Плюсы и минусы горелок разного типа. Реторта или факел?

@Lab900, С удовольствием. Прикладываю на всякий случай пояснительную картинку касательно типов горелок, я еще встречал в литературе четвертый тип - sidefeed burner - https://www.google.ru/search?q=side+feedburner&newwindow=1&biw=1781&bih=1041&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj3oI-umqXOAhVLCywKHZJlBF0Q_AUIBigB#newwindow=1&tbm=isch&q=side+feed+burner+pellet

Вообще попалась неплохая книжка на английском - https://books.google.ru/books?id=69QL45Hd8wEC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false

Вот перевод статьи:

Характеристики выбросов пеллетных бойлеров, используемых в жилых строениях, в фазах старта и остановки горения

Обозначения по тексту:
overfed boiler - A
underfed boiler - B

Примечания:
1. Я переводил standby firing mode как тление, не уверен что это правильно. Скорее всего это то, что называется режимом “НАДЗОР” у ретортных контроллеров.

Реферат (абстракт)
В данном исследовании были измерены газообразные и зольные выбросы бойлеров А и B в фазах запуска и остановки. И газообразные и зольные выбросы непрерывно измерялись в лабораторных условиях. Измерения газаообразных выбросов включали в себя замеры кислорода, окиси углерода (II), окиси углерода (IV), оксида азота и NO. Интенсивности выбросов вычислялись как функции от измеренных концентраций выбросов и потока дымогазов. Поведения болеров в фазах запуска и остановки были проанализированы и охарактеризованы в терминах CO, NO, TOC (total organic carbon) и зольных частиц (PM2.5 масса и число (количество). Продолжительность характеризуемых периодов варьировалась между бойлерами A и B в силу разных механизмов управления розжигом и горением. Бойлер B производил больше выбросов в фазах запуска, нежели бойлер A. Бойлер A выбрасывал больше углеводородов и зольных частиц в фазах остановки. Аккумулированная масса CO и TOC в фазах запуска и остановки оказала основной вклад в общую массу выбросов в течении всей работы. Тем не менее, аккумулированная масса NO и PM в фазах запуска и остановки оказалась не столь значительной в силу малой продолжительности пика таких выбросов.

Примечания по тексту:

Как меряли фазы:
1. Фаза запуска - с момента розжига и до стаблизации показаний CO и температуры дымогазов.
2. Фаза остановки - резкое падение температуры дымогазов и энергопотребления котла и до падения уровня CO менее 10 ppm.

Краткие характеристики бойлеров:
Бойлер А - 20 кВт, электророзжиг, очистка сжатым воздухом. В фазе остановки сдувает пламя и горящие пеллеты сжатым воздухом. Диапазон регулировки мощности - 10-20 кВт.
Бойлер B - 12 кВт, может работать в режимах ВКЛ/ВЫКЛ или тления (standby firing mode). В данном исследовании бойлер использовался в режиме тления как основном для данного типа бойлеров. Бойлер имеет электроподжиг и трехступенчатую регулировку мощности. Альтернативно может испольщоваться только в режиме максимальной мощности.

Перед измерениями бойлеры были настроены на минимальный выброс CO, использовались древесные пеллеты с минимальной уделной энергией 19.14 МДж/кг и влажностью 8.2%

Особенности фазы остановки бойлера А - так как пневмоочистка сдувала в зольный ящик тлеющие пеллеты, продолжительность тления пеллет в золном ящике зависела от количества золы в ящике, тление могло продолжаться вплоть до 1 часа, однако выбросы зольных частиц падали до фонового уровня через 0.4 часа. Таким образом период фазы остановки ограничивался 0.4 часами.

Особенности фазы бойлера B:
1. Продолжительность периода запуска варьировалась от 19 до 23 минут с выбросами CO свыше 5000 ppm, что превышает предел измерений газоанализатора.
2. Продолжительность фазы остановки составляла от 2 до 4 часов с выборами CO (см. график) вплоть до падения уровня CO менее 10 ppm.

Заключение.
Бойлер B производит значительно больше газообразных и зольных выбросов чем бойлер A в фазах запуска. Б (о) льшие по сравнению с фазой запуска колебания выбросов наблюдались у обоих бойлеров в фазах остановки. Выбросы фаз запуска и остановки бойлера A растут с частой чередования таких фаз, что вероятно связано с тлением пеллет в зольном ящике; влияние выбросов от тления в зольном ящике на общеие выбросы требует отдельных исследований. Период полной остановки бойлера B может составлять до несколько часов, но в реальной эксплуатации обычно прерывается новой фазой запуска (горения).

Автоматический запуск электроподжигом и остановка без тления также должна быть измерена для сравнения с ручным режимом запуска и остановки с малой мощности. (видимо речь про бойлер B). Вычисленные данные показывают что выбросы CO и TOC в грамм/час в фазах запуска и остановки значительно выше нежели в стационарных режимах работы, что указывает на то, что минимизация количества фаз запуска и остановки важна для уменьшения годовых выбросов недогоревших газообразных остатков от бойлеров, используемых в жилых строениях. Эмиссионные характеристики пеллетных бойлеров в фазах запуска и остановки будут различаться для бойлеров с разными горелками и способами управления из-за разницы в способах поджига, подачи топлива и очистки в фазе остановки.

 

Не переносите Ваш опыт сжигания угля на пеллеты. Это не работает. С недожегом все в порядке. Нет его. Или, если хотите, он есть, но близок нулю. Если золы имеется далеко менее процента. Сколько в ней может быть мехнедожога? Про мои попытки прокалить золу газовой горелкой и взвесить ее до прожигания и после, я уже писал.

Кстати, если Вы помните, я в 2011 году пытался жечь, в тогда еще не переделанной горелке, уголь. И хотя я нашел мелкий калиброванный уголь, с высокой температурой плавления золы, мехнедожог был удручающе велик. Тепла с 1 кг более калорийного угля я на своем котле получал меньше, чем с 1 кг пеллет.
Именно из-за мехнедожога. В золе было много мелких невыгоревших кусочков угля.

 

Upd: Выкладываю ссылку на PDF с той книгой, на которую ссылался выше, приложением не влезла.
https://goo.gl/o0f5vx
По тексту PM2.5 - это частицы вещества размером менее 2.5 микрон (PM10 - particulate matter (< 10 μm)

 

Дааа... Похоже, что первоначальные выводы из статьи были абсолютно неверны. Вот поэтому я принципиально сам и не лезу никогда переводить технические англоязычные тексты. Неправильно понятый малейший нюанс, и всё переворачивается с ног на голову. И ведь видел же противоречия в ранее предложенном переводе заключения на русский, и всё-равно посчитал возможным принять один из вариантов. Впредь надо быть осторожнее в подобных случаях.
А Вам, exzerodivide, большое спасибо за проделанную работу. Вот так, совместными усилиями, и достигается положительный результат. Попробую совсем немного "причесать" полученный текст для лучшего его восприятия.

 

Я поэтому изначально и подивился Вашему посту. Мне эта статья еще попадалась в рамках дискуссии про лямбду.
Вообще конечно печально, что у нас достаточно мало академических исследований в этой части. На западе - вагон и маленькая тележка. Вообще говоря, там идет активная работа по стимулированию перехода домовладений с ископаемого топлива на carbon-neutral (возобновляемое) с существенными скидками. Но - нужно укладываться в выбросы и КПД. Дошло даже до того, что EU активно финансирует проект SOI-HITS http://www.soi-hits.eu/the-project.html по созднию недорогих интегральных дачиков CO/CO2/H2S для встраивания в потребительское отопительное оборудование.
По поводу перевода - причесывайте конечно. Я переводил с листа, особо стилистикой не загонялся. Вообще говоря, статью писали не носители языка, что откладывает на нее свой отпечаток. Зато написано достаточно простым языком.

 

Это работает в химии с любыми реактивами.

Я недоумеваю. Лучшие мощнейшие пылеугольные горелки 1-3% мехнедожога. У пеллетчиков 0%. В общем, мне все равно. Продолжайте езду по ушным раковинам.

 

А физика Вам уже неинтересна? Грануляция топлива, способность к пиролизу, и пр. пр.
Ниже видео для сильно недоверчивых.
Показан теплообменник котла при сжигании третьей тонны пеллет, как ТО не чищен. Видна степень загаживания ТО. Если бы унос был велик, ТО должен был быть засыпан золой уноса по самое не могу. Как на картинках от Алексея.
Однако он вполне чистый.
Мощность на видео мала. Всего 12 кВт.

 

Чего только не приводится в защиту теории о, якобы, невозможности высокого (90 %) КПД пеллетных котлов. И КПД двигателей внутреннего сгорания, и КПД энергетических газовых котлов, и КПД угольных автоматов, и даже до мехнедожога в пылеугольных горелках дошли. Осталось только про эффективность холодильных установок вспомнить. А заглянуть в документы что не позволяет? В те же результаты замеров, где КПД 80 % у Хайцтехника. Даже там, при зашкаливающем СО, мехнедожог всего 0,14 %. И где тогда езда по ушным раковинам?

 

При этом, в самых первых выкладках Алексея мехнедожог вообще всего 0,09% и 0,08%.

 

Средняя зольность угля 15%, пеллет - 0,5-0,7 %. Такая разница в зольности уже предполагает принципиальную разницу этих видов топлива.

И как Вы предполагаете, эти мельчайшие частицы улетели сгоревшими или все же нет?

 

Полагаю, что смесь. Как и на угольных котлах.

 

В 90-то процентов КПД народ поверить никак не может, а что бы было, если речь зашла о пеллетных конденсатниках? От следующей таблицы, наверное, кому-нибудь плохо стало бы.



Как вам 100 % на номинале и 98 % на минимуме? А 102,8 % как?

Есть у Окофена http://www.okofen.co.uk котлы и попроще, с каким-то несчастным КПД 91-93 %%:

 

Результаты испытаний по ссылке достаточно стандартные для котлов такого типа. Заметно, что тот, кто проводил испытания, потратил на них немало времени. Настройка котлов с подобными ретортными горелками - достаточно длительный процесс, тем более, чтобы получить такие показатели СО и О2 на половине мощности. Работа на 50% мощности у горелок такого типа - оптимальный минимум, при меньшей мощности показатели будут уже совсем низкие и нестабильные. То, что температура уходящих около 200 - тоже не удивительно, скорее всего никто котлы не вычищал до блеска перед испытаниями, а загрязняются такие котлы на пеллетах - будь здоров. Но с чем я полностью согласен - для обычных древесных пеллет подобные котлы не самый лучший вариант.

 

@Bioten, @Lab900, Слегка оффтопик наверное здесь, но хотел задать вам как более опытным пользователям такой вопрос: допустим есть связка котел+горелка (любого типа), отрегулированная по CO/O2 на ряде мощностей на пеллетах, допустим, DIN+, при этом для этих мощностей оптимальное значение кислорода известно и зафиксировано. Пользователь меняет пеллеты, например на пеллеты из соломы и выполняет повторную регулировку только по кислороду, стараясь приблизиться к параметрам кислорода на DIN+. Вопрос - что при этом будет с CO ? Насколько сильно изменятся выбросы ? Считаем что остальные параметры эксперимента не изменились.

 

СО может как уменьшиться до минимальных значений, так и увеличиться до значений неприемлемых. Может почти не измениться. Правда с пеллетами из соломы самый первый вариант практически исключён.