Kotły węglowe i kotły na drewno - jak przebiega proces spalania?
Kotły węglowe oraz kotły na drewno są bardzo popularne, co w dużej mierze wypływa z tego, że paliwa - węgiel i drewno - są w stosunkowo niskiej cenie. Dodatkowo producenci kotłów węglowych i kotłów na drewno nieustannie udoskonalają konstrukcje urządzeń, przez co stają się one coraz wygodniejsze w użyciu. Oto, jak obywa się w nich proces spalania.
Jeszcze kilkanaście lat temu, gdy ktoś chciał ogrzewać dom, paląc drewnem, kupował po prostu kocioł na paliwo stałe – urządzenie grzewcze konstruowane z myślą o paleniu w nim węglem lub koksem, ale tak naprawdę umożliwiające spalenie praktycznie wszystkiego. Producenci stale udoskonalają konstrukcję kotłów, by w jak największym stopniu wykorzystywały energię poszczególnych paliw. W tym celu uwzględnia się specyfikę każdego z nich. Dziś mamy więc do wyboru inne kotły do palenia węglem typu orzech, inne do palenia węglem typu eko-groszek i zupełnie inne kotły na drewno, na słomę, na pelety, czy wreszcie na ziarna zbóż, kukurydzy lub pestki owoców.
Kotły na węgiel
Węgiel kamienny występuje w wielu odmianach różniących się zawartością siarki i popiołu, a także wielkością cząstek. Najpopularniejszy sortyment do spalania w najprostszych kotłach to orzech, czyli węgiel o wielkości ziaren 25-80 mm.
Do popularnych ostatnio kotłów z automatycznymi podajnikami paliwa, tak zwanych kotłów retortowych, jest przeznaczony specjalnie wyselekcjonowany gatunek węgla sortymentu groszek (wielkość od 5 do 25 mm) o niskiej zawartości siarki i popiołu (tak zwany ekogroszek), sprzedawany w wygodnych do transportu workach. W specjalnych kotłach można też spalać miał węglowy, tańszy od innych sortymentów węgla, ale o małej kaloryczności. Z jego spalania powstaje sporo popiołu i bardzo dużo zanieczyszczeń lotnych trafiających do atmosfery. Węgiel brunatny można stosować jako paliwo zastępcze do kotłów węglowych. Jest sprzedawany w postaci brykietów. Ma niską wartość opałową, więc daje niewiele ciepła.
Rodzaje pieców węglowych
Najtańsze kotły na węgiel są dość prymitywne i zwykle szybko korodują. Są to zwykle piece z tak zwanym spalaniem górnym. Ich wadą jest brak kontroli nad procesem spalania. Pali się w nich od razu cała porcja załadowanego paliwa. Moc kotła zmienia się wraz ze zmianą grubości jej warstwy. Są przeznaczone przede wszystkim do palenia koksem lub węglem. Mają stosunkowo niewielką sprawność, więc nie pracują ekonomicznie. Wymagają częstego uzupełniania paliwa i ręcznej regulacji intensywności spalania.
Nowocześniejszą odmianą kotłów na paliwa stałe są te ze spalaniem dolnym. Nadają się do węgla, a także drewna opałowego, zrębków,wiórów i różnego rodzaju odpadów bioorganicznych. Są nieco droższe od urządzeń ze spalaniem górnym, ale ich sprawność jest większa, dzięki czemu zużywają mniej paliwa. Nie bez znaczenia jest też mniejsza emisja zanieczyszczeń. Kotły tego typu mają dwa lub trzy ciągi spalinowe,dzięki czemu następuje dopalanie cząstek paliwa, które w kotłach ze spalaniem górnym od razu ulatują do komina. Spalanie dolne umożliwia sterowanie procesem spalania i regulację wydajności kotła przez dozowanie powietrza do paleniska za pomocą miarkownika ciągu lub – w droższych modelach – wentylatora ze sterownikiem. Regulacja nie jest oczywiście tak doskonała jak w kotłach gazowych czy olejowych, ale zmniejsza zużycie paliwa i stabilizuje temperaturę.
Uciążliwość obsługi kotłów na paliwa stałe można ograniczyć, kupując kocioł z automatycznym podajnikiem paliwa, dzięki czemu zamiast uzupełniać je kilka razy na dobę, robi się to raz na kilka dni. Automatyka steruje także wentylatorem dozującym powietrze do spalania. Większość tego typu kotłów małej mocy, a więc przeznaczonych do domów jednorodzinnych, jest sprzedawana w komplecie z podajnikiem i zasobnikiem paliwa.
Kotły na drewno
Wartość opałowa drewna jest mniejsza niż węgla. Do ogrzewania domu potrzeba go kilka metrów sześciennych na jeden sezon grzewczy. Większą, porównywalną z węglem wartość opałową mają bardzo ostatnio popularne pelety i brykiety, czyli sprasowane trociny i zrębki sprzedawane w postaci granulatu. Do ogrzania domu jednorodzinnego potrzeba 3-5 ton peletów rocznie.
Rodzaje pieców na drewno
Najprostsze kotły na drewno opałowe nie różnią się od węglowych. Są to uniwersalne konstrukcje, w których można spalać praktycznie wszystko. Trzeba tylko pamiętać, że drewno zawiera wodę, więc spalając je w kotle o innym przeznaczeniu, doprowadzimy do jego szybkiej korozji. Z materiałów wysokiej jakości produkowane są kotły przeznaczone wyłącznie do drewna, zwane kotłami zgazowującymi. Spalanie odbywa się w nich w taki sposób, aby do minimum ograniczyć zapylenie i powstawanie sadzy. Zachodzące w nich intensywnie zjawisko suchej destylacji drewna (pirolizy) prowadzi do uzyskania gazu drzewnego. Dzięki wysokiej temperaturze, dostępowi tlenu (kocioł ma wentylator nadmuchujący powietrze do spalania) i długiemu czasowi spalania kotły te emitują niewiele tlenku węgla i węglowodorów. Można w nich palić kawałkami drewna dowolnej wielkości, nawet ścinkami i wiórami (drobne kawałki powinny być spalane razem z większymi). Kotły zgazowujące są zdecydowanie droższe od zwykłych.
Są także kotły na pelety z automatycznymi podajnikami paliwa. Ich ceny sięgają kilkudziesięciu tysięcy złotych. Są wyposażone w automatyczne zapalarki paliwa (świece żarowe), przepustnice powietrza pierwotnego i wtórnego, sondy lambda kontrolujące poziom tlenu w spalinach, automatykę regulującą moc kotła zależnie od temperatury zewnętrznej, funkcje ochronne kotła zwiększające ich trwałość, samoczynne systemy gaszenia płomienia, zabezpieczenie przed jego cofnięciem do zasobnika.
Kotły na biomasę
Spalanie biomasy czy też biopaliw, a więc substancji powstałych w wyniku przetworzenia organizmów żywych, to jeden ze sposobów na rozwiązanie problemu wyczerpywania się tradycyjnych paliw kopalnych. Oprócz kotłów na drewno coraz częściej spotyka się kotły na biomasę, czyli przeznaczone do spalania owsa, kukurydzy, pestek owoców czy słomy.
Urządzenia te można polecić przede wszystkim rolnikom, bo są oni w stanie wyprodukować takie paliwo sami i na ogół mają je gdzie przechowywać, a zajmuje ono dość dużo miejsca. Jako opał można wykorzystywać produkty rolne nienadające się do celów spożywczych, na przykład zarobaczone czy gnijące. Spalanie pestek to dobry pomysł na ogrzewanie zakładów przetwórczych, które i tak muszą się ich w jakiś sposób pozbywać. W przeciętnym gospodarstwie domowym najlepszym rozwiązaniem spośród kotłów na biomasę pozostają chyba jednak te do spalania drewna.
Autor: Agnieszka i Marek Sterniccy
Kocioł zgazowyjący drewno
