固體燃料熱解鍋爐的工作原理

熱解鍋爐的工作原理

熱解是一個具有強大放熱作用的過程，其中復雜的有機物（在我們的例子中是煤、木材、泥炭、顆粒形式的生物燃料等）分解成更簡單的成分 - 固相、液相和氣相。對於分解過程，需要保證溫度，限制氧氣的供應，這是在燃氣鍋爐中進行的。要裝入鍋爐的爐膛部分，您需要具有符合製造商建議特性的燃料，否則不會有預期的效果。燃燒發生在高溫下，但與缺氧同時發生。在這種條件下，木材或煤燃料不會燃燒，而是通過熱解分解燒結，釋放的能量比在空氣中的常規燃燒要大得多。主要產品是固體和揮發性餾分（焦爐煤氣）。

該單元有兩個室，上室用於在300⁰С至800⁰С的溫度下進行燃料熱解的放熱反應。腔室在結構上是獨立的，由格柵和調節器（閘閥）隔開。裝載燃料的上部氣化室是密封的，其中氧氣供應不足。爐排上有固體燃料，它對散熱造成了障礙，向下進入第二個腔室，只有空氣通過，而且流動很弱。結果是緩慢的陰燃和分解過程，或熱解。熱解的結果是木炭和熱解，或焦爐煤氣、一氧化碳和一小部分二氧化碳。

裂解氣和空氣的混合物也被送到燃燒室的下部，那裡的溫度要高得多 - 高達 1200⁰С，在燃燒過程中它釋放出的熱量是固體燃料燃燒傳熱所無法比擬的。在空氣中。第二燃燒室的下部隔室只不過是一個由耐熱陶瓷或耐火粘土磚製成的噴嘴式裝置。這種火箱中的空氣動力學產生了很高的阻力，因此通過打開排煙器來強制通風。氣體燃燒產生的熱量用於有效加熱房屋。事實上，熱解鍋爐不使用木材或煤炭，而是使用排放的氣體。燃氣燃燒過程更容易控制，因此燃氣發電機組的自動化更加完善。

固相燃燒非常緩慢，不斷釋放熱能。揮發性焦爐煤氣也燃燒殆盡，這個過程的傳熱比固體部分的燃燒要大一些。使用柴火和煤炭的效率顯著提高。

氣體發生器雖然設計簡單，但可以與家庭實驗室綜合體進行比較，該綜合體從柴火、泥煤煤球、煤和其他燃料中提取氣體，以進行後續燃燒，並具有更大的熱傳遞。

熱解裝置的方案被認為是簡單的，這吸引了家庭工匠。鍋爐的建造不需要特殊設備，主要條件是具有必要參數的主體部分，確保燃燒室的密封性和嚴格的進氣量。

隨著熱解鍋爐的出現，傳統的燃木鍋爐開始被認為是過時的，儘管它們的價格是具有類似功率的熱解鍋爐價格的一半。熱解單元中的木柴負載比傳統固體燃料鍋爐的燃燒時間和熱量供應多很多倍。新單位會在短時間內獲得回報。雙迴路鍋爐提供了更大的節省，因為與供暖不同，熱水不是季節性的，而是全年都需要的。也稱為能夠為火箱使用濕材料（高達 40-50% 的水分）的能力。但乾柴更有效，更經濟。除其他外，燃木熱解鍋爐已獲得認可，因為在許多地區和定居點，乾木材料價格低廉，而且通常是免費的。夏季乾燥潮濕的木材也不成問題，熱解鍋爐的消耗非常經濟。

熱解鍋爐的特點

傳統的燃木鍋爐很煩人，因為它們需要不斷的監督。也就是說，每 2-3 小時他們需要在其中添加越來越多的燃料，否則房子裡的管道會變冷。晚上尤其困難，當家人無法安然入睡時，人們會因為冷暖氣的形式而感到頭疼。一方面，睡在涼爽的地方有利於健康。另一方面，早上見面，拼命咬牙切齒，不是很愉快。

用於家庭取暖的經典鍋爐還有另一個重要缺點 - 效率低。它們中的燃料燃燒得非常快，大部分熱量只是簡單地逸散到大氣中。與它一起，含有可燃氣體的燃燒產物飛入空氣中。它們可用於獲取額外的熱量——這就是熱解鍋爐長期燃燒時發生的情況。

如您所知，固體燃料熱解加熱鍋爐沒有上述兩個缺點。他們擁有寬敞的火箱，根據稍微不同的原理燃燒固體燃料。以下是它們的主要特點：

固體燃料熱解鍋爐的工作原理非常簡單。雖然這個數字沒有涵蓋所有的細微差別，但它完整地傳達了技術的精髓。

• 大容量的爐子 - 高達幾十升。因此，鋪設燃料的頻率減少了數倍；
• 燃燒的熱解原理 - 允許您從相同數量的木柴中獲得更多的熱能；
• 相當大 - 事實上，有兩個火箱。一是木柴慢慢燃燒，二是木頭釋放的燃燒產物燃燒；
• 低燃燒溫度——降低金屬的熱負荷。

長時間燃燒的熱解鍋爐比傳統的熱解鍋爐要復雜一些，但它們可以顯著節省燃料。

應該理解，由於設計複雜，往往包含自動化元素，熱解鍋爐的特點是價格高。因此，他們購買的初始成本可能看起來很大。但在未來，他們肯定會為自己辯解。

熱解鍋爐的發展秘密

自己動手的熱解爐方案。

為了使鍋爐設備達到理想狀態，建議執行一些操作。可調節的鼓風機可以安裝在油箱下方。它旨在將空氣直接吹入鍋爐本身。在人為強制空氣的影響下，燃料發生加速燃燒。所有這些工作都可以手工完成。這種技術的安裝不需要特殊技能。

為了增加產生的熱量，自動化必須平穩而清晰地工作，燃料艙必須處於最佳位置。

如果在鍋爐的建造過程中，用自己的雙手進行燃料室的分離，則可以延長燃料的燃燒時間。同時，燃料將在其中一個中燃燒，而氣體將在另一個中收集。當使用兩區氣化系統時，可以實現鍋爐的能源獨立和持續的高功率水平。通過在燃料箱底部放置爐排可以增加燃木爐的功率。

熱解鍋爐（與燃煤設備不同）中的高質量儲熱是直接在燃燒室中安裝跨接器。在這種情況下，自動化執行其直接功能。

熱解鍋爐的設計方式是在向其提供燃料之前無需研磨柴火 - 主要是它們可以通過烤箱門。

當使用鋸末、泥炭煤球時，燃木熱解鍋爐可以運行並散發出巨大的熱能。有些鍋爐甚至可以用煤運行。安裝這樣的鍋爐不需要太多的精力和時間。主要是要正確認識它的運作原理，做一個高品質的煙囪

煙囪有足夠的通風來吹出殘餘氣體是非常重要的。自己做並不難。

熱解鍋爐的工作原理

熱解鍋爐的工作原理是產生可燃氣體並從隨後的燃燒中產生。為了能夠理解它是如何工作的，人們應該從物理學校的教科書中回憶起一段有趣的經歷。有人建議將一些木屑裝入一個玻璃燒瓶中，用一根細管塞住。將燒瓶置於燃燒器下方，一段時間後，其中開始熱解反應。在那之後，可燃氣體開始從管子裡冒出來，很容易著火，並燃燒著明亮的火焰。

熱解鍋爐的操作原理是基於類似的反應，只是在大規模上。這裡涉及兩個攝像頭：

• 燃燒室 - 在其中進行燃料的初步點火，之後木柴處於緩慢陰燃模式，空氣進入受限；
• 加力 - 熱解產物在這裡燃燒，產生的熱量進入火管熱交換器。

所有這些經濟都是由水套冷卻的。

研究熱解鍋爐的工作原理，在你看來，這種技術的效果可能非常小。事實上，會釋放出大量氣體。如果我們觀察加力燃燒室，我們會看到那裡有一股強大的熊熊火焰，釋放出大量的熱能。

熱解鍋爐中的燃燒室可以按任何順序放置。例如，一個在另一個之上或順序地，一個在另一個之後。也有在主爐下進行加力燃燒的裝置。燃燒強度通過鼓風機或在鼓風機門的幫助下進行調節。需要注意的是，調節範圍相當大——如有必要，火焰幾乎可以完全熄滅。

熱解鍋爐的操作原理規定了木材燃料的初步點火。我們需要柴火來很好地吸收火焰。為此，打開節流閥和鼓風機，將一部分帶有小碎柴的柴放在火箱中點火。我們將其點燃，等待穩定的火出現。現在我們的熱解鍋爐已準備好全面啟動。我們執行以下操作：

由於熱解鍋爐的設計，熱空氣不會立即飛入煙囪，而是首先通過一個特殊的隔間。與傳統鍋爐相比，這允許系統顯著提高其效率。

• 關閉節流閥；
• 我們關閉鼓風機門；
• 我們開啟自動化；
• 我們觀察到系統中的溫度升高。

讓我們看看熱解鍋爐是如何在裡面工作的——這裡發生了很多有趣的事情。首先，在阻止氧氣進入後，我們歡快的火焰變成了余燼。其次，啟動自動化後，鼓風機打開，熱解產物被送到加力燃燒室，在那裡開始燃燒強大的火焰。這一操作原理在所有熱解鍋爐中實施。不同之處僅在於調整方案-電子設備負責自動調整，而簡單的機械設備負責。

熱解鍋爐的優缺點

與其他加熱設備一樣，熱解鍋爐根據各種標準各有利弊。

長燃鍋爐的缺點主要是成本。這種設備比傳統的直接燃燒設備貴幾倍。

與標準鍋爐不同，熱解鍋爐需要較少的燃料才能長時間保持室內溫度。

另一個優點是少量的浪費。

隨著有機物的長時間燃燒，幾乎不會留下灰燼。

缺點還包括對木柴水分含量要求高。此閾值不應高於 20%，否則將無法燃燒和釋放氣體。

工具和材料

要自行安裝這樣的裝置，您需要以下工具和材料：

• 熱傳感器。
• 扇子。
• 各種厚度和寬度的鋼帶。
• 一套直徑為 2 毫米的專業管道。
• 金屬板 4 毫米厚。
• 一組不同直徑的管道。
• 直徑為 230 毫米的切割輪。
• 直徑為 125 毫米的砂輪。
• 手動圓鋸（保加利亞）。
• 幾包電極。
• 焊接機。
• 電鑽。

如果您打算自己製作熱解鍋爐，那麼推薦的鋼材厚度應為 4 毫米。為了省錢，您可以使用 3 毫米厚的鋼。對於設備主體的製造，您將需要能夠承受高溫的耐用鋼材。

的優點和缺點

這種設置的優點包括：

• 在所有固體燃料鍋爐中效率最高，為90-93%。
• 有害物質的排放量減少約 3 倍，更環保。
• 燃料裝載間隔長，軟木約 12 小時，煤球、顆粒和硬木約 24 小時。
• 廢氣中的焦油含量低，可延長煙囪的使用壽命。

缺陷：

• 需要低水分燃料。最好的選擇是 20%。
• 此類鍋爐的成本高於所有其他類型的此類設備。
• 強制通風安裝使其依賴電力。

木材水分如何影響效率？

用於熱解鍋爐的木材必須乾燥至 15-20% 的水分。自然乾燥很難達到這樣的效果，所以這可以說是這類鍋爐的主要缺點。

原木柴放出更多的水蒸氣，與氣氧混合物混合，降低其能源消耗。數量減少的一個例子：

• 燃燒 1 公斤含水量為 20% 的木柴 - 功率 4 kW；
• 燃燒 1 公斤含水量為 50% 的木柴 - 功率 2 千瓦。

熱解鍋爐 - 製造方案，主要階段

要獨立組裝燃氣加熱裝置，您必須遵守以下要求：

必要的元素應該用研磨機切割。
裝載燃料的開口位置略高於固體燃料裝置的開口。
為了控制進入燃燒室的空氣量，有必要安裝一個限制器。可用直徑為70mm的管子製作，長度應略大於鍋體。
使用焊接機焊接一個鋼盤，該鋼盤與管壁應形成大約 40 毫米的間隙。
要在鍋爐蓋上安裝限制器，您需要製作一個合適的孔。它必須是矩形的。開口用配備鋼覆蓋層的門關閉。這將確保牢固貼合。下面是一個用來除水的孔。
使用彎管機，有必要彎曲設計用於在冷卻劑鍋爐內部移動的管道。這確保了最大的熱傳遞。
可以通過安裝在外部的閥門來調節發送到設備的冷卻劑的量。
設備首次啟動完成後，燃燒產物應不含一氧化碳。如果滿足此條件，則熱解鍋爐管道（圖示）正確完成

重要的是要定期監測設備的焊縫狀況並及時清除由此產生的煙灰。

一個很好的選擇是共享熱解鍋爐，而不是傳統的水加熱，而是空氣加熱系統。因此，空氣將通過管道傳輸並通過地板返回系統。這樣的系統具有許多優點：它不會在嚴重的霜凍中結冰，在業主離開時無需排放冷卻液。

設備和目的

用於加熱私人住宅的熱解鍋爐通過在非常高的溫度和有限的空氣進入下燃燒燃料來工作。實際上創造了一種新的燃料，而不是固體燃料——一種特殊的氣體。它還在一個特殊的燃燒室中燃燒，該燃燒室通常位於用於回填的固體材料下方。因此，空氣首先被泵入上部，然後從那裡進入下部腔室。由於這違反了物理定律，因此必須使用風扇或泵人為地克服它們。

使用的空氣中缺乏氧氣有助於使燃燒比傳統鍋爐或熔爐更持久。可以將一部分木柴的熱傳遞時間延長，例如，最多 20 小時。當然，奇蹟不會發生：它們會散發出少量的熱能。但是對於溫室來說，這樣的解決方案甚至是一個加分項，因為它可以讓您保持穩定的溫度而不會過熱和體溫過低。

使用熱解鍋爐洗澡值得單獨討論。事實證明，它比燃氣和電加熱器更實用。在效率和便利性方面，它領先於許多爐具，尤其是與自製設計相比。任何熱解鍋爐都有一個水平段（所謂的“豬”），旨在將結構連接到煙囪。這個地方的壁厚為4.5毫米，通常長度達到50厘米。

在大多數情況下，熱解鍋爐的特性允許我們考慮增加的成本（與簡單的固體燃料替代品相比）非常合適。一負荷燃料的使用時間很難提前預測，它取決於很多因素。在技​​術文檔和流行的描述中，通常會給出最小和最大可能的數字。

它們受以下因素影響：

• 使用過的燃料的濕度；
• 房屋和街道的溫度；
• 絕緣質量；
• 供暖系統的特點。

乾餾由一個噴嘴控制，該噴嘴對大氣氣流進行計量

重要的是，根據熱解原理運行的鍋爐能夠乾燥儲存在同一房間內的柴火或煤。操作模式的特點不僅排除一氧化碳或二氧化碳進入生活區，而且更安全的水蒸氣

大多數設計最適合乾燥良好的木材。

工作原理

鍋爐使用固體燃料運行，通常使用木材、泥炭、木材廢料、特殊的木塊、煤和顆粒（由碎木、樹脂、針等製成的顆粒）。特別流行的是通用型設備，能夠消耗幾乎所有類型的固體燃料。

根據傳熱方式，鍋爐有：

• 空氣。
• 蒸汽。
• 水（最常見）。

根據燃料燃燒原理：

• 傳統的。他們在木材和煤炭上工作。操作原理與傳統的燃木爐相同。
• 長時間燃燒。供熱設備領域的創新發展。用於長時間燃燒的固體燃料鍋爐具有細長的燃燒室形式，四周被水套包圍。燃燒時，火焰不是從下往上蔓延，而是從上往下蔓延，在這方麵類似於點燃蠟燭的過程。長燃鍋爐的運行原理允許實現燃料的完全燃燒。同時，燃料一書籤的燃燒間隔增加（最長7天）。長時間燃燒的鍋爐通常在持續較高的冷卻劑溫度下運行，這將其效率提高了一個數量級。通過在設計中包括緊急滅火風扇、安全閥和循環泵，實現了此類模型的不間斷和安全運行。

• 顆粒。特殊顆粒在這裡用作燃料。這種鍋爐還配備了自動顆粒進料系統和燃料儲存箱。借助電子傳感器，可以監控熔爐內是否存在燃料。這樣的系統需要穩定的電力供應。
• 熱解。獨特的設備，除了固體燃料燃燒產生的能量外，還使用了氣體的熱量釋放。這使得可以將少量燃料轉化為大部分熱能。結果，實現了鍋爐效率的提高和有害排放物的減少。

鍋爐的裝置及工作原理

初級燃燒室或熱解室類似於帶有設備的傳統熔爐的火箱。固體燃料（木柴、鋸末、木材或泥炭煤球、顆粒顆粒）通過裝載窗口放置在大型耐火爐排上 - 一種為燃料提供空氣流的爐排，稱為初級。

長燃鍋爐的工作原理

熱解氣體強行進入二級燃燒室——燃燒室或加力燃燒室，向其中供應足夠量的空氣，這稱為二級燃燒室。從與氧氣接觸，加熱到高溫（超過 300 攝氏度），氣體立即燃燒並釋放大量熱量。執行鍋爐的主要功能 - 加熱冷卻劑。

視頻中詳細展示了熱解鍋爐的操作原理。

空氣通常是用一個小風扇強制進入的。儘管在小型模型中，有時會使用排煙器來產生牽引力。

該圖顯示了下部燃燒熱解鍋爐的裝置。木柴與少量氧氣緩慢燃燒並釋放可燃氣體 ( )

強制通風的存在可以被認為是熱解鍋爐與經典固體燃料模型之間的主要區別。該設備的主體由兩個相互插入的部分組成。牆壁之間的空間充滿了冷卻劑，其作用傳統上由水扮演。

燃燒溫度可達1200℃。室外熱交換器中的水被加熱並通過房屋的供暖系統循環。剩餘的燃燒產物通過煙囪排出。

對於使用熱解燃燒原理的設備，可以設置相對較高的價格。傳統的固體燃料鍋爐成本要低得多。但是在長時間燃燒的鍋爐中，柴火幾乎完全燃燒殆盡，這對於經典的鍋爐來說是不能說的。

熱解鍋爐的柴火在尺寸和濕度上都有一定的要求。詳細信息可以在製造商的說明中找到。

選擇熱解鍋爐時，應該記住便宜的低功率型號通常僅用於柴火。昂貴的修改能夠適用於不同類型的燃料。

根據燃料燃燒方式，雙迴路長燃鍋爐可分為：

• 熱解。配備兩個燃燒室。在其中一個中，發生陰燃和熱解氣體釋放的過程，在另一個中，產生的氣體與氧氣混合併燃燒。這種類型的設備的特點是高度環保 - 將最少量的有害物質釋放到大氣中。在燃燒過程中，產生少量煙灰。如果鍋爐配備了自動化設備，則可以調節功率。
• 帶上燃燒室。這些鍋爐非常易於維護。它們穩定運行的自動化程度最低，可以在沒有電的情況下離線運行。也有缺點 - 在運行過程中會形成大量灰燼，對燃料類型有一系列要求。例如，小木屑或鋸末不適合點燃。
• 顆粒。為了點燃這種設備，使用特殊的顆粒或壓縮燃料壓塊。此類鍋爐環保、經濟、高效，使用壽命長。主要缺點之一是鍋爐的高價格以及燃料儲存必須保持的特殊條件。房間必須乾燥，高濕度會導致顆粒變質。

優點和缺點

僅研究所有者和專家對特定模型的評論以了解最佳修改的評級是不夠的。還需要回答最重要的問題：熱解鍋爐的優缺點如何比較，它們是否真的證明了投資的合理性。在這裡不可能有一個普遍的答案，因為很大程度上取決於優先級和設備使用的特點。

任何熱解鍋爐，憑藉其設計特點，都具有內置自動化功能。在一個加油站工作數小時可以節省大量時間和精力。作為燃料，幾乎任何木材的廢物處理和收穫，有時不僅是它們，都可以使用。

這些好處的另一面是：

• 附屬於電網的運行；
• 強制安裝不間斷電源；
• 原木不適合；
• 無法向溫度低於 60 度的加熱迴路供水（它會導致腐蝕）；
• 無法自動裝載燃料本身（從地堡供料只會減少手動工作，但並不能完全排除它）；
• 需要用耐火粘土磚襯裡；
• 與簡單的固體推進劑裝置相比，成本增加。