Шахтный котел. Пути улучшения эксплутационных показателей - 3

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Небольшая поправка, говоря о смеси, я имел прежде всего, её количественный и качественный состав -концентрацию смеси в некоем объеме, если речь идет о горении вне слоя (в непосредственной близости) или в слое, если калибр топлива позволяет иметь достаточное для горения между калибрами пространство.
Вы же ведете разговор о другом. Тогда и нужно выделить
-образование топливных молекул (состав,концентрация)
-образование топливо-воздушной смеси (состав,концентрация)
-способ доставки топливно -воздушной смеси в место горения
-обеспечение условий её горения вне слоя.
Несложно заметить, что речь уже идет об классичесом пиролизнике, извините но тут уж, лично я Вам помочь не смогу.
Во-первых я недостаточно знаю о процессе горения в таком котле
Во-вторых ,не имею практического опыта топки такого котла, хотя бы в течении сезона,
ИМХО, Вам лучше попросить помощи у форумчан из соседней ветки, где обсуждатся пиролизные котлы.

 

@Stann Ну Вы так завернули что я совсем потерялся. Я думал что тонкая грань между приролизником и шахтным котлом основана прежде всего на способе подачи воздуха и использовании дымососа или наддува. Разная толщина рабочего слоя, и видимо разная степень образования газации топлива. По моему мнению если грубо и по "народному", то пиролизным котлом можно назвать котел с преобладанием газификации дерева и сжигагием дров с использованием дымососа. В шахтном котле преобладает процесс именно горения слоя, с подачей воздуха из под колосников. А ГО и КС это элементы которые присутствуют и в одном и в другом котле. И отличает их именно вариант подачи воздуха и разница количестве газации топлива. Но видимо я сильно ошибаюсь. Я так и не смог понять почему Вы причислили мою схему к разряду пиролизников?

 

Не думаю, что я усложнил. Грань между пиролизником и шахтным котлом, лишь косвенно зависит от способов подачи воздуха, различие между ними состоит в том, где именно, в каком месте в котле формируется основное рабочее газовое тело, ведь нам же нужно сформировать раскалённое газовое тело и принудить его отдать тепло.
Лучше чем кристально чистые слова, сказанные академиком Свиязевым, обуславливающих процесс горения я не встречал...

 

вы перенесли основное горение топливо-воздушной смеси в КД (термин согласно Вашей записи) а это и есть общепринятая схема горения в классическом пиролизнике.

 

Немного о процессе горения дров. перепечатка из интернета.

Горение древесины представляет собою окисление составных частей ее до углекислого газа СO2 и воды Н2О.
Для осуществления этого процесса необходимо достаточное количество окислителя (кислорода) и нагревание древесины до определенной температуры.
При нагревании без доступа кислорода происходит термическое разложение древесины (пиролиз), в результате чего образуются уголь, газы, вода и летучие органические вещества.
В соответствии с теорией, развитой Г. Ф. Кнорре и другими учеными, горение древесины можно представить следующим образом.
В начале нагревания из древесины испаряется влага. В дальнейшем происходит термическое разложение составных частей ее. Составные части древесины в значительной степени окислены, поэтому они распадаются при невысокой температуре. Образование летучих веществ, достигает максимума при 300°.

Продукты первичного распада древесины в результате сложных окислительных и восстановительных процессов переходят, в газообразное состояние, в котором они могут легко перемешиваться с молекулами кислорода, образуя горючую смесь, воспламеняющуюся при определенных условиях (избыток кислорода, достаточно высокая температура). В зависимости от качественного состояния древесина воспламеняется при 250—350°.

Газифицированные продукты горят во внешней кромке пламени, внутри же пламени летучие продукты пиролиза древесины превращаются в газообразное состояние.

Свечение пламени вызывается раскаленными частицами углерода, сгорающими в СО2 во внешней его кромке при избытке кислорода. Наоборот, при недостатке кислорода, когда температура сравнительно невелика, пламя имеет красноватый цвет, при этом за счет несгоревших частиц углерода выделяется значительное количество копоти.

 

О различиях при горении древесины

В свою очередь, горение дерева состоит из двух фаз - пламенной фазы и фазы тления.

В режиме тления доминирующим процессом является горение твёрдых продуктов пиролиза (углей). При этом, пиролизные газы выделяются медленно и не могут воспламениться из-за малой своей концентрации. Газообразные продукты охлаждаются, конденсируются и дают обильный белый дым. При горении в режиме тления происходит движение воздуха в толщу горящей древесины

В режиме пламенного горения ведущим процессом является горение газообразных продуктов пиролиза., которое характеризуется движением горячих газов наружу.

Обе фазы горения неразрывно взаимосвязаны и будут продолжаться до тех пор, пока в зоне горения будут соблюдаться три условия: наличие топлива, наличие кислорода и концентрация необходимой температуры.

 

В шахтнике дрова горят в слое при подаче первичного воздуха под колосник и вторичного под факел.
в зависимости от количества подаваемого воздуха, горение будет происходить в двух фазах. больше кислорода - больше температура, больше летучих, больше газификация. меньше кислорода - меньше температура, мало газов и больше углей.

раньше в этих котлах загрузочная камера применялась исключительно для накопления топлива, а горение происходило в топке.
сейчас же в долгогреях процесс горения разделили газовым окном. при большой подаче воздуха летучие и газообразные продукты образуются до газового окна и сгорают за окном с помощью вторичного воздуха.

если мало воздуха, летучих и газообразных нету. горят угли до газового окна. и если полностью перекрыт первичный воздух, то получаем хим. недожиг и т. д. тяги естественной недостаточно для отвода продуктов горения, так как подвод вторичного воздуха открыт. в итоге получаем небольшую бомбу замедленного действия. из-за этих минимальных режимов котлы зачастую оборудуют дутьевым вентилятором для продувок.

в пиролизном же котле газификация дров происходит при высокой температуре с ограниченным подводом кислорода воздуха. летучие максимально газифицируются и получаем на выходе только СО2 и воду

 

Для начала хотелось бы уточнить, что именно горит при горении древесного топлива. Какой газ? без уточнения места горения.

 

А я бы уточнил и вид дерева - длина факела сильно зависит.

 

Года три назад, воодушевлённый ,решил выполнить котел, хотел даже уже железо порезать...но не стал.
Решил разобраться во всём сам. Вот разбираюсь до сих пор .
Впрочем приходиться не только разбираться, а в первую очередь учиться.
И это хорошо.

 

не полностью окисленными продуктами горения древесины являются - окись углерода,
метиловый спирт, формальдегид, муравьиная кислота, муравьиный альдегид.
все эти вещества сгорают в газообразном состоянии при избытке кислорода.

 

Касательно зависимости факела от вида дров, перепечатка с интернета

Внешний вид пламени также зависит от состава древесины и в первую очередь от содержания углеводородов и смол. Больше всего смол в сосновых деревьях, и березе, при горении которых образуется густое, яркое пламя. Пламя осины, летучие вещества которой содержат больше окиси углерода и меньше углеводородов, невелико, прозрачно, имеет синеватый оттенок. При горении ольхи, содержащей мало смол, также образуется более короткое и прозрачное пламя.

 

Из наблюдений последней зимы могу добавить. перед началом отопительного сезона в частном секторе многие люди поставили твердотопливные котлы. в качестве топлива используют дрова, угля почти нету. предпочтение отдают котлам длительного горения, и гоняют их на минимуме. основным критерием выбора котла является объем загрузочной камеры, чтобы больше дров влезло. на мощность котла никто внимания не обращает. в результате частный сектор превратился в маленький освенцим... из-за этих экспериментов на улице дышать нечем... о хим. недожиге людям неинтересно ничего знать

 

Как специалист, большую часть своей профессиональной деятельности посвятивший разработкам и производству (не в области отопительной аппаратуры), не могу не отдать должного профессионализму разработчиков, всему их коллективу, подготовившего и внедрившего в действие ГОСТ 33016-2014.
Уже один тот факт, что данный ГОСТ классифицирует отопительную аппаратуру для твердого топлива по классам, только в плане показателей по выбросам говорит об очень многом...
https://www.internet-law.ru/gosts/gost/60171/

 

Кстати несколько слов об теме в которой мы ведем разговор. Изначально, автор темы, Игорь, основным аспектом улучшения зксплуатационных показателей шахтного котла выбрал путь снижения уровня выбросов котлов подобных конструкций .
Именно его работы и бескорыстное деление результатами своего труда в этой теме и не только, подтолкнуло меня, да и думаю многих других форумчан к поискам.
Ситуация такова, катастрофически не хватает практических данных, особенно конкретных данных испытаний по котлам, ценной информации буквально крупицы ..А ведь это опыты и зксперименты не одного дня, а месяцев и даже всего сезона.
Именно поэтому, был и остаюсь сторонником диалога, обмена информацией, результатами испытаний и мнениями.