Ракетный котел

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Коллеги, все хорошо в меру. У того же огнеупорного фетра МКРФ-100 максимальная температура применения 1260 градусов (температура длительного применения 1150 градусов).
У перлита та же температура плавления 1260 градусов (нормальная температура применения гораздо ниже, чем у фетра, и лежит в пределах 600-900 градусов).
У самого термостойкого фетра МКРФЦ-130 максималка (кратковременная) все равно не превышает 1400 градусов.
У чистого шамота верхний температурный предел находится между 1350 и 1600 градусов. И то, не при постоянной такой нагрузке.
Этот котел довольно быстро и легко забросит температуру в трубе и 1500 градусов, и выше, если свести к минимуму потери тепла в этой трубе. На угле так это вообще дело нескольких минут. В результате любая теплоизоляция просто сплавится, а сама керамика претерпит необратимые изменения и быстро придет в негодность. Да хоть керамика, хоть самый термостойкий кирпич (за металл даже и не говорим, если речь не о вольфрамах и карбиде циркония) - всё имеет пределы по температуре, которые в практически идеальных условиях горения, присутствующих в рассматриваемой конструкции котла (или печки, без разницы), без проблем достигаются и превышаются.
Толку в таких высоких температурах практически никакого. Все, что у нас может реально-полезно гореть, сгорает уже при 800-900 градусах. Поднимая температуру выше 1000-1100 градусов, мы занимаемся исключительно тем, что сокращаем ресурс материалов своего котла (или печки, без разницы).

Еще раз, для тех, кто не понял с самого начала: в отличие от большинства котлов-печек, и даже в отличие от классической ракетной печки, эта конструкция работает на изначально горячих компонентах: горючий газ поступает в трубу уже с температурой 600-800 градусов, где реагирует с тоже горячим воздухом вторичного поддува. Это как в том же пиролизнике. Только факел пиролизника находится в трубе.
В классической "ракете" на входе нет таких температур, там вентилируемый бункер без собственной теплоизоляции. Поэтому необходимо применение мощной теплоизоляции трубы.
С котлами, имеющими водяную рубашку бункера, вообще не имеет смысла сравнивать.

У меня вся труба утеплена только двумя слоями самого тонкого (20 мм) фетра, и то, при укладке фетр ужимается почти вдвое, и там слой вообще небольшой получается. Больше и не нужно!
К осени буду перебирать котел, так вообще только один слой фетра оставлю. Нет проблем с набором температуры в этой конструкции, как оказалось. Пусть лишнее спокойно себе излучается в теплообменный отсек и там улавливается.
А вот если решу делать печку на этих же трубах по классической схеме, с открытым бункером, то фетра буду мотать больше - там низкие исходные температуры, поэтому тепло нужно беречь.

Признаю, изначально не осознал это серьезное различие между классической "ракетой" и "ракетно-пиролизной" схемой, и сделал стандартный акцент на максимальном сохранении температуры в райзере. Оказалось, здесь этого делать не нужно. Герметичный бункер, прогрев воздуха, контролируемость процесса горения - совсем другие исходные условия уже на входе в трубу.
Поэтому изоляция требуется самая минимальная.
Учту при доработке осенью.

А по текущим заботам - вчера привез из обжига первые комплекты повышенной мощности. Запеклось отлично.

 

Честно, не хочу никого ни в чем убеждать. Просто хочется добраться до истины. А ваши слова подтверждаются тут:
https://ru.wikipedia.org/wiki/NOx_(%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4%D1%8B_%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%B0)

 

к сожалению не все, полное разложение паров смол происходит при 1200С, эта информация есть в академических трудах СССР по газогенераторам, смола там был самый главный враг двигателей, и занимались в то время серьезно НИОКР-ом..

 

Почему вместо фетра не использовать выгорающие добавки в керамику? например полипропиленовой фибру или шарики пенополистирола?

 

Это не в газогенераторах ли к машинам? Такие самовары с трубами ставили позади кабины на грузовики.

 

Да, да именно к ним, со смолами боролись обращенным процессом да еще и напряжение слоя создавалось фурменным поясом,
и если напряжение слоя недостаточное всегда присутствовала смола в движке.

 

Не могу сказать, что с дожиганием смол у меня все в 100% порядке, так как эксперимент в прошлый отопительный сезон был далек от совершенства - котел не всегда работал в режиме по причине частых зависаний топлива на выступающей части входной щели:

Теперь знаю, что в бункере вообще не должно быть никаких выступающих объектов, способных затормозить естественное опускание топлива в процессе работы. Особенно, когда топливо - довольно крупные поленья.
В общем, избавлюсь от этого выступа, подниму входную щель сантиметров на 5-10 вверх (насколько позволит нижний край теплообменника), и тогда эксперимент можно будет считать чистым и показательным.
То, что котел за все время в сумме проработал, наверное, с добрую неделю в режиме "коптилки" - это точно. Если не две недели в сумме. Топливо висело где-то выше щели, потихоньку производило дым, а в трубу шел холодный воздух от колосников, на которых уже не было никаких источников тепла для прогрева этого воздуха. Естественно, смесь газов переохлаждалась, горение в самой трубе прекращалось, и вся копоть весело шла на теплообменник, где и оседала, конденсируясь.
В общем, не повторяйте моей ошибки. Не мешайте топливу опускаться в бункере всякими лишними архитектурными деталями.
Это реально бесило весь сезон, тем более, что уже не мог ничего переделать в оперативном режиме - нужно было как-то греть дом до весны, а переделка предполагала полную разборку агрегата.
И еще, зависания приводили к падению температуры в самом бункере, поэтому сажа получала возможность оседать на проемах загрузочных дверок. Потом она, конечно, там почти вся выгорала, но все равно, приятного мало.

Я смогу сделать вывод, что смолы догорают полностью, когда котел будет работать без зависаний, в нормальном режиме, (с некоторой скидкой на периоды розжига, когда по любому дожиг еще не работает), на более-менее сухом топливе, а не как у меня в этом году, прямо из-под пилы, из леса.
В чем уверен вот прямо сейчас - что температуры в трубе как раз вполне достаточно, и даже более чем достаточно - насколько смог добраться до изоляции горизонтального участка, то она там почти вся в спекшемся состоянии, твердая, похожая на керамзит.
То есть, если фетр спекся, а это нужно примерно 1300 градусов для такого спекания, и это внешняя часть изоляции, где самые большие теплопотери, то в самой трубе при этом температура была на несколько сотен градусов выше. В общем, запредельные температурные режимы для используемых материалов. Хорошо, что все выжило и благополучно доработало этот сезон, даже при таких диких режимах эксплуатации.
Как уже писал, буду значительно уменьшать толщину изоляции, ограничусь всего одним слоем фетра, чтобы разгрузить по температуре трубы. А то как-то перестарался с изоляцией.
Нержавка тоже, судя по внешнему состоянию, работала на пределе своих возможностей. Особенно, в районе входа в трубу. Вот сейчас думаю, как эту область охлаждать при работе котла - наверное, сделаю там канал для подвода вторички на самый вход трубы - и вторичка будет отлично прогреваться, и металл будет работать в более щадящих режимах.

 

Если сделать вместительный бункер на две три, четыре авто. покрышки и топить преимущественно покрышками какие могут возникнуть сложности?

 

Вы имеете шанс пройтись по еще большим граблям, поднимая газовое окно выше - восстановительная зона, которая и так малоэффективна в Вашей конструкции, станет вообще никакой, а без нее ни о каком полноценном дожиге смол и прочего говна не может быть и речи...

 

@zilk, рискну не согласиться. Поднятие газового окна продиктовано лишь приведением объема активной области в соответствие к размерам кусков топлива. Если бы топил брикетами, то ничего бы не поднимал, а вот для крупных поленьев - очень даже нужно. При этом концентрация кислорода в активном слое никак не будет увеличиваться. Наоборот, объем, в котором будет активно происходить восстановительная реакция СО2+С и ей подобные, только возрастет.
Вообще, герметичный бункер с жестким дефицитом кислорода - просто царство всевозможных восстановительных реакций. При наличии достаточной температуры, естественно.
Уже писал неоднократно, что по причине низкой щели происходит выгорание топлива в активной зоне и зависание всей остальной закладки, лишенной доступа к кислороду. Дальше идет падение температуры в бункере и прекращение всех реакций, требующих сравнительно высоких температур - как восстановительных, так и окислительных (уже в трубе). Остается лишь низкотемпературное разложение топлива - самая "грязная" часть процесса.
Выход - либо дробить топливо на более мелкие части, либо соответственно увеличивать объем активного горения. Первый вариант для меня менее комфортен по понятным причинам.
Если я в чем-то не прав, поправьте, пожалуйста.

 

Вышеприведенная цитата содержит некоторое противоречие - выгорание слоя в активной зоне говорит не о дефиците кислорода, а о его большом избытке, местные аксакалы, которые в теме, могут это подтвердить. К тому же, полноценная восстановительная реакция возможна только тогда, когда все продукты первичного горения проходят через восстановительную зону углей, а в Вашем случае эта зона останется в стороне от пути движения газов, тем более, если поднять газокно выше на 10 см.
Дело Ваше, конечно, но в итоге Вы начали двигаться в не совсем верном направлении, в реультате Вам придется чистить систему чаще и заменить 5-литровую канистру для конденсата на 10-литровую...

 

Пожалуйста подробнее этот момент, что такое напряжение слоя? Тепловое?
Фурменный пояс это что за элемент?
Просматривал литературу по этой теме - в этих самоварах смола и деготь осаждалась в фильтрах, надо было чистить часто, так и не наладили чтоли тогда процесс высокотемпературной газогенерации?

 

@zilk, о, теперь понял, где Вы заблудились. Объясню:

Верно. Но для этого в зоне должны быть угли, некоторый слой углей, достаточный, чтобы на их поверхности протекала эта реакция.
К сожалению, угли в активной зоне не могут существовать вечно - это расходный материал, который нуждается в постоянном пополнении. Угли постепенно разлагаются на газ и несгораемый твердый остаток, а на их место должны поступать новые угли. При большей подаче кислорода этот процесс идет быстро, при дефиците кислорода (как в моем случае) процесс идет медленно, но, тем не менее, идет. Замечал, что даже тот сравнительно ничтожный слой угля, который находится между колосником и щелью, полностью разлагается примерно за 1-2 часа.
При нормальной работе системы на это освободившееся место должен попадать древесный уголь сверху, и процесс должен продолжаться равномерно до полного опустошения бункера. Что, в принципе, и происходило, когда ничего не зависало. Топливо, кстати, довольно быстро преобразуется в угли во всем объеме бункера - скорость этого преобразования на практике зависит только от того, сколько воды содержится изначально в дровах.
Основная зона движения газов - от колосника до входной щели. Остальное пространство работает на очень малой скорости движения газа - там источником движения (давления) служит лишь сам процесс выделения газов из топлива, без доступа кислорода. Понятно, что там Весь газ проходит через угли, других путей просто нет. Я хочу увеличить объем основной зоны движения и обеспечить гарантированное наличие углей в этой зоне. Как быстро те угли будут расходоваться - зависит лишь от того, сколько воздуха мы будем туда подавать, это регулируется очень просто и довольно точно, как показала та же практика. Вплоть до практически полной приостановки процесса, как уже делалось неоднократно в этот отопительный сезон (когда отключали электричество). Единственное условие - чтобы угли все-таки были в активной зоне. Когда там пусто, и регулировать нечего.
По поводу конденсата, честно, уже устал объяснять в 100500-тый раз.

 

Мне кажется в этой ветке вообще бессмысленно приводить какие то аргументы. Если на полном серьезе обсуждают фетр в КС. А что не вату? Какая разница какой материал если он быстренько пропитается всякой гадостью и закаменеет.

 

@Оксфорд, вот здесь немножко мимо. Снимал футеровку в КС - там фетр без видимых изменений, что на вид, что на ощупь. Белый и мягкий. Впрочем, и минвата в теплообменном отсеке - как была, так и осталась, разве что на стыках кирпича немного подкопчена. Перекал был только на горизонтальном участке трубы, а на вертикальных участках - без изменений.