Правильное сжигание дров

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

ИМХО попытка регулировать температурой и есть неверный выход - ведь при повышении температуры в реакцию будет вступать большее количество топлива, и более интенсивно. Реакция будет нарастать лавинообразно. Да и как Вы будете остужать место горения, если займутся огнём слишком много топлива? Сделаете охлаждаемые колосники? Но тогда если будет автоматика, которая будет закрывать циркуляцию в недостаточно нагретой части, то при закрытом положении вода в этом месте в лучшем случае закипит, а в худшем - взорвётся. Продумайте способ регулирования температуры подаваемого воздуха.

 

Лавинообразно нарастать не будет, т.к. не изменяется количество первичного воздуха. Даже при получении 100-процентной концентрации СО, а это возможно лишь при нагреве угля (дров) выше 1000 С, его количество будет пропорционально количеству пропускаемого сквозь него первичого воздуха. До нагрева слоя угля до 400 С выделение теплоты при сгорании топлива будет определяться только количеством первичного воздуха, а при повышении температуры первичный воздух будет расходоваться на получение смеси СО2 + СО, причём при приближении к 1000 С концентрация СО будет возрастать. Поэтому надо будет регулировать расход вторичного воздуха для дожигания СО. Как это сделать - это другой вопрос. Пока в голове два возможных способа: за счет расширения корпуса котла, как это сделано в стропуве (не точная регулировка) и установкой лямбда-зонда (точная регулировка), но подобрать к нему ПИД-регулятор у меня не хватает знаний. Так как обычный, стандартизированный, диапазон выходного сигнала с датчиков 0-10 В по напряжению или 4-20 мА по току , а у лямбда-зонда выходное напряжение меняется от 0 до примерно 0,9 В и подобрать по такому сигналу ПИД-регулятор я не смог.
Для того чтобы понять меня про подогрев топлива или первичного воздуха прочитайте внимательно текст ссылки, которую я дал 5 декабря, там всё описано доходчивым языком, для школьников, остаётся только сделать выводы из прочитанного.
От колосников придётся отказаться и делать дожигание СО в трубе.
Подогрев воздуха можно осуществлять сделав некое подобие смесителя, разделяя воздух на 2 потока, один из которых подогревать в зоне сгорания СО, и подмешивать в него воздух комнатной температуры перед подачей в топку.
Другой вариант- греть стенку котла за которой лежит слой угля, отбирая часть раскалённых газов из вторичной камеры регулируемой заслонкой. Сейчас нарисую.

 

Не поленитесь, почитайте документ в первом посте. Показан диапазон температур в разных зонах котла. Много вопросов отпадут сами собой.

Пс - ПИД набор трех компараторов. Готовые Вам не подойдут. Д и И составляющая будут очень "длительные" из за огромной массы топлива.

 

Прочитал. К сожалению плохо знаю английский. В ваших пояснениях указывается температура 800 С, вы хотите, чтобы я увидел именно эту цифру?
Единственное, что напрягает- это то, что температура возгорания СО = 700 С и надо подумать, как перейти от низкой температуры образования СО2 до 700 С за короткий интервал времени.

Д и И длительные, если мерить температуру топлива, а лямбда-зонд измеряет содержание свободного кислорода (О2) в дымовых газах. При неполном сгорании СО содержание О2 будет стремиться к нулю выходное напряжение вырастет, а при избыточном О2 в дыме напряжение упадет, а т.к. скорости движения газов высокие, то и время отклика на изменение состава дыма будет коротким. ПИД-регулятором можно задать скорость воздействия на приводной механизм, при уменьшении скорости уменьшается вероятность автоколебательного процесса, т.е. проскок требуемой концентрации О2.


Кстати, по поводу влияния влажности на процесс горения можно почитать здесь ufn.ru/ufn32/ufn32_8/Russian/r328_g.pdf , так сказать от истоков. Написано много и размазано - зато всё объяснено.

 

А с чего Вы взяли, что будет выделяться только СО? Ведь при нагреве из древесины может выделяться и куча других веществ! И большинство из них довольно горючие! И для их выделения кислород не нужен - это собственно и есть реакция пиролиза. Длинные молекулы органических соединений легко могут превращаться во что-либо типа метана, например. И эти газы будут вырываться "во все щели", и нагретые при соприкосновении с воздухом будут давать хлопки, и в первую очередь полезут в щель сгорания - тем более что и тяга их к тому будет принуждать. Это называется период интенсивной газации, котёл может идти в разнос - и котёл Благо тому пример, в период превращения дров в древесный уголь мощность котла зашкаливает! Потом, когда остаётся практически один углерод, котёл легко регулируется и горит долго, но в период интенсивной газации - нет. Надо это продумать.

 

"Спасибо"
нажал на иконку.

 

Котёл Благо может идти вразнос, т.к. камера сгорания и весь объём раскалённых газов после неё нагревают топливо через стенку, я же предлагаю подогревать топливо либо первичным воздухом, либо отбирать лишь часть раскалённых газов для подогрева горящего слоя, через который пропускается первичный воздух, т.е нагрев топлива сделать регулируемым.

 

1234567890, не в ту тему написал.

 

Почти любой ТТ котёл может идти в разнос.
Я уже писал тут, что многое завист от корректной СО.

 

Близко. Но смотрите такой вариант. Высокая камера, топливо горит с низу. С верху - рубашка. Часть газов с низу, вытеснилась, пошла в верх. Охладилась/выпала конденсатом на стенках камеры. Назовем паразитные потери. При одинаковой температуре газов в низу камеры - она постоянна.
Если мы нагрели достаточное количество топлива и газа у нас больше чем пойдет на верх из за силы/напора сдг - часть газов пойдет в камеру сгорания.

Если у нас та паразитная часть велика - стабильного режима не будет. От того зависит минимум мощности.

Так что - сама регулировка нагрева топливо погоды не сделает. Нужен и нагрев с регулировкой и забор всех пиро-газов в камеру сгорания.

В боле полном варианте, нужно добавит и тепловой баланс, температура должна быт от 450-500 градусов для самовозгорания. Но можно тепло брат и из вторичной камеры, по типу паяльной лампы. То есть подогрев вторичного воздуха. Тогда будет важно только наличие пиро-газов.

 

Я рассматривал только ту конструкцию котла, когда подогревается лишь зона горящего угля. Сразу над этой зоной находится вход в камеру дожигания. На входе в него разряжение, создаваемое естественной тягой, а лучше (стабильнее и более высокий КПД за счёт большего охлаждения дыма) дымососом, за счёт которого, ограниченный подачей первичного воздуха, объём СО полностью или почти полностью будет засасываться в камеру дожигания. В моём представлении горячие газы из первичной зоны требуется собирать по периметру всей верхней части зоны горящего угля и сама зона достаточно узкая, хотя и растянута по всей ширине котла. В этом случае нагрев верхних слоёв топлива будет минимален. И влияние "паразитных" газов будет не ощутимо. Была даже мысль, что при загрузке сырого топлива нагрев верхних слоёв топлива не будет оказывать никакого влияния вообще (но это только предположение). Я и думал брать тепло из вторичной камеры за счет пропускания через неё всего объёма вторичного воздуха. Сейчас нет времени, вечером постараюсь всё нарисовать подробно, для наглядности. До этого рисовал лишь принципиально.

 

Вот так это я себе представляю сейчас. Некоторые газоходы надо развернуть в плоскости под 90 градусов, но смысла это не меняет.
Раскаленный газ из камеры сгорания направляется в слой горящего угля поворотом заслонки. Атмосферный воздух до вентилятора проходит под кожухом котла, которым закрывается камера сгорания и не изолированные газоходы. Вторичный воздух подаётся к зоне горения СО, охлаждая камеру сгорания и нагреваясь перед подачей в камеру сгорания (теплообменник труба в трубе). Первичный воздух без дополнительного нагрева подаётся под колосники. По периметру топки в верхней части слоя горящего угля находится щель для сбора СО.
Исполнение предполагаю из стандартных легкодоступных деталей: газоходы - труба Ду 100; теплообменник труба в трубе - трубы Ду 100 + Ду 125; повороты газоходов выполняются крутозагнутыми отводами Ду 100; воздушный коллектор и канальный вентилятор Ду 125; по корпусу топки вертикальные рёбра жесткости наварены изнутри, их функция, также облегчать движение СО ближе к щели для сбора СО, ближе к стенкам топки. Щель находится в профильной трубе 100 х 100 мм, расположенной по периметру топки, прорезана либо болгаркой, либо как ряд отверстий. Теплообменник по воде, также, труба в трубе, стоящий вертикально, возможно, тогда хватит естественной тяги для исключения дымососа. Соединение отдельных элементов газохода через фланцы с прокладкой из меди. Напор вентилятора 11 мм вод. столба, должно хватить. Топливом предполагаются любые отходы пилорамы, кроме опилок. Размеры бункера для топлива (верхняя часть котла) беру исходя из стандартного металлического листа 1250 х 2500 мм, сгибая его получим прямоугольную трубу со сторонами 450 х 800 мм, соответственно размер топки 250 х 800 мм. Думаю с такими размерами топки зависания дров не будет.

 

Что-то чем дальше, тем меньше понимаю, в чем же будут выражатся преимущества Вашей системы перед классическим пиролизником.

 

Ну, вообще-то, я не знаю, что такое классический пиролизник а то, что получилось назвал бы, скорее, газогенератором. А влез со своими мыслями, чтобы сварить котёл, не важно какой конструкции, который отвечал бы следующим требованиям:
- обогрел 170 м.кв. жилой площади;
- горел на одной закладке дармового топлива не менее 12 часов;
- был не требователен к качеству топлива;
- обладал простотой устройства;
в дальнейшем добавлены дополнительные условия:
- возможность регулирования по мощности без заметного падения КПД;
- ремонтопригодность (появилось после того, когда узнал температуру горения СО)
- простота регулировки мощности (получилось, что и быстрота), за счёт возможности изменения мощности не только температурой топки или количеством первичного воздуха по отдельности, а совокупностью этих двух факторов, изменяя их независимо друг от друга. Т.е. нагревом топки добиваемся качественной регулировки, а подачей воздуха количественной.
В итоге, с помощью всех, кто участвовал в обсуждении, результат, по-моему, достигнут, осталось только воплотить. А если есть сомнения что устройство будет работать или предложения по улучшению конструкции, я всегда готов их учесть. Можете сами проследить с чего я начинал.

 

Посмотрите вот этот ПИД регулятор. Входное напряжение для него 0-1 В. Сдвиг характеристики, задание диапазона измерений. Постоянные интегрирования , дифференцирования до 9999 сек. Выше крышы.