Особенности и спецификации печного топлива для дизельных котлов

14.09.2021 13:52

Печное топливо — нефтепродукт, который производится из дизельных фракций вторичной перегонки. Отличается хорошей текучестью и низкой температурой замерзания, является недорогим аналогом дизтоплива.

Благодаря незначительным отличиям от солярки, печное топливо часто покупают оптом и в розницу для котлов отопления. От его качества напрямую зависят исправность и эффективность дорогостоящего отопительного оборудования. Поэтому рассмотрим подробно характеристики этих нефтепродуктов и выясним, какое топливо можно использовать для отопительных котлов.

Общие характеристики

Котлы, которые работают на дизельном топливе, эксплуатируются как в промышленных котельных, так и в бытовых установках. Бытовые котлы способны функционировать на следующих энергоносителях:

• дизельное — наиболее качественное и дорогостоящее топливо. Рабочие затраты при его применении такие же, как при использовании газа и электроэнергии, а в некоторых случаях и выше;
• печное — похоже по характеристикам на дизтопливо, но производится из более тяжелых фракций нефти. Его показатель теплоты сгорания на 15–20 % меньше, зато цена почти в 2 раза ниже. Печное топливо требует более тщательной фильтрации, чем дизель.

Печное топливо включает различные примеси и соединения. Его основу составляют углеводороды:

• парафины;
• нафталины;
• циклопарафины;
• алкилбензолы;
• индены;
• аценафтены;
• аценафтилены.

Котлы отопления — устройства сложные и дорогостоящие. Поэтому их производители обязательно указывают в паспорте характеристики применяемого топлива. Чем оно чище, тем исправнее работает оборудование и эффективнее происходит горение.

Как рассчитать, сколько твердого топлива необходимо иметь в запасе?

Безусловно, любой владелец твердотопливного отопительного агрегата желал бы знать, какое количество дров (брикетов, угля) ему потребуется, чтобы беспроблемно пережить зимний сезон. Это поддается расчетам, приблизительным, безусловно, но в масштабах «отопительной компании» все же в достаточной степени достоверным.

Чтобы упростить читателю задачу, не станем приводить формул – просто предложим ему воспользоваться возможностями онлайн-калькулятора, в который уже заложен нужный алгоритм вычислений. А ниже калькулятора будут даны необходимые пояснения по выполнению расчета.

Калькулятор расчета среднего расхода твердого топлива для отопления

Перейти к расчётам

Пояснения по выполнению расчетов

• Исходным значением для проведения вычислений является та тепловая мощность формула, которую требуется затратить на полноценный обогрев дома. Важный нюанс – это не максимальная тепловая мощность печи или котла, прописанная в паспорте, так как она обычно завышена – модель приобретается с весьма значительным эксплуатационным запасом.

А нас же интересует именно количество тепловой энергии, которое требует специфика отапливаемых помещений и всего дома в целом. Как ее определить – повторяться не станем, так как это очень подробно изложено в специальной публикации нашего портала.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет буферная емкость для твердотопливного котла

Как определить потребность в тепле для помещений дома или квартиры?

Вниманию читателя предлагается алгоритм, учитывающий не только площадь помещений, но и массу других специфических факторов, в большей или меньшей степени влияющих на мощность обогрева. Выполнить пошагово самостоятельно такой расчет отопления любому читателю поможет специальная статья, в которой подробно описывается и обосновывается каждое действие.

• Любой твердотопливный отопительный агрегат часть выработанного тепла теряет. Эти потери характеризуются коэффициентом полезного действия, который обязательно указывается в паспорте прибора.
• Далее, следует выбрать направление расчета – проводится ли он для дров, или для других типов твердого топлива. В зависимости от выбранного пути открываются дополнительные поля ввода данных.

— Если выбраны дрова, то выбирается из выпадающего списка порода древесины, а затем указывается степень просушки дров.

— В случае выбора иных типов топлива откроется поле со списком – выбираем нужный вариант.

• После нажатия на кнопку расчета появится искомый результат. Для удобства он показывается для суточного, недельного и месячного расхода.

Маленький нюанс: если выбирался расчет для дров, то единицы измерения для показанного значения – кубометры. Для всех остальных видов твердого топлива результат имеется в виду в тоннах. В калькуляторе даны соответствующие подсказки.

Следует правильно понимать, что точность таких вычислений все же довольно сильно страдает. Причина банальна – расчет проводится для самых неблагоприятных условий. А между тем, сильные холода обычно не столь продолжительны, бо́льшую часть зимы морозы стоят умеренные, а нередко еще и сменяются оттепелями. То есть в любом случае расход должен быть несколько ниже.

Ничего страшного – запас всегда полезен, случается всякое. Ну а спустя пару лет эксплуатации хозяевам уже и вовсе никакие расчеты не потребуются – они прекрасно буду знать, какого и сколько топлива им нужно заготовить на сезон.

* * * * * * *

Завершим статью интересным видеосюжетам, в котором сравниваются достоинства и недостатки дров и топливных брикетов. Высокие биметаллические радиаторы читайте на сайте.

Особенности бытового печного топлива

Не существует жестких стандартов, нормирующих технологию изготовления печного топлива, его состав и свойства. Вместе с этим, производители постоянно его улучшают, стараясь добиться максимальной схожести с дизелем.

У печного топлива отсутствует специфический запах, который возникает в процессе сгорания других нефтепродуктов. Важной характеристикой является низкая температура замерзания, которая достигает -28 °C. Все эти качества расширяют возможности использования энергоносителя.

В составе печного топлива больше серных соединений, чем в дизтопливе. По их содержанию ПТ подразделяется на 2 типа:

• малосернистое — менее 0,5 %;
• сернистое — менее 1,1 %.

Сера является негативной примесью для углеводородных продуктов, в том числе и печного топлива. В процессе сгорания она преобразуется в сернистую кислоту, разъедающую внутреннюю поверхность котлов и дымоходов. Также чрезмерное ее содержание способствует образованию вредного соединения — сернистого ангидрида. Следовательно, для отопительного оборудования больше подходит топливо с пониженным процентным содержанием серы.

Что такое дизельное топливо?

Дизельное топливо, как и печное, относится к группе нефтепродуктов, и состоит из тех же углеводородов. Получают его путем перегонки и отбора из определенного вида фракций.

Виды дизельного топлива лукойл и газпром

Характеристики у него достойные:

• Плотность. Этот показатель отвечает за объем топлива в генераторе. При достаточной плотности выделяется больше тепловой энергии.

• Температура застывания. Не ниже 6 градусов, чем температура окружающей среды.

• Цетановое число. Показатель, позволяющий выделить данные о периоде задержки возгорания состава. Чем он больше — тем более размеренно и плавно горит дизельное топливо.

• Вязкость. При превышении нормы распыление топлива будет производится некачественно, а это чревато ранним истиранием деталей и частыми поломками механизмов.

• Процент серы. Сера — важный составляющий, элемент дизтоплива. Неприятно пахнет она из-за множества токсинов, от которых — увы! — никуда не деться. Чем больше серы, тем более склонно топливо к детонации, тем больше выделяется смолы в процессе крекинга, тем больше коррозийная активность.

• Воспламеняемость. Дизельное топливо относится к нелетучим нефтепродуктам, т.е. температуру вспышки имеет свыше 60-ти градусов.

• Устойчивость к коррозии. Для проверки используется пластина из меди. В ходе эксперимента она опускается в контейнер, заполненный дизтопливом, а через несколько часов эксперты её вытаскивают и оценивают результаты.

• Количество осадочных пород и воды в топливе. Допустимый процент очень мал: не более 1%.

Классификаций дизтоплива несколько:

1. Во-первых, по количеству серы: первый (до 350 мг/кг), второй (до 50 мг/кг) и третий (до 10 мг/кг) вид.
2. Во-вторых, есть летнее, зимнее и арктическое дизтопливо. Летнее получается путем перегонки. Используют этот вариант с апреля-месяца по ноябрь (температура воздуха не должна быть ниже 5-ти градусов, в противном случае жидкость становится очень мутной и теряет в качестве). Специалисты советуют сливать летнее дизтопливо заранее — до наступления первых холодов. У зимнего топлива содержание парафинообразующих углеводородов меньше, параметры вязкости шире. В средней полосе России его используют чаще и дольше. Арктическое популярно в регионах с вечной мерзлотой, а также там, где температура воздуха часто опускается ниже 30 градусов. Его вязкость — от 1,45 до 4,6 кв.мм/с, плотность — 760-820 кг/м3.

СПРАВКА! Дешевле остальных летнее дизтопливо, зимнее на 20% дороже летнего, арктическое — на 30-40% дороже зимнего.

Неправильное использование дизтоплива приводит к образованию в нем парафиновых кристаллов, которые забивают топливный фильтр и предохранительные сетки, скапливаются в теплопроводе. Топливный насос ДВС постепенно перестает функционировать, выводится из строя мотор.

Отличия от дизтоплива

Бытовое печное топливо производится по ТУ, а не по ГОСТу. Это значит, что каждый производитель вправе устанавливать независимые качественные характеристики производимого им продукта. Эти показатели безусловно хуже, чем у дизеля. Поэтому при использовании топлива стоит учитывать характеристики, указанные конкретным изготовителем.

Печное топливо производят посредством вторичной перегонки фракций дизеля. Фракционный состав такого энергоносителя отличается от стандартного дизельного горючего. ПТ немного тяжелее дизеля, а также характеризуется повышенной вязкостью. Поскольку оно выпускается по ТУ с более лояльными требованиями по цетановому числу и содержанию соединений серы, можно говорить о более низком качестве по сравнению с ДТ.

В чем разница применительно к котлам отопления

При использовании печного топлива следует учесть, что требования у отечественных и зарубежных производителей котлов неодинаковы. Для сравнения будем ориентироваться на европейские стандарты в отношении характеристик жидкого топлива по нормам EL DIN 51603, которые предусмотрены для отопительных котлов:

• плотность при 20 °С — 820 – 860 кг/м3;
• вязкость — 6 мм2/с;
• концентрация серы — 0,005 %;
• коксуемость — 0,3 %;
• зольность — не выше 0,01 %.

Чтобы сравнить печное топливо и солярку, стоит привести характеристики, которые имеют значение для применения в дизельных котлах.

На функционировании отопительного оборудования повышенная вязкость не сильно отражается. Наиболее значимыми считаются характеристики коксуемости и зольности. Именно на них покупателю рекомендуется обращать внимание в первую очередь. Эти значения свидетельствуют об интенсивности образования сажи на внутренней поверхности котла и дымохода. Проведенные эксперименты демонстрируют, что слой сажи толщиной всего 0,01 см снижает эффективность котла на 4 %. При увеличении толщины слоя в 2 раза эффективность снижается на 8 %.

Что же касается плотности, цетанового и йодного числа, которые являются основными характеристиками для любого топлива, то в данном случае они не нормируются.

Учитывая все вышесказанное, можно утверждать, что для отопительных котлов лучше подходит дизель, чем ПТ. Единственное преимущество печного топлива — стоимость, оно на 30 % дешевле. Такая разница позволит сэкономить крупную сумму, часть которой можно расходовать на обслуживание и чистку котла.

Жидкотопливные горелки для котлов

Комбинированные горелки «газ-дизельное топливо», «газ-мазут» дороже специализированных жидкотопливных, но могут обеспечить бесперебойное теплоснабжение при смене вида топлива, например, когда дом со временем газифицируется. Такие горелки требуют настройки отдельно по каждому виду топлива, в них есть устройство — механическое или электронное, регулирующее соотношение «воздух-топливо» в подающей смеси, а в горелках «мазут-газ» предусматривается подогреватель мазута.

Собственно, жидкотопливные горелки делятся на:

— горелки с распыливающими форсунками, в том числе с паромеханическими форсунками;

— горелки ротационного типа.

Горелки ротационного типа малочувствительны к качеству топлива, в них оно подается с небольшим, от 1 до 3,5 атм давлением на вращающийся со скоростью 5000 об/мин стакан. Даже наличие инородных частиц в мазуте не приводит в такого вида горелках к выходу из строя оборудования. Чаще они применяются на объектах теплоэнергетики.

Горелки с распыливающими форсунками могут быть одно-, двух- и трехступенчатыми, а также модулируемыми. Ступенчатая регулировка предполагает работу в одном заданном диапазоне мощности либо переключение во время работы при достижении заданной температуры теплоносителя на следующий диапазон.

Самыми экономичными являются модулируемые горелки, плавно меняющие мощность от 10 до 100% с помощью механической, пневматической или электронной модуляции. Экономия топлива при грамотной настройке такого типа горелки может составлять 5-15%. Стоимость таких горелок выше, чем у ступенчатых, но они позволят снизить нагрузку на механические части котла из-за частых включений/выключений, увеличить его КПД и время эксплуатации в целом.

Производители горелок часто выпускают унифицированные модели, подходящие к разным маркам котлов и консультант салона отопительной техники может порекомендовать подходящую из имеющегося ассортимента.

Виды печного топлива

Существует 2 вида печного топлива: светлое и темное. Они отличаются вязкостью, температурой горения и содержанием примесей.

В светлом печном топливе концентрация примесей ниже, оно обладает повышенной теплоотдачей, поэтому его широко применяют для дизельных котлов. Темное не подходит для применения в современных котлах, обычно используется в оборудовании с предварительным испарением.

У каждого вида печного топлива свои преимущества:

• светлое — применяется для работы больших генераторов. Обладает повышенной теплоотдачей, позволяющей отказаться от дорогостоящего дизеля при отоплении жилых помещений большой площади;
• темное — обладает повышенной калорийностью, за счет этого характеризуется небольшим расходом. Обычно используется для бытовых нужд, обогрева небольших построек или подсобок. Может применяться в мелких энергоустановках.

Жидкотопливный котел

Жидкотопливные котлы могут быть из чугуна или стали, и в первом случае срок эксплуатации составит около 50 лет, а во втором — не более 10-ти. Стандартные высокотемпературные дизельные котлы имеют горизонтально расположенные относительно установленной горелки топочные камеры, а конденсационные, использующие теплоту сгорания водяных паров — вертикальные топочные камеры.

Предустановленные на заводе моно- или мультитопливные горелки могут быть впоследствии заменены, если топливо котельной станет другим. По своей конструкции дизельный котел мало чем отличается от газового, лишь горелки используются разные. Дизельные котлы с несменяемой горелкой стоят дешевле и легче по весу.

Одно- или двухконтурный котел выбрать — решать только владельцу, но поскольку потребность в нагреве отопительного контура намного превышает потребность в горячей воде для бытовых нужд, дешевле установить одноконтурный котел и отдельно — бойлер.

Жидкотопливные котлы выпускают многие производители отопительной техники, как отечественные, так и иностранные, например, Buderus, Kiturami, Protherm и стоит помнить, что жидкотопливные котлы, как и их горелки потребуют регулярного обслуживания, чистки от сажи и накипи, и эти процессы лучше доверять специалисту, так что предпочтение рекомендуется отдавать производителям, поддерживающим свою сервисную службу на территории установки котла.

Способы получения

Печное топливо изготавливается из дизельных фракций вторичного происхождения, которые образуются в процессе нефтепереработки. Технология отличается небольшими затратами на изготовление, поскольку сырье имеет невысокую цену.

Около 10 % топлива перегоняется при температуре не менее 160 °C, 90 % — при 360 °C. В процессе изготовления может использоваться отработанное масло. Оно проходит минимальную обработку, потому что уже имеет необходимые свойства.

Плюсы и минусы

Печное топливо применяется в промышленных отопительных установках и стационарных паровых котлах. Основное назначение – отопление частных домов, промышленных объектов и сельскохозяйственных предприятий.

Главная причина использования бытового печного топлива вместо дизельного — меньшая цена при похожих характеристиках. При изготовлении применяют недорогое сырье, а готовый продукт имеет другое налогообложение. Дизтопливо стоит дорого, поскольку в его стоимость входит транспортный налог.

Дополнительные плюсы ПТ:

• • хорошая текучесть;
• • экономичное потребление;
• • высокая теплотворная способность и эффективность;
• • возможность уменьшить температуру застывания посредством присадок.
• Из минусов печного топлива можно выделить следующие:
• • большее количество серы, чем в дизеле;
• • производство согласно ТУ, а не ГОСТ (нет нормативных значений параметров, которых должны придерживаться производители);
• • более высокая температура предельной фильтруемости.

Эксперты прогнозируют, что благодаря своим характеристикам печное топливо постепенно займет ведущее место на рынке и заменит собой традиционные виды топлива.

Сферы использования и хранение

Как уже стало понятно, печное топливо имеет относительно широкую сферу применения. Главное его предназначение – это использование в системе отопления частных домов и производственных площадок, где применяются небольшие и средние отопительные установки. Часто печное топливо используют на дачах и в загородных домах, куда невозможно подвести газопровод. Также спрос на печное топливо есть среди небольших котельных и сельскохозяйственных предприятий. Так, например, постоянно растет часть зернохранилищ, овощных складов и загонов для скота, которые отапливаются именно подобным образом.

Сегодня в нашей стране существует множество компаний и предприятий, которые занимаются изготовлением и реализацией различных марок печного топлива. Сегодня практически в любом городе можно подобрать для себя тот или иной вариант. После приобретения его
необходимо хранить с соблюдением определенных условий: вдали от ультрафиолета, при средней влажности. Также его нужно уберегать от экстремально низких и высоких температур. Это позволит сохранить ключевые свойства, которые нужны будут для качественного обогрева жилых помещений и хозяйственных построек.
С транспортировкой, как и с хранением, также особых сложностей не возникает. Обычно, печное топливо перевозят в автоцистернах, бензовозах и даже бочках с помощью железнодорожного или автомобильного транспорта. Цистерны должны иметь внизу отверстие для удобного слива топлива, а также систему контроля давления, чтобы не ставить под вопрос безопасность. Если необходимо перевезти небольшой объем топлива, то можно использовать даже канистры, но при этом они должны быть изготовлены из металла или полимерных материалов. Кстати, при транспортировке рекомендуют емкость полностью не заполнять, оставляя примерно 5% общего объема свободным.

Можно ли применять печное топливо для котлов

По своим характеристикам печное топливо во многом напоминает дизель, но имеет ряд важных отличий. ПТ производится согласно ТУ, разным на каждом предприятии. Это значит, что предъявляются менее строгие требования к основным параметрам: цетановому и йодному числу, температуре помутнения, количеству серы, массовой доле золы и вязкости.

Многие предприятия стремятся приблизится к высоким стандартам, изготавливая качественный нефтепродукт, максимально соответствующий свойствам дизтоплива. Поэтому применять печное топливо для дизельных котлов можно с учетом особенностей их работы и обслуживания.

Список литературы:

1. Доценко С. П., Третьякова О. И., Губанова Н. Я., Корж И. А., Исследование и разработка топлива печного композиционного [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-ispolzovaniya-nefteshlamov-v-sostave-toplivnyh-kompozitsiy/viewer
2. Злобин В. Г., Зверев Л. О., Повышение эффективности котельных установок на жидком топливе [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-effektivnosti-kotelnyh-ustanovok-na-zhidkom-toplive/viewer
3. Шрубок А. О., Грушова Е. И., Юсевич А. И., Тимошкина М. А., Труханович Е. В., Перспективы использования нефтешламов в составе топливных композиций [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metod-parofaznogo-gazohromatograficheskogo-analiza-svetlyh-nefteproduktov/viewer

Емкости для хранения жидкого топлива

Прежде всего уточним, что по СНиП установка емкостей для хранения жидкого топлива запрещена в крышных котельных и подвальных помещениях.

В настоящее время баки изготавливаются из стали, алюминия, нержавеющей и эмалированной стали, пластика. Выполненная из любого материала, емкость должна быть прочной и герметичной, ведь жидкое топливо в большинстве своем — материал горючий и его утечка опасна и как повод для пожароопасной ситуации, так и в смысле загрязнения окружающей среды.

Емкости различаются наземной, подземной или полуподземной установкой и могут быть объемом от 500 до 20000 л. Допускается соединение нескольких резервуаров для поддержания необходимого запаса, но для отдельно стоящей котельной запас не должен согласно норме превышать 150 м³. Баки из полипропилена объемом до 5м³ разрешается устанавливать непосредственно в котельной, отделив резервуар глухой стеной. В непосредственной близости от котла можно расположить лишь резервную емкость объемом не более 800 л на расстоянии не менее 1 м от горелки.

Срок хранения топлива не превышает года и разумнее и выгоднее иметь запас его на один отопительный сезон. Следует рассчитать возможное потребление для отопления дома, подобрать емкость подходящего размера и завезти топливо за один раз, сэкономив на доставке.

Чаще других сегодня применяются емкости из полимерных материалов. Они легкие, не подвержены коррозии, выдерживают температуры от -50 градС до +50 град С, с помощью фикспакетов можно удобно произвести врезку трубопроводов. Узкое место полимерных баков — прочность, поэтому в странах ЕС для емкостей свыше 1000 л. есть требование, чтобы они были двустенными, но в России это пока лишь рекомендация.

Если емкость предполагается наземной, чаще выбирают ее из полимерных материалов и обращают внимание на форму — удобнее вертикальные прямоугольные баки, способные пройти через дверной проем. Цилиндрические баки дешевле и они чаще применяются для больших объемов топлива, свыше 5м³, их можно установить в большом помещении наземно или в подземном варианте. Расстояние от котельной до резервуара должно быть не менее 9 м. Баки внутри помещений устанавливают внутри пожаробезопасного каркаса.

Подземные хранилища топлива более безопасны в горизонтальном исполнении, они снабжены двумя люками — для слива топлива и смотровой.

При установке емкости вне помещения необходим топливный насос, подающий жидкость по топливопроводам под давлением к входу в горелку, в некоторых моделях горелок насос уже входит в состав комплектации.

Все баки для топлива имеют в нижней части отверстие для слива загустевающего остатка, в месте слива топлива должен быть установлен фильтр очистки от загрязнений. Для удобства можно установить датчик уровня топлива, механический или электронный и при необходимости — обязательно сертифицированный, подогреватель топлива.

Дополнительный подогрев топлива осуществляется в горелке.