Palniki do kotłów w nowoczesnych i ekologicznych urządzeniach

Palniki do kotłów – rodzaje

W większości kotłów na paliwo stałe cały proces spalania zachodzi w palniku, a kocioł spełnia funkcje wymiennika ciepła. Palniki do kotłów można podzielić w zależności od budowy i zasady działania na zgazowujące, retortowe, szufladowe, wrzutkowe, ze stokerem (podajnik poziomy typu ślimak /spirala), z rusztem stałym jednodzielnym lub segmentowym, z rusztem stałym lub rusztem ruchomym (w zależności od sposobu czyszczenia posuwisto-zwrotnym lub obrotowym), wewnętrzne, montowane w korpus lub drzwiczki kotła.

Poniżej wymieniono kilka najczęściej spotykanych konstrukcji palników na pellet:

• ze stokerem,
• tzw. wrzutkowe,
• z obrotową komorą spalania,
• z ruchomym rusztem posuwisto-zwrotnym,
• z ruchomym rusztem typu schodkowego.

Palniki do kotłów z obrotową komorą spalania

Powszechnie uznawane są za bezobsługowe. Palniki do kotłów z obrotową komorą spalania cyklicznie obracając się w czasie pracy mają szanse oczyszczać się z pozostałości stałych produktów spalania (popiołu i żużla), jeśli ilość pozostałości nie jest nadmierna, żużel ma postać sypką oraz nie tworzą się zbyt duże i twarde spieki zalegające na palenisku. Użytkownicy są w większości zadowoleni z użytkowania takich palników, jeśli palą pelletem dobrej jakości (klasy A1) lub niewiele od niej odbiegającym pod względem ilości popiołu – nie przekracza ona 2% masy.

Palniki obrotowe pod względem budowy są dość skomplikowane i wymagają cyklicznego serwisowania, a jego koszty czy też wymiany podzespołów są znaczne.

Palniki do kotłów wrzutkowe i ze stokerem

Palniki do kotłów wrzutkowe są znacznie prostsze pod względem konstrukcyjnym od rozwiązań z tzw. stokerem. Jak sama nazwa wskazuje wrzucają one porcje pelletu wprost na palenisko. Wymagają podania większej dawki paliwa na start, aby zasypać wylot zapalarki. Pellet w czasie spadania rozsypuje się po większej powierzchni rusztu. Palniki te są bardziej wrażliwe na jakość pelletu od tych ze stokerem (stoker przepycha pellet na początek paleniska).

Palniki do kotłów z ruchomym rusztem

Na rynku dostępne są konstrukcje palników, których ruch czyszczący rusztu lub tzw. zgarniaka wykonywany jest na koniec cyklu palenia. W czasie od rozpalania po wygaszanie ruszt jest nieruchomy. Takie palniki do kotłów z zasady przeznaczone są do spalania pelletu klasy A1. Palniki z ruchomym rusztem, które wykonują krótki ruch czyszczący w czasie pracy oraz długi na koniec cyklu palenia są mniej wrażliwe na jakość pelletu i mogą spalać nawet ten jakości przemysłowej.

Na uwagę zasługują palniki z rusztem ruchomym w postaci wyjmowanej szuflady, która jest blokowana za pomocą sprzączek (odpinanych klamer). Takie rozwiązanie znacząco przyspiesza serwis i czyszczenie palnika, które można wykonać nawet bez użycia narzędzi.

Palniki do kotłów z segmentowym rusztem schodkowym

Urządzenia te wzorowane są na rozwiązaniach przemysłowych. Ruszt ruchomy wykonuje ruch czyszczący w czasie pracy palnika w ustalonych interwałach przesuwając palące się złoże pelletu oraz częsty ruch czyszczący przód/tył w czasie wygaszania, zrzucając nadmiar popiołu i żużla ze stopnia na stopień do całkowitego oczyszczenia. Cechą charakterystyczną takich palników jest możliwość łatwej wymiany tylko zużytych segmentów rusztu po latach pracy palnika, co znacznie ogranicza koszty.

Palniki do kotłów na pellet – zasady doboru

Dobierając palnik na pellet do danej konstrukcji kotła należy wziąć pod uwagę szereg aspektów, najważniejsze kryteria zestawiono poniżej.

Moc palnika

Przy spalaniu pelletu i biomasy powstaje więcej gazów niż przy w przypadku oleju opałowego czy gazu dla uzyskania tej samej mocy urządzenia. Palnik nie może mieć większej mocy niż moc znamionowa kotła/wymiennika.

Warunki w komorze spalania

Palniki olejowe i gazowe mogą pracować w komorze spalania na nadciśnieniu, a modele pelletowe z reguły powinny pracować na podciśnieniu. Niewielkie nadciśnienie w komorze spalania kotła jest akceptowalne jeśli palnik jest wyposażony na drodze podawania paliwa w śluzę celkową lub samoczynną klapę ppoż. działającą niezależnie od energii elektrycznej. Klapa kieruje paliwo do palnika, a blokuje przepływ gazów w kierunku odwrotnym, czyli w kierunku podajnika, zabezpieczając układ przed tzw. cofnięciem płomienia.

Dobór palników do kotłów użytkowanych

Tu podstawowym kryterium nie jest moc kotła lecz zapotrzebowanie obiektu na ciepło, gdyż w większości przypadków moc kotła jest znacznie przeprojektowana w stosunku do zapotrzebowania, nawet przy dużych mrozach.

Konstrukcja kotła

• budowa kotła – decyduje o możliwości założenia palnika pelettowego. Urządzenia te można zastosować tylko w kotłach z zamkniętą komorą spalania, pozwalającą na gromadzenie części stałych produktów spalania oraz czyszczenie wymiennika;
• przebieg spalin – istotnym jest czy kocioł jest dwu- czy trójciągowy, czy spaliny odpływają od palnika czy też kocioł ma komorę nawrotną spalin (w tym rozwiązaniu palniki do kotłów są szczególnie narażone na przyspieszoną destrukcję);
• budowa i wielkość komory spalania (średnica i głębokość) – tu istotna jest odległość palnika od przeciwległej ściany w stosunku do długości płomienia z palnika dla mocy znamionowej. Zasadniczo długość komory spalania powinna być większa od długości ognia w czasie spalania. Jeśli jest ona niewystarczająca należy zastosować deflektor lub izolator dennicy płomienicy. Wielkości charakterystyczne długości płomienia dla palników pelletotwych przeważnie można znaleźć w DTR urządzenia;
• budowa wymiennika, jego konstrukcja, podatność na zanieczyszczenia – układ i konstrukcja elementów czynnych odbierających ciepło ze spalin w stosunku do wylotu palnika i podatność na zanieczyszczenia również na zasypanie lotnym popiołem;
• rodzaj, liczba, konstrukcja turbolizatorów (zawirowywaczy) i ich wpływ na opory przepływu spalin oraz podatność na zanieczyszczenia.

Ciąg kominowy

Ciąg kominowy powinien odprowadzić strumień spalin we wszystkich cyklach działania palnika, fazie rozpalania, palenia z mocą maksymalną (przeważnie znamionową) oraz minimalną i podczas wygaszania paleniska. Wielkość ciągu kominowego uzależniona jest od:

• przekroju i wysokości komina,
• uwarunkowań lokalnych, spowodowanych osłonięciem drzewami lub zabudowaniami,
• różnicy temperatur spalin na wlocie i wylocie,
• warunków atmosferycznych.

Zbyt duży ciąg kominowy jest również niekorzystny, ponieważ wpływa na proces spalania, zwiększoną stratę kominową oraz podwyższone zużycie opału. Wówczas należy zastosować regulator ciągu kominowego lub ograniczyć go przesłoną na czopuchu (o ile kocioł jest wyposażony w taka przesłonę).

www.eco-palnik.pl