Proces spalania w kotłach zasypowych na paliwo stałe. Płynne sterowanie

Spalanie w kotłach c.o polega na łączeniu paliwa stałego z tlenem zawartym w powietrzu. Proces gwałtownego wydzielania się ciepła zachodzi przy określonej temperaturze zapłonu. Otrzymaną energię wykorzystujemy do ogrzewania wody w instalacji centralnego ogrzewania. Produktami spalania są również gazy niepalne (związki siarki, azotu, dwutlenek węgla, para wodna), popiół i sadza. Najlepsze spalanie to takie, z którego uzyskujemy jak najwięcej energii, minimalną ilość popiołu i brak w spalinach gazów palnych. Aby zoptymalizować proces spalania w kotłach, musimy kontrolować i regulować temperaturę spalin oraz ilość dostarczonego powietrza. Złe ustawienie tych parametrów spowoduje straty ciepła przez komin do atmosfery lub niecałkowite spalanie paliwa. Wyjściowym parametrem, który otrzymujemy podczas spalania w kotle, jest temperatura wody zasilającej instalację c.o. Sprawność kotła, izolacja termiczna ogrzewanych pomieszczeń, zmienna temperatura zewnętrzna, wartość energetyczna zastosowanego paliwa, odpowiedni ciąg kominowy to czynniki mające wpływ na przebieg sterowania temperaturą w kotłach c.o.

Przebieg procesu spalania w kotłach zasypowych na paliwa stałe może byś sterowany ręcznie lub automatycznie. W przypadku sterowania ręcznego konieczne jest ustawianie ilości dopływającego powietrza do paleniska oraz kontrolowanie temperatury wody w kotle. Ze względu na ograniczenia i niedogodności użytkowe tego typu sterowania najczęściej stosuje się regulator elektroniczny współpracujący z wentylatorem nadmuchowym. Dobrze zaprojektowany układ regulacji to taki, w którym ingerencja człowieka jest ograniczona do minimum. Poniżej przedstawiamy jeden z naszych kotłów współpracujących z mikroprocesorowym regulatorem temperatury.

Kotły Zębiec typu KMW to wysoko efektywne kotły stalowe przeznaczone do spalania głównie miału węglowego, ale również drewna, węgla kamiennego oraz innych paliw stałych. Ze względu na dostępne moce, tzn. 16 i 23 kW, stosowane są w instalacjach centralnego ogrzewania domków jednorodzinnych, niedużych obiektów magazynowych, pawilonów handlowych czy też garaży. Podobnie jak reszta kotłów firmy Zębiec kotły KMW wykonane są ze spawanych ze sobą blach atestowanych. Oprócz elementów wyposażenia standardowego, takich jak: drzwiczki uszczelnione sznurem czy izolacja termiczna z wełny mineralnej w blaszanej obudowie, kocioł posiada również w podstawowej opcji sterownik oraz wentylator nadmuchowy. Oprócz tego, iż sterownik steruje pracą wentylatora, posiada również czujnik temperatury spalin w kominie, czujnik temperatury wody na wyjściu z kotła, czujnik temperatury ciepłej wody użytkowe (bojlera,) a także mechaniczny ogranicznik temperatury wody w kotle.

Regulator z sygnałem wyjściowym ciągłym Zastosowany sterownik ST 81 ZPID firmy TECH jest regulatorem z sygnałem wyjściowym ciągłym. Co to oznacza? Praca wentylatora odbywa się w sposób ciągły w czasie, a moc nadmuchu obliczana jest na podstawie pomiaru temperatury kotła i temperatury spalin mierzonej na wylocie z kotła i zależy bezpośrednio od mierzonej temperatury kotła, temperatury spalin i różnicy tych parametrów od ich wartości zadanych. Stabilne utrzymywanie temperatury zadanej bez zbędnych przeregulowań i oscylacji to zalety regulatora ZPID. Ciepło nie jest niepotrzebnie wydmuchiwane przez komin. Oszczędności w spalaniu paliwa mogą sięgać od kilku do kilkunastu procent. Ważne jest zamontowanie odpowiedniego wentylatora. Na wykresie 1 przedstawiamy wyniki badań przeprowadzonych na kotle zasypowym z zastosowaniem sterownika z sygnałem wyjściowym nieciągłym (dwustawne – zał./wył.) oraz sterownika ZPID.

Sterownik ST 81 z histerezą 2°C W tym przypadku wentylator pracuje do osiągnięcia temperatury zadanej, następnie przechodzi w podtrzymanie. Włączane są przedmuchy zapobiegające wygaśnięciu kotła. Funkcja ta zapobiega również gromadzeniu się gazów w komorze spalania. Spadek temperatury poniżej wartości zadanej minus histereza ponownie załącza wentylator. Siłę nadmuchu ustawiamy stopniowo w zależności od typu kotła oraz rodzaju zastosowanego opału. Dla regulacji dwustawnej charakterystyczne są oscylacje wokół wartości zadanej. Jeżeli kocioł zbyt wolno reaguje na zmiany temperatury, odchyłka w górę lub w dół względem wartości zadanej może być zbyt duża. Negowanie tego typu sterowania w kotłach c.o. byłoby przesadą. W większości wypadków regulatory te dobrze dają sobie radę w procesie ogrzewania budynków i dokładność utrzymywania temperatury zadanej jest zadowalająca. Konieczność regulowania parametrów pracy nadmuchu, histerezy w zależności od zastosowanego opału i zapotrzebowania na ciepło to niewątpliwie wady regulacji zał./wył.

Sterownik ST81 ZPID Na wykresie 2 widzimy pierwsze przeregulowanie występujące po rozpaleniu w kotle. Później bardzo dobrze radzi sobie z utrzymaniem temperatury zadanej. Regulacja jest płynna, temperatura mierzona utrzymuje się na zadanym poziomie mimo niestabilności obiektu regulacji, jakim jest kocioł c.o. i ogrzewany budynek. Krzywa poniżej temperatury zasilania i powrotu przedstawia temperaturę spalin mierzoną na wylocie z kotła. Jest to drugi obok temperatury zadanej podstawowy parametr wykorzystany do regulacji. Obsługa sterownika ZPID jest prosta: ustawiamy tylko temperaturę zadaną i tryb pracy (ogrzewanie domu, priorytet grzania bojlera, praca równoległa pomp lub grzanie ciepłej wody użytkowej w lecie). Wygoda w użytkowaniu to cecha sterownika o regulacji ciągłej. Kto spędził niejedno popołudnie w kotłowni, próbując z różnym skutkiem dobrać nastawy regulatora dwustawnego, doceni w pełni komfort, jakim jest zastosowanie sterownika z regulacją ciągłą.

Powstanie nowego, dobrej jakości sterowania do naszych kotłów to wynik naszej współpracy z firmą Tech z Andrychowa, solidnego i znanego na rynku producenta sterowników do kotłów c.o. Wyniki badań i testów przeprowadzonych w naszych laboratoriach i kotłowniach testowych pozwalają stwierdzić, że udało nam się stworzyć markowy produkt, który ułatwi sterowanie ogrzewaniem w państwa domach.

Mariusz Rączka, Leszek Barański                           www.techsterowniki.pl           www.zebiec.pl

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Fot. Kocioł Zębiec KMW ze sterownikiem ST 81 ZPID.

Wykres 1. Praca kotła ze sterownikiem dwustawnym.

Wykres 2. Praca kotła ze sterownikiem o regulacji ciągłej.

Jedna myśl na temat “Proces spalania w kotłach zasypowych na paliwo stałe. Płynne sterowanie

  • 15 grudnia 2017 o 10:46
    Permalink

    faktycznie duży wybór kotłów. Idealnie dobrany sterownik to podstawa

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij