Сжигание

Теория горения пеллет
Процесс горения пеллет возможно разделить на четыре более или менее отдельные фазы:

1.Сушка и выпаривание воды. После подачи пеллет в горелку (топку), где уже происходит горение топлива, и следовательно уже поддерживается высокая температура, из пеллет происходит выпаривание воды под воздействием тепла. Поскольку содержание влаги в пеллет невысоко, то эта фаза скоротечна. Именно на этой стадии хорошо заметно различие между пеллетами и обычными дровами, влажность которых достигает 30%.

2.Газификация (пиролиз)

sgiganie
С дальнейшим нагревом происходит образования газогенераторного газа. При температуре выше 270 С градусов выделяется уже достаточно тепла для поддержания процесса. Выделяется СО, водород и метан СН4, а также различные примеси. Если утилизировать получаемый газ то возможно его дальнейшее использование, в том числе в двигателях внутреннего сгорания.

 

 

3. Сжигание газогенераторного газ

При достижении температуры горения и достаточного количества воздуха (кислорода) происходит сгорание газогенераторного газа. Водород взаимодействует с кислородом с образованием воды, СО превращается в СО2, также с выделением водяного пара. В случае, если температура недостаточна для горения газов или количество воздуха не соответствует пропорции, несгоревшие газы «вылетают в трубу» в буквальном и переносном смысле (КПД теплогенератора соответственно понижается, поэтому так важна правильная регулировка пеллетного котла).

  1. Сжигание древесного угля

После выделения газов сгорает образовавшийся древесный угол. Во время сжигания пеллет приблизительно 80% энергия высвобождается в виде газа и около 20 % в от сжигания древесного угля.
Для эффективного сжигания пеллет необходимо выполнение следующих условий (помимо, разумеется, высокого качества самих пеллет)
1. Оптимальная подача пеллет в зону горения, что бы с одной стороны происходил плавный нагрев пеллет для выпаривания воды и начала процесса газификации, а с другой стороны, чтобы происходило полное выгорание пеллет.
2. Зоновая подача нужного количества воздуха как для сжигания газогенераторного газа (вторичный воздух), так и для дожигания образовавшегося древесного угля.
sgig2
5.Слоевое горение пеллет
Одним из способов сжигания древесной биомассы в теплогенераторе, при котором производится регулируемое и непрерывное горение топлива определенного объема, а также своевременное избавление от дымовых газов, шлака и золы является топочный процесс. При сжигании пеллет, как правило, используют слоевой процесс сжигания, цель которого заключается в том, что происходит непрерывный продув воздуха через слой горячих пеллет, а также взаимодействует с ним, а в результате образуются топочные газы, шлак и зола, нагретые до высокой температуры.
Омывая поверхность нагрева, топочные газы передают часть тепла. В результате поверхности нагрева топки принимают излучаемое раскаленным топливом тепло и пламя, возникающее в процессе сгорания горючих газов. Место в слоевом топочном устройстве, в котором происходит взаимодействие воздуха и топлива с продуктами горения, называется активной зоной. Она состоит из кислородной зоны, области восстановления, а также сферы возгонки летучих веществ и сушки топлива.
Как проходит процесс сжигания пеллет?
Нижним слоем топлива является кислородная зона, куда и подводится воздух. В проходящих через слой газах содержится кислород. Здесь происходит взаимодействие кислорода из воздуха с углеродом топлива, в итоге же образуется окись углерода и углекислый газ. Сечение слоя, в котором температурный режим достигает максимальной отметки, и содержание кислорода уменьшается до минимума, является верхней границей этой зоны.
Обычно протяженность кислородной зоны не зависит от скорости воздушного дутья по высоте слоя, а определяется влажностью и размерами пеллет. Показатель протяженности уменьшается, когда возрастает реакционная способность топлива, а также возрастает протяженность от увеличения размера куска. Согласно технологии над кислородной зоной располагается сразу зона восстановления. Она являет собой пространство, где происходит взаимодействие углекислого газа с поверхностью раскаленного топлива, в результате же содержание окиси углерода в продуктах сгорания увеличивается. Вследствие взаимодействия углерода топлива с углекислым газом и поглощения тепла температура слоя восстановительной зоны уменьшается.
Далее следует зона возгонки летучих веществ и сушки топлива. Содержание горючих компонентов при большой высоте слоя в топочных газах возрастает и возникает нужда  подвода воздуха сверху слоя для дожигания. Такой воздух называют вторичным. При малой высоте топлива через вторичный воздух проходит существенное количество непрореагировавшего кислорода. Это повышает коэффициент избытка воздуха, изрядно снижает температуру топочных газов, а также теплоотдачу поверхности нагрева от них.
В процессе слоевого топочного процесса производительность устройства регулируется изменением двух параметров — количеством подаваемого в топку воздуха и скоростью подачи топлива (пеллет). Физически скорость обдувания частиц продуктами сгорания и воздухом тождественна скорости движения по каналам газов, образованных благодаря зазорам между частицами. Максимально допустимая скорость газовых частиц в процессе их движения через слой топлива лимитируется недопустимостью выноса мелких частиц из слоя с образованием прогаров в слое топлива в последующем.
Полная автоматизация подачи пеллет в зону горения, позволяющая управлять системой отопления более эффективно, — основное преимущество использования пеллет перед прочими видами твердого биотоплива. В соответствии с изменениями температурного режима теплоносителя система автоматически задает уровень подачи пеллет (уменьшает или увеличивает их количество).
Это доставляет удобства пользователю, ведь когда температура батарей опускается ниже допустимой границы термометра, система самостоятельно увеличивает объем подаваемого твердого биотоплива, а в случае, если температура уже достигла верхнего установленного уровня, прекращается подача пеллет, а сам котел переходит в спящий режим.
Соответственно, при грамотно настроенном и выбранном пеллетном котле достаточно легко регулировать интервалы между остановкой подачи «огонька» и повторном включении котла. Если временной промежуток не превышает двух часов, для запуска котла вполне достаточным является оставшийся запас тлеющих в котелке пеллет.
После подачи воздуха в вентилятор последует сигнал с оптического датчика о поступлении пламени, в результате чего котел настроится на режим работы. Помните, чем мощнее вы используете пеллетную горелку, тем перерывы будут больше, поэтому на промышленных объектах системы автоподжига горелки устанавливаются опционально.
Система автоподжига состоит из специального теплового фена установленного в пеллетный котел.

Однако всегда следует быть внимательными и соблюдать нормы пожарной безопасности, помня про опасность возгорания пеллет.
Экономическое обоснование целесообразности перехода на отопление твердым биотопливом. Гармонизация украинских стандартов и стандартов ЕС
Особенности сжигания пеллет
Горение древесины (книга1)
usaid-mdi-heat-production-from-biomass-report-2014-ua
secbiomass-booklet-heat-production
REFERENCE_2016
provedennia_kompleksnogo_doslidzhennia_rinku_kotliv_shcho_pratsiuiut_na_biomasi_v_ukrayini
Технологические аспекты сжигания пеллет
Теплогенератор для теплиц
Сушка зерна на биомассе
Модульные котельные

Комментарии закрыты