Spalanie W Cienkiej Warstwie - Co To Jest?

[gondoljerzy]

Wpływ wielkości ziarna dość wyraźnie stopniuje się efektami. Czym większe tym wolniej i czyściej się spala. Z kolei wyniki symulacji nadmiaru powietrza są niejednoznaczne. Dla λ=2 paliło się najwolniej, a dla 2,5 najszybciej. Dla λ=4 nie rozpaliło się wcale? Z kolei najkrócej i najczyściej wychodziło dla 3,5.  Dziwne to dla mnie.

[gondoljerzy]

A także trochę teorii spalania z książki "Spalanie" Prof S.Wójcickiego.

Fragmenty zostały wycięte z tekstu i scalone tak aby zachować ciągłość teorii spalania węgla.

Szkoda, że ta teoria opiera się na tradycyjnym utylizowaniu w kotle GS, gdzie powietrze podajemy od dołu, a węgiel sypiemy od góry.  Istotne dla naszego tematu informacje są na 8 stronie, gdzie mamy podział płonącej warstwy węgla na strefy. Strefę utleniania autor określa na 3 do 5 średnic ziarna węgla, ale nawet tam mają powstawać zarówno dwutlenek jak i tlenek węgla.  Jak to rozumieć? Czy nawet przy tak cienkiej warstwie potrzebne jest powietrze wtórne dla dopalania CO?

[sambor]

Zauważ że przy ziarnach o średnicy 4-6cm warstwa dobrego spalania wynosi 20-30cm , czyli jak podawał Szrajber.

Przy dużych kawałkach węgla - 8cm i więcej można praktycznie zasypać całą komorę załadowczą kotła i podpalić od dołu, ale nie przy miale! Ulubionym paliwie do GS-a.

Powyższy pogląd jest na tym forum niepopularny, ale co mi tam :)

 

Pozdr.

[gondoljerzy]

Skąd się bierze popularność miału? Miał jest najtańszy, a kostka i kęsy najdroższe. W robocie miałem znajomego, który wydziwiał nad moim kotłem DS. Dom ogrzewał kociołkiem typu Hajnówka. Za dnia palił tylko osiką , bo mało smoli. Na noc wrzucał węgiel w kęsach. Kilka kęsów i całą noc miał ciepło.  Prosto i skutecznie.

[Gość lysy1l]

a kostka i kęsy najdroższe...

...Na noc wrzucał węgiel w kęsach. Kilka kęsów i całą noc miał ciepło.  Prosto i skutecznie.

 

Zaraz po świętach przyjeżdża do mnie tona węgla o nazwie handlowej Gruby II z KWK Knurów  o parametrach 30/07/08 i granulacji oficjalnej 40 -200mm, a tak naprawdę (widziałem go na żywo) większość to kostka i kęsy od 120 do nawet 300mm. Tak grubym i jednocześnie kalorycznym węglem jeszcze nie paliłem i jestem bardzo ciekawy jak się będzie zachowywał (paliłem orzecho-kostką z Sośnicy i kostką z Sobieskiego). Podejrzewam, że zbędne tu będą miarkownik i dmuchawa, a wystarczy stała szczelina.

[scitro]

Wpływ wielkości ziarna dość wyraźnie stopniuje się efektami. Czym większe tym wolniej i czyściej się spala. Z kolei wyniki symulacji nadmiaru powietrza są niejednoznaczne. Dla λ=2 paliło się najwolniej, a dla 2,5 najszybciej. Dla λ=4 nie rozpaliło się wcale? Z kolei najkrócej i najczyściej wychodziło dla 3,5.  Dziwne to dla mnie.

Autorzy komentują to w ten sposób, że podmuch uniemożliwiał zapłon. Czyli zbyt wydajna dmuchawa nie jest korzystna.

 

Próbowałem spalać w moim odziedziczonym kotle GS orzech II z Wesołej w tej cienkiej warstwie licząc po cichu, że nie będzie aż tak dymił, ale się nie da, tak chol...wo gazuje.

 

Jak przeglądam publikacje to spalanie w warstwie dominuje w piecach z rusztem ruchomym, gdzie na długości rusztu - taśmy np. 6m, węgiel musi się wypalić do popiołu. W piecach GS z paleniskiem nieruchomym ta warstwa i tak nie ma znaczenia, niezależnie od grubości warstwy taki piec będzie produkował CO i węglowodory, które się nie spaliły z powodu braku tlenu nad paleniskiem lub stężenia gazów, kóre odbiega od stężenia ulegającego zapłonowi.

 

Edit.

Łysy1i masz kocioł GS? udaje ci się spalić Staszica bez dymu, bo mnie przydymia podobnie jak Wesoła...

[Gość lysy1l]

Już nie mam Staszica, spaliłem go w  zeszłym sezonie  ;). Zaczynam powoli nabierać przekonania, że albo miał, flot i ich mieszanki z węglem na sterowniku PID i nadmuchu (świetnie i czyściutko mi się to spala), albo gruby orzech lub kostka i miarkownik. Orzech II i groszek, szczególnie mocne (Marcel, Wujek, Staszic, Wieczorek/Wesoła z B&E) zbytnio się u mnie nie sprawdzają, są trudne do opanowania. Paradoksalnie czyściej i spokojniej spalę grubego orzecha typu 34.2, niż drobny węgiel typu 32.2. 

[Fidel24]

Oglądałem jakiś czas temu dokument na Discovery jak w Anglii zasilali latarnie uliczne gazowe za pomocą gazu otrzymanego z węgla, najważniejszą umiejętnością było wrzucanie węglą do kotła podobno sztuka była trudna do opanowania...aby uzyskać idealną warstwą która odgazowuje.

 

Podobnie pamiętam, jak u ojca na zakładzie, dwa wielkie kotły parowe też potrafił obsługiwać tylko jeden palacz, czyli w odpowiedni sposób wrzucać węgiel... :D

[Gość lysy1l]

Tak samo jest z parowozami. Węgla nie wrzucano byle jak. 

[gondoljerzy]

Nie przesadzajmy. W dzieciństwie regularnie chodziłem po kładkach dla pieszych zawieszonych nad torami.  Pod kładkami przejeżdżały parowozy, a same kładki były uwędzone na czarno-brązowo. Gdy nadjeźdżał pociąg wszyscy się ewakuowali z kładki w przyspieszonym tempie. 

[SONY23]

    Palenie w kotle (prawidłowe) jest sztuką. Gdyby tak nie było, to każdy dureń potrafiłby uzyskać bezdymne spalanie, czysty komin itp. co jak wiadomo nie ma miejsca nawet gdy ma do dyspozycji dobry kocioł... Co do wrzucania węgla, to także twierdzę że jest to sprawa wcale nie tak prosta jakby się wydawało. Nawet w dolniaku w zależności od tego co mamy na ruszcie uzależnione jest jak dorzucamy nową porcję węgla. Wystaczy, że zrobimy to zbyt gwałtownie i warstwa żaru ulegnie nadmiernemu "zgnieceniu" w wyniku czego naturalne kanały przepływu powieterza i inych gazów ulegną zaburzeniu, nie mówiąc już o gwałtownym obniżeniu temperatury złoża i mamy parowóz... Wystarczy, że tą samą ilość węgla wrzucimy delikatniej np. na raty i efektu parowozu nie ma a to dopiero najprostszy przypadek...

[Gość lysy1l]

Kolego Gondoljerzy, wcale nie przesadzamy:

 

Cytuję:

" Po takiem dokładnem sprawdzeniu i przygotowaniu parowozu można przystąpić do rozpalania jego, które odbywa się w następujący sposób: Na środkowej części rusztu należy ułożyć drwa w niedużych szczapach, najlepiej stare podkłady lub inne odpadki drzewa w ilości 1/20 do 1/10 metra sześciennego. Na tę warstwę drzewa zarzuca się ogień t. j. jedną lub parę łopat żaru z wygaszanego lub czynnego stojącego obok parowozu lub pieca, a w braku ich wrzuca się do paleniska zapalone przeoliwione pakuły, pozostałe od czyszczenia parowozu, lub zużyte nasycone smarem szmaty. Przed zarzuceniem ognia należy otworzyć tylną klapę popielnika dla wytworzenia ciągu.

Po wrzuceniu ognia drzwiczki paleniska należy zamknąć do czasu nim drzewo dobrze się rozpali. Jak tylko to nastąpi, należy na rozpalone drwa narzucić warstwę suchego węgla w niewielkich kawałkach, przyczem trzeba zwrócić uwagę, aby węgiel nie pokrywał doszczętnie drzewa, lecz aby pozostały w nim równomiernie rozrzucone po powierzchni drzewa wolne od węgla otwory, przez które mogłyby przedostawać się płomienie i dym. Otwory te winny być mniej więcej równej wielkości, aby ogień jednakawo ogarniał narzucony węgiel. O ile w (jakiem miejscu rusztu otworów będzie brakowało, to trzeba je porobić rusztownikiem.
Dalszy przebieg rozpalania parowozu polega na dorzucaniu świeżego zwilżonego węgla na te miejsca rusztu, gdzie węgiel się przepala, a które można poznać po wydobywającym się z nich jasnym płomieniu. W tym okresie rozpalania palacz winien często zaglądać do paleniska i dorzucać niewielkie porcje zwilżonego węgla na miejsca przepalające się, aby w ten sposób równomiernie rozniecać i podtrzymywać ogień w całem palenisku. W powyższy sposób trzeba często i potrochu dorzucać węgiel aż otrzyma się na ruszcie równomiernie ułożoną warstwę rozżarzonego węgla o grubości 20-30 centymetrów. Równomierne rozniecanie ognia po całym ruszcie jest nader ważne, aby otrzymać równoczesne i równomierne ogrzewanie wszystkich ścianek paleniska...

...Im trudniejsza będzie praca oczekująca parowóz, a więc im cięższy jest pociąg, trudniejszy profil szlaku, większa szybkość, gorsza pogoda, tem grubsza musi być warstwa rożarzonego węgla, przygotowana przed wyruszeniem w drogę. Odwrotnie, im lżejszy mamy prowadzić pociąg, im mniejsza szybkość, im łagodniejszy profil szlaku i im cieplejsza i spokojniejsza pogoda - tem warstwa ta może być cieńsza.

Jeśli mamy na tendrze węgiel drobny i obfitujący w miał, to należy go układać na ruszcie możliwie cienkiemi warstwami i używać drobnego węgla podczas słabej pracy parowozu albo na postojach oraz dodawać go do grubego węgla w chwilach zmniejszenia pracy parowozu. Podczas zaś większej pracy parowozu należy unikać dorzucania drobnego węgla. Tym sposobem można wyzyskać otrzymany drobny węgiel, zmniejszając bezużyteczne unoszenie miału i drobnych niespalonych węgielków do dymnicy i dalej do komina. Gruby węgiel pozwala na spalanie go w odpowiednio grubszych warstwach, gdyż przy załadowywaniu go do paleniska pozostają między kawałkami węgla większe otwory, umożliwiające dostęp powietrza, bez którego spalanie byłoby niemożliwe. Zbyt wielkie jednak kawałki należy przed załadowaniem do paleniska rozbijać na drobniejsze, gdyż wielkie bryły węgla uniemożliwiają równomierne palenie. Brykiety należy także rozkruszyć korzystając z wyciśniętych na nich rowków.
Mając w uwadze powyższe wskazówki, drużyna parowozowa przygotowywa warstwę ognia w palenisku odpowiednio do oczekiwanej pracy. Mówi się tu o drużynie parowozowej, a nietylko o pomocniku maszynisty, gdyż i maszynista zarówno w interesie służby, jak i w dobrze zrozumianym interesie własnym, musi dbać o należyte palenie, a więc nie polegając tylko na swych pomocnikach, winien osobiście czuwać nieustannie nad stanem ognia w palenisku, nad prężnością pary i ilością wody w kotle, a także udzielać swym pomocnikom należytych wskazówek co do pracy, jaką parowóz ma wykonać.
Utworzenie należytej warstwy węgla w palenisku winno być osiągnięte częstem dorzucaniem niedużych, po 3 -5 łopat, porcji węgla, które należy rozrzucać równomiernie po całem palenisku, robiąc to możliwie prędko, aby przez długie trzymanie otworem drzwiczek nie oziębiać paleniska i nie uszkadzać zimnem powietlzem rur płomiennych...

...Umiejętne palenie polega właśnie na zapobieganiu zawczasu tworzeniu się w warstwie węgla otworów przez odpowiednie i należyte zarzucanie świeżym węglem przepalających się miejsc. Zarzucanie to winno odbywać się małemi dawkami, ale często, bo węgiel rozrzucony po ruszcie w drobnych ilościach nie ostudza paleniska, temperatura w palenisku dzięki temu utrzymuje się stale wysoka i wówczas wydzielające się z węgla części lotne (dym) spalają się całkowicie wewnątrz paleniska, bo wydzielają się potrochu, ale stale. Dla spalenia tych niedużych ilości świeżego węgla wystarcza też stała ilość powietrza, przedostająca się przez otwartą klapę popielnika, a w wyniku tego mamy w palenisku stale równy i jasny płomień i zupełne spalanie węgla i dymu, a zatem najbardziej oszczędny rozchód paliwa i ułatwienie w pracy, bo nie trzeba ciągle działać klapami popielnika lub dmuchawką.

Przy zarzucaniu dużych ilości węgla w jedno miejsce, warstwa dolna pod ciężarem świeżego węgla osiada i ściska się, powietrze z popielnika nie znajduje tam przejścia i z tem większą silą szuka go w innych miejscach, wzmagając w nich nadmiernie ogień i sprzyjając tworzeniu się otworów, W miejscach nadmiernie zarzuconych ogień słabnie albo nawet zupełnie ustaje, co można poznać dzięki zjawianiu się tam ciemnych plam. Miejsca te należy niezwłocznie ożywiać, ściągając z nich ostrożnie hakiem, tak aby nie dotykać rusztu, górną skorupę ciemnego węgla, a zsunąć natomiast rozpalony węgiel z sąsiednich miejsc, kiedy zaś ogień tam się wzmoże należy dorzucić parę łopat świeżego węgla. Zasadniczo przy zarzucaniu świeżego węgla trzeba się trzymać następującego porządku.
Po otworzeniu drzwiczek i zauważeniu miejsc, które wymagają dorzucania węgla, zarzuca się węgiel najpierw w miejsca najbardziej oddalone od drzwiczek, następnie na środek paleniska, a w końcu pod drzwiczki. W przeciwnym razie, jeśli najpierw zarzucać świeży węgiel pod drzwiczki, to wywiązujące się płomienie i dym zasłonią widok na dalszą część paleniska i nie pozwolą rozróżniać miejsc przepalonych. Pozatem węgiel wprowadzony na łopacie do paleniska należy rozrzucać możliwie szerzej, unikając zrzucania go w jedno miejsce kupą, aby nie tłumić w tem miejscu ognia. Zarzucać węgiel trzeba nie dużemi dawkami -po 3 - 5 łopat przy małych rusztach, przy większych zaś rusztach dawki zarzuconego węgla zależą od rodzaju pracy parowozu. Przy małej pracy wystarczy zarzucić po l - 2 łopat na każdy metr kwadratowy powierzchni rusztu, przy większej pracy odpowiednio zwiększają się dawki zarzucanego świeżego węgla, jednak i przy najcięższej pracy nie powinny one w żadnym razie przekraczać jednorazowo 12 - 15 łopat...

...Przestrzegając tych zasadniczych przepisów opalania, należy także uważać, aby warstwa węgla w palenisku miała kształt pochyły ku przodowi, t. j, aby pod ścianką sitową była cienka i wzrastała stopniowo w miarę zbliżania się ku drzwiczkom. Pozatem grubość warstwy węgla zależy od rodzaju pracy i gatunku węgla i winna wahać się w granicach -od 15 - 20 centymetrów pod ścianką sitową i od 40 - 45 centymetrów pod drzwiczkami. Taki kształt warstwy węgla w palenisku wynika z tego, że świeże powietrze z popielnika przechodzi najintensywniej przez ruszt w tylnej jego części i dopływ jego zmniejsza się stopniowo w kierunku ściany sitowej. Wobec tego zmniejszenie grubości warstwy w kierunku ku przodowi ułatwia dopływ powietrza w części przedniej rusztu i sprzyja równomiernemu spalaniu się węgla na całej jego przestrzeni. W kątach rusztu i po bokach warstwa ta powinna być odpowiednio zwiększona, gdyż w tych miejscach świeże powietrze ma większy dostęp niż do środka rusztu, co sprzyja tworzeniu się otworów. Z tego względu po bokach grubość warstwy węgla winna być większa niż na środku, mianowicie: w przedniej części większa o 7 - 10 centymetrów, w tylnej większa o 10 - 15 centymetrów. Opisany wyżej sposób opalania nosi nazwę "opalania ogniem równym"-jednostajnym na całej powierzchni rusztu, w odróżnieniu od "opalania ogniem bocznym", jakie jest stosowane przy węglach spiekających się, i które polega na tem, że wysokość warstwy węgla u boków jest utrzymywana znacznie większa niż w środkowej części rusztu, mianowicie po bokach- rusztu jest grubsza o 30 - 35 cmt. na całej długości rusztu.

Nasze polskie węgle, należące przeważnie do gatunków niespiekających się, przy grubej warstwie trudno rozżarzają się, przeto przy opalaniu "ogniem bocznym" po bokach mogłyby nie palić się i zalegać bezużytecznie, zmniejszając tylko użyteczną powierzchnię rusztu. Z tej racji przy naszym węglu należy stosować "opalanie równym ogniem".

 

Źródło:  http://www.covalus.ovh.org/

 

Ciekawe, prawda? Cała sztuka. Celowo podkreśliłem końcowy fragment cytatu. W tamtych czasach pracowało jeszcze całe Zagłębie Dąbrowskie i kopalnie Bytomskie, które wydobywały znakomity węgiel opałowy. Poza tym jakieś skojarzenia? Spalanie boczne, kroczące, pryzma?

[scitro]

Jeszcze sprostowanie, ten wykres z postu #38 (spalanie biomasy) dotyczy techniki spalania od dołu (ruszu) do góry, czyli klasycznie.

Ciekawostka:

Wg badań im większe opory przepływu powietrza przez ruszt tym mniejsze zjawisko tworzenia się kraterów w warstwie.

[jurgonka]

@lysy1l Dziękuje za powyższy tekst. Czytając go ze zrozumieniem mamy opis spalania w cienkiej warstwie, gdzie grubość warstwy zależy od naszych potrzeb a nie wyimaginowanych w laboratorium warunków. Mój podajnik to "pomocnik maszynisty" potrzebuje tylko "wykwalifikowanego" maszynisty.  

[MIQ]

Ba! Aby tylko nie przekroczyć optymalnego natężenia rusztu podczas tego spalania w warstwie ;)

[gondoljerzy]

Dzięki Lysy1l za tak ciekawy tekst. Można powiedzieć, że byłem w błędzie.  Palenie w dużym palenisku wymagało doświadczenia i wiedzy. Można się tylko zastanawiać, na ile utrzymywanie warstwy służyło tam czystości spalania, a na ile skuteczności wykorzystania paleniska i osiągnięciu potrzebnej i stabilnej mocy kotła.? Czy zwilżanie węgla miało poprawiać jakośc spalania, czy raczej zmniejszać szanse na pylicę u ludzi obsługujących maszynerię?

P.S.  Podobno w parowozowniach standardem nie było rozpalanie pod kotłem od zera, tylko przenoszenie żaru z innych, czynnych palenisk.  W ten sposób płomień i żar raz rozpalony płonął w parowozowni nieprzerwanie przez wiele dziesiątków lat.

[genab]

Kiedyś czytałem, że w parowozach zawsze się spalało z minimalnym niedoborem tlenu, z takim siwym dymem, bo większa sprawność i mniej korozji, bo niema tlenu w spalinach. Tylko pod czas wojny paliło się bez dymu dla maskowania.

[sambor]

Jak już wyszedł temat parowozu - dla niektórych nowości z filmów lub muzeum to warto przeczytać co na ich temat pisze kolega Juzef  http://czysteogrzewanie.pl/2014/04/wegiel-i-para-na-kolei-bylo-ale-czy-minelo/ oraz trochę danych technicznych - wytycznych co do spalania znalezionych i innych ciekawostek znalezionych tu 

 

http://bcpw.bg.pw.edu.pl/Content/148/wadr_2III4.pdf

[jurgonka]

Przy paleniu grubego węgla w cienkiej warstwie (piece, kuchnie węglowe)  węgiel przechowywano w naczyniu z wodą i dokładano - do palącego się ognia - węgiel wyjmowany z wody. Zwilżanie węgla powodowało jego "lepsze" optycznie palenie. Zwilżanie węgla przy paleniu w cienkiej warstwie powodowało "łagodniejsze" odgazowanie świeżego węgla nagrzewanego na żarze. Nie było takiego intensywnego, gwałtownego odgazowania co pozwalało na poprawne spalanie.

[heso]

Mozna w nieskończonosć rozwodzic się nad tą warstwą, ale osobiście uważam, że nie ma czegośc takiego, jak "bezkarne" podrzucenie węgla

do kotła górnego spalania na warstwę żaru, nawet niezbyt grubą.

Tak jak napisał SONY23, nawet w dolniaku nie jest to zawsze oczywiste. Sam podrzucam najczęściej węgiel dopiero po

podłożeniu paru kawałków drewna, jako "zapalnika".

[jurgonka]

Czym grubsza warstwa żaru tym bardziej "bezkarne" podrzucanie świeżego węgla. Najlepsze, "nie do pobicia" to palenie mieszaniną węgla i zrębek. 

[heso]

@jurgonka, zmajstruj sobie sensownego dolniaka, wtedy żadna grubość warstwy niestraszna.

 

Nawet podajnik wtedy niepotrzebny, chociaż jest możliwy do zastosowania.

[jurgonka]

Wiele lat temu próbowałem z DS. Niestety stosowanie tego rozwiązania było za mało elastyczne. Stosowanie GS i podajnik jest najbardziej elastycznym sposobem grzania. Rozpiętość mocy to marzenie w porównaniu z DS. 

[heso]

No to każda ze stron pozostaje przy swoim zdaniu, bo ja nie zamieniłbym swojego DS na żaden inny kocioł.

Bardzo elastyczny, jak to określiłeś.

[jurgonka]

Mamy inne potrzeby, a więc inaczej je realizujemy. Mi wystarczy na 21 godzin nawet 3 kw ale na pozostałe 3 godziny co najmniej 10x więcej. DS nie ma takiej rozpiętości, a mój GS ma. Automatyka załatwia problem pilnowania godzin, i wynikających z tego  oszczędności.