Какое бывает твёрдое топливо?

.

 

Главный вопрос для владельцев частных домов и помещений с автономными системами обогрева – чем топить котёл? Мы не говорим здесь об отоплении на газу или жидком топливе, там очевидные решения упираются в чисто технические аспекты. Рассмотрим наиболее доступный вид – твёрдое топливо, какое бывает, его особенности, преимущества и недостатки.

Виды твёрдого топлива

В бытовых твердотопливных котлах обычно сжигают:

• дрова;
• уголь;
• пеллеты;
• брикеты;
• отходы деревообработки, картон, ветки.

Отходы – это обычно обрезки, щепки и стружка. Они быстро прогорают, поэтому служат скорее для растопки котла, к тому же, это скорее случайное или разовое топливо.

Чтобы сравнить перечисленные топлива, будем оперировать такими понятиями как: теплотворная способность, влажность, зольность, наличие примесей.

• Теплотворная способность – это количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг топлива, иначе называется теплота сгорания. Выражается в кВтч/кг или МДж/кг.
• Влажность – содержание влаги в процентах, иначе называется обводнённость.
• Зольность – сколько пепла получается в процентах от массы сгоревшего топлива.

Примесями считаем как горючие посторонние вещества, которые неизбежно содержатся в органическом и минеральном топливе, а также негорючие пыль, грязь и мусор.

---

Дрова: основные характеристики

Обычно для отопления используются дрова:

• дубовые – наилучшие, с высокой теплотой сгорания, но дороже других видов, к тому же тяжелы в заготовке – древесина достаточно твёрдая;
• хвойные – из-за смолистости дают жаркое пламя, но из-за неё же больше осадка в дымоходах, легки в заготовке – хорошо колются и пилятся;
• берёзовые – обладают тем же недостатком, что и хвойные, из-за отложения дёгтя при слабом наддуве в топку;
• грабовые, буковые и ясеневые дрова – обладают высокой теплотворной способностью;
• липа, осина, тополь – мягкие породы, результат скорее не промышленной заготовки, а хозяйственной вырубки, подрезки посадок в городской черте, и т. п.

Дрова из плодовых деревьев для отопления, как правило, не используются, а заготавливаются в малых количествах для приготовления блюд, растопки бань, декоративного огня и т. п.

Обводнённость напрямую влияет на теплоту сгорания. Сырые дрова дают много пара, с которым уходит полезное тепло, к тому же химические активные примеси (та же сера) при высокой температуре образуют с водой едкие соединения, вызывающие коррозию стенок топки и дымохода.

У леса сразу после спила влажность на уровне 40-50%, в сплавном или топляках – 60 %. Такое дерево необходимо сушить. Первоначальная сушка – естественная, когда древесина хранится под навесом или в сарае. При естественной сушке дрова называются воздушно-сухие, в них содержание влаги не должно превышать 20-25%. Такое топливо годится для обычных котлов.

Ещё ниже содержание влаги в комнатно-сухих дровах – 8-12%. Такой процент достигается при хранении в закрытых прогреваемых помещениях. Это топливо пригодно для котлов длительного горения с пиролизными процессами в топке. Так как в древесине незначительное содержание минеральных веществ, то зольность колеблется от 0,2 до 2-3%.

Пересчёт кубометров в складометры

При покупке может возникнуть путаница с тарными объёмами. Цену обычно назначают за кубометр, т. е. цельный куб из дерева, а вот отгрузка идёт в так называемых складометрах – а там уж всё зависит от плотности укладки, но между поленьями в любом случае есть пустота. Это одна из уловок продавцов. А ещё труднее проконтролировать объём, когда дрова привозят насыпом в кузове.

Чтобы сориентироваться в этом, используйте примерные коэффициенты:

• для кузовной отгрузки – объём по бортам умножайте на 0,75-0,82 для пересчёта в складометры;
• при отгрузке в укладке – складометры умножайте на 0,75 для пересчёта в кубометры.

Стандартные габариты полена: длина – 25 или 33 см, толщина от 3 см.

Виды угля

Уголь чаще используется как бытовое топливо в регионах, где его добывают, либо же в пунктах с грузовым железнодорожным сообщением, так как это основной способ транспортировки.

В котлах сжигают три вида угля:

• бурый;
• каменный;
• антрацит.

Они значительно отличаются между собой по теплотворной способности:

Но эти числа зависят не только от разновидности, но и от качества минерального топлива. Например, бурый уголь проигрывает даже древесине по теплотворности, его влажность может достигать 40%, а из-за присутствия летучих веществ (до половины массы) при длительном хранении он крошится и выветривается, а также есть опасность самовозгорания.

Разновидности каменного угля и его характеристики

У самого распространённого каменного угля есть несколько марок, указывающих на характеристики и целевое применение:

• Д – длиннопламенный;
• СС – сильноспекающийся;
• Т – тощий; Г – газовый;
• Ж – жирный; К – кокс;
• ОС – отощённо-спекающийся.

Жирные, коксующиеся и отощённые марки в быту не используют, они – сырьё для коксохима. Несмотря на минеральное происхождение, влажность угля может достигать 12-16%, у антрацита – до 9%. Основной недостаток – большая зольность (до 50%) из-за неизбежных примесей, пустой породы, шлака, мусора, попавшего при транспортировке и хранении, а также присутствие до 40% летучих компонентов. Особое внимание следует обращать на содержание серы – в качественном угле её должно быть не более 1%.

Помимо марки, уголь делят на разновидности по размеру зерна (кусков). Это товарная классификация, важная для целевого назначения топлива, например, в горелках с подавателями используется уголь не крупнее 25-30 мм (экогорошек).

Какой уголь выбрать для твердотопливного котла

Производители котлов обычно указывают в технической документации (паспорте, инструкции), какие разновидности топлива пригодны для данного оборудования. Также руководствуйтесь следующими советами из опыта:

• угли марки Д закладывайте понемногу, для лучшего прогорания летучих компонентов; ориентируйтесь на цвет пламени – оно должно быть жёлтым, багровое указывает на недожог;
• для антрацита и марок СС и Т регулируйте поддув с особым вниманием, так как это трудновоспламеняемые угли, которые при разгорании способны резко повысить температуру в топке, что вызовет разрушение котла

---

Что такое пеллеты?

Пеллеты – это гранулы из органического материала, полученные прессованием. Изготавливаются из отходов древесины или сельхозсырья. При прессовании из растительной органики выделяется естественное склеивающее вещество – лингин. Гранулы имеют цилиндрическую форму и размеры от 5 до 50 мм при диаметре от 4 до 10 мм, поэтому идеально подходят для твердотопливных котлов с подавателями.

По сырью различают пеллеты:

• белые – из чистой и сухой древесины, теплота сгорания до 17-20 МДж/кг;
• индустриальные – из горбыля и коры, из-за чего они серого или коричневого цвета;
• агропеллеты из отходов сельского хозяйства и агропрома: шелухи семечек и гречки, ботвы кукурузы, соломы и т. п.;
• торфяные с теплотворной способностью от 14 МДж/кг.

Характеристики пеллет

В виду особенности производства, пеллеты – это очень сухое топливо, с влажностью не более 10%, поэтому они также хороши для пиролизных котлов (до 80% теплообразования при сгорании газов). Однако это накладывает и повышенные требования к хранению – гигроскопичные древесные гранулы легко отсыревают, отчего крошатся, а их свойства как топлива существенно ухудшаются.

Для бытового использования лучше всего белые пеллеты с зольностью 0,5-1%. У индустриальных этот показатель колеблется от 0,7% до 3-4%, ещё больше золы от агропеллет – до 8%, и самые зольные торфяные со значением до 20%. Кроме того, пеллеты из шелухи содержат масла, которые преобразовываются в креозот и оседают в дымоходе, а в соломе содержится хлор, разъедающий металл.

Отгрузка и хранение пеллет

Потребительская упаковка – полиэтиленовые мешки до 20 кг, удобные для засыпки в бункер подавателя. Для промышленных котлов пеллеты отгружаются в биг-бэгах – специальных прямоугольных мешках вместимостью 500-1200 кг с петлями для переноски манипулятором или краном. Иногда пеллеты отгружают насыпом, но во всех случаях, как уже было сказано, необходимо сухое закрытое помещение или бункер для хранения. Допускается открытое складирование под навесом для пеллет в полиэтиленовой упаковке.

---

Брикеты

Брикеты получают прессованием в формы при повышенной температуре. При этом удаляется влага, увеличивается плотность, улучается эстетический вид.

Характеристики топливных брикетов

• Древесные брикеты (евродрова): теплота сгорания до 4-5 кВтч/кг (до 18 МДж/кг), зольность до 1%, влажность до 8%.

Евродрова – пожалуй, самое удобное топливо: высокая теплотворная способность, щадящие показатели влажности и зольности, к тому же, не требуют никаких заготовительных операций.

• Качество торфяных брикетов зависит от сырья: у верхового торфа зольность 1-6%, а у низинного до 18%, а то и до 40%. Соответственно, различается и теплотворная способность – от 14-20 МДж/кг при влажности до 8% до сырых, с 35% влаги и едва 10 МДж/кг.
• Угольные брикеты из шлама с добавлением 5-10% посторонних связующих веществ (каменноугольного дёгтя или мелассы). Для бытовых котлов используются брикеты на органических связующих. Теплота сгорания колеблется от 20 до 28 МДж/кг (5,5-7,7 кВтч/кг) при зольности до 10% и влажности в диапазоне 2-15%.

 

 

Как выбрать топливо для котла?

Прежде всего, оцените внешний вид и влажность. Оговорите способ отгрузки, чтобы было взаимопонимание с продавцом по складометрам, кубометрам и другой таре.

Не сжигайте в котле бытовой мусор или строительный, содержащий пластик, краску и другие посторонние вещества и предметы, которые при сгорании могут выделять токсичные или химически активные соединения.

Используйте сухое топливо, рекомендованное в документации на котёл, для продления его срока службы и наиболее эффективной эксплуатации.