Шахтный котел. Пути улучшения эксплутационных показателей - 2

Способность слоя раскалённых углей пропускать кислород может быть
обусловлена тонкостью угольного слоя или большой скоростью продува или
низкой температурой угольного слоя (и соответственно медленностью
реакции углерода с кислородом воздуха). Эти условия взаимосвязаны:
большая скорость продува сокращает время реакции кислорода воздуха с
углями, обуславливает «проскок» непрореагировавшего воздуха через слой
углей, «проскок воздуха» фактически означает повышение коэффициента
избытка воздуха в реакции с углями, что приводит к снижению температуры
горящих углей и т. д.

В этих условиях добиться гарантированного проникновения «воздуха» через
слой углей для сжигания летучих весьма затруднительно, что подтверждает
необходимость введения вторичного воздуха для сжигания летучих по
индивидуальному каналу. Принимая пористость угольного слоя на уровне 0,4
и повышенную вязкость воздуха при высоких температурах (рис. 69), для
обеспечения поступления 35% воздуха мимо угольного слоя необходимо
использовать площадь проходного сечения индивидуального канала для
вторичного воздуха на уровне 5% от площади колосниковой решётки.

Вместе с тем, газопроницаемость слоя углей на колосниковой решётке
остаётся весьма неопределённой величиной, что делает решётку не столь уж
удобным устройством для управляемого сжигания не только летучих, но и
древесного угля. Так, например, удивительно, но факт, что слой пепла в
подовой печи порой пропускает воздух под дрова ничуть не хуже, чем слой
углей на колосниковой решётке. В связи с этим, напомним, что
колосниковые решётки были изобретены вначале вовсе не для подачи
воздуха, а для непрерывного вывода шлака от каменного угля (или золы от
дров) из топки парового котла.

 

А также
Что касается подачи воздуха для горения дров, к колосниковым решёткам
возникает масса вопросов. Во всяком случае даже в отопительных кирпичных
печах в деревенском и сельском быту очень часто используют глухой под и
воздухоподающие отверстия в дверке топки. Вопреки расхожему в литературе
мнению, колосниковая решётка вовсе не всегда обеспечивает доступ воздуха
во все зоны закладки дров в печи. И причиной этого является наличие на
всей решётке сплошного слоя горящих углей, забирающих весь кислород из
воздуха так, что вышележащие поленья уже не горят, а просто нагреваются
в потоке дымовых газов и претерпевают пиролиз. Реально процесс ещё более
сложный, поскольку образовавшаяся в результате горения углей в кислороде
двуокись углерода С+О_2 -»С0_2 сама начинает реагировать с верхними
слоями углей с образованием окиси углерода С+СО_2 -» 2СО (рис. 106д).
Так что даже в случае сжигания древесного угля процесс на решётке как
минимум трёхстадиен: сначала образуется СО2, затем СО, а потом СО
сгорает до СО2 над углями, но только при подаче дополнительного (так
называемого вторичного) воздуха в зону над углями.

Если же на решётке сжигают дрова, то кислород может проникать во все
зоны дров только на этапе растопки печи, пока нет углей. Но воздух во
всей закладке дров в этом случае и не нужен, поскольку он может
по-требиться лишь в отдельных зонах воспламенения дров. Поэтому
методический интерес может представить режим верхнего горения, когда на
решётку 3 загружается порция дров 6 и поджигается растопкой 7 сверху
(рис. 107а). В этом случае дрова играют роль «решётки», в свою очередь
расположенной на решётке 3, и действительно пронизываются потоком
свежего воздуха.

 

Имеется ещё одна схема, реализующаяся в кострах, открытых очагах,
каминах, русских печах (рис. 107в). Имеется в виду так называемое
боковое горение, когда растопка 7 разжигается с краю костра на
наветренной (передней) стороне. Ветровой поток 5 при этом пронизывает с
определённой эффективностью все поленья костра, перенося с собой теплоту
сгорания растопки внутрь кучи поленьев. В этой схеме очень важно
подавать воздух в нужные зоны костра с требуемой скоростью так, чтобы
пламя двигалось фронтом, «не перескакивая» на весь верх костра
нерегулируемым образом. В печах этот режим удобно реализовывать при
полном и плотном заполнении топки (или подполочного пространства)
поленьями так, чтобы дрова горели с торцов (рис. 103г).

Колосниковая решётка в этой схеме вообще не предусматривается, воздух
для сгорания углей подаётся из воздухоподающего устройства 17 по дну
печи (по поду), которое делается огнетермостойким и теплоёмким для
прогрева дров и устойчивости горения при всех коэффициентах избытка
воздуха в печи. Тепло от горящих углей подогревает вышележащие торцы
поленьев, из которых начинают выделяться летучие, которые сгорают
пламенем в верхней камере над дымооборотом 16 (рис. 103г). Если удаётся
организовать подачу воздуха из отверстия 17 (а точнее, группы отверстий)
настолько идеальным образом, чтобы воздух равномерно обдувал торцы всех
горящих поленьев, то дрова горят фронтом, распространяющимся к задней
стенке, фактически не оставляя после себя углей.

В реальности преимущественный поток воздуха по поду обуславливает
преимущественное выгорание углей снизу, верхние угли обваливаются. В
результате образуется завал долго прогорающих углей на поду и с быстрым
распространением пламени по верху закладки дров к задней стенке. Боковое
горение (называемое в печах передним) переходит при этом в верхнее. По
физической сути боковое (переднее) и верхнее горение можно объединить
понятием внешнего горения закладки дров, в отличие от нижнего горения,
которое можно считать внутренним.

Режим бокового (переднего) горения очень чувствителен к коэффициенту
избытка воздуха и к характеру подачи воздуха в зону горения. Если воздух
в зону горения подаётся неограниченно через широко раскрытые
воздухозаборные отверстия, то угли и летучие горят одновременно и
спокойно, как в костре - пламя от горения летучих невысокое, ленивое
(при высокой закладке дров может быть и дымное). Если доступ воздуха в
зону горения ограничить, то вид пламени будет зависеть от того, как
ограничивается доступ воздуха. Если прикрывать нижнее воздухозаборное
отверстие 17, оставляя открытым верхнее воздухозаборное отверстие 18
(рис. 103г), то пламя, оставаясь низким и спокойным, несколько увянет
(дымление дров может немного снизиться). Это происходит потому, что
подача воздуха к углям (за счёт «провала» холодного воздуха вниз)
ограничивается, количество летучих снижается, а расход воздуха на
догорание летучих остаётся на прежнем высоком (достаточном) уровне.
http://energonova.info/publ/1/1-1-0-5

 

Извиняюсь что несколько многовато текста, просто в двух словах этого не передашь.

 

@Stann, да Вы бы ссылочку кинули, и кто хочет тот почитает..
а то действительно много текста...

 

Согласен, но я заметил что многие не открывают ссылок, и я тоже в их числе...

 

Когда я разбирался с русской печью, не имел никаких материалов, и только по прошествии некоего времени случайно прочитал и понял до конца как воздух путешествует в ней, конечно приблизительно.
а именно Так, например, удивительно, но факт, что слой пепла в
подовой печи порой пропускает воздух под дрова ничуть не хуже, чем слой
углей на колосниковой решётке.
В чем тут мой интерес, если подавать только под колосник, придется ведь только снизу и опять цирк на колоснике, надо же очагом или очагами.

 

@Stann, принцип Русской печи не подается логики и рассчетам, только ОПЫТОМ, мм за мм,
градус за градусом, 50 опытов не меньше.
один опыт запомнился, изменил одну из щелей подачи воздуха на 4 мм (увеличил)
температура в топке упала на 150 С, альфа увеличилась в двое, вообщем совершенно другой котел.
вот так там все не просто
и думаю в Вашем котле, Чехи не один опыт проделали над подачей воздуха с попы...

 

Не понял в этом месте Вашу мысль.

 

Думаю не только проделали а еще и хорошенько ...ну сами понимаете, о чем я хотел сказать.

 

Согласен с этим. Визуально трудно наблюдать за потоками ведь воздух прозрачный и к тому же нужно окошко соответствующее для наблюдения за этим чудодейством.

 

Мы привыкли к подаче снизу ...это нам сильно мешает для малого пепелаца, если бы я не топил торфяными брикетами то так бы и не понял этого.

 

Использовал такой фокус, подбрасывл сухой травы, сразу шмаль - и все видно.

 

вот было сделано окошко на задней стенке котла, напротив входа в газовое окно, и это наблюдение дало понять, что вторичный воздух подавать снизу не эффективно..

 

А нельзя ли сделать сзади котла побольше окошко со стеклом или стеклянную дверцу?