Твердотопливные котлы с топками типа "ракета". Принципы горения, построение узлов и элементов - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

А если на улице - усилить теплоизоляцию, ее мало не бывает. Сделать воздушный зазор между футеровкой и кожухом, и забирать из этого зазора ПВ и ВВ.

 

Даже если применить идеальный утеплитель необходимо будет передать тепло от кусков кокса и лучистое воздуху... Если воздух от раскаленного кокса нагреется (правда долго и малоэффективно), то для передачи лучистого воздух бесполезен (прозрачен)...
Потому при работе на угле без газификации ракета не эффективна...

 

Тепло от кокса передает СО и СО2, лучистое садится на стенки, с которых снимается газом. В чем проблема?

 

Проблема в том, что газы (любые) не самый лучший переносчик тепла (основа теплоизоляционных свойств эффективного утеплителя - воздух) и потому греть их надо ну очень сильно... Когда горят сами газы, температуры развиваются до 1100*С (в ГВТТ до 1300-1500), а когда газом кокс продувается, то газ нагревается до 700*С (max), а когда стенку газом обдуваем, получаем температуру раза в 2,5-3 ниже температуры стенки...
Про неидеальный утеплитель говорил...
Потому ракета на угле, это чисто дожигатель химии с температурным режимом не более 700-800*С и по эффективности работы прибавку по КПД 2-3%, про которые говорил @Romann77, не факт что получишь... На мой взгляд получишь наоборот снижение КПД на те же 2-3%, потому как лучистое водонаполненную стенку теплообменника греет гораздо более эффективно, нежели прибавка от дожига химии... Но это чисто мое мнение и на истину в последней инстанции не претендует...

 

@Кольчугин, Мнение ошибочно, к тому же у меня градусники стоят, которые измеряют именно температуру газа. Газ - единственный теплоноситель для ТО, потому его греть по-любому. Таким образом если имеем на входе температуру воздуха +20, а на выходе температуру дым. газа +40, то все тепло остается в ТО, за исключением того, которое ушло на изменение температуры бывшего воздуха до 40 градусов. Чего там внутри происходит нам с точки зрения теплотехники не интересно. А происходят там процессы, которые не зависят от чего либо мнения, акромя того, которое написано в учебнике... По теплоизоляции, действительно любая рано или поздно нагреется до температуры сравняющей тепловые потоки. Но если мы прервем воздушным зазором тепловой поток к внешней поверхности теплоизоляции, а из нагретого воздуха сделаем ПВ и ВВ, то и потерьпо теплу практически никаких не будет за исключением унесенного дым. газами. И это не мое мнение - это исторический и научный факт...

 

Андрей, у Вас "ракетное топливо" (дрова, бумага, угольная пыль с отработкой и опилками) с содержанием летучих 60-90%, а мы говорим об угле с содержанием летучих 40% и особенностях теплопереноса характерных именно для угля (кондуктивное и лучистое), но не работающих в ракете... Конвективный теплоперенос он общий для всех видов отопительного оборудования, но доля его в обычных котлах не более 70% (60-70%) https://chem21.info/info/33914/...
Потому ракета предоставляет конкурентам (горелкам) вынужденный гандикап в эти самые 30-40%...
Сможет она его отыграть за счет более полного сгорания? Не уверен...

 

@Кольчугин, Ракета любое топливо быстро превращает в уголь. Бумага - 2 часа ракеты и 10 часов угольной фазы для примера. В моем случае часть тепла все же проходит через теплоизоляцию и греет подвал, а так 100% конвективного теплообмена в ТО. Но у меня вся футеровка имеет толщину всего в четверть кирпича включая теплоизоляцию...

 

Пример не очень удачный... угля в бумаге практически нет...
В кокс превращает не ракета, а термолиз... Кокс для поддержания необходимых температурных условий конечно необходим... Но без использования в полной мере всех возможностей, заложенных в угле (кондуктивного и лучевого теплообмена) в ракетной конструкции проигрывает по эффективности и горелкам, и топкам...
При работе на "ракетном топливе" все нормально... Газов много, кокса довольно мало, а потому все сбалансировано... На угле подобной идилии без газификации не получается... Работать то она конечно работает, но в "псевдо-ракетном" режиме... И воздуха при этом требует довольно много...

 

В ракету на угле нужно закладывать приличный запас по мощности. Если котёл с ТА это не имеет большого значения. ТА и в режиме форсажа на летучих тепло утилизирует. Габарит же котла с запасом мощности будет поболе. Либо чрезмерные температурные нагрузки на меньший конструктив и закипание ТН.

 

@Кольчугин, Еще раз повторю, что за счет создания разряжения ракета быстро вытягивает все летучие компоненты топлива. Пример с бумагой очень удачный, через 2-3 часа от 30 кг пачки бумаги остается пачка кокса, которая тлеет без дыма еще 20 часов. Для теплообмена вполне достаточно ТО на конвективке. Низкая эффективность ракеты по теплообмену существует только в вашем воображении. Сделайте низкотеплоемкую футеровку и проверьте ...На угле у меня все замечательно работает,
@Сергей247, Не понятен пост про запас по мощности... Температурные нагрузки по определению должны быть большими, а расход газа наоборот маленьким. ТО должен обеспечивать отбор тепла по расчетной мощности и ТА здесь не причем. Единственный момент - желательна подача холодной обратки и конструкция ТО, не собирающего конденсат. На угле его и так мизер, так что реализация постулатов не затруднительна. Мощность же легко управляется количеством воздуха подаваемого к углю. Естественно должны быть предусмотрены меры по дожигу СО и недопущению его выхода за пределы зон горения. Вот этот вопрос важен...

 

Сергей, габариты с запасом это только для райзера, чтобы успевал "залповые выбросы" ПГ съедать, а дальше необходимо устройство регулирующее толщину слоя угля... Это уже от конструктива зависит...
В ракете Руслана или Андрея или в любом шахтнике идет регулирование мощности только "по воздуху", ибо газовое окно неизменно... В горелке к регулировке "по воздуху" добавляется возможность регулировки "по топливу", т. е. либо толщиной слоя угля, либо площадью горения... В наклонной горелке можно осуществить как первый, так и второй способ регулировки

 

Обоим поясню мысль. Отдаваемая мощность на угле (угольном ) и летучих сильно разнится что требует коррекции и райзера и ТО, также и полученное тепло нужно куда-то утилизировать. Можно управлением вывести за рамки саморегуляций в обоих режимах, но работа в псевдоракетном варианте не есть хорошо для обоих режимов. Хотя и будет работать. И работает. Обычные компромиссы при попытке создать универсальный аппарат. И контрольный вопрос. Как на угле получить ту же мощность что и на летучих? Ведь много воздуха выстудят райзер, а тепло не успеет сняться и химия не быстрая, уголёк только в порохе быстро горит. Потому решающее значение фракция и организация химии.

 

1) Летучие вытягивает быстро и тепла при этом вырабатывает много, а много ли тепла с тления бумажного пепла?
2) Достаточно ли теплообмена на одной лишь конвективке при работе на угле? Для функционирования достаточно...
Но если для примера рассмотреть скажем металлическую банную с кожухом (конвективка) и кирпичную банную печь (конвективка + лучевое), то что будет эффективнее, думаю понятно без тыканья пальцем...
3) Я ведь не говорю что ракета на угле работать не будет... Будет, но для котлостроителей, освоивших в промышленном масштабе выпуск горелок, замарачиваться с ракетой смысла нет... По причине озвученной выше...

 

@Сергей247, @Кольчугин, 1005000 раз, мощность есть произведение температуры на расход газа. На летучих нет расхода ПВ, но есть расход ВВ и высокая температура. На угле есть расход ПВ мало ВВ и та же температура. Мощность постоянная, если есть соответствующая интенсивность горения. В ракетном режиме обычная температура в топливнике 500- 550, на угольной фазе 600-800 На ракетном режиме можно форсировать мощность поднимая температуру за счет горения в топливнике и поднятия в нем температуры в 800 и выше. Для этого следует исключить возможность вытеснения ПВ большим количеством образующегося ПГ. В моем случае, даже в негерметичном топливнике это удается сделать, в простейшем случае, за счет распределенной подачи ПВ как по геометрии топливника, так и по высоте забора воздуха. В итоге на опыте удалось достичь предела пропускной способности райзера, которая в свою очередь зависит от эффективности ТО и пропускной способности дым тракта и тяги дым. трубы.
Тепла с тления бумаги достаточно, если температура при этом около 1000 градусов. В этом случае на интенсивность горения влияет только зольность топлива...
Банную печь с отопительной рассматривать совсем не корректно, давайте на самолет колеса от ЖД поставим и даже рельсы на ВПП протянем... и будем сравнивать эффективность перевозок на этом чуде в сравнении с ЖД транспортом. Я себе банную печь даже не рассматриваю делать самому, хотя в этом году мне ее надо поменять. Существующая свое отработала... Котлостроителям действительно заморачиваться с ракетой смысла нет, пока продукцию в такой город как Алма-Ата просто запретят завозить. А когда запретят может оказаться, что делать опять смысла нет, поскольку ракета уже заняла эту нишу...Пусть даже не ракета, а любой другой агрегат дающий полное сгорание топлива.

 

Пеллетчики заявляют КПД своих горелок в пределах - 92-96%, угольщики - 89-92%...
Причем все с газоанализаторами и красивыми цифрами по выбросам СО...
А ракета на угле способна на 96%?
А если способна, то на сколько способна ГВТТ? 200? 300?