В нашей стране котлы на твердом топливе чаще применяются в районах с низким уровнем газификации, для отопления домов, дач, помещений бытового назначения. Применение такого оборудования целесообразно как с экономической точки зрения так и экологической.
За рубежом котлы на разных видах твердого топлива получают все большее распространение в качестве альтернативы установкам на импортируемых энергоносителях - природном газе и жидком топливе.
На сегодняшний день существуют различные модели ПКМП на твердом топливе. Котлы с передней загрузкой отличаются тем, что камера сгорания чаще всего составляет одно целое с камерой загрузки. Это позволяет одновременно сжигать весь объем загруженного топлива. Производительность таких котлов низкая. Отдельным недостатком можно выделить необходимость в ежедневном разжигании, устранении пепла через каждые несколько дней, очистки, по крайней мере раз в неделю, дымоотводящих каналов. В котлах с верхней загрузкой камера сгорания и камера загрузки разделены. Топливо ссыпается из бункера и постепенно сгорает на колосниковой решетке. Эти котлы характеризуются простым управлением, высокой производительностью, низким уровнем выбросов вредных веществ и меньшим выходом пепла.
Котлы с автоматической подачей топлива характеризуются лучшей энергетической эффективностью. В них топливо засыпается в бункер, установленный рядом с котлом, с которого при помощи подающего устройства транспортируется встроенной в котел специальной камеры сгорания. Соответствующая емкость бункера позволяет работу котла без обслуживания до 4 - 5 дней.
В классических котлах сжигаются различные типы угля, древесина, опилки, торф, торфяные и деревянные брикеты, а также пеллеты. Древесина сжигается в виде дров или мельче частиц (стружка, опилки). Пеллеты получают в результате измельчения и прессования отходов деревообрабатывающей промышленности. Эти гранулы имеют диаметр 4 ... 10 мм, длину 20 ... 50 мм и теплоту сгорания около 14,4 МДж / кг. КПД котла, работающего на пеллетах достигает 90%, в то время как при работе на других видах твердого топлива при прямом сжигании - 74 ... 85%.
Универсальные котлы имеют такие модификации: работа на твердом топливе с горелками для газа и жидкого топлива, работа на твердом топливе с сменными горелками для работы на газообразном или жидком топливе и встроенным электронагревателем, работа на твердом топливе с встроенным горелкой для жидкого и газообразного топлива и встроенным электронагревателем.
Преимуществом таких теплогенераторов есть возможность бесперебойного теплоснабжения в случае отсутствия одного или нескольких видов топлива. К недостаткам можно отнести высокую стоимость такого оборудования.
Газогенераторные котлы являются относительно новыми на современном рынке опа-тельных оборудования. Преимуществом газогенераторных котлов является высокий для такого типа оборудования КПД - до 85 ... 90% и простота регулирования мощности. Кроме того, такие котлы экологически чистые в работе, по сравнению с котлами на жидком топливе. Отличием таких котлов от обычных моделей является то, что в них горят не само топливо, а газ, который выделяется из топлива под воздействием высокой температуры. Газогенераторный котел обычно выполняется с двухкамерной топкой. В первую камеру подается топливо и только часть необходимого для полного сжигания воздуха (≈ <1). Здесь происходит частичное сжигание и газификация топлива. Во второй камере за счет подачи вторичного воздуха происходит окончательное дожигания образованного генераторного газа. При таком сгорании почти не образуется пепел и сажа. Между камерами расположен сопло, через которое газ из верхней камеры поступает к нижней. Один из вариантов исполнения газогенераторных котлов - сопло и камера дожигания выполнены из жаростойкой керамики и составляют одно целое.
Газогенераторные котлы имеют некоторые недостатки: большие габариты; трудности при сжигании ризнофракцийного топлива, зависимость от электроэнергии; более высокая цена (в 2 ... 4,5 раза больше чем классического котла такой же мощности).
Низкий КПД котлов на твердом топливе объясняется, в том числе, высокой температурой отходящих газов (150 ... 220oС). Это связано с необходимостью исключения конденсации смол, образующихся при сжигании твердых топлив. При газификации древесины, торфа, бурого угля, а также некоторых видов каменного угля выделяется значительное количество смолистых веществ, которые конденсируются при охлаждении газа. Смолистые вещества трудно выделить из газа, поскольку их мелкие частицы представляют собой заполненные газом пузырьки, легко относятся потоком газов. Если отсутствуют специальные устройства для улавливания смол, то по мере прохождения дымовых газов по дымоходу и охлаждения их, смолы оседают. Осадки смол приводит к засорению дымохода, уменьшение площади сечения для прохода газов, а также к возгоранию дымохода.
Поэтому для повышения КПД котлов на твердом топливе необходимо разрабатывать технологии эффективного сжигания топлива, получения безсмольного газа, эффективного улавливания смол.
Для производства котлов на твердом топливе украинские производители в основном используют сталь или чугун. За рубежом, помимо упомянутых материалов получили распространение котлы с элементами термостойких материалов (керамики, майолики), что позволяет увеличить срок использования теплогенератора.