Твердотопливные котлы с топками типа "ракета". Принципы горения, построение узлов и элементов - 1

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@alarin, Сорри, но Вы начинаете уже пугать меня ...что еще за пиролизная температура? Если так дело пойдёт ... нет лучше не буду продолжать.
Конечно хотелось бы, чтобы было иначе, но увы ...

 

@Stann, Если заглянуть в учебник термодинамики, то можно напугаться еще больше. Раздел - самопроизвольные химические реакции и их зависимость от температуры. Там написано, что древесина "горит" при комнатной температуре, Во как!, только долго. В доказательстве - выкапывание каменного угля, а не дров юрского периода. Тоже, хотелось, чтобы были дрова, можно было бы и на поделки пустить, но увы, законы природы не обойдешь.
Пы Сы. Для дерева температура начала пиролиза 200, конец 400 градусов, можете проверить, про время пока промолчу. Вот эти значения обозвал "пиролизной температурой" для понятности же некоторых опытных 15 кВт шахтостроителей для примера.

 

Температуры для меня поначалу были ясны, но когда я кое-что захотел разделить (процессы) начались провалы. ИМХО, тут не всё так очевидно как хотелось бы.
У Вас есть прототип, фиксируйте всё, можете делиться, а можете и не делиться, дело хозяйское.
Могу только намекнуть, то что Вы написали касается только самой первой фазы процесса горения, образования в первую очередь аэрозолей, с малым количеством пирогазов, которые собственно и горят.

 

@Stann, Я описал переходные процессы, выводы правда не сгруппировал, поэтому нет целостности восприятия, ну и народ, кроме вас вопросы не задает, поэтому и не тороплюсь.
Описал я первую фазу - растопки, вторую фазу догрузки топлива, определил температуру при которой эту догрузку делать. Опробовал вылет в перегрузку по топливу при использовании сильно газовыделяющих веществ. (Дрова не описывал, потому, что если загружать при определенной температуре, то печка из режима не выходит, т. е конструкция получилась с запасом реактивности по дровам.) Определил номинальную мощность, сжигая топливо с двухкратной разницей втеплотворной способности, получил двухкратное увеличение времени горения. Фактически расписал все, что хотел посмотреть. Больше опытов не делаю, поскольку смотреть больше нечего, остался только один, по пожеланию участников - залить весь работающий агрегат холодной водой, создав аварийную ситуацию, но теплоизоляцию стало жалко, но опыт проведу, когда сделаю основной агрегат и перенесу в него опыты. Сейчас буду делать ТО, чтобы уже гонять полноценную версию, а на маленькой будем вместе с вами испытывать всякие решения. Ну и автоматика пошла в работу, "автокочегар" как уже писал. В общем работы много, а время мало.
П С если есть вопросы - отвечу. Полиэтилен кстати один большой пирогаз 100% переход в ПГ. Я его добавлял при всех режимах, чтобы определить зависимости фаз горения от температур. Так, что провел 100% регламентных опытов по горению в ракете, без экзотики и фанатизма.

 

@alarin, Про "автокочегар" интересно.

 

@_Reba_, Суть "автокочегара" - поддержание работы котла в номинальном режиме, путем дозированной подачи воздуха, в зависимости от показания датчиков температуры и установленной мощности. Две термопары устанавливаются в топливник и райзер, два терморезистора на выхлопушку ДГ и подачу ТО (этот уже стоит). УПТ термопар усиливают и приводят сигнал с ПП и ХА к стандартному значению 100 градусов на вольт. Далее оба значения подаются на диф. усилитель, сравнивающий значения и выдающий дельту температур. Появляются три значения, назовем их - Твв, Т пв и (дельта Т). Показания терморезисторов пока не буду рассматривать их удел регулировать мощность, для горения их показания косвенные. Итак три значения температур могут быть оцифрованы с помощью МК или (как я пока собираюсь сделать) использовать непостредственно следующим образом:
Сигнал с Твв через драйвер управляет оборотами вентилятора подающего ВВ. Управление прямопропорциональное - больше градусов - больше ВВ Пороговое значение 350 градусов и дельта Т больше нуля. Продолжение следует

 

Делаю ТО с большим количеством беготни + электронику, на письмо на службе утром время было, дома нет...
Продолжение. Задача Т пв поддерживать в топливнике температуру в 350 градусов приоритете и 350 в райзере если дельта Т меньше нуля управляя вентилятором ПВ. Дельта Т с диф. усилителя управляет третьим вентилятором, подающий ПВ в район пиролиза. По дельте определяется наличие летучих горючих веществ. Помимо УПТ предполагается блок компараторов, формирующих логические сигналы в точках перехода режимов. Логический блок должен на основе показаний компараторов и датчиков оборотов вентиляторов запускать алгоритмы использования топлива. Алгоритм может быть исполняемым и/или информационным. Например:
Показания Твв и Тпв =350, дельта Т =0, Это значит, что печь прогрета до рабочих значений, летучих нет и можно загрузить топливо. Грузим уголь. Тпв значительно падает за счет охлаждения топливника, Т вв также падает, но меньше, поскольку появляются летучие компоненты Вентилятор ВВ выключен, вентилятор ПВ на минимум. После прогрева угля температура топливника и обороты вентилятора растут с целью вывести значения на базовые. При росте температуры Т вв выше 350, ткже начинает раскручивать вентилятор ВВ. Поскольку дельта положительная, но Т пв меньше 350, третий вентилятор в стопе. По мере разгорания угля и выгорания летучих, дельта становится отридцательной, но температура Тпв больше 350, Вентилятор ВВ останавлиывется, Вентилятор ПВ переходит в режим удержания заданной мощности, Вентилятор дельты переходит в удержание температуры переводя уголь на верхнее горение...
Вот всю эту систему и называю "автокочегар ". Данные с компараторов можно будет по 232 или 485 порту подать в комп, на котором потом и допиливать под МК.

 

А ведь ещё не поздно организовать обращёнку газген и летучие будут всегда. Появится ещё одна саморегуляция, в бункере. И запас углей в рабочей зоне всегда есть.

 

@Сергей247, Тогда появится необходимость борьбы с концентрацией летучих и водяными парами. А получится то, что называют пиролизником, с дутьем, дымососом, давлением и пр. заморочками. Есть уже конструкция Руслана, мы ее немного улучшим/ухудшим и получим достаточно простой вариант теплового агрегата. Уже сейчас вес агрегата в разы меньше любого аналога той же мощности, да и стоимость скорее всего тоже окажется невысокой У керамики тольео два минуса - хрупкость и трудозатраты на получение. Если с первым ничего не поделаешь, то со вторым явлением можно поработать

 

Не вижу проблем ни с парами, которые участвуют в химии процессов и регуляции температуры в бункере, отнимая тепло, вводя обратную связь, а от этого и с количеством летучих. Нужно немного по-другому посмотреть на цепочку процессов. Может я и в чём ошибаюсь, но пока чуйка не подводила.
Ах да, с дымососом и прочая нет проблем при обращёнке.

 

как бы объяснить попроще, температура дров (сразу под слоем) и температура газов вокруг них, это не одно и тоже.

 

Устроит "Средняя температура по больнице." (с)

 

@Stann, Температура есть мера кинетической энергии (т.е .энергии движения). Если дрова не двигаются, а газы вокруг двигаются, простое объяснение принимается. Только зависимость фаз горения от температуры тут не причем.

 

@Сергей247,

Как посмотреть? Я пока смотрел с точки зрения использования температуры для управления горения. Аппаратное исполнение в этом случае доступное. Саморегулирование процесса существует, но его диапазон имеет свою зону, зависящую, например от вида и состояния топлива. Есть уже конструкция универсальная, в которой все зоны существуют последовательно - это вращающаяся печь. Делать такую для дома слишком хлопотно. Больше вариантов, кроме экзотических, типа отражательных ванных агрегатов в голову не приходит.

 

Опишу саморегулирование в восстановительной зоне. Пары воды с пирогазами проходят сквозь угли превращаясь в так нужные райзеру летучие (сингаз), попутно охлаждая зону, бункер не идёт вразнос. Пределы саморегуляции в изменяемых (по мощности) режимах задаются количеством ПВ. Также хочу напомнить про коллекторы, которые рисовал на одной из салфеток. ПВ через подающий коллектор поступает в слой и через сборный (под колосниками) газы идут в райзер. Обеспечивается равномерность процессов в слое по всему горизонту. У Руслана ядро не имеет выраженного горизонтального слоя, более напоминая горизонтальные газификаторы, только с колосником.