Настоящий котел длительного горения на дровах

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ну зачем же передергивать
Вы, как инженер, прекрасно должны понимать, что при разработке под определенные требования конструктору приходится идти на компромиссы или жертвовать какими-то параметрами для достижения других (чем Вы, собственно, сейчас и занимаетесь)..
Фартучная топка тоже разрабатывалась под определенные условия - как вставка в жаротрубный котел для длительного сжигания дров. И с этими задачами она, скорее всего, прекрасно справлялась.. А предполагаемый мною недожог и дымность - неизбежная в данном случае жертва...

 

Мы предполагаем, Бог располагает...
Ваш ход размышлений логичен, однако точка отсчета выбрана неверно. Применительно к воротниковой топке зеркало горения вовсе не огромно, а равно по площади площади сечения трубы. Что касательно "огромности" - то эта огромность - всего лишь растянутая в горизонтальной плоскости зона горения - сушка, возгонка, пиролиз. собствено дожиг и доокисление углерода (углей).
Вследствие прорыва части воздуха через неплотности между дровами, вторичный воздух для дожига СО до СО2 не требовался. Соответственно имел место быть и избыток воздуха. То есть о дымности и недожоге не могло быть речи и в принципе.
Факел при таком устройстве, судя по всему, мог регулироваться в очень широком диапазоне мощностей. поскольку наличие большого количества углей способствовало поддержанию режима горения на малых мощностях...
Разумеется о прочем очень трудно судить - нет даже обрывочной информации на этот счет.

 

Володя пожалуйста подскажи какое соотношение первичного и вторичног воздуха (хотя примерно) для Майкубинских углей?

 

Хрен его знает, Аман. Это надо кострукцию котла смотреть...
Могу тебе сказать навскидку. Для слоевого сжигания этого замечательного угля мнится мне коэффициент избытка воздуха 1,8
В этом районе и надо подбирать медодом научного тыка...

 

Получается для него нужно больше воздуха чем для других углей, я правильно понял?

 

Нет, почему больше? Эта цифра - в моем понимании потолок. А потом потихоничку надо убавлять вторичку, покуда не задымит. Как задымит - надо чуть добавить вторички, убрать дым и на этом остановиться. Регулировки рекомендую делать только на номинальной мощности, тогда будет достоверно.

 

Процесс горения в фартучной топке удается вести при сравнительно небольших
избытках воздуха; но большую мощность можно развить только
при повышенных разрежениях перед слоем — около 13 мм вод. ст.
Зеркалом горения является сегмент, образуемый жаровой тру-
трубой и порогом топки. Условно при вычислениях площадь зеркала
горения R принимается равной площади сечения жаровой трубы.
Умеренный избыток воздуха в топке достигается при незначитель-
незначительных форсировках; с повышением форсировок избыток воздуха в
топке сильно возрастает.
Для Украины это режим наиболее подходящий. То есть топить по минимуму в основном режиме и форсировать одну-две недели в году.

 

Сегодня я предлагаю разобраться чем же так привлекательны шахтные топки и каковы перспективы у рассматриваемого пока виртуального котла.
Каждый из нас хоть раз в жизни сталкивался с обычной буржуйкой или котлом, у которого реализован принцип сжигания на колосниках или просто говоря сжигание в слое. Суть метода заключается в том, что на колосники нагружают топливо и газы от колосников полностью проходят весь слой. Пока слой топлива велик, то его можно разделить на несколько зон.
1- зона окисления. Это зона находится у колосников и в ней кислород реагирует с углеродом. В зоне развивается огромная температура и выделяется огромное количество тепла.
2- зона восстановления. Здесь происходит не очень приятный процесс, а точнее реакция восстановления СО2 до СО. Реакция эта эндотермическая и идет с поглощением тепла. Слава богу, что чем меньше температура, тем медленнее идет реакция и не всегда весь углекислый газ восстанавливается до СО.
3- зона подсушки и выхода летучих. В древесине от высокой температуры начинает разлагаться органика, которая выходит из пор в виде горючих газов. Эти газы сгорают и мы видим пламя.
Недостаток такого способа сжигания очевиден- большой химнедожег. Так же постоянно во времени изменяющаяся толщина слоя, что требует коррекции режима работы.
Автор темы предложил использовать шахтную топку. Она хороша тем, что слой топлива участвующий в горении в ней одинаков и постоянен во времени.

Красная- зона окисления, оранжевая- зона выхода летучих, желтая -зона подсушки.
Толщину слоя который будет участвовать в реакции автор предлагает менять с помощью высоты расположения колосников, в чем я его поддерживаю.
При хорошо подобранных высотах и дозировке вторичного воздуха можно добиться очень высоких показателей по экономичности.
Однако есть несколько подводных камней. Один из них- удаление влаги. Подсыхая дрова будут выделять водяной пар, который будет мешать нормальному горению. Есть несколько вариантов его удалить. Первый из них- свисток.

Вещь нужная. Но очень капризная ибо если сделать проход свистка мелким, то толку от него будет мизер, а если переборщить, то получим паразитный поток газов, который превращает нашу шахтную топку в обычную слоевую, да и еще в теплообменник не попадает.

Можно предусмотреть транзитный воздух, который будет подавлять восходящие потоки пара и являться в свою очередь вторичным для доокисления. Однако для этого требуется неслабое разряжение в дымоходе.

Автор темы позиционирует минимальную мощность котла в 15% от номинальной при неизменном КПД. Предлагаю рассмотреть как поведет наша топка при таких аномально низких нагрузках.
Но для начала вспомним про излучение. Все прекрасно знают, что нагретое тело отдает свое тепло не только теплопроводностью и конвекцией, но еще и излучением. Все чувствовали, как жарит от буржуйки или от костра на расстоянии в несколько метров. Так вот в нашем котле раскаленные угли тоже отдают тепло излучением. Его воспринимают как стенки котла, так и топливо в верхних слоях. Если б мы сделали зеркальную топку и наши дрова были зеркальными, то тогда температура в топке достигала бы под 2000 градусов. А так мы имеем в лучшем случае 1000-1100 град. И то при хорошо футерованной топке. Чем выше температура очага тем больше энергии он излучает. Зависимость эта в 4 степени от абсолютной температуры.
Теперь посмотрим как будет вести себя топка. Тепловыделение в ней уменьшится в 100/15=6,7 раза. Температура соответственно упадет в 1,6 раза. (возьмите корень 4 степени)
1000/1,6=625 градусов. Ни о каком нормальном режиме горения при такой температуре не может идти и речи.
На самом деле все выглядит еще хуже.
На большой мощности у нас хватает тепла, чтоб нагреть вверхулежащий слой до температуры самовоспламенения летучих газов. При низких нагрузках зона выхода летучих прогревается недостаточно и поэтому они не воспламеняются, а вылетают в трубу. Одним словом получается галимое тление.

Мне очень интересно, как автор без применения футеровки обойдет эту проблему и надеюсь на честные испытания детища и правдивые результаты. Удачи!

 

Glaz2137

Во-первых, пользуясь случаем, хочу публично попросить у вас прощения за свое недостойное поведение и словесный понос.
Простите, давно хотел покаяться, а вот, гордыня не давала...
приложу все силы, чтобы такого поведения не допускать ни в отношении к вам, ни в отношении к кому-либо из присутствующих и отсутствующих.

Вся цепочка ваших размышлений логична и безупречна. Согласен весьма во многом, но в заключительной части не очень.
Дело в следующим. Ни у вас, ни у меня нет достаточного опыта в сжигании дров и древотходов именно конкретным этим способом. Поэтому наши разночтения в этом вопросе могут быть разрешены исключительно практическими испытаниями и хоть какой-то статистикой.
Вы пишете: "... надеюсь на честные испытания детища и правдивые результаты. Удачи!"
Смею заверить, что какие бы не были результаты, они безусловно будут опубликованы в теме. И эти испытания будут проведены очень серьезными, высоко квалифицированными профессионалами у которых я буду только на подхвате...

 

Эта вышеизложенная конструкция механической регулировки колосников присудствует в конечном варианте котла?
Какова амплитуда регулировки в мм от верхнего до нижнего положения колосников?
Регулировка будет плавной, или только два положения-"верхнее" для сухих дров и нижнее" для влажных ?

 

От тут с утра ещё пришло у галаву. В отличии от прототипа (топка Кирша) форсцнка (ну так привычней этот орган называть) имеит относительно дров весьма не большие размеры. А не может так случитса что особо крупное и сырое полено (хз что туда засунут) заткнёт окошко? Егож там не пошивелиш.

 

Хороший вопрос.
Нехай затыкает, подлюка.
Герметично не заткнет, верно?
Значит прозоры будут, газы выходить будут. Горение будет идти.
Мало того, затычка будет находиться в зоне максимальных температур - и жить ей по сей причине - несколько минут...
А как только нагорит слой углей и де факто режим растопки завершится - в этом месте даже теоретически заткнуть отверстие ничто не сможет.
Спасибо.

Vladimir1964

Регулировка в конечном продукте (10 кВт и 16-24 кВт) - то что сейчас в работе - будет отсутствовать всвязи с решением вопроса теплоемкости угольного слоя добавлением массивного колосника (вес более 40кг). На перспективной модели 50 кВт (если будем еще делать) таковая регулировка будет.
Регулировка будет ступенчатой. Разница в ступенях порядка 80 мм, поэтому плавную регулировку делать нет смысла, ибо это дело тянет ценник вверх...

 

Есть еще один вариант - канал на передней стенке котла(4).

В таком исполнении СДГ "проветривает" шахту котла. И при дозагрузке котла через боковую дверку по идее должно меньше дымить.

 

А оно при дозагрузке и не дымит. Если "правильно" дозагружать.
Сначала о дозагрузке. Лучше это не делать. Загрузил и нехай горит то конца. Тогда сам вопрос дымления при открытии люка шахты отпадает. Если время горения действительно будет 12 часов, то особого смысла в метаниях у котла нет. Утром на угли положил.Без дыма. И поздно вечером также. (Это я говорю в номинале, а если в среднем режиме - все сутки пауза получится...).
Теперь о "правильности". "Правильность" бездымной загрузки в следующем. (Если помните в крышке - вентиляционный канал-трубочка, через который постоянно отсасываются газы.) Когда открываешь резко люк шахта все-таки газит (Это было до наращивания трубы). Однако, если сначала люк приоткрыть секунды на 3-4 - создать щель примерно в 2-3 сантиметра, то газы уходят вниз и курение минмально.
К сожалению теплогенератор работает в подмосковье и до середжины января у меня нет к нему доступа, чтобы подтвердить личным опытом что сейчас скажу.
А сказать хочу следущее. Главная причина всех дымлений при открытии люка шахты - ошибка в "технологии" дозагрузки. Сначала нужно закрыть подачу воздуха в подколосниковое пространство!
В этом случае существенно вырастет разрежение в котле и при приоткрывании люка шахты остаточные газы даже не подумают подниматься вверх при открытии люка...
Как доберусь - постараюсь выложить видео этого процесса.

 

Еле осилил эту тему по причине прорыва потока желчи из уст автора. Эта стихия на порядок перевесила саму суть столь давно амбициозно продекларированной конструкции. Вот с этой цитаты должна начинаться каждая следующая страничка.

У меня тоже огромные сомнения на счет задымления при дозагрузе и т. д. Из собственного опыта. Ничего, "жизнь научит" и загруз в конце концов точно будет фронтальный, хотя и это не спасет. Просто, не все ситуации доходят через мозги сразу.
Да и это ещё не всё, будут там и другие подводные камни. Правда, в канун праздников не хочется распыляться на железки: материя вторична...