленную древесину мастера обжигают в больших камерах сгорания, что позволяет изменить структуру топлива и удалить из него всю лишнюю влагу. Основная технология изготовления эффективного теплоносителя известна ещё с далёких времён. В старину люди обжигали древесные заготовки в специальных глубоких ямах, перекрыв доступ кислороду. Современные технологии шагнули далеко вперёд, благодаря чему в распоряжение мастеров поступили многофункциональные углевыжигающие печи.

7f4a3178d69fa448b2444b94377d20d4.jpgПри условии, что готовые угли хранятся в подходящих условиях, уровень их влажности не превышает отметки 16%. Воспламенение топлива наблюдается при нагреве до 200˚С. Удельная теплота находиться на довольно высоком уровне — 7400 ккал/кг. Специалисты отмечают тот факт, что температура горения такого угля во многом зависит от условий сжигания и породы древесины. К примеру, топливо на берёзовой основе отлично подходит для разогрева специального кузнечного горна, а также для ковки металла.

Если воздух подаётся достаточно интенсивно, то гореть уголь будет при температуре 1250˚С. Что касается обычных печек и котлов, этот показатель будет находиться в пределах 900˚С. А вот в мангале древесный уголь отлично горит при температуре 700˚С.

Такой вид топлива отличается экономичностью, так как конечному потребителю понадобится гораздо меньше пережжённой древесины, нежели обычных дров.

Кроме высокой теплоотдачи, такой материал отличается низкой зольностью. Многочисленные положительные характеристики и доступная цена повлияли на то, что древесный уголь активно используется для жарки ароматного мяса на мангале, каминного отепления, а также для приготовления вкуснейших блюд в печах.

Особенности углевыжигательных печей

Те устройства, которые обогревают помещение за счёт угля, имеют свои функциональные и конструктивные отличия. Несмотря на высокую популярность древесного угля, далеко не все знают, что этот материал не относится к категории полезных ископаемых, а был придуман человеком. Температура горения этого топлива составляет 900°C, благодаря чему выделяется достаточное количество тепла.

Изготовление древесного угля основано на специфической обработке древесины, благодаря чему меняется её структура и уходит лишняя влага. Для реализации таких идей используются специальные печи, принцип действия которых основан на пиролизе.

Состоят такие агрегаты из четырёх основных элементов:

  1. Дымохода.
  2. Вместительной камеры сгорания.
  3. Специального отсека для вторичной переработки.
  4. Укреплённого основания.

84b9b6cd86818935f2bedd4e990feeb0.jpg

Производственный процесс

Когда дрова загружены в специальную камеру, тогда начинается постепенное тление дров. Этот процесс происходит благодаря наличию в топке большого количества газообразного кислорода, который непрерывно поддерживает горение. Во время этой процедуры выделяется достаточное количество тепла, а вся избыточная жидкость превращается в пар.

Весь образуемый дым поступает в отсек для вторичной переработки, где он полностью сгорает и выделяет тепло. Столь универсальная углевыжигательная печь может выполнять несколько задач одновременно. Так, с её помощью изготавливается качественный древесный уголь, а в самом помещении поддерживается комфортная для человека температура.

Специалисты утверждают, что процесс изготовления такого топлива является очень деликатным, так как малейшая невнимательность может привести к полному сгоранию дров. Работник должен своевременно извлекать из печи уже обуглившиеся заготовки.

Уголь

Уголь – это осадочная порода растительного происхождения, состоящая из горючего углерода и прочих химических элементов. В соответствии с возрастом и составом различают следующие виды угля:

  • Антрацит.
  • Каменный уголь.
  • Бурый или «пламенный» уголь.

В зависимости от возраста уголь имеет разную теплотворную способность и разное содержание влаги. Чем «моложе» уголь там больше в нем влаги и меньше его теплотворная способность.

Процесс сжигания угля характеризуется выделением большого количества веществ загрязняющих окружающую среду, в частности угарного газа. Кроме того уголь имеет свойство спекаться в шлаки, что препятствует нормальному горению.

Кроме того в угле, в отличие от дров, пеллет и брикетов, содержится много серы, которая разрушает металлические части отопительного оборудования. В то же время благодаря высокой теплотворной способности антрацита и каменного угля эти виды твердого топлива считаются одними из самых эффективных и востребованных для работы твердотопливных котлов «классического» типа, твердотопливных котлов верхнего горения, а также бытовых печей и каминов.

Бурый уголь характеризуется низкой теплотворной способностью, высоким содержанием влаги, способностью к самовозгоранию, и способностью быстро разрушаться до состояния пыли.

Кроме того при сжигании бурого угля его поверхность сильно «шлакуется», под коркой скапливаются горючие газы, которые время от времени очень быстро сгорают (взрываются), что иногда разрушает топку и кладку печи. В связи с этим в быту бурый уголь используется только для растопки и очень редко как основное топливо.

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь для использования в печах, достаточно разобраться в маркировке и возможности использования в Термороботе.

По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый, каменный и антрацит. Используют следующую систему обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

БурыеБ
КаменныеДлиннопламенныеД
ГазовыеГ
ЖирныеЖ
КоксовыеК
Отощенно-спекающиесяОС
СлабоспекающийсяСС
ТощиеТ
АнтрацитыА

Кроме основных марок, приведенных в таблице, выделяют также промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

ППлитныйболее 100 мм
ККрупный50-100 мм
ООрех26-50 мм
ММелкий13-25 мм
ССемечко6-13 мм
ШШтыбменее 6 мм
РРядовойне ограниченный размерами

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ). Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
Например, фракция ОМ (М — 13–25, О — 25-50) составляет 13–50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Как горит уголь

Уголь состоит из двух горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток.

На первом этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

После этого выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).
Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок  Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает. Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха. Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и чёрный дым.
Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться, такой режим работы реализован в автоматической котельной Терморобот.

Уголь марок А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла. Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ. Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.

Температура воспламенения тэр

Вид
топлива

Температура
воспламенения, °С

Температура

горения,
°С

Вид
топлива

Температура
воспламенения, °С

Температура

горения,
°С

Торф

250―300

1180

Мазут

500―700

1800

Бурый
уголь

350―470

850

Бензин

380―415

1100

Каменный
уголь

350―500

1200

Водород

530―600

2800

Кокс

600―700

1700

Метан

600―750

2000

На экономичность
использования ТЭР влияют наличие влаги,
различных примесей, способность к
спеканию для твердого топлива. Эти
характеристики определяют зольность
и состав газов, которые поступают в
окружающую среду. Чем меньше выбросы в
атмосферу, тем чище топливо и меньше
требуется затрат на мероприятия по
защите окружающей среды.

В энергетике ТЭР
используются для получения электроэнергии,
тепла, холода и сжатого воздуха.
Энергоэффективность этих процессов
определяется не только качественными
характеристиками ТЭР, но и технологией
сжигания. В настоящее время разработаны
и используются инновационные технологии,
позволяющие значительно повысить
энергоэффективность использования
низкокалорийных видов ТЭР, обеспечивая
экономию более ценных высоко эффективных
видов ТЭР.

Древесный уголь как пользоваться

Разжигать древесный уголь нужно без использования какой-либо химии: неприятный запах от нее останется до тех пор, пока гореть будет топливо. Потому берем кусок бумаги, комкаем, несколько тонких сухих лучинок выстраиваем вокруг бумаги «шалашиком», бумагу поджигаем, ждем, пока займутся лучины, сверху подкладываем немного сухих дров. Когда они хорошо разгорятся, можно класть древесный уголь. Причем складывать его нужно горкой. Так он разгорается лучше. Если речь идет о мангале и приготовлении пищи, то чтобы древесный уголь равномерно разгорелся, те куски, что оказались по краям горки, выкладываем наверх. Те, которые были ближе к центру, оказываются с краю. Так ждем, пока все куски не покроются белым налетом и над ними перестанут появляться языки пламени. Вот теперь можно жарить шашлык.

534ce5c1e7f1c454a452007c2843b1cc.jpg

Как разжечь древесный уголь? При помощи бумаги и тонких щепок или…строительного фена

Есть способ разжечь древесные угли без бумаги, спичек и дров. Нужен только строительный фен и электрическая розетка. Все. Ни бумаги, ни спичек. Берете фен, включаете на максимум, направляете поток воздуха на сложенный горкой уголь. Первый уголек вспыхнет где-то через полминуты, потом займутся остальные, минут через пять будут гореть все.

Пеллеты

Пеллетами (топливными гранулами) называется твердое топливо, созданное промышленным путем из древесных и растительных отходов: стружки, коры, картона, соломы.

Измельченное до состояния трухи сырье высушивается и засыпается в гранулятор, откуда уже выходит в виде гранул определенной формы. Для добавления массе вязкости применяют растительный полимер – лигнин. Сложность производственного процесса и высокий спрос формируют стоимость пеллетов. Материал используется в специально обустроенных котлах.

Разновидности топлива определяются в зависимости от того, из какого материала они переработаны:

  • кругляка деревьев любых пород;
  • соломы;
  • торфа;
  • подсолнечной шелухи.

Среди преимуществ, которыми обладают топливные гранулы, стоит отметить следующие качества:

  • экологичность;
  • неспособность к деформации и устойчивость к грибку;
  • удобство хранения даже под открытым небом;
  • равномерность и длительность горения;
  • относительно невысокая стоимость;
  • возможность использования для различных отопительных устройств;
  • подходящий размер гранул для автоматической загрузки в специально обустроенный котел.
Вид топливаТепловая способность, ккал/кг
Пеллеты4500
Дрова2500
Уголь древесный7500
Каменный уголь7400
Мазут9800
ДТ10200
Природный газ8300

Теплотворная способность разных видов угля

  • Антрацит – 7 400 ккал/кг.
  • Каменный уголь – 7 000 ккал/кг.
  • Бурый уголь – 3 500 ккал/кг.

Таким образом, решая какое твердое топливо выбрать необходимо принимать во внимание какой вид топлива наиболее доступен в вашей местности. А при одинаковой доступности отдавать предпочтение антрациту как основному виду топлива и дровам или бурому углю как топливу для растопки антрацита

Случайные материалы:

  • Требования к котельной под размеры твердотопливного котла
  • Виды твердотопливных котлов
  • Котлы твердотопливные комбинированные
  • Клапан регулирующий с приводом
  • Выбор твердотопливного котла по виду и основным критериям

Правила сжигания

Когда потребитель знакомится с температурой горения того или иного угля, ему нужно учитывать, что производители указывают только те цифры, которые являются актуальными для идеальных условий. Конечно, в обычном бытовом котле или печи воссоздать необходимые параметры просто невозможно. Современные теплогенераторы из металла или кирпича просто не рассчитаны на столь высокие температуры, так как основной теплоноситель в системе может быстро закипеть. Именно поэтому параметры сгорания того или иного топлива определяются режимом его сжигания.

79b49d806fa5c6d8a500174a7eec2afe.jpgИными словами, все зависит от интенсивности подачи воздуха. Как ископаемый, так и древесный уголь хорошо нагревает помещение, если уровень поступления кислорода достигает 100%. Чтобы ограничить воздушный поток, можно использовать специальную заслонку/задвижку. Такой подход позволяет создать наиболее благоприятные условия сгорания заправленного топлива (до 950˚С).

Если уголь используется в твердотопливном котле, тогда нельзя допустить вскипание теплоносителя. Основная опасность связана с тем, что предохранительный клапан может просто не сработать, а это чревато большим взрывом. К тому же смесь воды и горячего пара плохо воздействует на функциональные способности циркуляционного насоса. Специалистами были разработаны два наиболее эффективных способа, которые позволяют контролировать процесс горения:

  1. Дроблённое или порошковое топливо должно поступать в котёл исключительно в дозированном объёме (действует та же схема, что и в пиллетных устройствах).
  2. Основной энергоноситель загружается в топку, после чего регулируется интенсивность подачи воздуха.

Теперь разберем каждый пункт качественных характеристик

теплота сгорания низшая (рабочая), ккал/кг-это количество тепла, выделяющееся при сгорании топлива, с учетом затрат тепла на испарение влаги, содержащейся в продукте.

Иногда путают высшую теплоту сгорания и низшую, указывают ту, которую хочется показать в расчетах, а разница между ними большая! Высшая теплота сгорания не учитывает затраты тепла на испарения влаги (т. е. как будто влаги в продукции нет). Например, при нашем случае высшая теплота сгорания угля 5900 ккал/кг, а для древесных пеллет 4900 ккал/кг.

Если подвести итог сравнения по теплоте сгорания, можно сказать проще — для нагрева одного и того же количества теплоносителя в системе отопления необходимо будет сжечь угля меньше, чем древесных пеллет.

Зольность (средняя), % — это показатель, который в итоге указывает, как много останется не сгоревшего остатка и как часто придется заниматься отчисткой золоприемника. По этому показателю древесные пеллеты удобнее в использовании — сгорают практически полностью, поэтому «выгребать» золу придется гораздо реже.

Влага (средняя), % — характеризует содержание влаги в продукции, что в свою очередь влияет на теплоту сгорания топлива. Но так как мы сравнивали низшую теплоту сгорания, то содержание влаги уже учитывалось.

Выход летучих веществ, % — от величины этого показателя зависит, как быстро загорится топливо и, как долго оно будет гореть. Пеллеты загораются быстрее и быстро выделяют тепло, но при этом и сгорают так же быстро, поэтому конструкция котла должна предусматривать это свойство пеллет. Уголь разгорается медленнее, но при этом горит дольше и передача тепла идет стабильнее.

Возможность использования для сжигания в автоматических котельных —

Сегодня существует большое количество различных автоматизированных котлов, работающих на пеллетах, на угле, а так же универсальных — работающих как на угле, так и на пеллетах. Разницы в степени автоматизации подачи топлива и управления процессом горения, при использовании угля и пеллет, практически нет. Все зависит от используемого топлива (фракционный состав и качественные характеристики).

Оценка выбросов загрязняющих веществ при сжигании угля и древесных пеллет — по этому показателю можно оценить и сравнить «экологичность» каждого вида топлива.

Основные моменты — это выброс углекислого газа и диоксида серы (смешиваясь с влагой, образует кислоту). По данным показателям древесные пеллеты экологичнее угля и загрязнение атмосферы при их сжигании ниже. Хотя при использовании современного котельного оборудования степень загрязнения атмосферы при сжигании угля во многом снижаются (не зря в Европе автоматические угольные котлы используются достаточно широко).

Применение древесного угля

Производство древесного угля – перспективное направление. Его потребление постоянно растет, причем он используется как на производстве, так и для бытовых целей. Применение в быту всем знакомо: приготовление пищи на мангале и в барбекю сегодня уже практически не обходится без древесного угля. Древесный уголь многие  предпочитают закладывать в камины: это топливо не дымит, не выделяет газов (в частности, угарного) и  имеет большую теплотворную способность.

1d5de929311b4d56b65372c87e2c090a.jpg

Изготовление древесного угля — перспективное направление

В промышленности древесный уголь применяют в металлургии (в нашей стране практически не практикуется), для изготовления фильтров разного назначения. Используется он при выплавке некоторых ценных металлов, кристаллического кремния, активированного угля. Находит применение в сельском хозяйстве и в медицине.

использовать древесный уголь можно и для отопления. Особенность его горения состоит в том, что высоких языков пламени нет. Зато есть равномерный устойчивый жар. Температура горения древесного угля зависит от нескольких факторов: от плотности (из разных сортов древесины уголь  получается разной плотности), от его качества (условий выжига)  и от количества кислорода, подаваемого во время горения. В обычном открытом очаге температура может колебаться от    400 оС до 900оС, но при особых условиях можно достичь и 1200оС (кузнечный горн). Если говорить о средних значениях, то считается что теплотворная способность древесного угля 30МДж/кг.

Вид топлива для твердотопливного котлаУдельная теплотворная способность,  МДжУдельная теплотворная способность, кВт/ч
Буроугольный брикет215,84
Необработанный бурый уголь 14,74,09
Сосновые дрова 8,92,47
Дубовые дрова133,61
Березовые дрова11,73,25
Каменный уголь 29,38,14
Кокс298,06
Древесный уголь 30-318,62
Торф (сухой)154,17

 

Как видим из таблицы, тепла древесный уголь выделяет, по крайней мере, не меньше, чем каменный уголь и почти в два с половиной раза больше, чем самые лучшие дрова. Почему же его почти не используют для отопления? Во-первых, в нашей стране уголь древесный производится в очень малых объемах (в мире производят 9 млн. тонн в год, на долю России приходится 100 тыс. тонн) и имеет высокую цену. Если даже покупать его у производителей, то при закупке до 5 тонн просят 180 рублей за 10кг (18000 за тонну). Даже при экономном расходе получается достаточно дорого. Если вы живете в местах, где большое количество лесов, в которых всегда хватает сухостоя, то обеспечить себе некоторое количество древесного угля не очень сложно даже без оборудования.  Можно воспользоваться , которые для процесса требуют только наличия металлической бочки, да и то не обязательно. Конечно, таким способом на всю зиму не запастись, но на то, чтобы засыпать какое-то количество в котел на ночь для поддержания комфортной температуры нажечь можно.

74d3c167cf701de46b93a3b3227fe5da.jpg

Теплота сгорания древесного угля чуть больше, чем теплота сгорания качественного каменного угля

Преимущества и недостатки

У ископаемого угля, который используется в качестве основного вида топлива, есть свои преимущества и недостатки. Каждый пункт обязательно должен быть рассмотрен теми потребителями, которые применяют этот материал для отопления своих домов и дач.

Среди положительных характеристик можно отметить следующие факты:

  1. При сгорании уголь выделяет много полезного тепла.
  2. Такое топливо может использоваться в современных котлах, которые работают по принципу «буржуйка», а также в универсальном оборудовании с системой водяного отопления.
  3. У потребителя всегда есть возможность выбрать наиболее подходящий материал — каменный, бурый или же древесный уголь.
  4. Такое топливо горит намного дольше, нежели обычные дрова. Как показывает практика, одной закладки вполне хватает на 12 часов активной эксплуатации котла.
  5. Доступная цена. Купить качественный уголь без лишних финансовых затрат можно в любом регионе России.
  6. Простота хранения. Добываемый каменный уголь практически не впитывает влагу, благодаря чему его можно хранить как под открытым небом, так и под небольшим навесом.

Негативные стороны природного угля не стоит оставлять без внимания, так как они тоже влияют на качество работы отопительной системы.

Основными недостатками считаются следующие показатели:

  1. Загрязнение окружающей среды и неприятный запах. Во время сжигания ископаемых материалов, в атмосферу выделяется большое количество СО2. Помимо этого, дымовые газы имеют весьма резкий и неприятный запах, что может приносить массу дискомфорта обычным гражданам.
  2. Отсутствие автоматизации. У мастера не будет возможности настроить работу котла на определённый временной промежуток, к тому же загружать уголь придётся вручную. Для обычного устройства необходимо минимум 3 заправки топливным материалом в день.
  3. Регулярная очистка внутренних поверхностей и удаление скопившейся золы. Убирать все остатки угля необходимо ежедневно, во время этой процедуры котёл должен быть остановлен.

Все эти недостатки не являются критическими, благодаря чему ископаемый и древесный уголь активно используется не только в частной отрасли, но и промышленной. Такая популярность возникла на фоне доступной цены и отменных тепловых характеристик.

Особенности систем пеллетного отопления

Для того чтобы оценить эффективность пеллетного отопления, необходимо знать о той разнице, которая существует между обыкновенными дровами и пеллетами. В ходе изготовления гранул используют отходы деревообрабатывающего производства. Сырье для производства пеллет или обычные опилки сначала тщательно просушивают, затем обрабатывают паром, в результате чего образуется вязкая масса, из которой под давлением 300 атмосфер формируют цилиндрические гранулы длиной около 70 мм и диаметром от 6 до 8 мм.Котлы, поставляемые на рынок производителями пеллетного оборудования, от своих аналогов, использующих в качестве топлива обычные дрова, отличаются более высокой степенью теплоотдачи. Количественные показатели теплоты сгорания различных видов твердого топлива указаны в таблице. 

Разновидность топлива

Теплота сгорания (кВт/кг)

Дрова

2,84

Топливные брикеты

4,7

Пеллеты

4,99

Кроме высокой теплоотдачи, пеллетные котлы имеют еще одно преимущество – их камера сгорания загружается в автоматическом режиме. Автоматическая подача топлива реализована следующим образом:

  1. В специальном бункере, изготовленном из нержавеющей стали, хранится определенный запас пеллет. Наличие бункера значительного объема позволяет заправлять его топливом с периодичностью один раз в несколько дней. 
  2. Топливо поступает в котел через гибкий кабель и расположенный внутри него шнек. Гранулы собственным весом приводят шнек во вращение, что обеспечивает их подачу в камеру распределения котла в необходимом количестве. 
  3. Далее, из камеры распределения пеллеты поступают в зону воздушной горелки, где происходит их неполное сгорание, сопровождающееся выделением древесного газа.
  4. Основным источником высокой теплоотдачи является древесный газ, который полностью сгорает в камере дожига. 

Подобная конструкция котла позволяет его владельцу, при непрерывной работе оборудования, всего лишь один раз в 3-4 дня наполнять бункер топливом и удалять твердые продукты горения, т.е. золу. 

Химический процесс

После попадания в камеру происходит постепенное тление дров. Данный процесс происходит благодаря наличию в топке достаточного количества газообразного кислорода, поддерживающего горение. По мере тления наблюдается выделение достаточного количества тепла, превращение избыточной жидкости в пар.

Дым, выделяющийся в процессе реакции, идет в отсек вторичной переработки, там он полностью сгорает, происходит выделение тепла. выполняет несколько важных функциональных задач. С ее помощью образуется древесный уголь, а в помещении поддерживается комфортная температура.

Но процесс получения подобного топлива является достаточно деликатным, и при малейшем промедлении возможно полное сгорание дров. Необходимо в определенное время извлекать из печи обуглившиеся заготовки.

21386a249b6c674c891e23644c3fa425.jpg

Читайте также

Nadya1998g / 29 июля 2014 г., 14:07:10
1)Какое кол-во теплоты выделится при полном сгорании 400г спирта , если удельная теплота сгорания этого топлива 27 МДж/кг? 2)Сколько

теплоты выделится при полном сгорании сухих березовых дров объемом 5м3?Плотность березовых дров 700 кг/м3, удельная теплота сгорания дров 13МДж/кг.

3) Сколько надо зжечь каменного угля , чтобы выделилось 150 МДж энергии? Удельная теплота сгорания каменного угля 30 МДж \кг.



5-9 класс



физика


ответов 1

максим123451234 / 18 дек. 2014 г., 12:50:32
1.Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании древесного угля массой 15 кг?спирта массой 200 г. 2.Сколько теплоты выделится при полно

м сгорании керосина,объем которого равен 2 л, а плотоность 800кг/м3? нефти,масса которого 2,5т?

3.При полном сгорании сухих дров выделилось 50 000кДж эенргии.Какая масса дров сгорела?



5-9 класс



физика


ответов 1

Orabil67 / 02 авг. 2013 г., 11:54:19
Определите удельную теплоту сгорания сухих дров, если известно, что при полном сгорании 8 кг дров выделилось кол-во теплоты, равное 8*10(в 7 степени) Дж



5-9 класс



физика


ответов 1

Айсми / 12 нояб. 2013 г., 0:42:12
А18. Какое количество теплоты отдаст в окружающее пространство медь массой 1 кг, охлаждаясь на 1 0С?

1) 1 Дж; 2) 0,38 Дж; 3) 380 Дж; 4) 3,8 Дж; 5) 380 000 Дж. А19. Какое количество теплоты потребуется для нагревания цинка массой 250 г на 1 0С? 1) 1900 Дж; 2) 260 Дж; 3) 95 Дж; 4) 38 Дж; 5) 3800 Дж. А20. Какое количество теплоты потребуется для нагревания латуни массой 250 г от 20 0С до 620 0С? 1) 17 600 Дж; 2) 570 000 Дж; 3) 2600 Дж; 4) 130 000 Дж; 5) 57 000 Дж. А21. Какое количество теплоты потребуется для нагревания воды массой 0,5 кг от 20 0С до 21 0С? 1) 2,1 кДж; 2) 6,8 кДж; 3) 8,4 кДж; 4) 21 кДж; 5) 42 кДж. А22. Алюминиевую ложку массой 50 г при температуре 20 0С опускают в горячую воду при температуре 70 0С. Какое количество теплоты получает ложка? 1) 4,8 кДж; 2) 19 кДж; 3) 138 кДж; 4) 54,2 кДж; 5) 2,3 кДж. А23. На сколько градусов нагреется цинковая деталь массой 40 г, если ей сообщить 760 Дж энергии? 1) 10 0С; 2) 20 0С; 3) 50 0С; 4) 4 0С; 5) 1 0С. А24. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании древесного угля массой 10 кг? 1) 3,4 х 107 Дж; 2) 3,4 х 106 Дж; 3) 3,4 х 108 Дж. А25. Сколько килограммов дров надо сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты, как при сжигании 2 кг каменного угля? 1) 6,8 кг; 2) 5,4 кг; 3) 8,4 кг. А26. Удельная теплота сгорания топлива – это количество теплоты, выделяющееся: 1) при полном сгорании топлива; 2) при сгорании топлива; 3) при сгорании топлива массой 1 кг. А27. При смешивании горячей воды массой 0,2 кг при температуре 40 0С с холодной массой 0,2 кг при температуре 15 0С получили смесь температурой 27 0С. Какое количество теплоты отдано горячей водой (Q1)? 1) 17 600 Дж; 2) 12 500 Дж; 3) 8600 Дж; 4) 15 100 Дж; 5) 10 900 Дж. А28. Какое количество было получено холодной водой (Q2)? 1) 10 800 Дж; 2) 13 400 Дж; 3) 12 000 Дж; 4) 16 800 Дж; 5) 8000 Дж. А29. Одинаковое ли количество теплоты отдано горячей водой и получено холодной? 1) Q1 = Q2; 2) Q1 > Q2; 3) Q1 < Q2. А30. Какого результата можно ожидать, если учесть потери при нагревании (или охлаждении) сосуда, термометра, воздуха? 1) Q1 = Q2; 2) Q1 > Q2; 3) Q1 < Q2. В1. Определите, какое количество теплоты потребуется для нагревания смеси из 300 г воды и 50 г спирта от 20 0С до 70 0С. В2. Сколько граммов спирта потребуется, чтобы нагреть до кипения 3 кг воды, взятой при температуре 20 0С? В3. В резервуаре нагревателя находится 800 г керосина. Сколько литров воды можно нагреть этим количеством керосина от 10 0С до 100 0С, если на нагревание расходуется 40% выделяемой энергии? С1. Металлический цилиндр массой 200 г нагрели в кипящей воде до 100 0С и затем опустили в воду массой 400 г, имеющую температуру 22 0С. Через некоторое время температура воды и цилиндра стала равной 25 0С. Какова удельная теплоемкость металла, из которого сделан цилиндр? С2. Вода массой 150 г, налитая в латунный калориметр массой 200 г, имеет температуру 12 0С. Найдите температуру, которая установится в калориметре, если в воду опустить железную гирю массой 0,5 кг, нагретую до 100 0С.



5-9 класс



физика


ответов 2

Zenintimofey / 15 янв. 2014 г., 22:00:38
Какую массу древесного угля надо сжечь,чтобы нагреть воду массой 1 кг на 70 С ?Удельная теплоемкость воды с=4200 Дж/(кг С)

Удельная теплота сгорания древесного угля q= 35*106 Дж/кг.



5-9 класс



физика

Классификация пеллеты по исходному сырью

  • Белые пеллеты – сорт Премиум светлого цвета производится из древесины без использования коры. Теплотворная способность белых пеллет составляет 17,2 Мдж/кг. Золы при чистке котла очень мало. Пеллеты Премиум составляют более чем 95% от всего производства топливных гранул, они сжигаются в любых печах, подходящих для топлива стандартного или повышенного качества.
  • Индустриальные пеллеты – сорт более низкого качества. В состав продукта входят такие составляющие, как кора и несгораемые остатки. Зольность таких пеллет слегка выше, чем у Премиум сорта, а вот теплотворность почти такая же. Котел придется чистить уже чаще.
  • Агропеллеты – это топливо стандартного качества из отходов гречки, семян подсолнечника. Пеллеты очень темного цвета. Теплотворная способность – 15 МДж/кг, а зольность более 4%. Основное преимущество такого продукта — их низкая цена. Чаще всего они используются для сжигания на больших тепловых станциях. Использование такого топлива требует ежедневной чистки котла, либо использования пеллетного котла с автоматической чисткой. Агропеллеты используются в печах, определенных исключительно для их использования.

Фото пеллет:

c94e02de3a274c03bb81b87e9f21122c.jpeg

Чем вызван такой интерес к данному виду топлива

рассматривают в качестве топлива будущего. Их теплота сгорания составляет 4,3 – 4,5 кВт/кг, что в полтора раза больше, чем у древесины, но при этом теплоотдача сравнима с углем. При сгорании выбросы в атмосферу минимальны. Сжигание 2 тонн топливных гранул дает такое же количество тепловой энергии, как сжигание 957 м3 газа, 1000 л дизельного топлива, либо 3,2 тонны древесины.

Пеллеты не случайно имеют название облагороженного топлива – при их сгорании выделяется большой объём тепла, а горение протекает ровным слоем, как при горении традиционных видов топлива. Топливные гранулы не требуют значительного объема места для хранения.

Пеллеты характеризуются высокой энергетической концентрацией при несущественном объеме. Их высокая насыпная плотность дает возможность перемещать топливо на большие расстояния с высокой экономической оправданностью. Пеллеты в качестве биотоплива безопасны и снижают риск возникновения пожаров, взрывов и утечки при транспортировке.

Расход пеллет на отопление дома площадью 150 кв.м за отопительный сезон в 7 месяцев требует не более 5 тонн гранул, причем продукт сгорания также используется в качестве удобрения на полях. Масса золы составляет приблизительно 1% от общей массы топливных гранул, убирается в современных печах не чаще раза в год.

Интересное чтиво
Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Рейтинг автора
Автор статьи
Константин Корепов
Написано статей
1261
Добавить комментарий