Jaki kocioł na paliwo stałe? Z dolnym czy z górnym spalaniem?

Kotły na węgiel to nadal jedne z najpopularniejszych urządzeń grzewczych w naszym kraju. Mając do wyboru: kocioł z górnym spalaniem i kocioł z dolnym spalaniem, porównajmy wady i zalety obu rozwiązań.

Kotły dolnego spalania

Kocioł węglowy? Tak, tylko jaki?

Węgiel kamienny jest wciąż (i pozostanie na długo) podstawowym źródłem energii stosowanym w instalacjach grzewczych w polskich, indywidualnych gospodarstwach domowych. „Na głowę bije” instalacje wykorzystujące gaz ziemny, czy olej opałowy. Wystarczy wspomnieć, że na ponad sześć milionów gospodarstw posiadających gaz ziemny, tylko około 10%  wykorzystuje go do celów grzewczych. I trudno się dziwić skoro 1GJ energii z węgla kamiennego kosztuje dwukrotnie mniej niż z gazu ziemnego. Nawet wysoka sprawność i „sterowność” kotłów gazowych w stosunku do węglowych nie jest w stanie przekonać Polaków do tych pierwszych. Dodatkowym atutem przemawiającym za rozwojem ogrzewnictwa indywidualnego opartego na węglu kamiennym jest oświadczenie Ministerstwa Środowiska, iż „nieprawdą jest, że w 2020 roku przewidziane jest wyprowadzenie węgla z sektora bytowo – komunalnego. Nie zakazujemy spalania węgla; chcemy tylko żeby było to robione w cywilizowany sposób”1.

Niestety prawdą jest, że w przydomowych kotłowniach stosuje się kotły i metody pamiętające początki ubiegłego stulecia. Spala się byle co, byle jak i w byle czym, co naocznie widać na wielu polskich osiedlach, gdzie ciężki, śmierdzący dym snuje się między domami. Obecnie wśród najpopularniejszych i najchętniej kupowanych kotłów opalanych węglem wyróżnić należy dwie konstrukcje, kotły z górnym spalaniem i kotły ze spalanym dolnym. Kocioł górnego spalania jest najstarszym i najczęściej spotykanym kotłem na polskim rynku. Produkowany od kilkudziesięciu lat ma wciąż swoich zwolenników z powodu prostej konstrukcji i stosunkowo niskiej ceny. Nadaje się do spalania każdego rodzaju paliwa stałego co jest jego niewątpliwą zaletą. Jednak największą efektywność uzyskuje się przy spalaniu węgla lub koksu.

Tradycyjnie kotły te rozpalane są na ruszcie, a po uzyskaniu wystarczającej warstwy żaru zasypywane warstwą węgla. Powietrze doprowadzone jest od dołu. Żar stopniowo rozchodzi się obejmując cały ładunek węgla  powodując spalanie w całej objętości. Paliwo spala się szybko a spaliny opuszczające kocioł osiągają wysoką temperaturę, przez co możliwość regulacji mocy jest ograniczona. Taka metoda palenia w kotle jest mało efektywna. Przypomina bardziej pracę pomocnika maszynisty parowozu (ciężka praca, dużo dymu i sprawność na poziomie 30%) i wraz z parowozami powinna odejść do lamusa.

Bardziej efektywną metodą spalania w tym typie kotła jest rozpalanie od góry, czyli najpierw zasypujemy węglem komorę paleniskową, a następnie rozpalamy na górze warstwę drewna. Paliwo spala się warstwowo, nie następuje od razu zapłon całego załadowanego węgla. Węgiel spala się stopniowo, długo i stabilnie wypalając się w kierunku rusztu. W ten sposób produkty termicznego rozkładu węgla wypalają się w komorze spalania, kocioł osiąga dwukrotnie wyższą sprawność, a spaliny wyprowadzane na zewnątrz są mniej toksyczne. Jest to więc metoda, która pozwala na zdecydowanie bardziej efektywne prowadzenie nawet starych, ale sprawnych jeszcze wszystkożernych śmieciuchów. Dużą niedogodnością użytkowania kotłów górnego spalania (metodą rozpalania od góry) jest cykliczność palenia. Raz rozpalony kocioł musi wypalić się do końca. Ponowny cykl rozpoczynamy od początku; załadunek węgla, rozpalanie na górze warstwy drewna itd.

Kocioł dolnego spalania jest rozwiązaniem zdecydowanie wygodniejszym niż kocioł górnego spalania (metodą rozpalania od góry). W kotłach dolnego spalania znika cykliczność rozpaleń, a węgiel w kotle można uzupełniać w dowolnej chwili. Spalanie odbywa się na tylnej ścianie komory zasypowej lub w komorze spalania (w zależności od konstrukcji). Grubość warstwy żaru i moc cieplna utrzymywana jest w tym kotle automatyczne co przekłada się na wyższą jego sprawność. Spaliny opuszczające kocioł mają niższą temperaturę i są mniej toksyczne. Nie można jednak powiedzieć, że kocioł ten jest idealny. Przy nieumiejętnej obsłudze, kocioł dolnego spalania może również kopcić jak stary parowóz i osiągać sprawność starego śmieciucha. Mało tego: moc kotła dolnego spalania musi być dokładnie dobrana do potrzeb budynku. W przeciwnym razie będzie on pracował mało efektywnie.

Kotły dolnego spalania mogą osiągać nawet 80% sprawności (przy paleniu węglem). Wymagają jednak lepszego paliwa niż kotły górnego spalania. Najlepiej pracują na węgiel typu 31 lub 32 niskospiekający. Nie nadaje się tu węgiel szlakujący lub kamienisty.
Podstawą wygodnej eksploatacji kotła dolnego spalania jest mechaniczny ruszt. Dzięki niemu można usunąć popiół z paleniska bez wygaszania kotła.

Oczywiście poza ww. omówionymi kotłami coraz popularniejszymi i najlepszym jeśli chodzi o sprawność i ekologię są kotły retortowe. Kotły z automatycznym podawaniem paliwa są znacznie droższe w zakupie, czy taka inwestycja może być opłacalna? O tym napiszę przy kolejnej okazji.

Izabela Koń, Rakoczy Stal

1. wyborcza.biz/biznes/1,100969,14993647,MS__nie_ma_planow_zakazu_spalania_wegla_w_gospodarstwach.html

Kotły górnego spalania

Z praktyki wiemy, że o wyborze kotła decyduje kilka ważnych warunków. Z pewnością należą do nich: rodzaj paliwa spalanego w kotle, cena produktu, czas ochrony gwarancyjnej urządzenia oraz podzespołów kotła i materiał, z jakiego wykonany jest kocioł.
Drugoplanowe są wygląd oraz gabaryty zewnętrzne kotła. Paliwo dedykowane do kotła to najważniejsze kryterium wyboru kotła. Często od tego zależy, czy kocioł powinien być dolnego spalania czy też górnego, gdyż konstrukcje te przystosowane są do spalania określonych paliw. Na tym etapie należy wyjaśnić, czym w zasadzie różnią się kotły górnego spalania od dolnego. Kotły z górnym spalaniem cechują się przeciwprądowym przepływem spalin w stosunku do wypalanego, załadowanego wcześniej od góry paliwa.

Komora załadowcza kotła z górnym spalaniem jest komorą, w której następuje spalanie paliwa. Kotły z dolnym spalaniem opisać można jako współprądowo wypalające załadowane paliwo w stosunku do kierunku przepływu spalin, również dostarczanego do spalania powietrza podawanego pod ruszt. Spaliny w takiej konstrukcji nie przenikają przez złoże załadowanego paliwa. Komora załadowcza nie jest w pełni komorą spalania, ponieważ samo spalanie realizowane jest w dolnej części zasypanego paliwa. Kotły górnego spalania spalają większość dostępnych paliw na rynku, w tym miał, flot, węgiel kamienny i brunatny, koks oraz drewno. Kotły z dolnym spalaniem niezawodnie pracują na paliwach granulowanych. Miał węglowy oraz flot mogą powodować pewne problemy w eksploatacji kotła wskutek zapychania się kanału nawrotnego spalin między komorą paliwa (częściowo spalania) a także komorą kolejnego ciagu. Paliwa w kotle dolnego spalania powinny być sypkie i suche, aby nie powodowały zawieszania się w komorze załadowczej paliwa, a drewno odpowiednio ułożone.

Jeśli chodzi o cenę kotła, to wiadomo, że najlepiej, żeby była ona jak najniższa. Najczęściej jednak cena kotła idzie w parze z jakością kotła, choć nie zawsze. Czas gwarancji kotła również może mieć wpływ na cenę. Bardzo ważnym kryterium wyboru jest również materiał, z którego wykonany jest kocioł. Może być nim stal konstrukcyjna, stal kotłowa lub żeliwo. Te cztery opisane cechy mają największy wpływ na wybór kotła grzewczego. Na długość stałopalności „dolniaków” największe znaczenie ma wielkość granulatu paliwa. Najdłuższe osiągi można uzyskać na węglu kamiennym typu orzech bądź groszek, ogólnie drobnym węglu łatwo odpalającym się od żaru. W takim przypadku stałopalność jednego zasypu można opisać jako 12-24 h, a w nielicznych przypadkach nawet dłuższą. Zależy to także od reszty elementów wchodzących w skład kotłowni, jakimi są instalacja nawiewno-wywiewna, rodzaj i wielkość komina oraz proces prowadzenia spalania związany również z okresową konserwacją i czyszczeniem wymiennika kotła przez użytkownika.

Stałopalność na poziomie 24 h również można uzyskać, opalając w kotłach z górnym spalaniem, częściej jednak są to czasy w zakresie do 16 h – kocioł rozpalony od góry po uprzednim pełnym załadowaniu komory paleniskowej. Na czas stałopalności ma dodatkowo wpływ jakość stosowanego paliwa. W przypadku węgla bardzo ważna jest zawartość popiołu w paliwie. Duża zawartość popiołu wymuszać będzie częste podchodzenie do kotła i jego przerusztowanie. Jeśli zaś chodzi o czas opalania jednym zasypem paliwa, to w dużej mierze zależy to od operatora kotła. Łatwiej jest jednak uzyskać dłuższą stałopalność w kotłach z dolnym spalaniem w porównaniu do kotłów ze spalaniem górnym, a to na skutek odpowiedniej prędkości wypalania się paliwa tylko w dolnej cienkiej warstwie na ruszcie kotła z dolnym spalaniem.

Kocioł z dolnym spalaniem, ze względu na palenie się tylko warstwy żaru, a nie całego załadowanego paliwa jak w przypadku kotłów z górnym spalaniem, jest bardziej sterowalny pod względem chwilowej mocy generowanej przez kocioł oraz jego temperatury. Dotyczy to nawet sytuacji, w których kocioł jest przewymiarowany w stosunku do zapotrzebowania budynku na ciepło. Ich stałopalność jest długa.

Mocną cechą kotłów z górnym spalaniem jest zdecydowanie przeważająca uniwersalność stosowanego w nich paliwa oraz niższa wrażliwość na zbyt niskie wytwarzane przez komin podciśnienie. Kotły z górnym spalaniem wymagają po prostu mniejszego ciągu kominowego. Kotły górnego spalania rozpalane od góry powodują znaczne wydłużenie czasu spalania jednego załadunku.

Marcin Foit, Klimosz

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