Які бувають види твердого палива?

11.07.2022

Будь-яка людина може відповісти, чим топити котел – дровами та вугіллям. Дехто згадає торф та пелети. Тим часом, за загальними назвами криється маса подробиць, про які може і не здогадуватися недосвідчений власник твердопаливника. А від цього залежить правильне функціонування котла та термін його служби.

Паливо для опалювальних котлів

Перерахуємо основні види твердого палива, якими топлять котли:

• дрова;
• вугілля;
• пелети;
• брикети;
• відходи деревообробки та гілки.

Для порівняння палив використовуватимемо такі характеристики як: теплота згоряння, обводненість, зольність, наявність сторонніх речовин, тому коротко визначимо поняття.

Характеристики палива

Теплота згоряння або теплотворна здатність - це кількість тепла, що виділяється при згорянні 1 кг палива. Вважається в кВтг/кг ​​або МДж/кг.

Обводненість чи вологість – виражене у відсотках вміст вологи.

Зольність - відсоткове відношення маси твердого залишку (попелу) до маси палива, що згоріло.

До сторонніх речовин відносимо хімічно активні елементи, наприклад, сірку, яка може бути в паливі і виділятися при горінні, так і всіляке негорюче сміття, шлак, бруд, що потрапили при видобуванні та зберіганні.

Тепер розгорнемо наш список, використовуючи ці показники для порівняння.

Дрова: теплотворні властивості порід, форма відвантаження, зберігання

Дрова – найдоступніше та найдешевше паливо. Бувають дрова:

• дубові - мають високу теплотворну здатність, але їх важко колоти;
• хвойні (соснові, ялинові) – горять спекотно через наявність смоли, через неї ж характерно потріскують і виблискують під час горіння, інтенсивніше засмічують димарі. Зате їх легше пиляти та колоти;
• дрова плодових дерев – переважно використовуються для приготування страв на відкритому вогні. Груша та яблуня легко розколюються і добре горять;
• березові дрова вимагають достатньої кількості повітря в топці, інакше починають диміти і утворювати дьоготь, що відкладається на стінках димових каналів;
• грабові, букові, ясеневі дрова відносяться до твердих пород дерева з високою теплотворністю;
• липа, осика, тополя - м'які породи, дають мало спека і швидко прогорають.

Нижче наводиться таблиця теплотворної здатності основних видів дров:

Теплотворна здатність дров безпосередньо залежить від їхньої вологості - при горінні тепло витрачається на утворення пари і разом з ним випаровується «в трубу», до того ж формується їдкий конденсат.

• Хорошими дровами вважаються такі, у яких показник обводненості не перевищує 20-25%, так звані повітряно-сухі (природного сушіння), що зберігалися під навісом на відкритому повітрі або у звичайному сараї.
• У свіжоспиляного лісу вологість - 40-50%, а у топляка або сплаву 60% - таке паливо непридатне.
• Ідеальний показник вмісту вологи 8-12% у кімнатно-сухих дров, що зберігалися у закритих приміщеннях із підвищеною температурою.

Зольність деревини невелика – від 0,2 до 2-3% (для смолистих порід), а також незначний вміст сторонніх мінеральних речовин, тому дерево є одним із щадних для котла палив.

Кубометри в складометри дров
При покупці будьте уважним: ціну зазвичай пишуть за кубометр (тобто, «ідеальний» дерев'яний куб), а продають складометри, де навіть у найщільнішому укладанні є порожнечі. А привезти можуть і зовсім насипом у кузові, і тут вже менше фактична кількість деревини.

Орієнтовні коефіцієнти такі:

• при відвантаженні насипом об'єм кузова по бортах множимо на 0,75-0,82, одержуємо складометри;
• щоб дізнатись скільки кубометрів ще раз множимо на 0,75.

Стандартні довжини полін - 25 і 33 см, товщина не менше 3 см.

Вугілля: види та теплотворна здатність

Другий широко поширений вид палива, що застосовується у побутових опалювальних казанах. Класифікація всіх його характеристик та різновидів досить велика, тому зупинимося на основних.

Вугілля буває:

• бурий;
• кам'яний;
• антрацит.

Нижче табличка теплотворних здібностей даних видів:

• Д – довгопламенний;
• СС - сильноспекається;
• Т – худий;
• Г – газовий;
• Ж – жирний;
• К – кокс;
• ОС – спікаючийся.

Для опалення використовуються перші три марки, решта – сировина для коксохімічної промисловості. Вологість кам'яного вугілля коливається не більше 12-16%, леткі компоненти до 40%, зольність до 50%.

Антрацит – «найспекотніший» і «чистий» вуглець. Вологість його трохи більше 9%, стільки ж і летких речовин. Це тверде важкозаймисте вугілля.

Для мінеральних палив актуальним є вміст сторонніх речовин: по-перше, це підвищує зольність. Вугілля може містити шлак, порожню породу, просто забруднитися під час зберігання та транспортування. По-друге, неминуча наявність сірки, яка при згорянні утворює їдкі оксиди, що спричиняють корозію стінок котла, теплообмінника, димоходу. Якісне вугілля має містити трохи більше 1% сірки.

Класифікація вугілля за розміром шматків

Від марки залежить завантаження палива:

вугілля Д слід закладати невеликими партіями, щоб леткі компоненти встигали повністю згоряти. Правильне полум'я жовтого кольору, при недогарі багряне.
Марки СС, Т і антрацит можна завантажувати у більшому обсязі, але при цьому важливе регулювання піддуву, щоб полум'я не згасло або, навпаки, не було надмірного підвищення температури, що призведе до руйнування котла.

Пелети: різновиди, теплотворна здатність

Пелети є спресовані циліндричні гранули органічного матеріалу, в основному відходів деревообробної промисловості та сільського господарства. Склеювальна речовина – лінгін, який входить у будь-яку рослинну сировину. Розміри гранул невеликі (довжина 5-50 мм, діаметр 4-10 мм) - виходить ідеальне сипуче паливо для твердопаливників з автоматичною подачею пелетних котлів.

Пелети поділяються на:

• «білі» (преміум сорту), що одержуються з очищеної та просушеної деревини;
• індустріальні – з обаполка з корою, мають сірий або коричневий колір;
• агропелети з сільгосп та агропромислових відходів: лушпиння соняшника та гречки, стебел та качанів кукурудзи, соломи;
• торф'яні пеллети.

Теплотворна здатність коливається в залежності від сировини від 14 МДж/кг для торф'яних до 17-20 МДж/кг для деревних білих пелет. До 80% тепла виходить при згорянні піролізних газів, тому важливо забезпечувати подачу достатньої кількості кисню в топку.

Вологість та зольність пелет

Сировина проходить кілька стадій сушіння та підсумкове пресування під тиском, тому вихідна вологість пелет не більше 10%, інакше вони починають кришитися і суттєво погіршують свої властивості. Звідси підвищені вимоги до приміщення для зберігання та упаковки палива – гранули дуже гігроскопічні.

Найнижча зольність у 0,5-1% у «білих» пелет, індустріальні від 0,7% до 3-4%, агропелети 3-8%, найбільша у торф'яних – до 20%. Фактично, в побутових котлах використовуються лише «білі» пелети, всі інші різновиди призначені для промислового користування, і не тільки через підвищену зольність: агропелети містять олії (лушпиння соняшника), що осідають на стінках димаря у вигляді креозоту, солом'яні мають підвищений відсоток хлору , що роз'їдає метал. А торф'яне паливо має дуже сильний розкид за якістю, торкнемося цього питання, коли перейдемо до обговорення брикетів.

Фасовка пелет та зберігання

Пелети фасують у так звані біг-беги від 500 до 1200 кг, у споживчу упаковку 10-20 кг, або відвантажують насипом. У разі рекомендується мати сухий закритий бункер, оскільки гранули дуже швидко набирають вологу з повітря. Фасоване пелети можна складувати відкрито (за умови цілісності поліетиленової упаковки).

При всіх своїх плюсах, пелети дорожчі за дров, та й самі пелетні котли з механізмами автоподачі коштують недешево.

Брикети

Брикети можна розглядати як великі пелети. Загальний принцип отримання схожий – пресування при підвищеній температурі у форми: досягається велика щільність палива, суттєво знижується вміст води, набуває естетичного вигляду.

Види паливних брикетів

Дерев'яні брикети, іноді звані євродрова, мають такі показники:

• теплотворна здатність до 4-5 кВтг/кг (до 18 МДж/кг);
• зольність до 1%;
• вологість до 8%.

Якісні євродрова – один із найефективніших видів палива за співвідношенням ціна-теплота згоряння, зручний та чистий у використанні, що не вимагає заготівельних операцій – колки та розпилювання.

Торф'яні брикети можуть відрізнятися за якістю. Це зумовлено насамперед умовами видобутку сировини: є верховий торф, який має показники зольності 1-6%, і низинний торф із зольністю 8-18%, а іноді й до 40%. Якщо порушена технологія виробництва брикетів, отримуємо і різнобій у показниках: від якісних з теплотою горіння 14-20 МДж/кг та вологістю 6-8% до зовсім непридатних 10 МДж/кг та сирих, з 35% вологи.

Вугільні брикети виготовляються із шламу. Так як це неорганічне паливо, то для формування потрібно 5-10% сторонніх речовин, що цементують, наприклад, смоли (кам'яновугільного дьогтю) або меляси, крохмалю. У побуті використовуються лише брикети на органічних сполучних. Теплотворна здатність брикетів виходить із якості сировини і варіюється від 20 до 28 МДж/кг (5,5-7,7 кВтг/кг). Зольність до 10%, вологість 2-15%.

Відходи деревообробки та гілки

До відходів відносять тріску до 50 мм, стружку та обрізки, горбилі. Ці матеріали зазвичай зберігаються відкрито і містять велику кількість вологи, тому перед завантаженням у котел необхідне просушування. По теплотворності тріска аналогічна дровам, але швидко прогорає. Найчастіше дерев'яні відходи застосовують для розпалювання котла перед основною закладкою.

В принципі, в котлі згорить і всіляке побутове сміття - пластик, поліетилен. Але спалювати їх не рекомендується. По-перше, багато синтетичних вуглеводнів мають високу температуру горіння, тому підкинуті в топку разом із звичайними дровами, пластикові відходи будуть чадити і спікатися. По-друге, пластмаси часто містять добавки, барвники, які при згорянні можуть утворювати токсичні сполуки.

Вибір палива для котла

При покупці будь-якого палива:

• звертайте увагу на його зовнішній вигляд та вологість;
• обговорюйте форму відвантаження, використовуйте коефіцієнти перерахунку кубометрів та складометрів.

Завжди топіть сухим якісним паливом, так котел прослужить довше, а ви заощадите на обігріві.

✍️ підписуйтесь на наш канал: @vseproteplo