Вопросы по шахтным котлам на угле

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Эта открытая поверхность как раз и определяет в данном случае тепловое напряжение.

 

Брр... столько понаписали, то не размотать клубок.
В начале определяемся с топливом и мощностью и создаем конструкцию исходя из табличных значений (уже не раз здесь выкладывали) т. е. руководствуемся тепловым напряжением колосника, газового окна, топочного объема...
Далее начинается самое интересное, либо делаем поверочный расчет выбранной геометрии, либо проверяем методом научного тыка на практике...)
Толщина слоя вторична, в основном это сопротивление воздуху идущего на горение...
количество которого тоже считается исходя из часового расхода топлива и принятой альфы слоя...
как то так...

 

Наверно надо четче определится, рассматриваем вопрос неотрывно от конструкции шахтного котла, а именно, водянная рубашка шахты, водянные или обычные чугунные или стальные колосники.

 

Водяная рубашка вопрос спорный, углеавтоматы например имеют просто металлический бункер.
По колосникам:
каменный уголь или антрацит - охлаждаемые водой
бурые и др - чугун...

 

Сам балдею
Первый и второй абзацы- классический подход в конструировании, не возражаю, да и не врубаюсь, как говорят, по человечески переведите
Толщина слоя совсем не вторична, в шахтном котле горит гораздо больше топлива единовременно по сравнению с автоматом (считаем за идеал), например в нем горит 1 кг угля и дает 5квт в часв течении часа, в шахтном же горит одновременно 5кг уля и при этом дает 5 квт в час в течении 5 часов, т. е мы видим что процессы горения разные, но результат количественный одинаков., если в шахте будет гореть один кг. угля то 5 квт мы никак не получим.

Ну передернули, расматриваем только очаг горения.

 

Здесь вы немного запутались..., а если по другому...
например исходя из мощности нужно сжечь 5 кг в час топлива, в шахтнике вся закладка в 5 кг за час и сгорит, а тонкий слой в автомате, как Вы выразились, за час смениться 5 раз и сгорит ровно столько же - 5 кг.

 

Все правильно я написал, это вы говорите как понимаете, не обижайтесь, а поняли не правильно.
Если в шахтнике за час сгорит 5 кг угля то энергии выделятся будет 25 квт в течении часа, но в реальности гореть будет 20-25 кг., в автомате сколько горит, столько и сгорит, т. е. 5 кг горит, в результате 5 кг и сгорит, поэтому говорю горение в автомате и в шахтнике разные вещи, при этом когда сравниваем подразумеваем, что тот и другой выдают одинаковую мощность.
Процесс горения в толстом слое идет гораздо медленее в силу ряда причин. наглядно можно показать на дровах, два одинаковых пенька, один целый, другой распилен, разрублен на мелкие полоски, одновремено зажгем, пенек долго гореть будет, а щепки сгорят быстро, однако энергии выделится одинаково, но для того чтобы получить столько энергии в единицу времени как на разрубленных кусочках, надо палить несколько пеньков одновремено. Конечно не коректное сравнение, но наглядное.
В результате что я хочу сказать, горение в угольном шахтном котле надо расматривать особо,, оно сильно отличается от классического горения.

 

Немного уточнения, я вижу шахтный котел с небольшим, так называемым газовым окном, откуда выходят дымогазы. Вообше все определения так размыты на мой взгляд.

 

Пока на мой взгляд, самая актуальная проблема, принять решение по какому пути идти для обеспечения нормальной работы котла на малых мощностях.
Вижу 2 путя, так сказать. 1 - изменение во время остановки, таких параметров как площадь колосников, например листом закрываем половину (больше или меньше) всей площади колосников, изменение газового окна больше или меньше аналогичным способом, плюс изменение площади теплообмена.
2 направление это как бы в одном котле -несколько котлов типа конструктор, .т.е. 2-3 маленьких мощность которых в суме обеспечивает вас в номинале. В таких котлах как классический шахтник простым разделением перегородкой на 2-3 части с возможностью индивидуальной работы.

 

Хотя и эти пути похоже, для классического горения. Примем что 1 кг угля дает 5 квт мощности. в течении часа, такое происходит в тонком слое. Расмотрим горение в толстом слое (все условно), чтобы получить 5квт мощности в толстом слое (очаге горения шахты), там должно гореть около 5 кг угля (опять условно, больше или меньше не важно, главное больше в разы чем 1 кг - это уже типа аксиомы, кто не согласен, можем вернутся к обсуждению вторично). Еще расмотрим такой вопрос, сколько угля может реально гореть на колоснике в тонком слое, ясно что уголь должен занимать всю площадь колосника, если меньше то воздух будет проходить сквозняком через открытые места на колоснике, в результате теряется управляемость,. Теперь расматриваем высоту слоя соответственно она должна быть чуть больше фракции угля (не раматриваем фракцию близкую к песку, это другая песня), если меньше то опять сквозняк и потеря управления (т. е мы должны подсыпанием или другим способом поддерживать эту высоту слоя). отсюда гореть одновременно на колоснике с постоянной площадью в тонком слое может только довольно приличный обьем угля, примем колосник 200 на 300мм., фракция угля 5-25 (меньше фракция - трудно представить что это будет горет), получим обьем около1.5 литра, примем как 1.5 кг- это 7.5 квт в течении часа, меньшую мощность из выше приведенного сложно прежставить при обычных условиях, но допускаем и принимаем минимальную мощность для наших условий 5 квт. мы можем добится в минимуме. и угля горит 1 кг.
А теперь расмотрим горение в нижнем слое шахты и прикинем сколько угля одновременно может горет для получения 5 квт мощности, применяя то что приняли за аксиому получим около 5 кг угля горит в шахтном котле одновременно для получения 5 квт мощности.
Что мы видим в тонком слое жечь 1 кг угля довольно трудная задача, а 5 кг в толстом слое явно проще отсюда возникает вопрос, а сколько угля одновременно можно жечь в шахтном котле, очаг окружен сверху не совсем инертным, но застрахованым от дальнейшего возгорания слоем негорящего угля, который создает теплонапряжение для стабильного горения угля типа теплоизолятора., т. е. хорошие условия для горения практически любой массы угля, оринтировачнюе размеры- от трех раз больше фракции угля Отсюда мы видим что в толстом слое можно получит очень маленькую мощность, допустим горит 1 кг угля в толстом слое, мощность получаем 1 квт.
Продолжение следует...

 

Все цифры конечно навскидку и довольно возможно грубы но отражают суть и логику мысли.

 

Продолжим. И вернемся к вопросу

В шахтнике подразумевается высокий обьем угля и горит определенная нижняя часть, если в шахтнике будем расматривать горение маленьких порций, без массы угля сверху, то это уже обычная буржуйка. Ну и из цитаты, горит и сгорело разные вещи, в шахтнике горит одновременно 5кг., а сгорает в течение часа 1 кг, выделяя 5 квт, в тонком слое горит 1 кг и сгорает 1 кг. выделяя 5 квт. и это важно. Мы понимаем что стабильноость процесса проще получить если горит достаточно большое количество угля. чтобы получить 1 квт мощности нужно в тонком слое 200 гр угля, это трудно представить, а даже если пытаться представить как это сделать начнем мыслено сгребать эти 200 гр. в кучу, т. е стремиться к толстому слою.

Отсюда напрашивается вывод, что в шахтном котле для угля при непрерывном процессе, те. ИСКЛЮЧАЕМ СТАРТ- СТОР, можно стабильно держать достаточно маленькую мощность, за счет регулировки подачи воздуха, т. е стабильно поддерживая примерно один уровень КПД, а теперь, по обшей системе котла, для получения низкой мощности останется только изменять площадь теплообменика. Конечно всему есть предел и многое зависит от номинальной мощности,. площади основания щахты (можно сказать колосников, их устройства), газового окна и др.

В связи с изменением условий в шахтнике в процессе (а он предпологается длительным по времени), таких как накопление золы, как следствие изменение сопротивления подачи первичного воздуха, изменение расположения очага и др. для стабильного регулирования процесса, применение принудительного надува или дымососа становится - обязательным, иначе все будет строится на естественной тяге, где ее сила выравнивается с сопротивлением слоя золы и процесс угасает. Конечно если проектировать индивидиальный проект, ЕТ можно за счет высоты и диаметра дымохода сделать достаточно мощной и тем самым удлинить процесс. Но проще и точней на сегодня регулирование горения за счет дымососа и контролера (а может и дешевле). Для тех кто является фанатом (или по необходимости) энергонезависимости, посчитать тягу дымососа необходимую для потребной мощности горения и установить дымоход с таким показателем.

 

Ну вот...Сами потихоньку стали разбираться, а то тонкий слой, толстый слой...)
Я долго искал методику по расчету аэродинамического сопротивления слоя угля, нашел в трудах Померанцева.
Посчитал и понял, что не так страшен черт как его малюют...
при высоте слоя в 9 см сопротивление составляет всего 14 Па (понятно, что цифра приближенная, но порядок известен)
Например тот же колосник в моей 10-ке при этом слое углей имеет сопротивление 27Па, (специально уменьшил прозоры для аэродинамической устойчивости системы колосник+слой)

Для получения низкой мощности убирать одну конвективку мало, по хорошему нужно и менять лучевоспринимающую поверхность топки, иначе деготь, например сделать съемную футеровку...
Колосник нужно сделать более теплонапряженным, чтобы деготь не стекал на малых мощностях.

 

Склоняюсь больше к наддуву чем к дымососу...

 

А скажите Любезнейший, откуда в угольном котле деготь?