Шахтный котел. Работа на минимальных режимах с приемлемым КПД

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

По перегреву шахты в конце горения. У меня котёл ставится в кухне, и лишнего тепла там не будет. Для охлаждения наварю доп. рёбра охл. по с наружи шахты и в верху шахты на теплообменник. Получается до 3квт съём при 300гр. Достаточно для углей?

 

Stann
Так и я про топку. В теории чем выше темература - тем выше скор сгорания. В нашем случае это больше газовая камера сгорания (без дров)?

 

Не очень пойму сути вопросов.
Есть шахта, газовое окно и за ним теплообменник.
Внизу в шахте шамот, значит лучистая отпадает. А Вы спрашивете про угли.
Факел на 5 квт-ах никакой.
Поэтому, что там будет у Вас получаться, мне не очень понятно .

 

Stann
Всем здравия!
1. Интересует вопрос нагрева шахты (полусухая) в конце цикла - решится увеличением теплоотвода.
2. Интересует вопрос теплонапряж. кам. сгор. 300-350квт:
а) - объём завязанный с пред. темпер. футеровки
б) - со скорстью сгорания
в) - с технической сложностью увеличения температуры и скорости реакции
Попадалась теплонапр. в топках газ. котлов до 4000квт
В счастливые школьные годы занимался авиамоделизмом, поэтому полностью согласен с Glazом по
направлению совершенствования конструкции ГО и выхода ВВ. При правильной форме ГО можно
получить бОльшую теплонапряжённость ГО+ хорошее смешивание ВВ и газов (соотв. начальную темпер. в КС) или увеличение тяги. Это касается и колосниковых прозоров, и дымовых каналов (в идеале). Аэродинамика вещь серьёзная.На грузовиках обтекатель над кабиной уменьшает лоб. сопр. на 10-15% и топливо 3-4%. 2-3м/сек это для газов приличная скорсть и турбулентности за углами будут значительные (особенно на узких сечениях). Почему и планирую колосники и КС делать литые (больше возможностей по геометрии).
Если "сильно умничаю" поправьте.

 

@valerypushkarev, Теплонапряженность в котле, это величина рекомендованная. Для каждого участка оптимален свой диапазон Т. Основные участки- колосник, ГО, КД. Помню только- для маленьких котлов, берут Тнапряженность побольше
Вот как распределяется теплосъем в одном из котлов нашего форумчанина.(по шахте у всех так, по конвективке, КД - у всех по разному, нужен расчет).
Здесь рекомендация по верикальному пластинчатому ТО.
Намек ,как влияет Тнапряженность.

В вашем случае шахта небольшая и будет достаточно жесткая. Если проем верхней дверки сделать из 5мм и вынести от котла (я еще и наклон сделал для удобства загрузки\засыпки топлива) перегрев\коробление будет мизерным (если вообще будет).А от герметика все равно не уйти,- переодически придется обновлять.
При узкой и высокой шахте, у меня верхняя дверка углей не видит никак, обжечься невозможно-холодная (наверное выше 60град. не бывает, дверка без утепления).
Здесь намек на вынос и наклон дверки .

 

Мне не хотелось бы Вас разочаровывать. Задача более чем непростая, но раз Вы взялись нужно идти дальше.
Во-первых, очень мало рассказали чем будете топить. Из собственного опыта могу сказать что одним из лучших топлив для использования в шахтном котле на малой мощности является опил, лучше всего сухой.
Вторым топливом будут древесные брикеты. Третьим сухие дрова до 20 % влажности.
Каменный уголь -отдельный разговор.
Если же предполагается ассорти, то тут как карта ляжет.
Во - вторых Очень важен размер единицы топлива, длина полена, чурбачка и тд. От него зависит и укладка топлива в шахту и длительность горения одной закладки.
Я например для устранения зависаний применяю двух разовую закладку.
Что это значит, зная суточную норму топлива, разделил её пополам и растапливаю котел два раза в сутки (в холодное время) а так достаточно и раза в сутки.
Хочу сказать что той тепловой мощности какая необходима, в большей части времени прогорания всей закладки в шахте, соответствуют языки пламени (факелки) на выходе из слоя размером с человеческую ладонь. Из этого и исходите, нужно подбирать такой режим, при котором пламя поярче и покороче, а это возможно увы только на топливе хорошего качества.
То что я перечислил, к сожалению лишь малая часть всего того на что нужно обратить внимание при изготовлении шахтного котла работающего на малой мощности (это только по топливу)
Определившись с необходимым суточным количеством топлива в самый холодный период, вы сможете более детально подготовиться к выполнению котла.
На форуме есть форумчане, которые более детально ответят на Ваши вопросы, у них есть опыт изготовления подобного котла. Успехов.

 

Здравия!
Отвечаю в порядке поступления вопросов.
1. В конце цикла действительно имеет место интенсивный нагрев шахты излучением древесного угля. Не нужно усложнять задачу: не задумывайтесь об увеличении теплоотвода в конце цикла. Шахтные котлы прекрасно работают и без этой опции.
2. Теплонапряженность колосника - выбирайте 140...150 кВт/кв.м. - это оптимум для шахтного котла.
а) Обьем завязанный с пред. темпер. футеровки - даже не задумывался об этом и Вам не советую; топку котла футеровать не обязательно.
б) скорость сгорания - если Вы подразумеваете скорость химреакции - то скажу, что скорость химреакции значительно больше скоростей перемешивания воздуха и топлива; то есть скоростью химреакции можно пренебречь, а проще говоря - не задумывайтесь о химкинетике;
в) увеличить температуру горения реально можно только за счет подогрева воздуха, поступающего в топку; сделать это можно, но зачем? кпд дровяного котла увеличивать без отрицательных последствий не рекомендуется.
Оптимальная теплонапряженность газового окна - 500 кВт/кв.м.
О колоснике не задумывайтесь: колосник - простое устройство для удаления золы из зоны горения.
Вначале изготовьте сварной колосник либо несколько сварных колосников. Поработайте с ними, а затем, если позволят финансы, изготовьте литой колосник.
Прошу прощения, что пишу кратко, не раскрываю подробности моего ответа, Подробности может быть напишу позже, а может и не напишу - как позволит время.

 

@avia, Некоторые выводы не верны...

 

Пишите смело что не верно. С интересом прочту.

 

Reba_
Всем здравия! Теплосъём в шахте будет небольшой, кроме конца горения. Камера дожига керамич.,
там тоже много не съест. От окна до щитков 35 см. Тоннели дверок 8 см. Остаётся только свод.
С уплотнительными шнурами тоже не " сахар". На работе Гефест20 каждый год меняю. Вы знаете,
на 12 метровом дымоходе очень даже ничего...если антрацит путёвый. В этом году один баул завезли битуминозного - это была сказка... в радиусе 500м.
Stann
Дровяной котёл в моём случае без вариантов. ТА тоже отпадает. Остаётся шахта мах 8квт с ёмк. 40-50
квт. В детстве набегался по ночам.
Дрова год сушки дуб, ясень, акация, брикеты RUF. Остальное не рассматриваю. Котёл ставится в доме, на кухне, поэтому сжигание старой обуви и деревоотходы не котируются, темболее что они по цене за квт у нас не дешевле, а халява не предвидится.
avia
Топка с футеровкой, за футеровкой каналы прогрева ПВиВВ. По зависимости ВРЕМЕНИ сгорания от качества смешивания с ВВ с вами не соглашусь (пропан. резак или пропан. горелка для сушки?). У теплонапряжённости ГО прямая зависимость с температурой (если не ошибаюсь). Отсюда: Чем выше теплонапр. и скор. перемешивания - тем меньше время сгорания смеси и выше теплонапр. кам. сг..От размера ГО зависит общее аэродин. сопр. Улучшая форму ГО можно при том-же аэр. дин. сопр. увеличить теплонапряж. ГО. На больших мощн. возможно это и не заметно но на мин. - как знать...Сварить колосник вообще не проблема (завод металлоконстукций)

 

Я бы в доме ни в коем случае не ставил шахтный котел. Ваши теоретические выкладки нуждаются в проверке и большинство из них имеют сомнительную ценность. Проверять лучше в другом месте.

 

@avia,
1. Топку котла футеровать обязательно, с целью снижения теплоемкости и теплопроводности.
2. Скорость хим. реакции напрямую зависит от скорости перемешивания и температуры. Именно из этих параметров складываются константы равновесия хим. реакции и энергия активации. Посмотрите на формулы.
3. Быстро греть воздух, как впрочем и любой газ, без применения специальных ТО еще никто не научился, потому самый лучший способ это смешение более горячего с холодным, с получением заданной температуры смеси. Подогрев газа тем не менее крайне желателен. Здесь как раз можно истребить двух зайцев, даже трех. Снять тепло с корпуса, сделать воздушный затвор, от утечек дым газа, к тому же газ хороший изолятор если не давать ему конвективный теплообмен. Т е дополнительная теплоизоляция, подогрев воздуха и отсечка утечек дым. газов.
4. Температуру горения желательно поддерживать в интервале от 900 до 1150 градусов. 1150 оптимальный градусник.
КПД котла в плане хим. не дожога должен быть максимальным. Можно мириться лишь с некоторыми теплопотерями и завышенной альфой.
@Оксфорд, Если шахтник в доме не ставить, то он не нужен...

 

@valerypushkarev, Надежда дело хорошее, но при съеме до 8 квт как Вы пишете, на дровах в том конструктиве для которого уже раскроен металл, мало что получится.
Обратите внимание, Вы находитесь в специфической теме, так вот приемлимыые решения по этому вопросу на пальцах пересчитать можно. К тому же котел будет в кухне ...это полный пейзаж.
К сожалению Вы не услышали меня ... необходимое количество топлива для самого холодного периода в сутки, будет определять сколько раз будете бегать к котлу. Пересчитайте в тепло, с коэффициентом 0.7 и сравните с реальным объемом шахты с учетом зависаний и укладки. Вот тогда и будет всё как на ладони. Успехов.

 

1. По поводу футеровки мы оба пишем без каких-либо доказательств. Пусть каждый считает по-своему. В свое время участник форума Варфоломей писал, что дрова у стенок топки выполняют в том числе функцию футеровки. Соглашусь с ним.
2. Формулы мне известны. Позвольте обратить Ваше внимание: скорость перемешивания значительно ниже скорости протекания химреакций. В связи с этим: химкинетикой можно пренебречь.
3. Воздух в шахтном котле можно нагреть быстро несложным теплообменником, расположенным в теплообменнике котла. Тем более, что расход воздуха в бытовых дровяных котлах мизерный. Завтра если не забуду размещу здесь сборочный чертеж горелки пеллетной с подогревом воздуха непосредственно в горелке.
4. На форуме сложно вести дискуссию - слишком много времени теряется.

 

Если возвратиться к самой теме, то есть ещё один метод, который можно применить внизу диапазона мощности, это "острая" подача воздуха. Но это уже, существенное усложнение шахтного котла.