Miarkowniki ciągu

[piotrek automatyk]

Witam serdecznie. Dużo forumowicze piszą odnośnie spalania bez poddmuchu turbiną ( wentylatorem ) jako sposobie na pełne wykorzystanie opału w procesie spalania. W związku z tym testuję pewne rozwiązanie u siebie - piec Ekocentr KM 24 kW, miałowy. Miarkowniki ciągu dostępne w sprzedaży mają niesamowicie dużą bezwładność ze względu na to, że ich działanie jest zależne od temp wody w kotle. Natomiast najlepsza i najbardziej ekonomiczna temperatura spalin na wyjściu pieca to 160 - 200 st C. W związku z tym nasunął mi się pomysł, żeby skonstruowac miarkownik ciągu o działaniu zależnym od temperatury spalin, co zoptymalizowałoby proces spalania ( chyba ) w największym stopniu. Jestem zainteresowany Waszymi opiniami na ten temat. Pozdrawiam.

[heso]

Witam. Pomysł jak najbardziej słuszny.

Ja akurat obywam sie bez miarkownika, palę stałym dość wolnym

tempem i robię przerwy w podkladaniu i paleniu. Związane jest to być może z nadwyżką mocy w posiadanym

piecu. Muszę dawać tego powietrza dość sporo, żeby spalanie było prawidłowe. Ale przy innych konstrukcjach

kotłów takie sterowanie miarkownikiem powinno sie sprawdzić. Nawiasem mówiąc, wydaje mi się dużym błędem

eksploatacyjnym całkowite wyłączanie nadmuchu w kotłach, (tzw. podtrzymanie) Wysoka temperatura żaru

powoduje wydzielanie się lotnych, palnych składników paliwa, ktore z powodu braku powietrza nie mogą się

palić płomieniem. To czysta strata, nie mówiąc o smołowaniu wtedy ścianek kotła.

 

Ps. Chciałbym jeszcze dodać, że planując zamianę sposobu spalania- z podmuchu wentylatorem na ciąg naturalny

należaloby pomysleć o pewnych przeróbkach w samym kotle, szczególnie dotyczacych rusztu, drodze podawania

strumieni powietrza i być może zmienić samą technikę palenia. Moim zdaniem każdy rodzaj paliwa wymaga innej

budowy paleniska. To może nie jest odkrywcze, ale warto o tym pamietać. Pozdrawiam.

[piotrek automatyk]

Witam i dziękuje za zainteresownie tematem. Cóż, z odcięciem całkowitym nawiewu powietrza i związanymi z tym problemami to piszesz prawdę jak w ewangelii. Czyściłem juz tak zarośnięte piece, że znacząco zmniejszyła się objętość komory spalania. I spalanie rosło w niebo. Można ten niekorzystny efekt zasmołowania zminimalizować sadpalem cz skórkami z ziemniaków ( to naprawdę działa !) ale jest to jak najbardziej usunięcie skutków a nie przyczyny. Dlatego zainteresowałem się tą sprawą. Testuję temat w kotłowni dalej. Pozdrawiam.

[piotrek automatyk]

Heso, sporo podsunąłeś mi pomysłów. A co proponujesz odnośnie zmian w sposobie palenia czy nawiewu powietrza? Pozdrawiam.

[heso]

Przede wszystkim palić w paleniskach wylożonych szamotem, tak żeby uzyskac wysoką temperaturę spalania.

Powierza nie można podawać tak, by nawet małe jego ilości nie brały żadnego udzialu w kontakcie z plomieniami

tylko przeplywały obok, wychladzając spaliny i sam kociol ( tzw. fałszywe powietrze). Ale z drugiej strony

trzeba go dać tyle i tam, gdzie jest potrzebne do zmieszania sie z gazami z paliwa i stworzenia dobrego plomienia. Tak więc nie może tego powietrza być ani za malo, ani za dużo. Na tym polega cala sztuka. Ja w swoich próbach kieruję powietrze dość licznymi wąskimi kanałami. Chodzi o to, żeby jak najlepiej zmieszać ze sobą gazy biorące udzial w spalaniu- te palne

i tlen z powietrza.

 

To dość trudne sprawy, bo samo paliwo stałe jest rózne i różnie zachowuje się w czasie samego palenia. Z paliwami

gazowymi czy cieklymi, jak wiecie, problem jest mniejszy, bo np. nie powstaje z nich popiół. Tyle na razie . Pozdrawiam.

[piotrek automatyk]

Dzięki, heso. Na razie mi siedzi sonda maksilyzera w czopuchu i za godzinę zobaczę co mi analizator powie.

[jerryk]

Panowie z tym spalaniem to cała sprawa jest naprawdę ciężka.Każdy rodzaj paliwa stałego od poczatku,aż do wypalenia przechodzi kilka faz w których są różne zapotrzebowania na temperature,tlen,wilgoć itd.Przy paliwach gazowych kontrola parametrów nie nastręcza trudności-stałe wartości tlenu, gazu,temperatury.W piecach domowych spalanie np.węglem wiąże się z" uśrednieniem" tych faz /czyli raz powietrza.temp.wilgoci za mało raz za dużo/Spalić węgiel kontrolujac warunki tego spalania można jedynie w pyłowych kotłach-pył zachowuje sie wtedy jak gaz,czy rozpylona ropa-wprowadza się wtedy odpowiednią ilosć powietrza i jest OK.Nie mam nic o fazach spalania węgla-tylko drewna-ale to podobnie wygląda-zał plik w jpg

W piecach kaflowych to żar sie zakreca-bo wtedy ,żeby grzał powietrze nie jest potrzebne-natomiast w kotłach wodnych żar studzi się przepływajacym nadmiernie powietrzem,którego aż tyle nie potrzeba.I tych wielu faz spalania niestety nie da się

zautomatyzować.Chyba że się dopilnuje samemu.

[piotrek automatyk]

Dzięki jerryk. Ale do doboru optymalnych warunków spalania każdego paliwa musi być jakiś punkt odniesienia. Ja przyjąłem temperaturę spalin na wylocie ich z pieca. Próbuję. Przecież nie musi się udać. Jak na razie dane z analizatora są raczej zachęcające. Pozdrawiam.

[jerryk]

Tak ale jeszcze musiałbys uwzględnić predkość przepływu tych spalin,ich wilgotnosć,temperature powietrza podawanego do spalania i wiele innych czynników takich jak rodzaj i kaloryczność węgla,wilgotność,temp paleniska i mnóstwo innych.np koks nie potrzebuje powietrza wtórnego,jest zazwyczaj suchy i temp.spalin bedzie wysoka,a prędkość przepływu mała,drewno-jeszcze wilgotne potrzebuje duzo powietrza a wytworzona temp. bedzie mała.Weż na przykład kotły z palnikiem retortowym pracujacym latem na grzanie wody-czopuch zimny,a spalanie węgla dobre.Pewnie,że temp.spalin powinna byc wyższa niż 100*C-wtedy woda w spalinach jest parą i nie niszczy komina z cegły jako kondensat.A palenie-pali sie tym co jest-i różnie to będzie wygladało.Np.kol.heso pali mokrymi trocinami i jemu kanałów nie smołuje,bo ma ruszt i palenisko z szamotu a u mnie wodny odbiera temp. i smołuje.Jak by nie patrzeć to na dzisiaj kotły z dolnym spalaniem/prawie generatory gazu/ oraz w/g mnie cudowny wynalazek automatycznego kotła z palnikiem retortowym załatwia sprawę.Wdrożenie Twojego pomysłu do kotłów retortowych dającego pełny komfort cieplny byłoby już całkiem na 5+

[marcin]

Głos laika: przyglądam się z boku Waszym dyskusjom - bo i teoria spalania mi raczej obca - ale myślę, że z takich eksperymentów i dyskusji może wyjść tylko dobry efekt.

 

Wystarczy spojrzeć np. na historię mechanizmów kontroli procesu spalania w silniku samochodowym. Widzę tutaj dużo analogii :) Np. wynalezienie wtrysku umożliwiło dokładniejsze dozowanie porcji paliwa (odpowiednikiem tego w piecach mogą być podajniki). Teraz np. teraz Piotrek eksperymentuje z odpowiednikiem sondy lambda, która również była "małą rewolucją" w budowie silnika samochodowego.

 

Myślę, że mając możliwość pomiaru odpowiednio dużej liczby parametrów i możliwość wpływania na inne (np. siła nadmuchu, ilość podawanego paliwa, regulacja zaworem czterodrożnym) można dość dobrze kontrolować proces spalania w piecu i dostarczania ciepła do pomieszczeń i to w miarę niezależnie od np. jakości węgla, ciśnienia atmosferycznego, zawartości tlenu czy wilgoci w powietrzu itp. Wszystko zależy moim zdaniem właśnie od wyboru mierzonych parametrów, wyboru parametrów którymi sterujemy oraz oczywiście odpowiednim sterowniku, który wiąże to wszystko w całość.

 

Sprawa jest oczywiście dużo trudniejsza niż w silnikach samochodowych, ale na pewno sporo jest do osiągnięcia. Moim zdaniem całkiem możliwy jest system w którym użytkownik zadaje temperaturę w domu (zmienną w trakcie dnia, tygodnia czy nawet roku) po czym sypie węgiel/miał do pieca, od czasu do czasu czyści całe to "ustrojstwo" po czym idzie sobie i cieszy się ciepłem.

 

Pozostaje kwestia opłacalności takiej zabawy. A to już zależy głównie od popularności rozwiązania, czyli skali jego ew. produkcji. Cóż - moim zdaniem większość rewolucyjnych rozwiązań powstawało właśnie w wyniku takich eksperymentów. Oczywiście gdy wejdziemy np. w zakresy cenowe np. pieców gazowych (mówię o cenie pieca+opału na cały okres pracy pieca) bardzo trudno będzie znaleźć argumenty za stosowaniem tego typu rozwiązań. Chyba jedynym mogłoby być uniezależnienie naszego gospodarstwa od dostawcy gazu. Dochodzi również kwestia ich skomplikowania i awaryjności rozwiązań.

 

Cóż. Podsumowując popieram w 100% Wasze eksperymenty - wszystkim życzę powodzenia i pozdrawiam.

[heso]

Wracając do temperatury spalin w czopuchu: bardzo latwo jest wyciagnąć fałszywe wnioski, bo np. osiagniemy

te wymagane stałe ok. 150 st. C. i co, mozemy byc pewni,że wszystko jest OK ? Nie, bo spaliny mogły po drodze

być wychlodzone nadmierną ilością powietrza, albo w ogóle proces spalania zachodzil w zbyt niskiej temperaturze.

Oczywiście zbyt wysoka temperatura to dowód złego odbioru ciepła przez kociol.

Kol.jerryk slusznie zauważył, że paliwo powinno być "jednorodne" - jak wspomniany pyl węglowy. Myslę, że

trociny to też taki rodzaj paliwa, można wtedy dośc dokladnie dobrać warunki spalania. Piszę o tych trocinach, chociaż

sie przy nich nie upieram, mial czy węgiel jest także obiecujący.

 

Od samego początku spalania, aż do wylotu do komina, musimy być pewni, że nie popełniliśmy po drodze błędow,

które powodują straty energii. Trudno bez solidnego przygotowania teoretycznego, popartego próbami, coś osiągnąć.

Mam nadzieję, że mi sie to w dużym stopniu udało, chociaż ciągle poprawiam.

 

jerryk, już dawno zastanawialem się, dlaczego nie ma kotłow dolnego spalania z podajnikiem. Aż sie prosi

takie rozwiązanie. I nawet nadmuch jest wtedy niepotrzebny. Inna sprawa, że gdyby ktoś w markecie budowlanym

miał wybierać między kotłem z nadmuchem i beż niego, to oczywiście wybrałby ten z nadmuchem, no bo przecież

lepszy... Taki świat.

[piotrek automatyk]

Heso, im więcej się świeci tym szybciej znajdzie klienta. Jednak przyznasz,że dużo zależy od konstrukcji kotła i od tego jest punkt wyjścia dla ewentualnej elektroniki sterującej. Jednak elektronika w największym segmencie kotłów, bez podajnika, jest taka, powiedziałbym, sztuczna i wymuszona. Same sztywne nastawy, zero zmiennych parametrow. To nie może chodzić naprawdę dobrze. Jednak po to się kupuje - z punktu widzenia klienta - tą elektronikę i takie sterowanie żeby zminimalizowac obsługę pieca. Masowo produkowane sterowniki mają jeden punkt odniesienia: temp wody. To jest punkt podparcia a nie parametr wyjściowy, a za taki uważają go producenci sterowników.

 

Marcinie, w czopuchu siedzi sonda maksilyzera, a komputer odczytuje wkręconą sondę lambda. Samochodową. Na nieco zmodyfikowanym programie do obsługi sond w samochodzie... I usiłuję wyciągnąć jakieś wnioski. Może już ich parę mam. Ale robota jest tak paskudna, co chwila wykręcanie i czyszczenie sondy, że gdybym nie lubil tej roboty to dawno rzuciłbym ją w diabły.

 

Sprowadzam linię telefoniczna do garażu. Będę miał podgląd przynajmniej co o tym sądzicie.

[piotrek automatyk]

Marcinie, czy temat z sondą lambda to w formie interesującego spostrzeżenia czy propozycja kierunku? Pozdrawiam.

[piotrek automatyk]

Widzę konieczność uwzględnienia sześciu niezbędnych podstawowych parametrów i trzy czujniki do zainstalowania. I kupę czasu na próby z różnymi rodzajami paliwa. Kurcze, muszę kiedyś pracować, bo rodzina mnie z domu wywali.

[marcin]

Sonda lambda to tylko taka dygresja. Jak wspomniałem na teorii spalania a nawet na elektronice/elektrotechnice się znam w stopniu nikłym. Takie mi się rzuciło porównanie, że silnikami samochodowymi steruje się m.in. na podstawie właśnie składu spalin i mniej więcej to samo próbujesz robić - więc napisałem :) Pozdrawiam.

[piotrek automatyk]

Masz rację - próbuję. Tylko efektem ewentualnych korzyści może być jedynie doświadczenie. Bo na to trzeba dużo czasu a korzyści nie da się wymierzyć materialnie. Ale uważam, że warto. Pozdrawiam i czekam na Wasze spostrzeżenia.

[heso]

Jeżeli mogę wtrącić: wg. mojej wiedzy własnie spalanie w wysokiej temperaturze gwarantuje prawie calkowite

dopalenie tlenku węgla, ktorego łączenie sie z tlenem daje wysoki uzysk energii. W wielkim skrócie pierwszy

stopień łączenia sie np. węgla z tlenem, czyli powstawanie tlenku węgla daje tylko okolo 1/3 całkowitej energii, ktorą

można uzyskać, dopalając dalej ten tlenek węgla do dwutlenku (CO2). Niestety, ta druga faza reakcji wymaga

wspomnianej wysokiej temperatury, a tej często w "normalnych " kotłach brakuje.

 

Tak więc pomiar skladu spalin ( chyba się nie mylę- do tego służy sonda lambda ?) dla określenia procentowej

zawartości tlenku węgla może dać informację o jakości spalania, czyli o zyskach ( lub stratach) przy spalaniu.

 

Innym problemem jest potem sposób przekazania tego ciepla wodzie- poprzez wymiennik, ale to już następny temat.

[piotrek automatyk]

Masz rację. Sonda w analizatorze pokazuje skład spalin, a druga sonda lambda co z tym robi silnik spalinowy. I tu jest miejsce na mniej lub bardziej interesujące wnioski. Trzeba odwrócic sytuację, bo dawki paliwa nie zmienię. Dziękuję.

[piotrek automatyk]

Jeżeli mogę wtrącić: wg. mojej wiedzy własnie spalanie w wysokiej temperaturze gwarantuje prawie calkowite

dopalenie tlenku węgla, ktorego łączenie sie z tlenem daje wysoki uzysk energii. W wielkim skrócie pierwszy

stopień łączenia sie np. węgla z tlenem, czyli powstawanie tlenku węgla daje tylko okolo 1/3 całkowitej energii, ktorą

można uzyskać, dopalając dalej ten tlenek węgla do dwutlenku (CO2). Niestety, ta druga faza reakcji wymaga

wspomnianej wysokiej temperatury, a tej często w "normalnych " kotłach brakuje.

 

Tak więc pomiar skladu spalin ( chyba się nie mylę- do tego służy sonda lambda ?) dla określenia procentowej

zawartości tlenku węgla może dać informację o jakości spalania, czyli o zyskach ( lub stratach) przy spalaniu.

 

Innym problemem jest potem sposób przekazania tego ciepla wodzie- poprzez wymiennik, ale to już następny temat.

Heso, jeśli występuje w palenisku podciśnienie przy odpowiedniej ilości tlenu pali sie wodór z rozłożonej w wysokiej temp pary wodnej. Czujnik temp w piecu wskazał mi 1395 st C szczytowej. Co o tym sądzisz? Przecież z miału choćby człowiek się wściekł tyle nie uzyska.

[heso]

Gdzie mierzyleś tę temperaturę ? Chyba nie na czopuchu ?

[piotrek automatyk]

W palenisku. Na granicy żar - płomień. Jeśli miałbym 1400 st na czopuchu to w palenisku paliłbym acetylenem.

[jerryk]

Podaję zależności CO2 i palnego CO od temperatury w palenisku/dla drewna. Przy innych paliwach jest mniej więcej tak samo

 

Reakcja odwracalna CO2 + C --> 2CO

temp. skład objętościowy

CO2 w % CO w %

450 97,8 2,2

500 94,6 5,4

550 88,0 12,0

600 76,8 23,2

650 60,2 29,8

700 41,3 58,7

750 24,1 75,9

800 12,4 87,6

850 5,9 9,1

900 2,9 97,1

950 1,4 98,6

1000 0,9 99,1

Jak z tego widać przy 1000*C całe drewno jest już palnym CO-99.1%

 

Tak-tylko trociny,pelety,ekogroszek można/ale, też z przymrużeniem oka/ traktować jako paliwo jednorodne

Aby mieć pełną kontrolę nad spalaniem paliwo musi być sproszkowane,zmieszane z powietrzem o określonej temperaturze i ilości i wdmuchnięte do paleniska o określonej temperaturze.W każdym innym przypadku parametry będą tak zmienne i będzie ich tak wiele,że tylko człowiek"żywym okiem" potrafi je zoptymalizować i uzyskać w miarę wysoką sprawność dla układu grzewczego.Urządzenia mogą być tylko w tym pomocne.Wgłębiajac się w to-widzimy dopiero jaka sztuką jest palenie

i dlaczego ogień tak nas pasjonuje.

[heso]

To zupelnie normalna temperatura dla żaru z węgla. Wodoru to tam już raczej dawno nie bylo, spalił

się w postaci produktow smolowych (węglowodory) w pierwszym etapie spalania. A woda też wcześniej w wiekszości

odparowala.

Te niebieskawe plomyki nad żarem to palący sie tlenek węgla (czad). To wlaśnie z niego mamy najwięcej energii,

pod warunkiem ,że dostarczymy dość powietrza do dopalenia.

[heso]

Podaję zależności CO2 i palnego CO od temperatury w palenisku/dla drewna. Przy innych paliwach jest mniej więcej tak samo

 

Reakcja odwracalna CO2 + C --> 2CO

temp. skład objętościowy

CO2 w % CO w %

450 97,8 2,2

500 94,6 5,4

550 88,0 12,0

600 76,8 23,2

650 60,2 29,8

700 41,3 58,7

750 24,1 75,9

800 12,4 87,6

850 5,9 9,1

900 2,9 97,1

950 1,4 98,6

1000 0,9 99,1

Jak z tego widać przy 1000*C całe drewno jest już palnym CO-99.1%

 

 

Nie znalem tej tabeli. Dzięki...

 

Tak, raz spalony tlenek węgla do CO2 (z wytworzeniem energii) może w warstwie żaru, w kontakcie

z węglem pierwiastkowym w wysokiej temperaturze zredukowć sie z powrotem do tlenku. I ta reakcja

jako endotermiczna, "ukradnie " wytworzone już ciepło. Jeżeli na wierzchu tego żaru zabraknie tlenu,

to CO nie spali sie i w tej postaci wyleci do komina. To tylko jeden przyklad straty, za to dość poważnej.

A niektórzy tak beztrosko nakladają do kotła, szczególnie na noc, kupę węgla na żar i przymykają

wlot powietrza...

 

jerryk, masz rację, spalanie to księga prawie bez końca.

[piotrek automatyk]

Dzięki,że ktoś czasem słusznie sprowadzi na ziemię... Byłem przekonany, że to wodór tym bardziej, że miernik mierzy mi wartości i podaje w postaci wykresu temperatury. Analizator wskazuje już minimalne; najmniejsze wartości CO jakie udało mi się osiągnąć. Koniec na dzisiaj tych radosnych prób. Prześpie się z problemem i zobaczę inne układy jutro.

 

Bardzo interesująca tabela. Kurcze, trzeba mi coś takiego uogólnionego dla węgla.

 

Dzięki za zainteresowanie. Niby tylko ogień, a tyle parametrów do uwzględnienia. Bardzo interesujące samo w sobie. Pozdrawiam.