Топливо для котельных: особенности, виды, характеристики и требования

Для отопления жилых домов и производственных помещений, а также для подачи в них горячей воды обычно используются особые установки — котлы. Работать оборудование этого типа может на разных видах топлива. Причем характеристики последнего должны соответствовать определенным нормативам. Неправильный подбор топлива для котельной может привести к поломке водонагревательного оборудования. Снижается в этом случае и КПД котла.

Виды топлива

Работать установки, предназначенные для нагревания воды, могут на:

• газу;
• жидком топливе;
• электричестве;
• твердом топливе.

Чаще всего для отопления зданий и подачи горячей воды используются газовые или электрические котлы. Жидкостные установки обычно применяются только в отдаленных местностях — там, где нет магистралей, подающих «голубое топливо». Дровяное, пеллетное и угольное оборудование используется там, где нет даже ЛЭП.

Наиболее популярной разновидностью топлива для котельной является газ. Обходится монтаж работающего на нем водонагревательного оборудования довольно-таки дорого. Установка электрического котла стоит по крайней мере намного дешевле. Однако значительные затраты при монтаже в последующем окупаются за счет дешевизны газа. Электричество, как известно, у нас в стране очень дорогое.

Эксплуатация твердотопливных и жидкостных котлов обычно обходится даже дешевле, чем газовых. Однако подобное оборудование, к сожалению, не слишком удобно в использовании. Да и само топливо в данном случае требует создания особых условий хранения и зачастую занимает много места.

Газ для нагревателей

Именно этот вид топлива, как уже упоминалось, используется для котлов чаще всего. Согласно нормативам, для нагревательных установок допускается применять любые виды газа — как сжиженный, так и магистральный. Однако в первом случае для обогрева жилых домов и производственных помещений должны использоваться котлы исключительно особой конструкции, предназначенные для работы в комплексе с баллонами или газгольдером.

Сжиженный газ применяется обычно для отопления только частных домов. Но иногда этот вид топлива для котельных используется и, к примеру, в общепоселковых коммуникациях.

Правила установки котлов, работающих на «голубом топливе»

Подключать к магистрали или газгольдеру оборудование этого типа разрешается только лицензированным специалистам. За самостоятельную врезку владельцу загородного дома или руководителю предприятия грозит серьезный штраф. Ведь газ — топливо, как известно, взрывоопасное. И неправильное подключение в дальнейшем может легко привести к трагедии.

Предъявляются особые требования и к тому помещению, в котором будет располагаться собственно сам газовый котел. Подобное оборудование нельзя устанавливать в комнатах общим объемом менее 7,5-15 м 3 , в зависимости от мощности. При этом помещение обязательно должно вентилироваться. Наличие глухих окон в комнате не допускается. Также нельзя монтировать газовый котел в помещении в том случае, если общая тепловая мощность всех установленных в нем приборов превышает 150 кВт.

Подача газа: нормативы

В зависимости от типа проходящей рядом магистрали прокладка труб подачи «голубого топлива» для котельных установок в доме может производиться надземным или подземным методом. В первом случае должны быть соблюдены такие нормативы:

• элементы газопровода не должны соприкасаться с частями зданий и сооружений, изготовленными из горючих материалов;
• перекосов труб не допускается;
• вертикальные элементы газопровода должны располагаться строго вертикально;
• горизонтальные элементы укладываются под уклоном в 2-5 мм в сторону подключаемого здания.

При прокладке магистрали для подачи топлива в котельную под землей должны соблюдаться такие требования:

• трубы для транспортировки жидкого газа располагают ниже уровня промерзания грунта;
• при вводе в здание глубина может уменьшаться до 0,8-1,2 м;
• прокладка газопровода должна вестись с уклоном не менее 1,5 мм на метр;
• трубы с жидким газом прокладываются под фундаментом, с обычным — над ним, через стену;
• для разного рода разъемных соединений газопровода предусматриваются колодцы.

Жидкое котельное топливо: требования

Котлы, используемые для отопления жилых домов или же производственных помещений, расположенных в отдаленных местностях, часто работают на солярке. К дизельному топливу для нагревательного оборудования предъявляются особые требования. При выборе солярки для котла следует обращать внимание, прежде всего, на такие ее характеристики, как:

• цетановое число;
• плотность и вязкость;
• фракционный состав.

Цетановое число определяет такие важные показатели, как:

• время воспламенения топлива для котельных;
• полнота сгорания солярки;
• уровень вредных выбросов.

В конечном итоге именно цетановое число солярки влияет на эффективность работы водонагревательного оборудования. Оптимальным показателем ЦЧ для котлов считается 40-45 единиц.

Требования к хранению

Солярка, как и газ, — котельное топливо для котлов, опасное в плане возгорания и взрывов. Поэтому хранить ее следует правильно. В частном доме отдельное помещение для солярки обычно обустраивать не требуется. Однако если объем хранимого дизельного топлива превышает 5 тыс. литров, построить для него склад все же придется.

Можно хранить солярку в случае необходимости даже в жилых помещениях. Однако при этом ее общий объем не должен превышать 40 литров.

В специально оборудованном под солярку помещении:

• нельзя выполнять скрытый монтаж коммуникаций, трубопроводов и проводов;
• следует разместить знаки, запрещающие пользоваться открытым огнем.

Само помещение для солярки должно быть возведено из негорючих материалов. Двери в данном случае также используются особой конструкции.

Предприятия, находящиеся в отдаленных местностях, к примеру на Крайнем Севере, часто закупают и особый вид оборудования — блочно-модульные котельные на жидком топливе. В таких комплексах помещения для хранения солярки могут предусматриваться изначально.

Объем необходимой для бесперебойного функционирования котла солярки зависит, прежде всего, от мощности последнего. Расход топлива для котельной (жидкого) рассчитывается по довольно-таки простой схеме. На 10 кВт мощности котла требуется обычно 1 кг солярки в час.

Уголь для котлов

Твердотопливное нагревательное оборудование является, безусловно, самым экономичным, но при этом и наименее удобным в использовании. Чаще всего такие котлы, наподобие печей, функционируют на угле. В данном случае, как и при использовании солярки, к выбору топлива следует подойти внимательно.

Отвечает за подачу твердого топлива в котельной оператор-кочегар. От качества загружаемого им угля зависит в первую очередь КПД водонагревательного оборудования. Чем более ответственно сотрудники котельной подойду к выбору этого вида твердого топлива, тем дольше прослужит установка.

Любой уголь состоит из углерода и негорючих примесей. Последние после сжигания образуют золу и шлак. Соотношение между примесями и углеродом определяет сорт угля. Этот показатель в разных видах топлива может варьироваться в довольно-таки больших пределах. К примеру, содержания углерода в лингите очень мало. Поэтому для котлов этот вид топлив никогда не используется.

Образует просто огромное количество золы и шлака и бурый уголь. В принципе, применять его для котлов можно. Однако делать это крайне не рекомендуется.

Каменный уголь образует мало золы, отличается невысоким процентом влажности и имеет достаточно плотную структуру. Теплотворная способность его равна 5500 ккал/кг. Содержание углерода в нем составляет 75%. Именно эта разновидность твердого котельного топлива для котлов подходит лучше всего.

Дрова для водонагревателей

Эту разновидность топлива используют для обеспечения работы котлов достаточно редко. Но все же иногда в частных домах или даже на предприятиях можно видеть отопительное оборудование, функционирующее именно на дровах. Преимуществом этого вида топлива является, прежде всего, относительная дешевизна. Однако пользоваться котлом при применении дров бывает обычно очень неудобно. Машинист котельной твердое топливо этой разновидности подкидывать в топку должен 2-3 раза в день. Такую же особенность имеет эксплуатация водонагревателя на дровах и в частном доме.

Каких-либо особых требований к поленьям при их использовании для котлов, конечно же, не предъявляется. Единственное — этот вид топлива для котельных должен быть достаточно сухим. Хранить дрова следует под навесом или в особом небольшом отдельном помещении — дровнике. Традиционно для котлов, как и для печей, используются поленья лиственных пород. Хвойные при сгорании оставляют много золы и нагара из-за смолы. Лучше всего для твердотопливного котла подходят березовые дрова.

Пеллеты

Этот вид топлива обычно используется в котлах длительного горения. Подобное оборудование имеет особую конструкцию, обеспечивающую практически полное сгорание пеллет, без образования даже золы. Иногда за подачу горючих гранул отвечает кочегар котельной на твердом топливе. Но в некоторых случаях в подобных установках может использоваться автоматическая загрузка. Такие системы делают оборудование гораздо более удобным в эксплуатации.

Также в последнее время очень популярными стали современные, комфортные в применении модульные котельные на твердом топливе. Использование для их работы пеллет также является решением практически идеальным.

Типы пеллет

Видов подобного топлива на современном рынке существует несколько. Индустриальные пеллеты имеют серо-коричневый цвет и отличаются высоким процентом зольности. Такое топливо подходит в основном только для промышленных котлов. Использование его в бытовых водонагревательных установках может привести к поломке последних.

Агропеллеты получают из отходов сельскохозяйственных культур. Процент их зольности также достаточно высок. Используют такое топливо обычно лишь на больших ТЭС.

Белые пеллеты изготавливают из окоренной древесины. Процент их зольности составляет всего 0,5%. Цвет такие пеллеты имеют светло-желтый. Стоят они достаточно дорого. Однако именно белые пеллеты обычно используются в бытовых твердотопливных котлах.

Электрическое водонагревательное оборудование

Основным преимуществом подобных котлов, как уже упоминалось, является простота в установке. Да и стоит водонагревательное оборудование этого типа намного дешевле газового или даже твердотопливного. Бытовые электрические котлы работают обычно от сети с напряжением 220 В. Последнее при этом не должно «скакать». Если в той местности, где используется котел, наблюдаются перепады напряжения либо оно повышено или понижено, дополнительно следует применять стабилизаторы.

Чем лучше топить твердотопливный котёл: обзор вариантов

Факт налицо: значительной части населённых пунктов или их частей не коснулась газификация. В некоторые районы тянуть магистраль просто нерентабельно. Кроме того, площади застройки частными домами и усадьбами постоянно расширяются, и энергетическая инфраструктура не всегда успевает за этими темпами роста. Что делать, если нет газа, а топить устройствами, питающимися от сети, слишком дорого? Приобрести твердотопливный котёл и правильно подобрать для него топливо.

Автономность от каких бы то ни было источников энергии – главное преимущество твердотопливных котлов. Однако для того, чтобы сделать их эксплуатацию эффективной, нужно учесть, какой вид топлива окажется наименее затратным.

Главное правило при выборе твёрдого топлива – это его цена в ближайших пунктах приобретения, а также объём расходов на доставку. Более энергоэффективные виды растеряют всю привлекательность, если будут стоить слишком дорого. А использование дешёвого топлива окажется невыгодным, если на его доставку придётся затратить много времени и сил.

Существует несколько основных видов продуктов для твердотопливных котлов, среди которых хозяину предстоит выбрать наиболее выгодные в использовании.

Дрова

Самый первый вид топлива, который продолжает оставаться наиболее популярным. Дровами называют фрагменты древесины определённого размера, предназначенные для сжигания в различных устройствах с целью получения тепловой энергии. Чаще всего имеют вид круглых частей целого ствола, однако при большой толщине деревьев, послуживших сырьём, заранее колются на поленья или чурки.

Дрова занимают большую часть объёма всего топливного рынка для котлов в частном владении. Такую всенародную любовь они заслужили благодаря ряду преимуществ:

1. Низкая стоимость. Россия относится к странам, богатым лесными ресурсами, поэтому цена на дрова оказывается низкой даже в тех регионах, где природного леса почти нет или он весь уже вырублен. В населённых пунктах, которые находятся неподалёку от районов лесозаготовок цена порой ещё ниже благодаря минимальным расходам на транспортировку и возможностью приобрести топливо у заготовителя.
2. Экологичность. В отличие от нефти, угля и газа древесина является возобновляемым природным ресурсом. По прошествии определённого времени новые деревья заполняют собой старые вырубки. При грамотном подходе к лесному хозяйствованию можно выйти на отсутствие убыли лесных массивов.
3. Удобство хранения и заготовки. Единственное, от чего нужно беречь дрова – это от влаги. Для этого достаточно сооружения простых навесов и правильного складирования в поленницу. Дрова неспособны воспламеняться самостоятельно без посторонних источников тепла, поэтому требования пожарной безопасности ничем не отличаются от принятых для домашнего хозяйства в целом.
4. Нетребовательность к устройству котла. Дрова горят в любых устройствах. Для их сжигания достаточно простейшей буржуйки, сопряжённой с баком для воды. Более сложные конструкции имеют высокий КПД, когда тепло, получаемое от дров, используется максимально эффективно.

Пожалуй, у этого топлива всего два минуса, хотя они довольно существенны:

1. Из-за габаритов и структуры дров их приходится заготавливать для закладки в котлы вручную. Поэтому распил и раскол – необходимые предварительные процедуры эксплуатации котла на дровах. В связи с этим автоматическая подача дров затруднена.
2. Тепловыделение природной древесины меньше, чем конкурентного сырья, прошедшего стадии переработки. Всё дело в высоком уровне природной влажности. Часть тепла тратится на испарение жидкости.

Теплотворность идеально сухой древесины составляет около 5 кВт-ч/кг. Однако в реальных условиях получить такой показатель можно только в специальных сушильных печах – такие дрова намного дороже. Теплотворность большинства лиственных пород составляет 4,2 – 4,3 кВт-ч/кг.

Выбирая дрова в качестве топлива, стоить помнить о следующем:

• Дрова лиственных пород горят качественнее, чем хвойных. Это происходит из-за большего количества влаги сосновых и еловых чурбаках. Зато хвойные поленья легче раскалываются на чурки.
• Бук и дуб хорошо подходят для котлов длительного горения, так как выделяют мало сажи и содержат немного влаги. Однако их трудно расколоть.

• При топке котла дровами он потребует регулярной – не реже одного раза в год перед отопительным сезоном – прочистки от сажи и копоти, которые ухудшают теплообмен.
• Самые «горячие» дрова – сухая берёза, а также распространённая на юге белая акация.

Пеллеты

Пеллетные котлы – одни из самых совершенных твердотопливных систем.

Пеллеты – мелкие топливные гранулы, которые выглядят как продолговатые цилиндрики 2 – 4 см в длину и около 7 мм в толщину. Сырьём для их изготовления служат отходы древесного производства опилки, щепа, кора, а также некондиционная древесина, которая непригодна для других целей.

Производятся пеллеты методом сушки и прессования. Когда смесь подвергается давлению, температура внутри неё возрастает, выделяется компонент древесины лигнин, который прочно склеивает частицы.

Наиболее ценным топливом считаются торрефицированные топливные гранулы. Они обжигаются без доступа кислорода, приобретая тёмный цвет. Благодаря этому их теплоёмкость возрастает. К тому же, они не боятся влаги, не рассыпаются со временем.

У пеллет есть целый ряд плюсов:

1. Экологическая чистота и производство по безотходной технологии. Пеллеты делаются не просто из древесины, но из отходов производства, которые без этого пошли бы на свалку или на утилизационное сжигание. Использование сельскохозяйственных побочных продуктов, которые расцениваются не иначе как мусор, делают пеллеты одним из наиболее прогрессивных видов твёрдого биотоплива.
2. Высокая эффективность сгорания. Благодаря технологии производства пеллеты содержат малое количество влаги – всего 8 – 12 %, тогда как древесина, высушенная в естественных условиях, всё равно будет содержать 25 – 30%, а свежая – 50% и более воды. При сжигании топливных гранул образуется примерно в два раза больше тепла, чем при сжигании древесины. Если сравнивать показатель теплотворности с углеводородами, то он всего лишь в два раза меньше, чем при сжигании мазута или газа.
3. Низкая зольность. Пеллеты практически лишены главного недостатка древесины – они образуют малое количество несгораемых остатков, а в составе дыма понижено содержание сажи и копоти. Доля золы в гранулах составляет всего 3%, поэтому котлы и дымоходы при их применении требуют более редкой очистки.
4. Хорошая транспортабельность. Благодаря относительно высокой механической прочности, малым размерам и большой плотности, пеллеты легки и удобны в транспортировке. На производстве они фасуются в различную тару весом до одной тонны в биг-бэгах и могут быть доставлены любым видом транспорта.
5. Возможность автоматизированной подачи. Благодаря одинаковым размерам мелких гранул они могут подаваться в котёл автоматически, специальными дозаторами, шнековыми винтами Архимеда и другими устройствами. Это позволяет наделить твердотопливный котёл высокой степенью автономности.

К сожалению, у пеллет есть два существенных минуса:

1. Дороговизна, которая вытекает из расходов на производство: сушку, прессование, обжиг. Поэтому по сравнению с другими древесными видами топлива стоимость пеллет всегда будет выше.
2. Предприятия, которые выпускают топливные гранулы, находятся далеко не во всех районах. Покупка пеллет с доставкой на значительные расстояния и вовсе может свести на нет их экономические преимущества.

Наибольшее распространение пеллеты получили в европейских странах, где экологическое топливо пользуется наибольшим спросом. Возможность полезной переработки отходов вкупе с высокой энергоэффективностью делают их твёрдым топливом номер один, тем более, что больших лесных массивов, разрешённых к вырубке, в Европе почти нет.

Топливные брикеты

По своему составу этот вид топлива схож с пеллетами, но выглядит несколько иначе: брикеты крупнее и могут быть не только цилиндрической, но и любой другой правильной формы. Исходным сырьём служит всё та же щепа, опилки, стружка. Также широко применяются органические остатки растительных культур, выращиваемых в сельском хозяйстве.

Топливным брикетам свойственны те же преимущества и недостатки, что и пеллетам. Главное отличие по-прежнему вытекает из размеров: брикеты плохо подходят для автоматической загрузки, поэтому помещаются в топку вручную. Изделия эстетичного вида приобрели популярность у владельцев каминов и декоративных печей благодаря почти полному отсутствию дыма при сгорании.

Топливные брикеты выпускаются в различных стандартах:

Pini-kay

Хотя фирма со схожим названием уже закрылась, внедрённая технология процветает. Брикеты имеют тёмный цвет и шестигранную форму с центральным каналом. Давление при формовке – до 1100 бар + воздействие высокой температуры. Лучшие характеристики и высокая цена.

RUF

В народе – «кирпичи». Эти брикеты и впрямь сделаны
в виде небольших параллелепипедов. Формуются при давлении до 300 бар.

Цилиндрическая форма

Иногда с продольным отверстием. Рабочее давление – до 600 бар.

Каменный уголь

Среди различных видов твёрдого топлива каменный уголь обладает наибольшей теплоотдачей, что делает его одним из самых эффективных энергоносителей в котлах отопления. Количество теплоты, выделяемой при сгорании угля, в два раза превышает аналогичный показатель для древесины и составляет около 7,5 кВт-ч/кг.

Таким образом, для поддержания определённой температуры теплоносителя в контуре каменного угля потребуется значительно меньше, чем других видов твёрдого топлива.

Самым эффективным с точки зрения выработки тепла является антрацит. В нём минимум влаги и примесей. Однако он очень дорог и быстро сгорает, давая очень высокую температуру, которая попросту не нужна в отопительных котлах.

Преимущества каменного угля обусловлены его физическими и химическими свойствами:

1. Высокая теплотворная способность. Главный плюс. При грамотной конструкции котла ведра угля вполне может хватить на сутки. Объём запасов топлива, приобретаемого на отопительный сезон, меньше, это особенно выгодно для маленьких или плотно застроенных участков.
2. Уголь не боится влажности. Хотя для хранения угля и сооружают угольные ямы и сараи, внутри них не обязательна максимальная сухость. Намокший уголь при высыхании сохраняет свои свойства, так как влага не проникает внутрь.
3. При сгорании каменный уголь даёт весьма высокую температуру, которую не в силах дать древесина и её производные. Это позволяет эффективнее нагревать теплоноситель в контуре меньшим количеством топлива.

К сожалению, каменный уголь довольно дорог. Даже с учётом того, что он даёт больше тепла, экономической выгоды от его использования может и не получиться. Другое дело – расположение вблизи известных каменноугольных бассейнов. В этих регионах уголь всегда дешевле, и его значительно проще купить. В местах залежей уголь почти полностью вытесняет дрова из обихода.

Чтобы не допустить самовоспламенения, уголь складируют на негорючую подложку, а насыпают слоями. Также следует с осторожностью относиться к топке котла коксовым углём, который иногда покупается владельцами участков, расположенных вблизи обогатительных комбинатов. При неправильном использовании кокс может дать столь высокую температуру, что стальная и даже чугунная топочная прогорают насквозь, выводя котёл из строя.

Бурый уголь

Бурый уголь всегда относился к низшему классу твёрдого топлива. В промышленности он используется довольно редко из-за своей слабой теплотворной способности. Она обычно меньше, чем у сухой древесины и приблизительно соответствует 3,5 кВт-ч/кг. Главным козырем бурого угля остаётся его низкая цена. Впрочем, даже при этом условии выбор бурого угля в качестве топлива для котла оправдан лишь в тех местах, где находятся соответствующие месторождения и перерабатывающие заводы.

Вывод

Подбирая твёрдое топливо для отопительного котла, помните главное: хорошее горючее – это то, которое можно легко и быстро достать по минимальной цене.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-обзор: чем выгодней топить котел