Образование и происхождение пластов каменного угля
Появление каменного угля на Земле относится к далекой Палеозойской эре, когда планета находилась еще в стадии развития и имела совершенно чуждый для нас вид. Формирование пластов каменного угля началось примерно 360.000.000 лет назад. Происходило это в основном в донных отложениях доисторических водоемов, где миллионы лет накапливались органические материалы.
Проще говоря, уголь — это останки тел гигантских животных, стволов деревьев и прочих живых организмов, погружавшихся на дно, истлевавших и прессовавшихся под толщей воды. Процесс формирования залежей довольно длительный, и для образования угольного пласта требуется как минимум 40.000.000 лет.
Что делать, если уголь в котле плохо горит?
Заочно сказать, почему уголь плохо или совсем не горит сложно, ведь это случается по многим причинам, однако некоторые из них более распространены:
- уменьшение тяги из-за засорения дымовой трубы и колосниковой решётки;
- использование неподходящего сорта или просто низкокачественного угля;
- слишком большая мощность котла, которая не соответствует площади дома;
- загрузка большого объёма крупного угля, без предварительной растопки;
- неисправность автоматической системы принудительной подачи воздуха;
- нарушение целостности конструкции (пламя часто гаснет + задымлённость).
В случае последних вариантов потребуется специалист по ремонту котлов, а вот остальные неполадки вполне решаются правильной эксплуатацией и чисткой.
Требования к топливу
Для того чтобы система исправно работала, необходимо применять качественное топливо. Уголь для котлов длительного горения можно использовать разный. Обычно в техническом паспорте приспособления указаны наиболее предпочтительные виды.
Чаще всего для отопления частных домов применяется бурый уголь, битуминозный, каменный, полуантрацит и антрацит. Последний считается самым качественным. Более чувствительны к составу и свойствам используемого угля модели котлов европейского производства. Отечественные же неприхотливы.
Для моделей от любого производителя антрацит будет идеальным вариантом. Он обладает несколькими достоинствами:
- при горении выделяет на 80% больше тепла, чем природный газ;
- перегорает практически полностью и не засоряет котел;
- выделяет меньшее количество вредных испарений;
- обладает высоким КПД.
Помимо этого, уголь реализуется во фракциях нескольких размеров. Некоторые производители продают его насыпью, другие расфасовывают в мешки. Второй вариант для частного дома считается более предпочтительным, поскольку в таком виде топливо не содержит пыли, которая ухудшает горение и приводит к быстрому засорению котла.
Стоит отметить, что влажный антрацит горит лучше, чем высушенный, поэтому не стоит опасаться его намокания в процессе хранения.
Какой уголь горит долго?
Зачастую для обогрева частных домов применяются длиннопламенные угли, которые подходят для любого типа твердотопливных котлов, печей и каминов. Это объясняется их длительным процессом горения, быстрым возгоранием и высокой теплотворностью. Уголь для топки прост в использовании, горит долго благодаря образованию пламени с длинными языками.
Процесс сгорания одной закладки топлива длится несколько часов и способствует выделению большого количества тепловой энергии.
Кроме того, он стоит дешевле антрацита, поэтому используется в качестве основного топлива для обогрева государственных учреждений. Маркируется буквой «Д».
Основной период топки
Условно, процесс как правильно топить котел углем можно разделить на несколько этапов – первый розжиг, второй период основного горения, этап достижения стабильного горения и наконец, затухание.
Основной период топки обычно приходится на момент, когда дрова образуют продуктивные угли для засыпки каменного топлива. От того когда будет выбран момент засыпки первой порции горючки и зависит как правильно топить твердотопливный котел. По времени с момент начала горения бумаги до того как поленья основной закладки дерева будут объяты пламенем обычно проходит минут 4-5, но это при нормальной тяге и открытой заслонке подувала. Проверить, что происходит в топке, можно открыв топочную дверцу – при аккуратном открытии топка будет озаряться ровным ярким пламенем, это значит, что наступил момент для засыпки первой порции угля.
В топку сначала засыпается уголь мелкой фракции 2-4 см в диаметре. Примерно на этом этапе понадобится от 0,5 до 1 кг топлива или 1-2 совка. Уголь засыпается через топочную дверку и делается так, чтобы его слой был равномерно распределен по всей площади огня. Сразу после засыпки дверка закрывается, а задвижка на дверке подувала, чуточку приоткрывается, чтобы увеличить доступ кислорода в топочное пространство.
Проверить, что происходит в топке стоит через 10-12 минут. Этого времени достаточно, чтобы температура возросла до 400 градусов и горючка начала гореть, выделяя достаточно тепла
В этот период стоит обратить внимание на показания термометра на котле, если температура резко пошла в гору и теплоноситель стал лучше разогреваться в трубах и радиаторах, то значит что пришло время дополнить котел еще одной порцией топлива
По правилам, как правильно топить котел углем нужно внести от 3 до 5 кг антрацита или каменного угля средней фракции. Угли должны быть среднего размера 4-7 см в диаметре. Так же как и горючка, засыпка делается через топочную дверку лопаточкой или совком. По возможности уголь рассыпается по всей площади топки, чтобы слой был около 10-15 см (правда, здесь многое зависит от размеров топки). После того как будет закрыта дверка топки выставляется терморегулятор и котел переводится в режим длительного горения, когда он сам регулирует открытие и закрытие задвижки подачи кислорода.
Как правильно растапливать котел
Основные причины, почему не топится угольный котёл, сводятся к неумению правильно укладывать и растапливать топливо. Научиться этому несложно. Растопка происходит в несколько этапов:
- Внизу топочной камеры укладывается слой тонких лучинок и щепок. Сверху располагают небольшие дрова, в виде колодца или шалаша.
Лучинки поджигают. Закрывают дверку топки, открывают поддувало. Чем сильнее открыта шиберная заслонка, тем быстрее будут прогорать дрова.
После того как дрова прогорят, их засыпают углем мелкой фракции, толщина слоя 10-15 см.
Через 20-30 минут, засыпают топливо крупной фракции, высотой слоя приблизительно 60 см. Перед закладкой стоит поворошить мелкий уголь, для предотвращения спекания массы.
Чтобы избежать усиленного возникновения сажи, топливо рекомендуют укладывать послойно, вперемешку с дровами.
Как очистить угольный котел от сажи
Почистить угольный котел от сажи намного сложнее, чем при топке обычными дровами. Суть проблемы заключается в том, что время горения, угольной фракции больше в 3-4 раза. За это время, продукты сгорания преобразовываются в спекшуюся массу.
В состав сажи входит негорючий остаток, превращающийся в процессе горения в шлак. Дополнительная проблема заключается в том, что под воздействием высоких температур, некачественный уголь приводит к усиленному образованию конденсата, кислоты, способной разъесть металл теплообменника.
Чистка котла проводится в несколько этапов:
- Необходимо убрать золу из зольника, камеры, расположенной сразу под топкой и представляющей собой вместительный ящик, закрытый герметичной дверкой. Зольник вынимают, золу высыпают.
Чистка от шлака выполняется специальным инструментом, внешний вид которого напоминает изогнутое шило. Наплывы удаляются по периметру теплообменника и с колосников.
Помимо регулярной чистки котла, обеспечиваются меры по предотвращению усиленного сажеобразования. Главная причина, по которой теплообменник забивается сажей – это недостаточная температура сгорания топлива. Послойная укладка дров в вперемешку с углем, способна решить проблему усиленного сажеобразования.
На интенсивность образования сажи влияет температура, количество зольного остатка и примесей, а также влажность топлива. По этой причине, не рекомендуется применение бурого угля.
Как почистить дымоходную трубу котла на угле
Правильная эксплуатация отопительного оборудования, включает меры по уменьшению образований сажи в дымоходе при работе котла, а также регулярное обслуживание и чистку труб. В СНиП оговаривается необходимость проведения регламентных работ, по крайней мере, дважды в год.
Чистка труб осуществляется следующими способами:
Метод механической очистки – правильная чистка дымовых труб осуществляется посредством специальной щетки. На стержень насажены гибкие пластиковые прутья. При необходимости, щетка удлиняется посредством подсоединяемых гибких планок. Чистка выполняется с крыши.Сажа удаляется через специальные ревизионные колодцы. Самые большие слои сажи, скапливаются на поворотах и переходниках дымохода
Во время чистки, им уделяют наибольшее внимание.
Химические препараты для чистки – выпускаются в виде добавок к топливу. Достаточно поместить пакет в горящий уголь, чтобы эффективно прочистить дымоход. Химические средства используются в качестве профилактических мер и не способны полностью заменить необходимость в механической прочистке.
Уменьшение выбросов сажи при сжигании угля. Предотвращение появления сажи, является лучшей мерой борьбы с отложениями на стенках дымохода. В качестве профилактики, используют несколько способов. Устанавливают уловитель сажи, обеспечивают необходимую температуру сжигания угля, изменяют конструкцию дымохода и устанавливают дефлектор для улучшения характеристик тяги.
Все перечисленные меры направлены на поддержание работоспособности, как самого котла, так и дымоходной трубы. Кислотный конденсат приводит к быстрому прогоранию теплообменника и дымохода.
С учетом появления кислотного конденсата, используются следующие марки нержавеющей стали для дымохода котла на угле: AISI 409, 310 и 316.
Правильная эксплуатация угольного котла включает: грамотный выбор топлива, растопку и поддержание горения в камере, предотвращение усиленного сажеобразования и регулярное обслуживание отопительного агрегата, и дымоходной трубы.
Как уменьшить расход угля
Повышение нормы расхода угля, спустя несколько лет эксплуатации котла, встречается достаточно часто. Увеличение затрат связано в первую очередь с засорением теплообменника и дымоходной трубы сажей. Рекомендуется полностью прочищать дымоход и внутренние узлы котла, не реже чем 2 раза в год.
Чтобы уменьшить расход угля, требуется правильно топить котел. Чтобы сократить количество сажи, закладку топлива выполнять послойно – дрова-уголь. Такая укладка обеспечит максимальную теплоотдачу. Изменение расхода угля происходит, в зависимости от КПД котла. Следовательно, чем больше коэффициент полезного действия, тем меньше будут затраты топлива.
Еще одним способом уменьшения расхода угля, является топка исключительно качественным топливом. Дешевое сырье, бурый уголь, имеют большой процент недогара, быстро засоряют дымоход и теплообменник и в результате, обходятся дороже, чем антрацит.
Особенности моделей с поддержкой ГВС
Существуют котлы, которые уже в базовой комплектации имеют бойлерную установку, позволяющую нагревать воду по мере сгорания топлива. Другие модели допускают возможность опционального дополнения резервуарами для воды, но это решение обойдется дороже и в плане надежности будет менее выгодным.
Поэтому планировать опцию поддержки ГВС следует заранее. Основу ее, как уже было отмечено, составляет бойлерная установка, то есть емкость для нагрева воды, которая обычно располагается рядом с оборудованием. Ее объем может варьироваться от 50 до 200 л, если речь идет о домашнем применении твердотопливного котла. Уголь в этом случае выступит базовым энергетическим ресурсом и для теплового обеспечения, и для горячего водоснабжения. По мере нагрева и расхода воды средства регуляции будут открывать запорный клапан или закрывать его. Жидкий ресурс можно направлять и на отопительные нужды, и на обслуживание санузла с кухней. Для каждого из этих случаев предусматривается своя конфигурация водоснабжающих и отопительных контуров.
Основной период топки
Условно, процесс как правильно топить котел углем можно разделить на несколько этапов – первый розжиг, второй период основного горения, этап достижения стабильного горения и наконец, затухание.
Основной период топки обычно приходится на момент, когда дрова образуют продуктивные угли для засыпки каменного топлива. От того когда будет выбран момент засыпки первой порции горючки и зависит как правильно топить твердотопливный котел. По времени с момент начала горения бумаги до того как поленья основной закладки дерева будут объяты пламенем обычно проходит минут 4-5, но это при нормальной тяге и открытой заслонке подувала. Проверить, что происходит в топке, можно открыв топочную дверцу – при аккуратном открытии топка будет озаряться ровным ярким пламенем, это значит, что наступил момент для засыпки первой порции угля.
В топку сначала засыпается уголь мелкой фракции 2-4 см в диаметре. Примерно на этом этапе понадобится от 0,5 до 1 кг топлива или 1-2 совка. Уголь засыпается через топочную дверку и делается так, чтобы его слой был равномерно распределен по всей площади огня. Сразу после засыпки дверка закрывается, а задвижка на дверке подувала, чуточку приоткрывается, чтобы увеличить доступ кислорода в топочное пространство.
Проверить, что происходит в топке стоит через 10-12 минут. Этого времени достаточно, чтобы температура возросла до 400 градусов и горючка начала гореть, выделяя достаточно тепла
В этот период стоит обратить внимание на показания термометра на котле, если температура резко пошла в гору и теплоноситель стал лучше разогреваться в трубах и радиаторах, то значит что пришло время дополнить котел еще одной порцией топлива
По правилам, как правильно топить котел углем нужно внести от 3 до 5 кг антрацита или каменного угля средней фракции. Угли должны быть среднего размера 4-7 см в диаметре. Так же как и горючка, засыпка делается через топочную дверку лопаточкой или совком. По возможности уголь рассыпается по всей площади топки, чтобы слой был около 10-15 см (правда, здесь многое зависит от размеров топки). После того как будет закрыта дверка топки выставляется терморегулятор и котел переводится в режим длительного горения, когда он сам регулирует открытие и закрытие задвижки подачи кислорода.
Какие печи можно топить углем?
Наиболее подходят под использование угля печи буржуйки. В них можно закладывать как дрова, так и уголь. Ведь материал, из которого они изготовлены, термостойкий, он способен выдерживать высокие температуры на протяжении длительного времени.
Уголь – отличный вариант для буржуйки
Специалисты не рекомендуют использовать уголь для отопления русской печи. Ведь изначально ее конструкция была разработана для древесного топлива. Это обусловлено тем, что температура горения каменного угля в печи значительно выше, чем у дров или других видов.
Не приспособлена и печь голландка. После использования топлива в такой печи значительно ухудшается ее состояние: деформация корпуса и деталей от высоких температур, накопление сажи в дымоходе.
Отопление кирпичной печи углем возможно в двух случаях: если ее топка выложена шамотным кирпичом, или она состоит из стального каркаса с толщиной стенок не менее полсантиметра.
Шамотный кирпич стойкий к высоким значениям термометра, он с легкостью выдержит основную температуру, а на кладку с обычного кирпича будет воздействовать менее сильные показатели. А толстая сталь не будет деформироваться и легко выдержит горение.
Колосниковая решетка в кирпичных печах, которые топят этим видом топлива, должна располагаться на два ряда ниже, чем обычно. Угольное топливо также требует дополнительной системы вытяжки.
Если оборудовать обычную дровяную кирпичную печь правильно, то для ее обогрева с легкостью можно будет применять угольные породы.
Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены
В последнее время всё более популярными становятся российские угольные котлы: их качество постоянно улучшается, а стоимость остаётся довольно низкой по сравнению с зарубежными аналогами. Тем не менее, самыми функциональными и автоматизированными по-прежнему остаются котлы европейских производителей
Обратите внимание, что практически все модели имеют версии различной мощности
Прямого сгорания
ZOTA «Master» 20
ZOTA «Master» мощностью 20 кВт – очень бюджетный изолированный (базальтовым картоном) котёл, который выдерживает давление до 3 бар и работает практически на любом топливе: угле, дровах, пеллетах и газе (опционально). Также он использует электричество как вспомогательного источника тепла (ТЭН).
Страна-производитель: Россия, ООО ТПК «КрасноярскЭнергоКомплект».
Protherm «Бобёр» 20 DLO
Protherm «Бобёр» мощностью 20 кВт – энергонезависимый котёл с рабочим давлением до 4 бар, который имеет повышенный срок службы, т. к. в нём используется высокотехнологичный (GG20) чугунный теплообменник, устойчивый к коррозии и тепловым ударам. Можно топить только различным углём и деревом.
Страна-производитель: Словакия, ООО «Vaillant Group» (Вайлант Груп рус).
Bosch «Solid» 2000 B SFU 12
Bosch «Solid» 2000 B SFU мощностью 13, 5 кВт – простой надёжный котёл, заточенный под использование бурого угля, но может также сжигать каменный уголь, кокс, дрова и древесные отходы. Оснащён встроенным прибором для контроля давления (не более 2 бар), термической защитой и завихрителями газов.
Страна-производитель: Германия, ООО «Bosch» (Бош Термотехника рус).
Длительного горения
Stropuva S15U
Stropuva S15U мощностью 15 кВт – благодаря объёмной топке, вмещающей до 240 кг угля, этот инновационный котёл является непревзойдённым лидером (среди компактных устройств) по продолжительности горения на одной закладке: до 7 суток. Потребляет уголь, пеллеты, брикеты и дрова, при максимальном давлении до 3 бар.
Страна-производитель: Россия–Литва, ООО «STROPUVA» (СТРОПУВА).
Стоимость: 81 500–99 778 рублей.
Buderus «Logano» S181-15 E
Buderus «Logano» S181-15 E мощностью 15 кВт – один из лучших бункерных автоматических угольных котлов для отопления частного дома, со встроенными датчикам температуры воды и газов. Улучшенная конструкция теплообменника обеспечивает длительное горение угля/пеллет и выдерживает давление до 3 бар.
Страна-производитель: Германия, ООО «Bosch» (Бош Термотехника рус).
Стоимость: 252 000–258 840 рублей.
LIEPSNELE L20U
LIEPSNELE L20U мощностью 20 кВт – это практически «всеядный» твердотопливный агрегат, который потребляет уголь, дрова, угольные брикеты и пеллеты, торф, деревянную стружку, другие древесные отходы и т.д. При полной закладке угля поддерживает горение до 7 дней. Уровень давления ограничен до 1,5 бар.
Страна-производитель: Литва, ООО «Vakaro Rasa» UAB (Вакаро Раса).
Galmet «CARBO» 21
Galmet «CARBO» 21 мощностью 22 кВт – польский полуавтоматический котёл на угле уже в базовой комплектации имеет довольно богатое оснащение: умный PID-регулятор, контролирующий все узлы котла и управляющий процессом горения, датчик дымовых газов, термометр и манометр. Предел давления – до 2 бар.
Страна-производитель: Польша-Россия, ООО « GALMET» (ГАЛМЕТ-РУС).
Стоимость: 113 890–116 759 рублей.
Особенности хранения топлива
Для обеспечения жилого дома углем на осенне-зимне-весенний период хозяева должны предусмотреть условия его хранения. При их правильной организации эксплуатация твердотопливного оборудования станет безопасной и будет достигнут максимальный КПД агрегата.
Основные из условий хранения:
- легкость доступа к топливу для транспортировки его к печи;.
- наличие возле дома специального складского помещения и поддержание в нем комфортных условий;
- хорошая освещенность и достаточная вентиляция для проведения погрузочно-разгрузочных работ и др.
При полной загрузке склада топливом на весь холодный период должно выполняться главное условие его хранения — он не должен потерять свои функциональные (горючие) свойства. Главная слабость каменного угля после добычи и поднятия его на поверхность — это окисление. Чем крупнее его куски, тем больше времени они сохранят свои свойства. Например, уголь фракции более 100 мм может храниться (без потери качества) до 3 лет, а мелкий — меньше 1 года. Последний рекомендуется закупать только на 1 сезон.
Требования к месту и условиям хранения:
- топливо желательно расфасовать в мешки или ящики из дерева;
- в помещении (кроме времени погрузки-разгрузки) должно быть темно;
- если уголь засыпается в специальную яму, то его нужно утрамбовать для снижения воздушной прослойки;
- если топливо хранится во дворе, то его желательно закрыть крышкой или плотной полиэтиленовой пленкой;
- помещение под склад должно быть объемным: годовая потребность угля (для 100 м² площади — 4 м³ топлива) + проход + 5 % запаса;
- склад должен быть оборудован дренажными системами для отвода: грунтовых, талых, дождевых вод.
Запрещения к месту расположения помещения хранения:
- его нельзя оснащать коммуникациями: электрическими линиями, газопроводом, теплоцентралью;
- оно не должно находиться над подземными: трубопроводами, газопроводами, электрическими кабелями и т.п.
Поэтому мелкие кусочки необходимо хорошо уплотнять, не оставляя воздушных прослоек, чтобы избежать самовозгорания.
Возможные причины ограничения доступа:
Доступ ограничен по решению суда или по иным основаниям, установленным законодательством Российской Федерации.
Сетевой адрес, позволяющий идентифицировать сайт в сети «Интернет», включен в Единый Реестр доменных имен, указателей страниц сайтов сети «Интернет» и сетевых адресов, позволяющих идентифицировать сайты в сети «Интернет», содержащие информацию, распространение которой в Российской Федерации запрещено.
Сетевой адрес, позволяющий идентифицировать сайт в сети «Интернет», включен в Реестр доменных имен, указателей страниц сайтов в сети «Интернет» и сетевых адресов, позволяющих идентифицировать сайты в сети «Интернет», содержащие информацию, распространяемую с нарушением исключительных прав.
Каким углем лучше топить котел
Производитель изначально проводит теплотехнические расчеты, и приспосабливает конструкцию топочной камеры и теплообменника к конкретному сорту топлива. Поэтому, чтобы повысить КПД бытового котла, достаточно использовать уголь марки и фракции, указанной в инструкции по эксплуатации.
Какой маркой угля топить
В состав угля входят углерод и негорючие примеси, образующие после сжигания золу и шлак. Соотношение между углеродом и примесями, зависит от выбранного сорта топлива. Уголь имеет (в зависимости от марки) разную степень влажности, рыхлую или твердую структуру, возраст образования.
Чтобы эффективно топить угольный котел, необходимо хорошо понимать, какие характеристики отличают тот или иной сорт топлива:
Лингит – данный сорт топлива имеет рыхлую структуру и большой процент зольного остатка. Лингит используют на промышленных электростанциях. Для обогрева дома, данный вид топлива не подходит.
Каменный уголь – имеет теплотворную способность 5500 ккал/кг. Процентное содержание углерода не менее 75%. Содержание золы от 2 до 4%. Каменным углем топят большинство бытовых котлов классического типа. Для оборудования газогенераторного типа, не подходит по причине влажности выше 20%.
Бурый уголь – теплотворная способность находится в пределах всего 3000 ккал/час. При сжигании, образуется большое количество зольного остатка и коксующихся веществ. Влажность находится на уровне 50%. Бурым углем не рекомендуют топить бытовые котлы, по причине быстрого засорения дымохода и теплообменника.
Антрацит – порог влажности находится в пределах 7%. Имеет высокие показатели удельной теплоты, равные 9000 ккал/час. Доля золы, уносимой газами из котла для угля, не более 7%. Антрацитом, производители отопительного оборудования, рекомендуют топить газогенераторные котлы. Уголь разделяется на несколько сортов по величине: кулак, орех, семечко.
Можно ли топить угольными брикетами
Угольные брикеты изготавливают методом прессования мелких фракций (пыли). В качестве связующего элемента, используют специальные органические или минеральные составы. Последние, сильно увеличивают зольность топлива, но стоят дешевле. Наиболее востребованными считаются угольные брикеты, в которых в роли связующего вещества, выступает каменноугольная смола.
Отопление прессованным углём имеет следующие преимущества:
- Простота укладки в топочную камеру.
- Хорошая воспламеняемость.
- Высокие теплотворные показатели, идентичные антрациту.
- Простота хранения и транспортировки – брикеты имеют правильную геометрическую форму, поэтому их легче складировать, и они занимают меньше места.
Единственным недостатком прессованного угля, считается высокая стоимость, превышающая цену на кусковое сырье, приблизительно на треть. Преимуществом считается возможность топить котел на угле, без загрязнения продуктами горения.
Как топить угольной пылью
Наиболее безопасным и эффективным методом сжигания пыли, считается способ с применением специального горелочного устройства.
Можно ли топить древесным углем
При всех этих достоинствах, древесный уголь имеет один серьезный недостаток. Стоимость килограмма покупного древесного угля, обойдется почти в 2 раза дороже, чем стоит каменный уголь. Несколько снизить стоимость сырья можно, наладив его самостоятельное производство. Для получения 1 тонны древесного угля, потребуется пережечь около 10 м³ древесины.
