Retortové hořáky na pelety

Před několika lety používalo peletová kamna pouze 20 % domácností v Evropě, nyní se toto číslo zvýšilo na 70 %. Použití kotlů a hořáků na pelety je nejúčinnějším a cenově nejvýhodnějším způsobem vytápění obytných prostor. V tomto rozhovoru se podíváme na provozní principy zařízení, jeho výhody a nevýhody a jak si vyrobit hořák na pelety vlastníma rukama.

Jedinečná vůně přírodního dřeva, čistý a vyzdobený pokoj v moderním stylu – tak může vypadat kotelna v domě, pokud správně přistoupíte k výběru zařízení. Inovativním zařízením na výrobu tepla, které vám umožní vytvořit popsané podmínky v místnosti, je kotel na pelety nebo automatický hořák na pelety, který pracuje na speciální palivové pelety, které vznikají z odpadu ze zemědělské nebo dřevozpracující výroby. No, pokud se nechcete obtěžovat popelem, pak je pro vás lepší použít plynové hořáky fb r. Plynové hořáky FBR jsou vysoce spolehlivé, energeticky účinné, vysoce kvalitní a snadno se obsluhují. Více informací o těchto plynových hořácích můžete získat na http://fbr.ru/.

O hořáku na pelety

Hořák na pelety je speciální topné zařízení, které vyrábí teplo spalováním pelet nebo granulí paliva v kotli. V některých případech tyto hořáky používají zbytečné suché zrno.

V automatických hořácích jsou ruční a automatické hořáky, palivo je přiváděno do spalovací násypky pomocí speciálního šneku a celý proces je řízen senzory, díky čemuž zařízení vyžaduje od uživatele minimální kontrolu. Hořáky na pelety našly své uplatnění nejen v běžném životě, ale i v průmyslu. Používají se pro vytápění prostor, ohřev vody a řadu dalších potřeb.

Pelety neboli palivové granule jsou speciální tuhé palivo, které se získává ze dřeva nebo zemědělského odpadu lisováním a granulací za působení vysokých teplot.

V zemích, kde zemědělství a dřevozpracující průmysl zaujímají přední místa, jsou náklady na pelety mnohem nižší než na uhlí. Výjimkou jsou regiony, v jejichž bezprostřední blízkosti se nacházejí uhelné podniky.

Při spalování pelet se neuvolňují žádné nebezpečné výpary, jako při spalování kapalného paliva.

Princip činnosti

Všechny pelety, které lze zakoupit v obchodě, jsou vybaveny přídavnými jednotkami:

• Šnek – dodává palivo z bunkru do spalovací komory;
• Ovladače pro automatizaci pracovního procesu;
• Bunkr – místo, kde se nachází palivo před přivedením do spalovací komory;
• Lambda sonda je speciální senzor, který sleduje obsah kyslíku v kouřových komorách a nezávisle řídí proces spalování paliva v závislosti na podmínkách.

Hořák na pelety musí být chráněn plastovou vlnitou trubkou. Působí jako pojistka v případě zpětného tahu. Pokud se oheň začne pohybovat směrem k bunkru, potrubí vyhoří a zabrání šíření plamenů.

Dodatečně je použit ventilátor, který umocňuje spalování pelet čerpáním vzduchu, a také termoelektrický ohřívač, který umožňuje zapálení paliva bez zásahu člověka.

V automatizovaných zařízeních jsou pelety přiváděny do spalovací komory automaticky; člověk potřebuje pouze sledovat množství paliva v bunkru. Potřeba dodávky paliva do spalovací komory se zjišťuje pomocí teplotních čidel (mohou sledovat teplotu vzduchu v místnosti, teplotu vody, případně jiné okolní indikátory v závislosti na provozním režimu zařízení).

Požadovaná teplota nosiče tepla je nastavena uživatelem, všechna další zvýšení a snížení jsou řízena pomocí automatizovaného zařízení. Jakmile teplota dosáhne nastavené úrovně, hořák začne pracovat v pohotovostním režimu (pelety nezhasínají, začnou doutnat). Pokud naopak teplota klesne, regulátor aktivuje vestavěný ventilátor. Vlivem vzduchu se pelety vznítí a hořák se přepne do provozního režimu. Pokud během odstávky pelety z jakéhokoli důvodu zhasnou, aktivuje se topné těleso, které je znovu zapálí.

Zařízení

Každý hořák má jeden cíl – vytvořit silný plamen pro ohřev vzduchového nebo vodního pláště kotle. Přitom samotný výkon spalování lze regulovat nezávisle.

Hořák na pelety má podobné účely. Zařízení je aerodynamický tunel, do kterého se přivádí tuhé palivo a čerpá spalovací vzduch. Palivo je dodáváno do potrubí pomocí speciálního šnekového dopravníku. Samotné palivo se před spalováním nachází v nakládací násypce. Bunkr může mít různé objemy a právě objem určuje, jak dlouho může hořák hořet samostatně bez zásahu člověka (přikládání paliva).

Vzduch je přiváděn do spalovací zóny nuceným vstřikováním vzduchu pomocí ventilátoru.

Spalovací komora hořáku může být kruhová nebo obdélníková. Kulaté hořáky jsou nejběžnější kvůli snadné výrobě. Na vnější straně spalovací komory je připevněna trubková odbočka, kterou je palivo přiváděno z dopravníku.

Součástí provedení je i popelník, ve kterém se hromadí odpad ze spalování. Během spalování pelety produkují malé množství popela, proto by se popelník neměl čistit více než jednou týdně, když je hořák aktivně používán.

druhy

Existuje několik typů hořáků na pelety, z nichž každý má své výhody a nevýhody.

Typ vzplanutí

Zpočátku zařízení sloužilo k výrobě tepla spalováním obilí, později bylo přestavěno na spalování pevného lisovaného paliva.

• Malé celkové rozměry;
• Lze použít společně s kotli, které mají malou spalovací komoru;
• Zjednodušená obsluha;
• Zvýšená spolehlivost;
• Je možné spalovat nekvalitní pelety.

• Nízký výkon ve srovnání s jinými hořáky;
• Plamen směřuje vodorovně, proto ohřívá kotel lokálně.

Objemový typ

Na rozdíl od předchozího modelu mají zvýšený výkon a vysokou účinnost. Mezi nevýhody zařízení patří složitá konstrukce, velké rozměry a závislost na kvalitě používaných pelet.

Krb

Takové konstrukce se používají hlavně v domácích podmínkách a jsou instalovány v krbech a kotlích. Princip činnosti zařízení je následující: pelety padají do speciální misky, kde hoří působením vzduchu přiváděného zespodu.

Mezi nevýhody modelu patří velikost zařízení a nutnost doladění pro správné spalování.

Výhody a nevýhody

Zařízení má řadu výhod:

• Pelety jsou bezpečné palivo ve srovnání s plynem a elektřinou;
• Umožňuje výrazně snížit náklady na vytápění místnosti ve srovnání s použitím elektrických kotlů. Současně jsou instalace na pelety dražší než plynová zařízení, ale je třeba si uvědomit, že není vždy možné instalovat plyn a nakupovat plynové lahve;
• Domácí instalace zaručují vysokou účinnost – 95 %. Některé instalace obchodů mají přes 97 %;
• Používají se nejen k vytápění místnosti, ale také k získávání teplé vody;
• Neexistují žádné předpisy pro přepravu a skladování paliva. V blízkosti osoby nezpůsobují pelety alergické reakce a při hoření nevznikají žádné toxické výpary;
• Palivo je možné zakoupit. Majitelé zařízení si stěžovali na nedostatek paliva a nutnost připravit si zásobu pelet v zimě, když se zařízení objevila, nyní není potřeba skladovat velké množství pelet doma, v případě potřeby se dají koupit všude;
• Cena pelet zůstává v průměru na stejné úrovni, na rozdíl od plynu a elektřiny, jejichž tarify pravidelně zažívají sezónní výkyvy;
• Instalace zařízení nevyžaduje žádné speciální dovednosti a není třeba koordinovat instalaci s autorizovanými orgány;
• Po spálení pelet vzniká přírodní minerální popel, který nevyžaduje zvláštní pravidla pro likvidaci.

Spolu s výhodami takového zařízení existuje také řada nevýhod:

• Vysoké náklady na hotové vybavení obchodu. Přes popularizaci zařízení v posledních letech a určité snížení cen jsou kotle na pelety stále dražší než plynová nebo elektrická zařízení podobného výkonu;
• Zařízení vyžaduje neustálou údržbu (zejména starší modely). Uživatel bude muset jednou týdně vyčistit popelník a výměník tepla od nahromaděného popela. U moderních modelů je čištění poskytováno na automatické úrovni;
• Při absenci automatického přívodu paliva musí uživatel vkládat pelety do násypky ručně;
• V místnostech, kde budou pelety před použitím skladovány, je nutné zajistit podmínky minimální vlhkosti;
• Dovážené zařízení prakticky není určeno pro drsné podmínky domácí zimy, v důsledku čehož často dochází k poruchám a poruchám;
• V odlehlých oblastech se kvůli nestabilním zásobám musí stále zásobovat palivo na zimu.

Výroba hořáku na pelety

Instalace pelet jsou kupujícími často ignorovány kvůli jejich vysokým nákladům ve srovnání s plynovými a elektrickými zařízeními, ale problém lze vyřešit výrobou zařízení doma.

Spalovací komora může být konstruována ze čtvercové nebo kruhové trubky. Je lepší dát přednost žáruvzdorné oceli, která je schopna odolat vysokým teplotám, tloušťka stěny by měla být nejméně 4 mm.

Domácí instalace se ke kotli připevňuje pomocí přírubové desky ze žáruvzdorné oceli o tloušťce 3 mm.

Nádobu pro podávání paliva do spalovací komory lze zakoupit nebo vyrobit ručně. Nejlepší možností je okamžitě provést instalaci, ve které bude palivo dodáváno automaticky. K tomu vložte šnek do zakoupené trubky požadovaného průměru. Otáčení zařízení bude prováděno pomocí ložiska, převodovky a motoru pracujícího v nízkých otáčkách.

Kromě toho je v obchodě zakoupen ventilátor pro čerpání vzduchu. Ventilátor se montuje na desku, která se vyrábí v závislosti na velikosti a provedení dvířek kotle používaného ve Vaší domácnosti.

Je také důležité starat se o regulaci množství přiváděného paliva a objemu vzduchu čerpaného ventilátorem, jinak bude domácí zařízení pracovat nestabilně. V domácích zařízeních se síla přívodu vzduchu a množství pelet nastavuje ručně. Tato metoda je nepohodlná, protože vyžaduje neustálý dohled nad hořákem.

Pro automatizaci je zakoupeno elektrické topné těleso a fotosenzor. První zařízení zapálí plamen při zhasnutí pelet a také reguluje zapínání zařízení. Fotosenzor monitoruje výskyt plamene: pokud je plamen stabilní, senzor vyšle signál do žhavícího prvku, aby zastavil zapalování.

Pro automatizaci systému je také zakoupen snímač plnění. Oznámí elektronickým součástem zařízení stupeň zaplnění spalovací komory peletami.

Hořáky na pelety jsou moderní zařízení pro kotle, které činí proces šetrnějším k životnímu prostředí a snižují náklady na palivo. Samotné vybavení v obchodě má přitom vysoké náklady. Pro základní potřeby domácnosti je lepší dát přednost domácím zařízením, jejichž provoz lze v případě potřeby automatizovat.

• Hořák na pelety – zařízení a použití
  Hořák na pelety Hořák využívající jako palivo dřevěné pelety je jedním z nejekonomičtějších zařízení, které kombinuje: bezpečnost; láce…
• Plynové hořáky pro kotle – princip činnosti, značky výrobců
  Stávající klasifikace plynových hořáků pro topné kotle zohledňuje princip činnosti, přívod vzduchu a tvorbu plamene hořáku….
• Princip činnosti plynového topného kotle, dvouokruhového, podlahového, plynového hořáku
  Nejoblíbenějším a nejhospodárnějším vytápěním pro soukromé domy je plynový kotel s vodním okruhem. Plyn je levný a údržba nevyžaduje seriózní…

Po jedné z největších havárií v historii jaderné energetiky ve Spojených státech, v jaderné elektrárně Three Mile Island v roce 1979, se společnost začala obávat rizik spojených s možnými nehodami v jaderných elektrárnách, radioaktivním odpadem a znečištěním životního prostředí. V této době prudce stoupá zájem o vytápění dřevem a peletami. V roce 1979 byl vyvinut hořák na pelety s podáváním pelet do spalovací zóny zespodu, který byl později nazýván retortový hořák. Název „retorta“ (francouzsky retorta – obrácený dozadu, z latinského retortus – ohnutý dozadu) se v průmyslu používá již poměrně dlouho. V chemickém průmyslu je „retorta“ dlouhohrdlá laboratorní nádoba používaná v laboratorní a tovární praxi především k destilaci. V ropném průmyslu se „retorta“ nazývala plynová spalovací jednotka používaná k extrakci kapalných uhlovodíků z ropných břidlic. První taková vertikální vaskulární retorta byla uvedena do provozu v USA již v roce 1949. Průmyslové retorty se využívaly i k výrobě dřevěného uhlí. V průmyslu pyrolýzy biouhlu je „retorta“ reaktor, ve kterém dochází k pyrolýze dřeva. Název hořáku na pelety je spojen se třemi sémantickými asociacemi:

• V hořáku (v retortě) dochází k tvorbě dřevěného uhlí a jeho pyrolýze
• Navenek hořák připomíná obrácenou laboratorní retortu s hrdlem, které schematicky odráží systém přívodu paliva.
• “Obrat zpět” udává směr toku paliva, které nejprve jde z bunkru dolů, pak vodorovně podél šneku do topeniště kotle a poté se “otočí zpět” nahoru do spalovací zóny.

Název „retortový hořák“ se uchytil a stal se běžně používaným. V zahraniční literatuře se kromě „retortového hořáku“ často můžete setkat s termínem „podsouvací hořák“ [1],[2] – se spodním podáváním. Někteří výrobci topných těles používají pro tato zařízení marketingový název „volumetrický spalovací hořák“. Možná to znamená, že spalování je distribuováno rovnoměrně na kruhové retortě. Ale technicky to není správné. Spalovací proces v těchto peletových kotlích je stejný – homogenní difúze s heterogenními fázemi a v žádném případě objemový.

Retortové hořáky umožnily, aby byl proces ohřevu kontinuální; Hořáky se proto široce používají v průmyslových kotlích a také pro spalování paliva s vysokou tavitelností a schopností tvorby strusky.

V roce 1980 italská společnost D’Alessandro Termomeccanica Srl vyrobila model CS peletového kotle s retortovým hořákem, který fungoval na olivové pecky, olivové výlisky, pelety, skořápky mandlí a lískových ořechů. [3]

Charakteristické vlastnosti retortových hořáků na pelety

• Směr přívodu pelet do spalovací zóny zdola nahoru

Typy retortových hořáků

• S mechanickými čisticími zařízeními (rotace/míchání) s funkcí míchání k očištění povrchu od ulpívajících produktů spalování a odstranění koláče strusky
• S volumetrickou retortou – klasická velkoobjemová retorta
• S “nulovou” replikou — objem retorty se sníží na nulu, aby se odstranil problém parazitních ztrát paliva v hořáku

Kotel s retortovým hořákovým zařízením

1. Šnek (německy: schnecke – šnek) je tyč s pevným šnekovým povrchem podél podélné osy, sloužící k podávání granulovaného paliva z bunkru do spalovací zóny.
2. Hořák je miska, na jejímž povrchu dochází ke spalování. Palivo a spalovací vzduch jsou sem automaticky přiváděny z bunkru přes horizontální šnek.
3. Zbývající produkty spalování jsou vytlačovány další příchozí dávkou pelet a padají z okraje retorty do popelníku.
4. Výměník tepla – teplo ze spalin se předává chladivu.

Systémy podávání pelet

• Jednošroubová ekonomická třída. K podávání pelet z násypky do hořáku se používá jediný šnek. Ekonomické, ale problematické. Při nepřetržitém provozu a nepřetržitém toku pelet nevznikají žádné zvláštní problémy. Jakmile je ale přebytek vyrobeného tepla s odstavením kotle například mimo sezónu, tak začínají problémy. Backfire je prokletí těchto hořáků.
• Dvojitý šroub. Pro zajištění bezpečnosti před zpětným požárem a plameny vnikajícími do bunkru jsou použity dva šneky s podávací mezerou a topeništěm v mezeře. Existují systémy s jedním převodovým motorem pro dva šneky (Roteks, Pelletron Royal) a se dvěma převodovými motory, každý samostatně pro svůj šnek (FACI). Se dvěma převodovými motory je to výhodnější, protože v tomto případě je doba provozu šneku hořáku delší než doba provozu šneku zásobníku a ve šneku zbývá méně pelet pro případné doutnání.

Výhody retortových hořáků

• Méně náročné na kvalitu pelet a přesnost nastavení spalovacího režimu. Pokud nejsou pelety zcela spáleny, jednoduše se vysypou do popelníku. Během struskování se hořák nezastaví. Kvalita spalování se sníží, účinnost se sníží a emise porostou, ale kotel bude pokračovat v provozu. Při relativním přebytku vzduchu nedochází k vyfukování pelet ze spalovací zóny.
• Dobře se osvědčily v soustavách s nepřetržitým provozem, zapínají se na začátku topného období a fungují až do jeho ukončení.
• Možnost získání vysokého výkonu. Donedávna byly kotle na pelety s vysokou tepelnou kapacitou vybaveny především retortovým hořákem.
• Mnoho retortových hořáků může spalovat jemné uhlí.
• Může pracovat bez automatického zapalování (u kotlů s objemovou retortou). Při dočasných odstávkách a přerušeních dodávky proudu, trvajících až několik hodin, může dojít ke vznícení paliva od doutnajících uhlíků v retortě.
• Rovnoměrné vytápění spalovací komory, žádné lokální topné místo.

Nevýhody retortových hořáků

• Možnost zpětného spalování. Toto je velmi naléhavý problém, zejména u systémů s jedním šnekem. Při zastavení kotle začne doutnající palivo postupně proudit do přívodního kanálu a ohřívat jej na kritické hodnoty. Dále se obvykle spustí teplotní ochranné čidlo, což má za následek vymrštění velkého množství pelet do hořáku. Pelety se vznítí, což může vést k nouzovému požáru nebo varu kotle. U dvoušnekového podávacího systému, zejména s různými provozními dobami šneku, je nouzový provoz vyloučen, avšak opakované doutnání zbytků pelet ve šneku hořáku vede k usazeninám na stěnách podávacího kanálu a nutnosti občasného nebo neustálého čištění šnekového kanálu v závislosti na provozních režimech a nastavení.
• Parazitní ztráty paliva při provozu kotle v režimu Start/Stop (u objemové retorty). Objem retorty je naplněn peletami, které při každém zastavení kotle dále hoří a doutnají, což vede k postupnému vyhoření paliva v retortě. Doba doutnání uhlí může u domácích kotlů dosáhnout několika hodin au průmyslových až několika dnů. Aby spalování neodcházelo do šneku, kotel se často přepíná do režimu Supervision (Standby/Maintenance, atd.), ve kterém se utrácejí pelety na udržení minimálního spalování. Čím větší je objem retorty a čím větší je parazitní tah v přívodním kanálu paliva, tím větší jsou ztráty paliva.
• Potíže s automatickým zapalováním. I když sada obsahuje automatické zapalování, často nefunguje správně a musíte jej zapálit ručně. To je ale kompenzováno tím, že uhlíky v retortě jsou dlouhodobě zakonzervovány a při krátkých přestávkách v provozu zcela nevyhasnou.
• Velká velikost a složitost opravy. Téměř vždy je retortový hořák jednotného provedení s kotlem hořáky nejsou zaměnitelné s modely jiných výrobců hořáků a někdy je hořák nedílnou součástí kotle a jeho porucha může vést k výměně celého kotle. Pro odstranění tohoto problému u vysoce zatěžovaných výkonných průmyslových hořáků vyrábí někteří výrobci, např. FACI, vyměnitelné litinové prvky – pixely, které lze snadno vyměnit.
• Zvýšená spotřeba energie. Převodové motory podléhají značnému zatížení, takže mají značný výkon, a tedy i spotřebu energie.
• Bunkr a hořák jsou téměř vždy pevně spojeny – to snižuje flexibilitu umístění při plánování kotelny a omezuje následné změny objemu bunkru.