Specyfikacje techniczne kotła na paliwo stałe

Sprawność kotła na paliwo stałe [%] - określa się jako stosunek ilości ciepła przekazanego wodzie do ilości ciepła uzyskanego podczas spalania paliwa. Sprawność kotła jest wskaźnikiem jego efektywności i świadczy o stopniu zaawansowania konstrukcji.

Sprawność stalowego kotła na paliwo stałe wynosi 75-80%, natomiast węglowego, z powodu mniejszej powierzchni wymiany ciepła, wynosi 67-75%.

W dokumentacji technicznej kotła podaje się sprawność uzyskaną podczas pracy w optymalnych warunkach: palenisko oraz powierzchnie wymiany ciepła są czyste, dostarczana jest optymalna ilość powietrza do spalania, a tryb temperaturowy obiegu wodnego wynosi co najmniej 65°C na wejściu i 90°C na wyjściu.

Czynniki obniżające sprawność kotła na paliwo stałe:

1 Nadmierne lub niewystarczające dostarczanie powietrza do paleniska kotła. Uważa się, że optymalny współczynnik nadmiaru powietrza w palenisku wynosi 1,3, czyli do paleniska należy dostarczać o 30% więcej powietrza niż to niezbędne do całkowitego spalania paliwa. Przekroczenie tego współczynnika prowadzi do nadmiernego dostarczania powietrza i utraty użytecznej energii na jego podgrzewanie, natomiast obniżenie współczynnika skutkuje niepełnym spalaniem paliwa w palenisku. Przy optymalnym dostarczaniu powietrza płomień powinien mieć kolor słomkowy.

2 Kamień kotłowy na powierzchniach wymiany ciepła po stronie podgrzewanej wody oraz sadza po stronie paleniska. Dlatego tak ważne jest przygotowanie wody uzupełniającej oraz okresowe czyszczenie powierzchni wymiany ciepła kotła.

3 Niepełne spalanie paliwa spowodowane nierównomiernym spalaniem, przechodzeniem paliwa przez ruszt lub spalaniem z niedoborem tlenu, co prowadzi do nadmiernego powstawania sadzy.

4 Wysokie straty ciepła z obudowy kotła do otoczenia. Na ten czynnik wpływa jedynie jakość i grubość materiału izolacyjnego, który jest umieszczony pomiędzy powierzchniami wymiany ciepła.

Nominalna moc cieplna kotła na paliwo stałe [kW] - ilość ciepła wytwarzana przez kocioł w ciągu jednej godziny podczas spalania podstawowego paliwa, którym dla kotłów na paliwo stałe jest węgiel sortymentu 'antracyt'.

Wartości mocy podane w dokumentacji technicznej uzyskuje się podczas spalania antracytu w czasie spalania jednej porcji paliwa przy maksymalnej mocy. Na przykład, jeśli czas spalania jednej porcji wynosi 4 godziny, to w pierwszej i ostatniej godzinie kocioł może dostarczać po 80% swojej mocy, a przez dwie godziny działać z mocą 120%, przy czym w dokumentacji technicznej podaje się nominalną moc równą 100%.

Moc kotła w dużym stopniu zależy od rodzaju paliwa, dlatego jeśli planuje się używanie paliwa innego niż podstawowe, należy przy obliczaniu niezbędnej mocy kotła zastosować współczynniki korekcyjne w stosunku do antracytu:

0,95 - węgiel kamienny
0,85 – węgiel brunatny
0,80 – brykiety torfowe
0,80 – suche drewno (dwa lata suszenia, wilgotność 15-20%)
0,30 – mokre drewno (wilgotność 70-80%)

Minimalna temperatura wody na wejściu do kotła [°C] - minimalna temperatura wody, przy której na powierzchniach wymiany ciepła nie dochodzi do kondensacji par gazów spalinowych.

Para produktów spalania stanowi niebezpieczne, korozyjnie aktywne środowisko dla kotła na paliwo stałe. Podczas pracy nie należy dopuszczać do działania w trybach, w których temperatura wody na wejściu jest niższa niż 65°C, z wyjątkiem krótkotrwałej fazy rozpalania.

Powierzchnie wymiany ciepła żeliwnych kotłów są bardziej odporne na korozję, dlatego dla nich dopuszczalna jest temperatura wody na wejściu wynosząca 55°C, natomiast dla kotłów stalowych nie należy obniżać temperatury na wejściu poniżej 65°C.

Więcej informacji na temat ochrony kotłów na paliwo stałe przed niską temperaturą można znaleźć w sekcji schematy podłączenia kotła na paliwo stałe.

Ciśnienie nominalne wody w kotle [MPa] - najwyższe nadciśnienie wody, przy którym zapewniona jest długotrwała i bezpieczna eksploatacja kotła na paliwo stałe.

Podczas podłączenia kotła do systemu grzewczego z zamkniętym naczyniem wzbiorczym, ciśnienie w systemie wzrasta podczas nagrzewania. Gdy system osiąga maksymalny tryb temperaturowy, ciśnienie w kotle nie powinno przekraczać wartości nominalnej.

Ciśnienie robocze wody w obiegu kotła powinno wynosić co najmniej 1 bar i nie powinno przekraczać ciśnienia podanego w dokumentacji kotła.

Ciśnienie testowe kotła wynosi zazwyczaj co najmniej 1,25 wartości nominalnej.

Różnica ciśnienia w kominie w miejscu podłączenia kotła [Pa] - ciąg w kominie. Doprowadzenie powietrza do paleniska jest możliwe tylko przy ciśnieniu w kominie niższym od ciśnienia atmosferycznego.

Różnica ciśnienia w kominie powstaje z powodu różnicy gęstości gorących gazów wewnątrz komina i chłodniejszego powietrza na zewnątrz.

Minimalna wartość różnicy ciśnienia w kominie wskazuje, o ile ciśnienie w miejscu podłączenia kotła powinno być niższe od ciśnienia atmosferycznego. Nadmierna różnica ciśnienia jest regulowana przepustnicą, umieszczoną na wylocie dymu z kotła.

Temperatura spalin [°C] w kotle na paliwo stałe zależy od trybu pracy i rodzaju paliwa. Przy normalnym ciągu temperatura może wahać się od 150°C przy minimalnej mocy do 280°C przy obciążeniach nominalnych. W przypadku zakłóconego ciągu temperatura spalin może się zmieniać w zakresie od 70 do 600°C.

Czas spalania pojedynczego załadunku paliwa [godz.] - dla kotłów na paliwo stałe w trybie nominalnej mocy nie przekracza 4 godzin przy spalaniu węgla lub koksu oraz 2 godzin przy spalaniu drewna.

Przy pracy na mniejszych mocach czas spalania może zostać wydłużony nie więcej niż 2-3 razy, jednak sprawność kotła znacznie spada, a praca na niskich mocach nie sprzyja długotrwałej eksploatacji kotła.

Pamiętaj! Optymalny tryb pracy dla kotła na paliwo stałe to praca na nominalnej mocy.