Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Андрей, так там нет расширения газов или практически нет...

Местное расширение (показано зеленым) довольно незначительно думается можно пренебречь...
Температура не теряется... Сажевые языки тянуться под сводом, правда не в апогее, а на высоте половины свода (с двух сторон) потом несгоревшими выползают из под свода к теплообменнику... И нигде не сгорают... Хотя пролетного воздуха после наддува хватает... Регулировка воздуха ничего не дает... Видимо не хватает диапазона (надо лезть в сервисные настройки)... Теплонапряженность тоже значительно поднялась, что проявилось в пиролизации пеллет в трубе шнековой подачи (ПГ поперли через бункер в котельную)... Хотя и температура начала пиролизации угля и пеллет отличаются (у пеллет ниже)... Просто когда даю мощи побольше сажа начинает выгорать, но прут в котельную ПГ, так что двери приходится распахивать...

 

@Кольчугин, Про расширение это комментарии к Серегиным советам По вашему рисунку явное смешение продуктов горения и реагентов, что недопустимо. Тупо концентрация не соответствует возможности протекания полной реакции. Продукты горения работают огнетушителем во всем объеме камеры на рисунке

 

В этой горелке ВВ отдельным каналом не предусмотрен... Получается внутренние отверстия - это ПВ, а внешние отверстия - ВВ, но ВВ подняться к своду не может (просто бесполезно дует на стенки), надо будет попробовать заглушить его по трем сторонам (где стенки близко), а оставить с той стороны что на форсунку дует...
В общем попробую с воздухом поиграться...
Количество пирогазов (на угле) регулировалось подачей топлива выше уровня форсунок для подачи воздуха, а на пеллетах пиролизация растет с ростом температуры как самой горелки, так и температуры в зоне горения... То есть НИКАК не регулируется и растет с ростом температуры (перегруз)... Автоматика контроллера на подобное хамство не реагирует НИКАК...
Причем Тух не превышает 82*С, тогда как на угле был порядка 95-103*С... Предел с которого включается в регулирование автоматика - 110*С...
PS. Вроде воздуха хватает (чисто внешне) и температуры хватает (по пиролизации в трубах шнековой подачи глубоко в недрах горелки), а сажа видна без микроскопа...
Ладно попробую теплоизолировать тело самой горелки от лучистого

Правда с удалением золы проблемы будут, но с пеллет золы мало буду кочергой два раз в день сгребать...
А что делать надо пеллеты дожигать (1,5тонны)...

 

Таки райзер замечательная штука для разделения продуктов горения, сохранения температуры, предоставляет объём, читай время горения. Немного больше его делать не проблема, а вот меньше начинается борьба, как у Андрея под колпаком.

 

Да нет, я пробовал делать козырек как полностью над горелкой, так и над частью горелки... Кстати это распространенной для угольных горелок решение... У поляков используется чугунный отбойник, у немцев (Будерус) шамотный свод над горелкой по типу моего...
На угле все прекрасно работало, а на пеллетах вышел казус...
Мне кажется что это перегруз по пирогазам пошел...
А так продукты горения прекрасно удаляются из под свода... И мощность горения хорошая - мощнее чем на угле, т. е. температура высокая, что вызывает избыточную пиролизацию пеллет аж в трубе топливоподачи (снег на трубу между бункером и котлом кидаю - газить перестает минут на пять)...
А вот сажа именно после удара о свод образуется... Пробовал вместо свода решетку из шамотной лещадки (стенка 40мм)... Тоже сажа, хотя здесь продукты горения в прозоры выходят без проблем...
Причем низ лещадки и бока светится малиновым светом, где с пламенем соприкасались и грелись, а сразу за местом где шамот светился идут отложения сажи, на шамоте... Небольшие, но граница белое-черное (на остывшем кирпиче) четкая...

 

С Вашими рекомендациями полностью согласен, но есть ряд НО:
1. Райзер утеплить уже не могу физически, всё выполнено в кирпиче и замоноличено. Сам райзер хоть и из керамики толщиной 13мм, но снаружи обложен шамотом "на рубо" (наружный размер ракеты квадрат 380х380 мм.
2. Ввод ВВ не самый лучший. Надо было делать как у Руслана - на самом срезе ГО - наблюдалось регулярное отрывание пламени на старте (первые полчаса). Для этого добавил ещё один ПВ именно так как Вы и советуете - труба 20х40 сверху сквозь бункер, вдоль шамотной футеровки и прям к срезу ГО - всё стало ОЧЕНЬ хорошо стартовать, пламя перестало отрываться. НО: труба из чернухи сильно обгорает в нижней части, немного мешает мне в бункере. Потом решил проблему по другому - расширил пропилы в колосниках до 14-15 мм (заводские были 11-12) и стал грузить для старта в нижнюю часть КРУПНЫЕ ДРОВА (доска 30х250х500 или обрезки бруса 40х80х500) плотненько друг к дружке. Потом оказалось, что при наддуве ВВ можно стартовать и на щепках (без наддува бункер загруженный щепой задавливает топку топливными газами и с полчаса "Адмирал Кузнецов", если же "дунуть", то стартует с гулом на 2-3 минуте). Теперь вторым каналом ПВ не пользуюсь, просто жду пока догорит эта труба внутри бункера, чтоб демонтировать без турбинки.
3. Топка сделана такой формы дабы перейти от ГО сечением 240х63 мм к райзеру диаметром 176 мм плавным увеличением сечения (в горизонтальной плоскости сужение от 240 до 176, в вертикальной соответственно расширение - площадь сечения увеличивается в 1,5 раза).
4. Стык металл-кирпич - большая проблема (на дверке зольника и смотровой напротив ГО) - как я их не герметизировал - и сифонят и дымят где рамка из уголка (25х25х2) входит в кирпич. Рамка сидит на высокотемпературном герметике (черный), но снаружи он высыпается после пары недель эксплуатации. Лучший вариант получился: изнутри между рамкой двери и кирпичем черным герметиком, а снаружи красным (343градуса) - он эластичный и не высыпается. С бочкой проще - она стоит на кирпиче, из нутри шамот на рубо, снаружи красный кирпич в полкирпича - ничего герметизировать не надо. Люк загрузочный 34х34см (рамка из уголка) приклепан прямо к бочке.
5. Хоть все эти стыки и подсасывают хорошо (а когда в бункере избыточное давление то и поддымливают), закрытием ПВ печка останавливается: в разгар горения закрываю ПВ (перчаткой), через 20-30мин закрываю ВВ (иначе будет дымить первые мин 10-15). Через 12-14 часов простоя (проверял не однократно) ТП выхода топки показывает 200-250градусов, ТП ракеты также или чуть ниже, в бункер - темно, полбункера "чего-то". Открываю ПВ (для ускорения можно и дверку зольника) - температуры пошли вверх и через 10-20 мин все гудит и на режиме.
Она вообще оказалась с "автозапуском" при топке хотя бы раз в сутки - открыл бункер, пошурудел кочергой (убедиться что на колоснике не много камней/остатков_клавиатур-принтеров-дисководов и вообще НЕТ углей), загрузил не спеша (главное вниз сухие дрова, сверху хоть мокрые опилки) - ВВ закрыто, ПВ открыл, дверку зольника открыл наполную и... ч/з 10-15мин она сама горит, причём уже в режиме. Да, перед загрузкой можно быстренько шашлык в бункере поджарить как Тандыре - изумительно получается.
НО! Очень не хватает автоматики на закрытие/ открытие воздуха, я за 6 мес уже задолбался! Нужна автоматика по воздуху типа как у Руслана

 

@Кольчугин, Перегруз по топливу классика жанра. Объем летучих не может быть бесконечным, к меня просто ПВ выдавливает из топливника и если температуры в зоне ВВ не хватает для самовоспламенения, то все, ничего не сделать, чистка сажи обеспечена. Это в лучшем случае, в худшем в зольнике подрывы начинаются, смесь то ПГ ядреная получается. А еще может быть срыв факела на ВВ если из зоны выйдешь. Например можно сорвать резко ускорив подачу ВВ или сечение ГО поменять "не в ту сторону" Обратно вернуться на режим не всегда получается. В этом плпне автоматика как волшебная палочка будет. Правда это у меня такие крайности могут быть, при смене топлива. Так например сжигал отработку с дизеля, все шло хорошо, а тут канистра попалась с бензинки, да еще с большим содержанием бензина. Газовыделение намного больше и привет, таже картина срыва факела, вытеснения ПВ и чистка вентилятора. Он кстати хорошо сажу осаждает, если она пролететь успевает. А вот приборы чутко реагируют на такие изменения, причем намного раньше, чем ты это замечаешь и исправить ситуацию смогли бы лучше. А то на перегрузку топливом увеличиваешь ВВ и уменьшаешь расход, а ПГ уже из зольника валит, надо обороты уменьшать или ГО чуть шире сделать. Все встает в режим, но помещение уже вентилировать надо, да и часть дымка пролететь успевает. Вот поэтому Руслан и писал, что автоматика и из кризиса лучше вытаскивает и процессом точнее управляет, чем ручками. Это у меня первая протопка с наддувом такая веселая была, пока не понял, что ВВ проходимость канала для ПГ уменьшает, зато потом поймал режим авторегуляции по ПВ, который описывал ранее. Можно сказать открытие сделал. а теперь определил и когда каким пользоваться удобнее. Но вот вместо себя поставить кого то из домашних на котел даже не представляю Точно надо курсы обучающие проводить. А это не правильно, должно быть удобство пользования без побочных эффектов. Самое простое решение это конечно использование одного и того же топлива весь сезон. Тогда комфорт полный...А так себе надо заместителя делать, пусть и электрического

 

@_Reba_, Павел, похоже надо знак отличия учреждать ракетчикам. Как только начинаешь понимать и предсказывать процессы, а также давать дельные советы, сей знак вручать, с занесением в личный профиль и отметкой на аватарке. Вон на многих военных форумах звания присваивают за дельность написанного. тогда и новичкам будет понятнее к кому обращаться. В этот сезон, вы с Олегом больше всего полезной информации привнесли на ракетные темы. А вот @DmitryMDV, чего то стеснялся, а она вон какая интересная работа у него получилась...

 

Павел, картинку уже приводил, воздух подается через слой, правда не как в колоснике а сбоку по периметру горелки, но слой продувается с края и почти до середины (для того чтобы в середине образовывался более толстый слой и сталкивал золу к краям, а в дальнейшем вообще с горелки)...
Горение идет вообще то хорошо цвет пламени светло желтый, а в корне почти белый... Даже после удара в свод цвет почти не изменяется... НО появляются хвостики из сажи... И вот эта сажа гореть никак не желает... При том что температура под вермикулитовым сводом не ниже, чем под каолиновым сводом и воздуха пролетного тоже должно хватать (иначе цвет пламени станет красным)...
И вся беда произошла именно на пеллетах...
То что перегруз пошел по пирогазам это понятно...
Потому попробую для начала теплоизолировать верх горелки по периметру (с 3-х сторон суперизолом и с боков муллито-кремнеземистым картоном), что должно уменьшить пиролизацию во чреве горелки и трубе шнековой подачи...
Потому как на угле или угольной смеси такого не было... для того чтобы организовать подачу вторичного воздуха, необходимо "хирургическое вмешательство" в котел... Как то не хочется пока ничего резать и переваривать... Притом ради топлива, которым скорее всего пользоваться больше не буду... По причине дороговизны...

 

@Кольчугин, Можно еще попробовать на шамот (уступы перед вермикулитовой аркой) положить типа колосников с шагом 3-5 см, этакая решетка-мишень для факела. Но проблема в материале ,- нужны полосы как Андрей делает или трубки МКРФ (чехлы для термопар).Можно порезать шамотный кирпич, но не факт что повезет с качеством. Хотя это все - костыли для хромой конструкции горелки.
Похоже пелеты в силу массы и теплоемкости сгорают до СО, а ВВ подан плохо и из цента горелки в свод прорывается фонтан свободного углерода. (решетка над фонтаном должна его распушить в стороны, к воздуху ВВ).
Вроде и Т есть, и воздух почти рядом (НО ,- почти) ,а такое кол-во ПГ для этой горелки перегруз.
Пелетам нужна пелетная горелка ,- очень сильно газят. Не зря они (горелки) конструктивно маленькие, горит небольшая порция.

Вывод - или хирургия, или менять диету.

@DmitryMDV,

Все точно! - для старта и выхода на режим, не нужен расскаленый до свечения райзер. (потом пусть раскаляется и светится)
3-5 мин времени и хорошая тяга для всаса ВВ (у меня, в печке, в щитке есть прямой ход), или наддув ВВ в Вашем варианте .

 

@Кольчугин, а как же беспламенное каталитическое горение?

 

На шамоте, я уже писал, сажи нет... Свод вермикулитовый... Катализатором не намазан...
Про горение на боковой стенке говорил ранее, а вот что при лобовом ударе сажа образуется на шамоте для меня открытие...
Ну и концентрации компонентов в ТВС тоже никто не отменял... Как и управление... Да собственно проблема то одна избыточное газообразование...
Ладно, война 41 годом не заканчивается... Повоюем ешо!
В крайнем случае снимем стекло смотровое и введем через него вторичный воздух... Только я для этого еще морально не созрел... Жалко...

 

Не сдавайтесь! Я за Вас буду болеть.

 

Давненько сюда не заглядывал (Первым делом, первым делом - самолеты...), а здесь вот какая высокая наука пошла, прям страшно.
Уже так как-то отошел от темы котлов, что крайние несколько страниц форума понимаю через слово...

Что характерно (как говорил персонаж из "Любовь и голуби"): многие коллеги обидно "ловятся" на элементарных конструкторских просчетах по сопряжению деталей конструкции, после чего вся дальнейшая "высокая ракетная наука" теряет весь свой смысл. Ведь если где-то "сифонит", трескается, появляются зазоры при температурной деформации, выгорает герметик, что-то не прилегает... то тщательно регулировать подачи воздухов (даже с "умной" электроникой) - занятие неблагодарное и практически бесполезное.

Как тут не вспомнить Жванецкого:
"Тщательней надо, ребята, формулу нам дали СН3СОС2Н5 два часа на пару —, и не берет. Должна брать… Может, руки надо помыть тому пацану, что колбу держит. Не хочет сам — силой помыть."

Особенно, по бункеру страдания наблюдаются: он-то "в крейсерском режиме" работает на подаче первички через маленькую щель на клапане (а то и на полностью закрытом клапане), то что будет, когда откуда-то еще "поддувает" несколько квадратных миллиметров зазора? Да ничего хорошего не будет.

Ничего прогнозируемого и ничего управляемого.

Вот привезли из поверженной Германии несколько готовых "Фрау-2" в СССР и всю документацию привезли техническую, и даже оборудование производственное, и готовые блоки для ракет... и всё-всё, что удалось вывезти наперегонки с американцами.
И вот, запускают для пробы "Фрау" немецкой сборки - она взлетает, летит, долетает примерно туда, куда и предполагалось... А делают по тем же чертежам сами - фигня какая-то получается. Не взлетает, не летит, не долетает. Прямо вредительство какое-то.
Начинают смотреть "тщательнее" ... оказывается, что бОльшая половина сплавов и материалов, примененная немцами в их ракете, в СССР вообще не производится, не производилась и вообще неизвестно точно, как это производить. Хотя сама ракета получается очень похожей на настоящую.

Это при том, что копировать в СССР весьма любили, постоянно практиковали и даже имели в том некоторый успех. Но если с автомобилями и самолетами дело было уже привычное, то с ракетами - отнюдь не так. Сначала ведь не было понятно по ракетам, что тут важно, а что не особо важно, чему уделять пристальное внимание, а на что можно и "забить".

Кстати, в копировании часто доходили и до курьезов, как на советском стратегическом бомбардировщике Ту-4. Вот оказалась на американском Б-29 погнутая пепельница в кабине пилотов (уронил кто-то, видимо), то и на всех серийных Ту-4 была такая же погнутая пепельница (ее никто не ронял, изначально сделали такую пресс-форму). Где-то в крыле оказалось одно непонятное отверстие без заклепки (может, выпала, а может, на заводе забыли поставить), то на всех серийных Ту-4 там было это отверстие без заклепки, и в технологической карте было строго указано, где это отверстие должно быть... Изнутри хвостовой отсек был недокрашен (то ли краска закончилась, то ли спешили), то и у всех Ту-4 точно так же было, и линия разграничения крашеного-некрашеного была строго определена в производственной документации.
А ведь зачем рисковать: кто его знает, вдруг с непогнутой пепельницей и полностью выкрашенным отсеком самолет будет плохо летать? Кто виноват будет? А тот, кто самодеятельность проявил и нарушил предписания технической документации.

Но это редко так тщательно копировали. Обычно подстраивали все под реальные советские возможности производства и имеющиеся материалы. Конечно, получалось хуже (у французов вертолет с двумя газотурбинными двигателями мог хорошо летать при отказе одного двигателя, а когда эти двигатели у нас тщательно скопировали и поставили на МИ-2, то при отказе одного двигателя скоропостижно отказывал и второй от перегрузки).

Основная проблема была в отсутствии Базовых знаний и Базовых технологических возможностей. А Базовые знания в полном объеме есть только у того, кто что-то разрабатывал с самого-самого начала. Как те немцы с "Фау" - стартовали из руд металлов и изначального природного сырья для химического производства. И дальше шла неразрывная цепочка... вплоть до опыта ракетного удара по удаленным целям за Ла-Маншем.
Это дало четкое понимание "что важно, а что не важно" в данном механизме. Дало четкое понимание зависимостей. "Откуда ноги растут" у каждого из наблюдаемых явлений и что конкретно с этим делать. Что в Ту-4 погнутую пепельницу Можно заменить на непогнутую, а в турбонасосе ракетного двигателя уменьшить содержание молибдена в лопатках турбины Нельзя.

В прошлом году я наблюдал-контролировал процесс сборки одного из моих котлов. Стоял рядом и говорил: "Это пофиг, это еще более пофиг, и вот здесь неважно как, а здесь вообще лишь бы держалось... А вот здесь Стоп! Вот здесь давай очень аккуратно и точно делай."

Сам ведь переделывал свой первый вариант котла. Потому и в курсе: что важно, а на что можно со спокойной душой "забить".

Ну то я "руководил" человеком, который вообще эту тему не читал, вообще в первый раз в жизни видел такой котел и вообще далек от наших "премудростей". Да оно ему и не нужно.

Собрал, запустил - работает. Его дальнейшая задача - дрова носить и золу выгребать. Не более того.

Если бы я не тыкал пальцами при первой этой сборке - были бы проблемы. Точно.
Потому, что "Фау-2", собранная у Нас из всех немецких компонентов и даже по немецким чертежам... не особо удалась. Не хватало понимания "зачем именно так".

Но имею и положительный опыт: коллеги, которые после прочтения данной темы начинали понимать "зачем именно так", вполне успешно и самостоятельно делали-запускали свои котлы... и работает оно у них до сих пор всё исправно.

Даже если эти котлы внешне ну совсем не похожи на то, что делал я. И это именно так, как и должно было быть.

Потому, что я предложил здесь не какую-то конкретную конструкцию, а подход к вопросу, общее видение, принцип построения.

Свои котлы я делал под конкретные условия. Это всего лишь одна из возможных реализаций предложенного принципа. И эта реализация не универсальна.

В других конкретных условиях она может быть совершенно неприменима или потребует коренных конструкционных изменений.
Например, данный котел не будет работать с протяженным и высоким дымоходом, имеющим несколько колен. Физически не вытолкнет воздушную пробку из дымохода при запуске, а даже и если запустится, то будет постоянно "давиться" этим дымоходом.

Тут уж или увеличивай температуру уходящих газов (а на старте где ее брать?), или ставь вытяжной дымосос... То есть придется тратить какую-то энергию просто на обслуживание работоспособности такого дымохода. Примерно, как тратить энергию для прогона газа по магистральному газопроводу.

Или это, примерно, как если приделать выхлопную систему от поршневого двигателя к турбовинтовому двигателю.

"Это вам не это!". Ракетный котел позволяет как раз экономить энергию, не выбрасывая ее через дымоход. Он сам себе "дымоход" и выхлоп у него можно получить низкотемпературный, пустив тепло не на обогрев внешней атмосферы, а не обогрев жилища.
А классический дымоход без такого "выбрасывания тепла" работать не будет. Это против его принципов.

Если нужен такой большой дымоход (читай: придется значительный процент тепла выбрасывать наружу), то теряется смысл и в использовании системы ракетного котла. Экономии это уже заметной не принесет. Возможно, лишь за счет чистоты горения... но игра уже не стоит свеч. Я так думаю.

Разве что основная задача - сделать мусоросжигатель. Тогда да, некоторый смысл имеется.

Мне тут в личке задали вопрос по поводу возможности использования длинного дымохода с длинным горизонтальным участком. Мой ответ скорее отрицательный.

Но, коллеги, если кто имеет положительный опыт использования ракетной системы с таким протяженным дымоходом, имею большую просьбу поделиться таким опытом здесь.

Как альтернативный вариант рассматриваю лишь вытяжной дымосос (это экономически выгоднее, чем тратить тепло на прогон газа через дымоход, так как КПД дымососа в разы (или на порядки) превосходит КПД дымохода на горячем дымгазе).

 

Да, стыковка в бункере металла и и кирпича - очень сложный момент - и подсасывает и дымит (на избыточном давлении). И, наверное, с моими щелями ничего хорошего не получилось бы, если б не способность пережевывать повышенную мощность - на выходе ракеты шестиканальный тепловой щиток (у нас его называют "груба" почему-то) в качестве ТА и дожигателя. Старт теплового агрегата отражается на повышении температуры теплоносителя в СО только ч/з 30-40мин при работе на полную. Да и "потребитель" тепла практически не ограничен - сколько отдам столько возьмёт (в крайнем случае температура в бассейнах поднимется на лишний градус). Т. е., если стараться держать агрегат в номинале (не в минимуме), то и подсосы не смертельны.
Больше напрягает "управление". Хоть агрегат и большой и очень инертный (от управления вручную поворотом возд. заслонок отказался - не реально ловить ручками эти углы), но, чтоб было близко к идеалу, то каждые 20-30 (на одинаковых дровах) нужно бегать на улицу (котельная у меня в отдельно стоящем каменном старом домике 6,5х4,8м и соединена подземной магистралью с СО дома и теплиц) и открывать/закрывать ПВ, а после прохождения пика мощности ещё и отключить наддув ВВ, а потом вовремя закрыть ВВ, а потом среди ночи (на второй топке) закрыть ПВ (чтоб до утра не выхолаживать). А при работе "мусоросжигателя" (когда 2/3 бункера всякая пластмасса и хлам) открывать/закрывать ПВ (а потом и ВВ) крайне желательно каждые 5-10 мин, иначе или разгоняется и "привет ТП" (печке то ничо не будет от 1500гр, а ТП чинить придётся) или выпадает из режима и - запашок, дымок мерзковатый и просадка по температуре/мощности.
Хлопотно всё это, поэтому, даже при щелях/подсосах, автоматика, выполняющая эту тупую работу (я то её делаю просто глядя на показания 2-х ТП) - это минус 90% работы по присмотру и прирост теплоотдачи от топлива (особенно актуально ночью или когда нужно уехать даже на неск. часов)
П. С. Если бы делал аналогичный агрегат ещё раз, то:
1. Бункер ещё большего размера (с управлением и уходом в Стэнд-бай проблем нет)
2. Футеровка в четверть кирпича изнутри, по возможности полкирпича снаружи и утепление (у меня на бункере снаружи 50мм минваты фасадной) - такая тепловая инерционность "в плюс" - на старт-стопе хорошо сглаживает разгон и сильно облегчает/ ускоряет старт.
3. Бункер цельнометаллический, цилиндрический (а ля бочка), все дверки (и зольник тоже), ввод ПВ только металлом в металл. Место стыка - ГО.
4. Увеличенные сечения каналов ПВ и ВВ
5. Автоматика на открытие/закрытие (лучше плавное, но для большого агрегата не обязательно) ПВ и ВА