Корзина
1 отзыв
Контакты
БелКомин М
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или индивидуального предпринимателя.
+375293620707Минск
+375173620909Минск
+375292990035Витебск
+375296170077Гродно
Отдел продаж
БеларусьМинскРеспублика Беларусь, д.Большой Тростенец, ул. Зеленая, 1А-2А
Карта

Теплоотдача дерева

Теплоотдача дерева

Особенности использования дерева в качестве топлива для твердотопливного котла

ТЕПЛООТДАЧА ДЕРЕВА

 

     На территории Беларуси в качестве  топлива для твердотопливных котлов  с ручной загрузкой в основном применяются:

- древесина (дрова, отходы деревообработки)

- торф (прессованный в брикетах)

- топливные брикеты (прессованные отходы переработки льна, подсолнечника, опилки)

     Остановимся на наиболее привычном топливе - дровах и постараемся дать обобщающую характеристику древесине как топливу для твердотопливных котлов.

     Однако, в связи с большим количеством имеющих значение факторов, данный теоретический расчёт может иметь только исключительно обобщающий характер и даёт лишь приблизительные цифры. Точное исследование возможно провести в специализированной лаборатории по проверенным методикам и эти данные будут верны лишь для проверяемого образца.

Состав древесины

Древесинное вещество (тот материал из которого состоят стенки клеток древесины)  представляет собой твёрдое вещество без внутриклеточных пустот и полостей со следующим химическим составом - 60% целлюлозы, 30% лигнина, 7...9% сопутствующих углеводородов и 1...3% минеральных веществ.

Соответственно, удельный вес древесинного вещества для разных пород деревьев – не особо отличается и, примерно равен 1540 кг/м3 , что больше плотности воды. Поэтому если бы древесина не имела пустотно-ячеистой структуры, то она бы тонула в воде.

Древесинное вещество (материал стенок древесных клеток) – это главная теплотворная составляющая часть древесины, которая горит с выделением тепла.

Теплотворность древесины

   Теплотворность древесины - это количество теплоты, которое выделяется при сгорании древесинного вещества и сопутствующих компонентов (углеводородов - смол и эфирных масел)

   При горении древесины часть выделяемой теплоты затрачивается на испарение воды, содержащейся в самой древесине. Т.е. дрова с более высокой влажностью при горении будут давать меньшее количество полезной тепловой энергии. Кроме того при горении образуется водяной пар как продукт реакции углеводородов и кислорода.

Теплотворность древесины разделяют на высшую и низшую.

   Высшая (абсолютная) теплотворность древесины - теплотворность древесины называется высшей или абсолютной, если учитывается теплота конденсации водяного пара, образующегося в процессе горения. Данная величина определяется в лабораторных условиях посредством сжигания в калориметре образца с последующей конденсацией водяного пара и приведения продуктов сгорания к начальной температуре.

   Данный параметр не представляет особого интереса с практической стороны, поэтому на нём мы не будем останавливаться.

Высшая (абсолютная) теплотворность 1кг древесины мало зависит от породы дерева, принципиально равна величине абсолютной (высшей) теплотворной способности древесинного  вещества и соответствует ≈ 4752.9 ккал/кг

   Гораздо более практическую ценность представляет низшая теплотворность древесины - это количество теплоты , образующейся при сгорании без учета теплоты конденсации водяного пара.

Параметры связаны по следующей формуле :

Низшая теплотворность = высшая теплотворность - скрытая теплота горения (теплота конденсации водяного пара)

Низшая (рабочая) массовая удельная теплотворность древесины измеряется как количество теплоты, отнесённое к единице массы (Дж/кг, кал/кг или кратные единицы)

Низшая (рабочая) массовая удельная теплотворность древесины зависит от влажности древесины. Чем выше влажность, тем меньше удельная теплотворность древесины.

Низшая (рабочая) объёмная удельная теплотворность древесины измеряется как количество теплоты, отнесённое к единице объёма (Дж/дм3, ккал/дм3, или в кратных к ним единицах).
Из определения следует, что чем выше плотность древесины, тем выше рабочая удельная теплотворность древесины.  

 

Расчёт удельной  рабочей (низшей) теплотворной способности древесины

Массовая рабочая теплотворная способность древесины (МРТС) определяется по формуле Надеждина* и находится в зависимости от влажности дров:

    для комнатно-сухой древесины, влажностью 7...18%
    Q(МРТС) = 4600 – 50 x W = 4600 - 50 x (7...18) = 4250...3700 ккал/кг
    для воздушно-сухой древесины, влажностью 25...30%
    Q(МРТС) = 4370 – 50 x W = 4370 - 50 x (25...30) = 3120...2870 ккал/кг
    для сплавной древесины, влажностью 50...70%
    Q(МРТС) = 3870 – 45 x W = 3870 – 45 x (50...70) = 1620...720 ккал/кг

где W – относительная влажность древесины в процентах,
4600, 4370, 3870 – значения массовой абсолютной (высшей) теплотворности древесины, которые высчитываются индивидуально для каждого образца, исходя из процентного соотношения абсолютно сухого древесного вещества и содержащейся в нём влаги.

Соответственно, для влажности 12%:
Q(МРТС) = 4600 – 50 x 12 = 4000 ккал/кг

 Для перевода в  Объёмную рабочую теплотворную способность древесины (ОРТС) произведём умножение массовой рабочей теплотворной способности на величину плотности древесины. (таблица плотностей - из «Справочника по массам авиационных материалов» изд. «Машиностроение» Москва 1975г. )

Например для яблони с влажностью 12% - 4000ккал/кг х 0,72 кг/дм3 (средняя плотность) = 2880 ккал/дм3

Аналогичным образом можно рассчитать теплотворную способность для низшего и высшего предела плотностей.

На основании данных расчёта была составлена нижеприведённая таблица, которая является обобщённым инструментом для оценки выбранной породы дерева в качестве топлива для твердотопливного котла.

Таблица удельной теплотворности древесины для разных пород дерева при 12% влажности

Порода дерева

Абсолютная
(высшая)
теплотворная
способность
древесины
(ккал/кг)

Рабочая
(низшая)
массовая
теплотворная
способность
древесины
(ккал/кг)

Рабочая
(низшая)
объёмная
теплотворная
способность
древесины
(ккал/дм3)

Плотность
древесины
(кг/дм3)

Предел
плотности
древесины
(кг/дм3)

Дуб

4753

4000

3240

0,810

0,690-1,03

Ясень

––||––

––||––

3000

0,750

0,520-0,950

Рябина (дерево)

––||––

––||––

2920

0,730

0,690-0,890

Яблоня

––||––

––||––

2880

0,720

0,660-0,840

Бук

––||––

––||––

2720

0,680

0,620-0,820

Акация

––||––

––||––

2680

0,670

0,580-0,850

Вяз

––||––

––||––

2640

0,660

0,560-0,820

Лиственница

––||––

––||––

2640

0,660

0,470-0,560

Клён

––||––

––||––

2600

0,650

0,470-0,560

Берёза

––||––

––||––

2600

0,650

0,510-0,770

Груша

––||––

––||––

2600

0,650

0,610-0,730

Каштан

––||––

––||––

2600

0,650

0,600-0,720

Кедр

––||––

––||––

2280

0,570

0,560-0,580

Сосна

––||––

––||––

2080

0,520

0,310-0,760

Липа

––||––

––||––

2040

0,510

0,440-0,800

Ольха

––||––

––||––

2000

0,500

0,470-0,580

Осина

––||––

––||––

1880

0,470

0,460-0,550

Ива

––||––

––||––

1840

0,460

0,490-0,590

Ель

––||––

––||––

1800

0,450

0,370-0,750

Верба

––||––

––||––

1800

0,450

0,420-0,500

Орех лесной

––||––

––||––

1720

0,430

0,420-0,450

Пихта

––||––

––||––

1640

0,410

0,350-0,600

Бамбук

––||––

––||––

1600

0,400

0,395-0,405

Тополь

––||––

––||––

1600

0,400

0,390-0,590

Выводы:

1.  Разные породы деревьев имеют различную теплотворную способность, которая зависит напрямую от плотности древесины и её влажности.

2.  Наибольшую теплоту сгорания имеют дрова из плотных лиственных пород древесины - дуба, ясеня.

3.  Чем выше влажность древесины, тем больше теплоты тратиться на испарение содержащей в топливе воды и меньше используется на нагрев рабочей жидкости отопительного котла.

4.  Используемые дрова достигают влажности в 20-25% по истечении года сушки на открытом воздухе при соблюдении условий хранения и сушки (ГОСТ 3243-88,)  Для достижения влажности 12-15% необходима сушка свежеспиленной древесины на протяжении 2ух лет.

5. Порода древесины влияет на образование сажи, дёгтя и смолистых отложений в твердотопливном котле и дымоходе. Хвойные породы древесины легко разжигаются и горят, но при их эксплуатации могут образовываться смолистые отложение на стенках котла и дымохода. Береза одна из лиственных пород, которая содержит дёготь, что также может привести к сажеобразованию.

В качестве заключения можно вывести следующую формулу - наиболее оптимальными с точки зрения достижения высокого уровня теплообразования и длительности горения для твердотопливных котлов будут являться дрова из плотных лиственных пород древесины с влажностью 12-15%.

 

 

*Примечание - Показатели плотности древесины взяты из
«Справочник по массам авиационных материалов»
изд. «Машиностроение» Москва 1975г

 

    

Предыдущие статьи
Информация для покупателя

Юридическое лицо БелКомин-М

Беларусь Минск Республика Беларусь, Минская обл., д. Большой Тростенец,ул.Зеленая, д.1а-2а

Дата регистрации в Торговом реестре/Реестре бытовых услуг: Не подлежит занесению в реестр

Номер в Торговом реестре/Реестре бытовых услуг/Регистре производителей товаров: Не подлежит занесению в реестр, Республика Беларусь

Регистрационный номер ЕГР: 590831749

УНП: 590831749

Регистрационный орган: СЭЗ "Гродноинвест"

Дата регистрации компании: 15.10.2014

Режим работы:

ДеньВремя работы
Понедельник09:00 — 18:00
Вторник09:00 — 18:00
Среда09:00 — 18:00
Четверг09:00 — 18:00
Пятница09:00 — 18:00
Суббота10:00 — 14:00
ВоскресеньеВыходной