Виды твёрдого топлива


Навскидку любой человек может ответить, чем топить котёл – дровами и углём. Кое-кто упомянет торф и пеллеты. Между тем, за общими названиями кроется масса подробностей, о которых может и не догадываться неискушённый владелец твёрдотопливника. А от этого зависит правильное функционирование котла и срок его службы.

Топливо для отопительных котлов

Перечислим основные виды твёрдого топлива, которыми топят котлы:

  • дрова;
  • уголь;
  • пеллеты;
  • брикеты;
  • отходы деревообработки и ветки.

Для сравнения топлив будем использовать такие характеристики как: теплота сгорания, обводнённость, зольность, наличие посторонних веществ, поэтому кратко определим понятия.

Характеристики топлива

Теплота сгорания или теплотворная способность – это количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг топлива. Считается в кВтч/кг или МДж/кг.

Обводнённость или влажность – выраженное в процентах содержание влаги.

Зольность – процентное отношение массы твёрдого остатка (пепла) к массе сгоревшего топлива.

К посторонним веществам относим химически активные элементы, например, серу, которая может присутствовать в топливе и выделяться при горении, так и всяческий негорючий мусор, шлак, грязь, попавшие при добыче и хранении.

Теперь развернём наш список, используя эти показатели для сравнения.

Дрова: теплотворные свойства пород, форма отгрузки, хранение

складометр дров

Дрова в укладке (складометрах)

Дрова – самое доступное и дешёвое топливо. Бывают дрова:

  • дубовые – обладают высокой теплотворной способностью, но их трудно колоть;
  • хвойные (сосновые, еловые) – горят жарко из-за наличия смолы, из-за неё же характерно потрескивают и искрят во время горения, интенсивнее засоряют дымоходы. Зато их легче пилить и колоть;
  • дрова плодовых деревьев – в основном используются для приготовления блюд на открытом огне. Груша и яблоня легко раскалываются и хорошо горят;
  • берёзовые дрова требуют достаточного количества воздуха в топке, иначе начинают дымить и образовывать дёготь, откладывающийся на стенках дымовых каналов;
  • грабовые, буковые, ясеневые дрова относятся к твёрдым породам дерева с высокой теплотворностью;
  • липа, осина, тополь – мягкие породы, дают мало жара и быстро прогорают.

Ниже приводится таблица теплотворной способности основных видов дров:

Дрова

(естественная сушка)

Теплотворная способность, кВтч/кг

Теплотворная способность, МДж/кг

Объёмная плотность в кг/дм³

Плотность, кг/складометр

Дубовые дрова

4,2

15

0,67

470

Сосновые дрова

4,3

15,5

0,52

360

Еловые дрова

4,3

15,5

0,47

330

Берёзовые дрова

4,2

15

0.65

450

Грабовые дрова

4,2

15

0,72

495

Буковые дрова

4,2

15

0,69

480

Ясеневые дрова

4,2

15

0,69

480

Теплотворная способность дров напрямую зависит от их влажности – при горении тепло расходуется на образование пара и вместе с ним улетучивается «в трубу», к тому же формируется едкий конденсат.

  • Хорошими дровами считаются такие, у которых показатель обводнённости не превышает 20-25%, так называемые воздушно-сухие (естественной сушки), хранившиеся под навесом на открытом воздухе или в обычном сарае.
  • У свежеспиленного леса влажность – 40-50%, а у топляка или сплава и вовсе 60% – такое топливо непригодно.
  • Идеальный показатель содержания влаги 8-12% у комнатно-сухих дров, сберегавшихся в закрытых помещениях с повышенной температурой.

Зольность древесины невелика – от 0,2 до 2-3% (для смолистых пород), также незначительно содержание посторонних минеральных веществ, поэтому дерево является одним из щадящих для котла топлив.

Кубометры в складометры дров

При покупке будьте внимательным: цену обычно пишут за кубометр (т.е., «идеальный» деревянный куб), а продают складометры, где даже в самой плотной укладке есть пустоты. А привезти могут и вовсе насыпом в кузове, и тут уж ещё меньше фактическое количество древесины.

Ориентировочные коэффициенты таковы:

  • при отгрузке насыпом объём кузова по бортам умножаем на 0,75-0,82, получаем складометры;
  • чтобы узнать сколько кубометров ещё раз умножаем на 0,75.

Стандартные длины поленьев – 25 и 33 см, толщина не менее 3 см.

Уголь: виды и теплотворная способность

Второй широко распространённый вид топлива, применяемый в бытовых отопительных котлах. Классификация всех его характеристик и разновидностей довольно обширная, поэтому остановимся на основных.

Уголь бывает:

  • бурый;
  • каменный;
  • антрацит.
Бурый уголь Каменный уголь

Ниже табличка теплотворных способностей данных видов:

Вид угля

Удельная теплота сгорания

МДж/кг

кВтч/кг

Бурый

14,7

4

Каменный

29,3

8,1

Антрацит

31

8,6

 

Данные показатели, как и в случае с дровами, сильно зависят от качества топлива. Однако уже видно, что бурый уголь уступает даже древесине по количеству выделяемого тепла, так из-за влажности (30-40%) и летучих компонентов (до 50%). Кроме того, он может самовозгораться и выветриваться (крошиться в труху) при продолжительном хранении, что затрудняет его транспортировку и ограничивает использование в домашнем хозяйстве.

Марки каменного угля

Каменный уголь в свою очередь подразделяется на несколько марок, имеющих буквенные обозначения:

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

Для отопления используются первые три марки, остальные – сырьё для коксохимической промышленности. Влажность каменного угля колеблется в пределах 12-16%, летучие компоненты до 40%, зольность до 50%.

Антрацит – самый «жаркий» и «чистый» углерод. Влажность его не более 9%, столько же и летучих веществ. Это твёрдый трудновоспламеняемый уголь.

Для минеральных топлив актуально содержание посторонних веществ: во-первых, это повышает зольность. Уголь может содержать шлак, пустую породу, просто загрязниться при хранении и транспортировке. Во-вторых, неизбежное наличие серы, которая при сгорании образует едкие окислы, вызывающие коррозию стенок котла, теплообменника, дымохода. Качественный уголь должен содержать не более 1% серы.

Классификация угля по размеру кусков

Штыб и семечко

 

П

Плитный

более 100 мм

К

Крупный

50-100 мм

О

Орех

26-50 мм

М

Мелкий

13-25 мм

С

Семечко

6-13 мм

Ш

Штыб

менее 6 мм

Р

Рядовой

неограниченный размерами

 

Кроме обозначенных фракций, существуют угольные брикеты, о них поговорим позже.

Выбор угля для твердотопливного котла

При выборе угля руководствуйтесь, прежде всего, паспортными данными отопительного оборудования.

От марки зависит загрузка топлива:

  • угли Д следует закладывать небольшими партиями, чтобы летучие компоненты успевали полностью сгорать. Правильное пламя жёлтого цвета, при недогаре – багровое.
  • Марки СС, Т и антрацит можно загружать в большем объёме, но при этом важна регулировка поддува, чтобы пламя не погасло или, наоборот, не было чрезмерного повышения температуры, которое приведёт к разрушению котла.

Пеллеты: разновидности, теплотворная способность

Пеллеты представляют собой спрессованные цилиндрические гранулы органического материала, в основном отходов деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства. Склеивающее вещество – лингин, который входит в любое растительное сырьё. Размеры гранул невелики (длина 5-50 мм, диаметр 4-10 мм) – получается идеальное сыпучее топливо для твёрдотопливников с автоматической подачей, пеллетных котлов.

Пеллеты делятся на:

  • «белые» (премиум сорта), получаемые из очищенной и просушенной древесины;
  • индустриальные – из горбыля с корой, имеют серый или коричневатый цвет;
  • агропеллеты из сельхоз и агропромышленных отходов: шелухи подсолнечника и гречки, стеблей и початков кукурузы, соломы;
  • торфяные пеллеты.

Теплотворная способность колеблется в зависимости от сырья от 14 МДж/кг для торфяных до 17-20 МДж/кг для древесных «белых» пеллет. До 80% процентов тепла получается при сгорании пиролизных газов, поэтому важно обеспечивать подачу достаточного количества кислорода в топку.

виды пеллет

Разновидности пеллет

Влажность и зольность пеллет

Сырьё проходит несколько стадий сушки и итоговое прессование под давлением, поэтому выходная влажность пеллет не более 10%, иначе они начинают крошиться и существенно ухудшают свои свойства. Отсюда повышенные требования к помещению для хранения и самой упаковке топлива – гранулы очень гигроскопичны.

Самая низкая зольность в 0,5-1% у «белых» пеллет, индустриальные от 0,7% и до 3-4%, агропеллеты 3-8%, наибольшая у торфяных – до 20%. Фактически, в бытовых котлах используются лишь «белые» пеллеты, все прочие разновидности предназначены для промышленного пользования, и не только из-за повышенной зольности: агропеллеты содержат масла (лузга подсолнечника), оседающие на стенках дымохода в виде креозота, соломенные имеют повышенный процент хлора, разъедающего металл. А торфяное топливо имеет очень сильный разброс по качеству, коснёмся этого вопроса, когда перейдём к обсуждению брикетов.

Фасовка пеллет и хранение

Пеллеты фасуют в так называемые биг-бэги от 500 до 1200 кг, в потребительскую упаковку 10-20 кг, или отгружают насыпом. В последнем случае рекомендуется иметь сухой закрытый бункер, так как гранулы очень быстро набирают влагу из воздуха. Фасованные пеллеты можно складировать открыто (при условии целостности полиэтиленовой упаковки).

При всех своих плюсах, пеллеты дороже дров, да и сами пеллетные котлы с механизмами автоподачи стоят недешево.

пеллетный котел

Котел и бункер со шнековым механизмом подачи пеллет

Биг-бэг с пеллетами

Брикеты

Брикеты можно рассматривать как «большие пеллеты». Общий принцип получения похож – прессование при повышенной температуре в формы: достигается большая плотность топлива, существенно снижается содержание воды, приобретается эстетический вид.

Виды топливных брикетов

  • Древесные брикеты, иногда называемые евродрова, имеют следующие показатели:

теплотворная способность до 4-5 кВтч/кг (до 18 МДж/кг);

зольность до 1%;

влажность до 8%.

Качественные евродрова – один из самых эффективных видов топлива по соотношению цена-теплота сгорания, удобный и чистый в использовании, не требующий заготовительных операций – колки и распиловки.

евродрова
торфяные брикеты
  • Торфяные брикеты могут сильно различаться по качеству. Это обусловлено, в первую очередь, условиями добычи сырья: есть верховой торф, который имеет показатели зольности 1-6%, и низинный торф с зольностью 8-18%, а иногда и до 40%. Если нарушена технология производства брикетов, получаем и разнобой в показателях: от качественных с теплотой горения 14-20 МДж/кг и влажностью 6-8% до совершенно бросовых 10 МДж/кг и сырых, с 35% влаги.
  • Угольные брикеты изготавливаются из шлама. Так как это неорганическое топливо, то для формования необходимо 5-10% посторонних цементирующих веществ, к примеру, смолы (каменноугольного дёгтя) или мелассы, крахмала. В быту используются только брикеты на органических связующих. Теплотворная способность брикетов исходит из качества сырья и варьируется от 20 до 28 МДж/кг (5,5-7,7 кВтч/кг). Зольность до 10%, влажность 2-15%.
угольные брикеты

Отходы деревообработки и ветки

щепа

Щепа хранится под открытым небом

К отходам относят щепу до 50 мм, стружку и обрезки, горбыли. Эти материалы обычно хранятся открыто и содержат большое количество влаги, поэтому перед загрузкой в котёл необходима просушка. По теплотворности щепа аналогична дровам, но быстро прогорает. Чаще деревянные отходы применяют для растопки котла перед основной закладкой.

В принципе, в котле сгорит и всяческий бытовой мусор – пластик, полиэтилен. Но сжигать их крайне не рекомендуется. Во-первых, многие синтетические углеводороды имеют высокую температуру горения, поэтому подброшенные в топку вместе с обычными дровами, пластиковые отходы будут чадить и спекаться. Во-вторых, пластмассы часто содержат добавки, красители, которые при сгорании могут образовывать токсичные соединения.

Выбор топлива для котла

При покупке любого топлива:

  • обращайте внимание на его внешний вид и влажность;
  • оговаривайте форму отгрузки, используте коэффициенты пересчёта кубометров и складометров.

Всегда топите сухим качественным топливом, так котёл прослужит дольше, а вы сэкономите на обогреве.