Энергонезависимый пиролизный котёл очень длительного горения на угле

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Добрый день всем! испытал котелок расчетной мощностью номинальной 7 кВт с единым теплообменником в виде водоохлождаемой трубы ф76мм. максимальная мощность 13 кВт с турболезатором длинной 1.5 метра. температура отходящих газов 250-300 градусов. после уборки турболезатора температура отходящих газов поднялась больше чем на 100 градусов. мощность не увеличилась. а вот насколько упала точно сказать не могу. если и упала то я этого не заметил. были те же 12-14 кВт. котел все время работал на полностью открытом первичном воздухе. толщина слоя постоянная. есть ощущение возрастания расхода топлива. следующие испытания уточнят этот вопрос.

 

Тяга естественная труба не утепленная 6м.

 

"На глаз" все параметры невозможно оценить. Нужен и тягонапорометр, и калориметр, и счётчик тепловой энергии, и ещё какие-нибудь приборы, чтобы объективно оценить процесс; т. е нужна лаборатория. И скорей всего подобные изыскания уже проведены, вот найти бы доступ к ним.
По моему мнению: турбулизаторы явились сопротивлением газовому потоку и тяга упала, что снизило мощность, отсюда и снижение температуры после теплообменника. Однако не стоит сбрасывать описанный здесь эффект излучения турбулизатором, поскольку у пиролизника дымогазы прозрачные; и тогда складываются два эффекта: с одной стороны турбулизаторы снижают мощность теплогенератора, а с другой увеличивают теплоотдачу.

Поскольку оба эффекта приводят к снижению температуры отходящих газов после теплообменника, оценить каждый можно применив тягонапорометр: измерить тягу без тубулизаторов и с ними; шиберной или поддувальной заслонкой установить такую же тягу, как и при наличии турбулизаторов, если температура отходящих газов будет выше, чем с турбулизаторами - на лицо 2 возможных эффекта: излучение турбулизаторами и собственно дополнительное перемешивание газового потока. Чтобы разделить эти эффекты можно внутри газового потока поставить излучатель (не в форме спирали, а просто прямой лист) с излучающей площадью, равной турбулизатору и оценить по температуре отходящих газов. Вот только кто бы это сделал. .

 

Непонятно, зачем вам это надо. Факт, что турбулизаторы работают, установлен давно и однозначно. В том числе, и лично мною на пеллетном котле. Который имеет возможность работать с любой заданной мощностью, в диапазоне 20-100%, с градацией в 1 %. Задаешь котлу работу на каком-то одном значении мощности, и развлекаешься с турбулизаторами, оценивая их влияние.

 

Это надо для общего развития и объективного понимания процесса

 

сделаю опыт с прямой полосой, с "кривой" и без нее. мощность буду держать постоянной это не сложно. а вот удельный расход топлива скажет о главном)

 

Ох как не скоро дело делается!
Через год появляется уже не печь, а котёл длительного горения. Теплообменник котла разрабатывался с нуля (42 листа чертежей А4), а печь просто усовершенствовалась. Усовершенствование заключалось в том, что она стала состоять не из отдельных бетонных частей, а монолитной в металлическом каркасе. Это позволило вдвое снизить вес печи без потери прочности; она стала транспортабельной. Жаропрочный бетон заливался в форму, в которой каркас из уголка уже находился. Теплообменник жаротрубный двух ходовой: внутри двух водяных рубашек диаметром 30 см. каждая проходят жаровые трубы диаметром 57 мм, при открытой прочистной дверце их видно, площадь теплообмена 1,7 м. кв, это должно соответствовать мощности около 15 -20 кВт. Точную мощность обнародую недели через 3 - нужно обвязать систему отопления, нагревать буду теплоаккумулятор объёмом 2,8 м. куб, так что неточности измерений будут минимальные. Во внутрь каждой водяной рубашки будет установлен магниевый анод: защита от коррозии. Теплообменники цилиндрической формы выбраны для увеличения рабочего давления котла, т. е при возможных его закипаниях не раздует и не разорвёт, потому что гарантированно прежде сработает подрывной клапан.
Объём бункера 130 литров, около 100 кГ угля; при желании можно и увеличить. Выбран такой для удобства загрузки: нижний край загрузочного люка расположен на уровне солнечного сплетения, если делать выше (т.е. увеличить объём), будет не совсем удобно высыпать ведро или мешок.
Под выходной дымовой трубой виден рычаг переключения режима на прямоточный: при растопке котла шибер открывается и дымогазы уходят в трубу, минуя теплообменник; после выхода на режим шибер закрывается и организуется двухходовое движение дымогазов.
Именно этот котёл делается под конкретного заказчика, поэтому дымоход в влево и регулятор тяги непосредственно на котле не стоит, он будет ставиться уже на обвязке, в предполагаемых серийных котлах патрубки прямой и обратки изменят положение и на прямой он будет присутствовать штатно.
Котёл предполагается утеплить минватой и укрыть кожухом ну и конечно бункер и дверцы окрасить высокотемпературной краской.
Будем делать как с левым расположением теплообменника, так и с правым, а можно и с задним, с целью, что печь стоит в топочной, а теплообменник через стену в отапливаемом помещении. Котлы меньшей мощности будут иметь такую же компоновку, только печь поуже, а для котлов большей мощности печь будет шире, а теплообменник будет сдвоенный: представьте, как такие стоят один над другим. Рассматривался вариант вертикального теплообменника позади бункера на печи, но чистить такой неудобно будет: шомпол в потолок будет упираться. Габариты в плане без теплоизоляции (как на фото): 800 х 800

Печь (без теплообменника) можно использовать как отопительную.

 

Несколько раз испытал свой котёл длительного горения. Полным бункер ни разу не заполнял: дом пока не обитаемый, а. циркуляционный насос пока не оборудован системой бесперебойного электропитания, боюсь оставлять на ночь без присмотра, даю угля столько, чтобы к вечеру прогорел.
4-го ноября засыпал 5 ведер из-под терако (это 60 кГ) бурого угля. Котёл работал на полную мощность с 12-00 до 19-00, т. е 7 часов зарядив теплоаккумулятор объёмом 2,8 м. куб. с 12 до 41 град, Калькулятор расчитал, что энергии на нагрев ТА выработано 100 кВт час, с мощностью 15,5 кВт. Температура уходящих в трубу дымогазов в начале была 75, в конце протопки - 145 град., т. е. с конструкцией теплообменника я угадал.
11-го ноября засыпал 3 ведра (45кГ), каменного угля фракции "орех" 50-20 Так же на полную мощность котёл работал с 12-20 до 20-00, зарядил ТА с 16 до 54 град, т. е. на 125 кВт час с мощностью 17,5 кВт (был сильный ветер, тяга сильней, чем прошлый раз, и уголь другой). Температура уходящих газов с 120 в начале до 145 в конце протопки.
В обоих случаях на пиролизный режим котёл выходил через пол часа после растопки: эти пол часа из трубы шел достаточно приличный дым, а потом только быстро растворяющийся пар. В первом случае (на буром угле) после растопки с котлом ничего не делал, колосники не встряхивал, т. е. без вмешательства весь уголь сгорел, золы было 3/4 терако-ведра. На каменном угле (он большой жар даёт) специально каждый час встряхивал колосники, чтобы усилить пламя с целью проверить: покоробит колосники или нет, а они у меня с радиаторами охлаждения, колосники не пострадали
В целом и в частностях доволен своим творением: котёл работает эффективно, а главное - почти по принципу: "затопил и забыл". Кажется достиг, к чему стремился.
Меня особо беспокоил вопрос мощности теплообменника, но как-то всё обошлось и его мощность по счастливой случайности равна мощности теплогенератора. Возможно в первом пучке дымогарных труб есть светящееся пламя: этот пучёк явл. продолжением камеры дожига и возможно ему достаётся.
Изготовление форм для бетонной части котла на потоке. Данные замеров

 

Не про котёл будет сказано, а про теплоаккумулятор, с помощью которого котёл испытывался: потому что испытывался и теплоаккумулятор (тоже моё творение: косвенного нагрева). с помощью котла. Так вот теплообменник теплоаккумулятора вполне справлялся с задачей: температура обратки (а это выход из ТА) практически равна температуре самого ТА.

 

Цитата из поста № 128: "Меня особо беспокоил вопрос мощности теплообменника, но как-то всё обошлось и его мощность по счастливой случайности равна мощности теплогенератора. Возможно в первом пучке дымогарных труб есть светящееся пламя: этот пучёк явл. продолжением камеры дожига и возможно ему достаётся"
Сегодня не поленился, открутил кучу гаек, вскрыл боров теплообменника (для не печников: боров, это горизонтальный или не вертикальный участок дымохода; вертикальный участок наз. дымовой трубой). См. фото: нижний боров примыкает к камере д0жига и оказывается её продолжением, на футеровке нет и намёка на сажу, всё сгорает, пламя залетает и в жаротрубы, поэтому теплообмен в нижнем пучке труб в основном происходит посредством узлучения, а не конвекцией, вот почему теплообменник эффективен.
Имеющийся налет сажи на стенках теплообменника рыхлый, не цементирован дёгтем. По моим предположениям сажа образуется только в процессе розжига котла, пока он не вошел в пиролизный режим.
Чистить дымогарные трубы можно будет сталкиванием сажи "от себя" - в боров, там она сгорит потом. А вообще предполагаю, что чистить часто не придется: когда котёл выходит на режим, продуктами сгорания явл. только СО2 и Н2О.

 

Перед экспериментом, о котором ниже, чистил жаротрубы котла. На трубах рыхлая сажа, отлетает только от прикосновения щетки, ни каких признаков нагара от дёгтя.

Теперь про эксперимент: решил проверить эффективность пиролиза перед обычным режимом котла. Котёл заряжал одинаковым количеством угля = по 40 кГ через весы, уголь один и тот же, нагрузка котла - только ТА, ну и нагрев самой котельной. В обычном режиме температура ТА поднялась на 14 град, в пиролизном - на 20. Соотношение (эффективность) 1,43. Я об этом раньше только читал, но то была теория, а практика всё равно поразила.

 

За счет горячей шахты у Вас идет просто выделение большого количества швельгаза из топлива, и без подачи вторичного воздуха был банальный хим. недожог.

 

Бункер нагревается, когда топлива в печи ниже его горловины, т. е. когда топливо догорает, а пока горловина перекрыта углем - бункер тепленький, уголь при такой температуре газовать не будет. А вот дым из трубы идёт в обычном режиме, а в пиролизном - быстро таящий парок, вот в дым более 40% топлива превращается.

 

Я про высоту топлива имел ввиду ниже горловины бункера, сколько там еще до колосника сантиметров?
И 40 проц неправильно посчитали потерю с хим недожогом, она составит (20-14)/20=30%

 

@pokir, Что -то путается в пиролизном режиме. Вот когда у вас дым идет это и есть пиролиз, потом его уже нет. Слоевое горение - с пиролизом вовсе не стыкуются в моем понимании. Вот коксохимические батареи понимаю, там пиролиз идет, ракету понимаю, сгорание в две фазы. Угольная печь с хорошей футеровкой - это правильно. Над остальным еще работать нужно. Кстати бетон на порядок будет лучше металла, но для бытового уровня, для высокого КПД его свойств уже недостаточно...ну взять выход на режим хотя бы... долго, теплоемкость большая.