Spalanie Powietrza

[m77]

SPALANIE POWIETRZA

================

 

Trochę prowokacyjny post w odpowiedzi na wszystkie, w których użytkownicy skarżą się, że piec im nie dochodzi do zadanej temperatury, a mimo to spala węgiel w znacznych ilościach. Rekordziści piszą, że spalają o tej porze 40-50 kg węgla, co oznacza jakiś horror. Dla przykładu: ja o tej porze spalam 17kg/24h ogrzewając 200m2 (pomiar dokładny: 6 worków 20kg na 7 dni).

 

Jedną z przyczyn tragicznych wyników jest schematyczne myślenie, że w kotłach spalamy węgiel, z jakimś tam dodatkiem powietrza, które traktujemy jako zło konieczne. Myślimy, że powietrze jest wrogiem naszego cennego węgla, zamykamy więc szczelnie kotłownie, nasze kominy są często niedrożne i - przy tym całym braku powietrza - jeszcze go ograniczajmy, przymykamy, przysłaniamy, ile się da.

 

Tymczasem powietrze nie jest dodatkiem do węgla, ale wręcz przeciwnie. Jeśli już rozumować takimi kategoriami - to węgiel jest dodatkiem do powietrza. W swoich kotłach spalamy głównie POWIETRZE, bo do spalenia 1 kg węgla potrzeba (z równań stechiometrycznych) około 10 RAZY WIĘCEJ POWIETRZA. Czyli aby spalić 1 tonę węgla, trzeba przepuścić przez piec 10 ton powietrza. Drobiazg. Jakby tego jeszcze było mało, ta teoretyczna ilość powietrza nie wystarcza, bo dla zupełnego spalenia potrzebny jest pewien nadmiar powietrza, zwany współczynnikiem nadmiaru powietrza. Dla kotłów obsługiwanych ręcznie wynosi on 1,6 - 2.0, dla automatycznych 1,3 - 1,6.

 

Złudzenie, że palimy "tylko węglem" wynika po części z faktu, że powietrza nie widać i jest za darmo. Ponadto powietrze w powietrzu nic nie waży, chociaż ma swoją masę. Za to węgiel jest widzialny i dotykalny, oraz figuruje na fakturze obok liczby, zwanej ceną.

 

Aby nie być gołosłownym:

Rysunek pochodzi ze strony http://www.engineeringtoolbox.com/boiler-c...ency-d_271.html (mam nadzieję, że można go wkleić na zasadzie "cytatu").

 

Pionowa kreska oznacza spalanie z ilością powietrza wyliczoną stechiometrycznie, na podstawie równań chemicznych. Na lewo na wykresie jest sytuacja, kiedy brakuje powietrza, a jest nadmiar paliwa. Widać potężny wzrost nie spalonego tlenku węgla. Na prawo jest nadmiar powietrza i strefa optymalnego spalania (ta lekko zacieniona) z charakterystycznym dla danego paliwa i rodzaju rusztu współczynnikiem nadmiaru powietrza. Dla rusztów obsługiwanych ręcznie wynosi on 1,6 - 2,0, dla rusztów automatycznych 1.3 - 1.6.

 

Z wykresu widać wyraźnie, że lekki niedomiar powietrza jest bez sensu w porównaniu z lekkim nadmiarem powietrza. Dopiero duży nadmiar powietrza oznacza straty podobne, jak przy braku powietrza.

 

Ale jeśli już rozumujemy w kategoriach straty, to nie spalenie CO jest absolutną stratą: przez komin nie uchodzi wtedy ciepło, ale coś co nie zostało spalone, a za co płaciliśmy, bo wliczone jest w wartość opałową węgla. Natomiast strata w wyniku nadmiaru powietrza to "tylko" ciepło zbyt szybko opuszczające przez komin nasz dom. To ciepło jednak po drodze nagrzewa komin (ciepły komin - wiadomo - podstawa ciągu), a jeśli komin biegnie przez środek domu, to także ogrzewa nasz dom. Więc ta strata niekoniecznie w ostatecznym rozrachunku jest taką stratą, jakby wynikało z wyliczeń.

[heso]

No, nareszcie jakiś konkretny temat. To coś bardzo istotnego, bo dotyczy samego sedna: ekonomiki i sprawności spalania. Narosło wokół tego sporo mitów i przekłamań, co widać też niestety po rynkowych modelach kotłów

a także sposobach ich użytkowania.

Myślę, że obok słusznych rozważań teoretycznych nieźle byłoby, gdyby temat zahaczył o rozwiązania praktyczne. Sam ostatnio po kolejnych pomiarach temperatury spalin doszedłem do wniosku że np. ważna jest nie tyle ilość ogólnie dostarczonego powietrza ale także jego dobre wymieszanie z palnymi gazami. Czasami korciło mnie, przy uzyskiwaniu niezbyt czystych, troche zadymionych spalin, by dodać więcej powietrza.

Niewiele poprawiało to dymienie. Ale po wymyśleniu sposobu wstępnego przemieszania gazów sytuacja poprawiła się radykalnie.

 

To może jeszcze raz o tym, co uważam za ważne przy spalaniu:

 

- wytwarzać strumień palnych gazów jak najbardziej jednostajny,

oczywiście z możliwością regulacji jego "wydajności" (w

konsekwencji mocy pieca).

 

- skutecznie mieszać te gazy z powietrzem, najlepiej wstępnie

podgrzanym

 

- spalać je w zaizolowanym cieplnie tunelu w wysokiej temperaturze

 

Potem oczywiście przechwycić energię spalin...

Tylko tyle. A może AŻ tyle ?

[neokowal1]

Witam, masz rację że zbyt mała ilość powietrza w procesie spalania to wymierne straty, ale podejrzewam, że tak duże ilości spalanego węgla dotyczą użytkowników posiadających kotły z nadmuchem i są efektem jednak nadmiaru powietrza w procesie spalania. Bardzo często zdarza się że użytkownicy kotłów, zwłaszcza z podajnikiem tłokowym, dla "oszczędności" ustawiają długie przerwy w pracy podajnika. Efekt jest taki, że pali się tylko na początku płyty paleniskowej i tylko część powietrza wtłaczanego przez płytę paleniskową uczestniczy w procesie spalania, a większość tego powietrza schładza tylko spaliny i sam kocioł od środka. Zbyt duża siła nadmuchu ustawiona po to aby "lepiej się paliło" potęguje tylko to zjawisko.

Zauważ że duże spalanie dotyczy przeważnie kotłów z nadmuchem, a więc ja upatrywałbym tutaj przyczynę w zbyt dużej dawce powietrza a nie jej niedomiaru.

Podejrzewam, że niedomiar powietrza występuje w kotłach z miarkownikiem ciągu, oraz w kotłach z nadmuchem po wyłączeniu nadmuchu, ale na to już nie mamy większego wpływu. Przecież musi jakoś być utrzymywana ustawiona temperatura.

[MałyMiki]

świetne gdybanie ale dla 99% ludzi czytających te forum raczej bezużyteczne nie ze względu na fakt że temat jest zbędny, bo wręcz przeciwnie jednak ogarnięcie tematu w praktyce będzie graniczyć z cudem.

 

Każdy z nas ma inny kocioł i inną powierzchnie grzewczą oraz mieszka w odmiennych obszarach klimatycznych. U jednego ogromna wilgoć (obszar morski) u innych suchy teren.

 

Ja wiem natomiast jedno to co udało mi się zaobserwować przez rok czasu robiąc notatki. Podanie większej ilości powietrza do kotła powoduje wydajniejsze spalanie bez większych pozostałości w postaci popiołu ale niestety szybsze zużycie opału. Z kolei ustawienie mniejszych nadmuchów i rzadszych powoduje wolniejsze spalanie opału ale niestety pozostaje więcej popiołu.

 

Warto jednak zauważyć że przy większych nadmuchach (nie podam tutaj procentów gdyż nie mam jak tego obliczyć) jakaś część (może większa możne mniejsza) ucieka przez komin a więc powoduje straty w procesie spalania.

 

Teraz co lepsze ? palić w wyższych temperaturach z większą domieszką powietrza i palić praktycznie bez strat w pozostałości popiołu ale niestety z stratami w postaci wypuszczonego ciepła przez komin

 

 

czy

 

Palić mniejszymi temperaturami z mniejszymi dopływami powietrza i mniejszymi stratami powietrza przez ciąg kominowy ale z kolei większymi pozostałościami popiołu.

 

 

Na to pytanie każdy z nas musi sobie sam odpowiedzieć testując to na własnej skórze.

 

 

Ja natomiast szykuje się do pewnego experymentu polegającego na paleniu w niższych temperaturach (50-55) z mniejszymi dopływami powietrza ale ciągłymi. Mam tu na myśli bardzo częste nadmuchy jednak o bardzo małej mocy. Czopuch komina będę się starać zostawić przymknięty na 1/4

 

 

A tak wracając do tematu oszczędności to myślę że dożyje jeszcze chwili kiedy ktoś wpadnie na pomysł jak zrobić odzysk ciepła z spalin które wydostają się z naszego komina.

 

pozdrawiam

[a-w]

osobiście wolę te 20% puścić w komin i mieć z nim święty spokój, nic nie zastąpi natury w tak prostych domowych kotłach

[m77]

(...) myślę że dożyje jeszcze chwili kiedy ktoś wpadnie na pomysł jak zrobić odzysk ciepła z spalin które wydostają się z naszego komina.

Była na ten temat dyskusja na forum.

 

Ciepło spalin w kominie wytwarza ciąg i jest niezbędne. U góry komina raczej nie da się nic odzyskać, bo tam już często występuje kondensacja. Na dole komina - to ograniczy ciąg i zamiast energii naturalnej trzeba będzie spaliny wyciągać wentylatorem.

 

Ponadto w kominie występuje kondensacja kwasu siarkowego powstałego ze spalania siarki. Punkt rosy dla tego roztworu tego kwasu, czyli tzw. kwaśny punkt rosy (acid dewpoint) to temperatura rzędu 120-160C.

 

Powiem tak - ludzie nie cenią sobie tego, co mają za darmo, a mają naturalny ciąg w kominie i powietrze do spalania. Zacznią cenić, jak ktoś to obłoży podatkiem. :D

[End]

Neokowal1:

" Bardzo często zdarza się że użytkownicy kotłów, zwłaszcza z podajnikiem tłokowym, dla "oszczędności" ustawiają długie przerwy w pracy podajnika. Efekt jest taki, że pali się tylko na początku płyty paleniskowej i tylko część powietrza wtłaczanego przez płytę paleniskową uczestniczy w procesie spalania, a większość tego powietrza schładza tylko spaliny i sam kocioł od środka. Zbyt duża siła nadmuchu ustawiona po to aby "lepiej się paliło" potęguje tylko to zjawisko."

 

Witam,

Czy w kontekście tego co napisałeś uważasz, że sterowniki z algorytmem PID do kotłów tłokowych mają sens ?

Idea tego sterownika jest sensowna, wytwarzamy tyle ciepła na ile jest zapotrzebowanie.

Jednak w przeważającym okresie zapotrzebowanie na ciepło jest zdecydowanie poniżej nominalnej mocy kotła.

Co robi sterownik?. Wydłuża przerwę podajnika i ewentualnie zmniejsza nadmuch. Oczywiście takie spowalnianie pracy

kotła skutkuje tym, że żar cofa się w kierunku tłoka , a w konsekwencji dużo powietrza przedmuchuje tylko ruszt nie

biorąc udziału w procesie spalania.

Sterowanie na zasadzie: grzanie, przerwa nie jest pozbawione wad, ale w tym wypadku jest chyba mniejszym złem, prawda ?

[automatyk]

to ze na kilogram Węgla potrzeba ok 20-30m3 powietrza to wiadomo od lat ,podobnie jest ze wszytkimi paliwami wiec nie wiem poco tyle hałasu ??????????

[heso]

Była na ten temat dyskusja na forum.

 

Ciepło spalin w kominie wytwarza ciąg i jest niezbędne.

 

No, cóż wymyśliłem taki sposób, robiłem też próby praktyczne - wszystko pięknie się sprawdza oczywiście bez prądu, bo o to mi chodziło. Ciąg jest zachowany. No i co z tego ? Po pierwsze - pies z kulawą nogą nie chce się tym zainteresować, a ja sam nie mam na tyle możliwości (czytaj: kasy) by to rozpowszechnić . Po drugie, na drodze stoją obowiązujące przepisy i bez ich zmiany byle kominiarz może to zakwestionować. Mógłbym to zastosować we własnym domu, ale gdyby odpowiednie organa to namierzyły, miałbym pewnie kłopoty.

 

m77, na kwasy są przecież wkłady kominowe... kwasoodporne. Ostatecznie dałoby się ze względu na niską temperaturę spalin, użyć rur plastikowych... Słyszę już głosy oburzenia. Pozdrawiam.

[neokowal1]

Neokowal1:

" Bardzo często zdarza się że użytkownicy kotłów, zwłaszcza z podajnikiem tłokowym, dla "oszczędności" ustawiają długie przerwy w pracy podajnika. Efekt jest taki, że pali się tylko na początku płyty paleniskowej i tylko część powietrza wtłaczanego przez płytę paleniskową uczestniczy w procesie spalania, a większość tego powietrza schładza tylko spaliny i sam kocioł od środka. Zbyt duża siła nadmuchu ustawiona po to aby "lepiej się paliło" potęguje tylko to zjawisko."

 

Witam,

Czy w kontekście tego co napisałeś uważasz, że sterowniki z algorytmem PID do kotłów tłokowych mają sens ?

Idea tego sterownika jest sensowna, wytwarzamy tyle ciepła na ile jest zapotrzebowanie.

Jednak w przeważającym okresie zapotrzebowanie na ciepło jest zdecydowanie poniżej nominalnej mocy kotła.

Co robi sterownik?. Wydłuża przerwę podajnika i ewentualnie zmniejsza nadmuch. Oczywiście takie spowalnianie pracy

kotła skutkuje tym, że żar cofa się w kierunku tłoka , a w konsekwencji dużo powietrza przedmuchuje tylko ruszt nie

biorąc udziału w procesie spalania.

Sterowanie na zasadzie: grzanie, przerwa nie jest pozbawione wad, ale w tym wypadku jest chyba mniejszym złem, prawda ?

Nie miałem możliwości choćby testować kotła z podajnikiem tłokowym i sterownikiem PID, ale czytałem opinie na forum, że PID w takich kotłach się nie sprawdza i uzyskuje się efekt odwrotny do zamierzonego, czyli większe spalanie. Swego czasu też zastanawiałem się czy nie zastosować do swojego kotła PID, ale po przemyśleniach zrezygnowałem. Wydaje mi się, że taki sposób palenia jak obecnie, jest całkiem dobry, tzn:

- podanie paliwa na ruszt jego odgazowanie przy odpowiednio silnym nadmuchu przy lekkim nadmiarze powietrza i wysokiej temperaturze (bezdymne spalanie),

- szybki wzrost temperatury na kotle,

- przejście w stan podtrzymania, odłączenie nadmuchu po kilku minutach (jeżeli to możliwe) od podania ostatniej porcji opału w celu jego maksymalnego odgazowania,

- powolne wypalanie już odgazowanego i rozgrzanego do czerwoności opału, na naturalnym ciągu, który jest dość duży i nie jest go w stanie stłumić nawet klapka za wentylatorem,

Tak jak napisałeś, pewno taki sposób nie jest pozbawiony wad, ale jest mniejszym złem.

[heso]

osobiście wolę te 20% puścić w komin i mieć z nim święty spokój, nic nie zastąpi natury w tak prostych domowych kotłach

 

Te 20% to czego dotyczy ? Ogólnej ilości wypuszczanej kominem energii ?

Z czystej ciekawości zapytam jak to policzono lub może zmierzono ?

[MałyMiki]

dlatego ja wolałem nie podawać tutaj żadnych procentów aby uniknąć takich pytań :D

[Chłopek]

A tak wracając do tematu oszczędności to myślę że dożyje jeszcze chwili kiedy ktoś wpadnie na pomysł jak zrobić odzysk ciepła z spalin które wydostają się z naszego komina.pozdrawiam

 

Tak sobie pomyślałem, że może gdyby komin był czymś w rodzaju płaszczu wodnego?

 

A przynajmniej jego dolna część, gdzie trafiają najcieplejsze spaliny a zarazem jest najlepszy dostęp, bo w piwnicy, w razie jakiegoś przecieku.

 

Bzdurny pomysł, co? :) :D

[MałyMiki]

mi wpadł ciekawszy pomysł tzn może durniejszy niżyli Twój :D. A gdyby tak popiół, który nam zostaje w popielniku wsypać do wiadra i wymieszać np: z starym olejem roślinnym, trocinami a następnie dodać jeszcze jakiegoś koncentratu dobrze palnego aby uzyskać gęstą konsystencje a następnie zostawić do stwardnienia. Potem rozłupać na kawałeczki i wrzucić ponownie do pieca jednak nie jako główny produkt spalania ale np; 70% drzewa i 30% tego czegoś:) ciekawe czy by to się paliło

[heso]

Tak sobie pomyślałem, że może gdyby komin był czymś w rodzaju płaszczu wodnego?

 

A przynajmniej jego dolna część, gdzie trafiają najcieplejsze spaliny a zarazem jest najlepszy dostęp, bo w piwnicy, w razie jakiegoś przecieku.

 

Bzdurny pomysł, co? :) :D

Takie obniżanie temperatury spalin może skończyć się zmniejszeniem ciągu, co nie jest dobre dla spalania, a w skrajnym przypadku spaliny zadymią kotłownię.

 

Chyba że wymiennik zabierze niewiele energii, ale w takim razie po co w ogóle zawracać sobie tym głowę ? Wystarczy co jakiś czas wyczyścić ścianki kotła - efekt ten sam, a może nawet lepszy.

[mj7j]

Jak myślicie czy lepiej dla kotła i spalania węgla jest gdy dostarczymy mu świeże ale ciepłe powietrze, czy może zimne z zewnątrz budynku??

Chodzi mi o kosioł retortowy.

[automatyk]

przy tak małej mocy jest to bez wiekszego znaczenia ,ale jak wiadomo do poprawnego i sprawnieszego spalanie w kotłach o wielkich mocach to zuzywa sie ciepłe powietrze

[Mancio]

Ja w swoim piecu zasypowym mam wentylator więc mogę jedynie opisać jak u mnie następuje spalanie, wentylator podaje dosyć znaczną dawkę powietrza mimo że pracuje na 30% wydajności-mam w kotłowni osobny nawiew oraz wentylację powietrza , po osiągnięciu temp 60C na kotle wentylator wyłącza się, przedmuchy wyłączyłem, klapka całkowicie zamknięta, czopuch na połowę . Ten sposób u mnie okazał się najefektywniejszy, przedtem zostawiałem otwartą klapkę aby powietrze było ciągle podawane mimo wyłączenia wentylatora, skutki: zdymianie opału ,większe skoki temperatury na kotle, mimo jasnego dymu - nieprzyjemny zapach z komina i obawiam się że dodatkowo CO podtruwające okolicę, może to wydawać się dziwne ale ostateczne ustawienia zapewniają najmniejsze spalanie, najmniej popiołu oraz najczystszy dym z komina którego jakość sprawdzam na węch i czujnikiem CO wychodząc na dach. Oczywiście b. duże znaczenie ma sposób palenia w piecu czyli u mnie koniecznie od tyłu komory załadowczej -piec dolnego czy też tylnego spalania z pionowymi kanałami. Na temat spalania na naturalnym ciągu na razie się nie wypowiadam ale na pewno wkrótce poeksperymentuję.

[kazik]

Ja natomiast szykuje się do pewnego experymentu polegającego na paleniu w niższych temperaturach (50-55) z mniejszymi dopływami powietrza ale ciągłymi. Mam tu na myśli bardzo częste nadmuchy jednak o bardzo małej mocy.

pozdrawiam

 

Ja palę z ciągłym podawaniem powietrza. Przedmuchy niewiele zmieniają, bo w chwili zamknięcia dopływu powietrza zadymia się palenisko, a to już smoła i sadza.

Ostatnio wymontowałem zawirowacze i spalałem bardziej ostro, ale jednak z powrotem do nich powróciłem, gdyż powodują wolniejsze spalanie przy szybszym przepływie gazów. Poznać to można po charakterystycznym syczeniu. Kolor płomienia jasno-żółto-niebieski. Dymu prawie nic. Drewno sosnowe suche.

Powietrze do spalania jest podgrzewane, gdyż przewód doprowadzający powietrze do kotłowni znajduje się pod stropem koło wymiennika CWU.

[MałyMiki]

tak naprawdę to trudno ustawić parametry do osiągnięcia perfekcyjnego spalania. Jednak ja u siebie zauważyłem że piec najlepiej się zachowuje przy temperaturze 60 stopni spalanie jest ciągle jednak nie ukrywajmy się . Aby dojść do najlepszej techniki spalania to trzeba zwyczajnie w tej kotłowni zostać przez tydzień i analizować temperaturę a na to czasu to ja nie mam.

[maatek1]

Z własnych doświadczeń piec viadrus U 26 (górne spalanie) 30 kw

Najpierw na miarkowniku ciągu około 9 godzin zadana temperatura a potem spadek chociaz węgiel był w piecu jednak popiół tamował doipływ powietrza.

Aktualnie dałem sterownik i wentyaltor piec wytrzymuje 12 godzin opał prawie cały spalony mało popiołu. Wentylator puszczony na minimumu ledwie dmucha.

Zaobserwowałem w ten sposób, że temp komina około 40-50 stopni przy miarkowniku i wentylatorze.

Spalanie opału w podobnej ilości. Większy komfort przy wentylatorze nie ma skoków temperatur.

Dom nieociep[lony ściany 60 cm nowe okna 150 m 2 do ogrzania splam 20kg węgla dziennie bez wygaszania w piecu przy aktualnej temperaturze.

[dream4you]

To chyba ja byłem jednym z tych którym piec wciągnął 50kg węgla ale trzeba dodać że był to węgiel brunatny i w dodatku kiepskiej jakości

a i dozowanie miałem za duże.

 

Co do ustawienia ilości powietrza - to w instrukcji do mojego pieca producent podał "dla większości przypadków ilość dozowania ustawić na max" w moim przypadku taka rura z otworami i wykręca się z niej śrubę odkrywają kolejne otwory wlotowe

 

z obserwacji swoich wiem tylko że jeśli się przesadzi z powietrzem momentalnie spada temperatura spalin - a co za tym idzie cała sprawność pieca bo to spaliny nagrzewają nam wodę w kotle

[AdamGuitar]

Powietrze nie spala się tylko służy do spalania, jest utleniaczem- to tak na marginesie.

[wroblewski]

Witam,

Aż przyjemnie się czyta tak merytoryczną dyskusję. Ja mam piec tłokowy, którym palę 4 sezon.

W celu zminimalizowania sadzy na dachu( widać tylko na śniegu w czasie bezwietrznej pogody) zastosowałem deflektor na paleniskiem, co poskutkowało w bardzo dokładnym spalaniu paliwa, ale nie uniknąłem całkowicie wylatywania sadzy z komina. Na tym kotle spędziłem bardzo dużo czasu, uwzględniałem wszystkie ciekawe "nowinki" użytkowników, zaglądałem w czasie pracy kotła na palący się żar i nigdy nie widziałem w spalinach żadnych fruwających "piórek" czy kuleczek sadzy, które wydostają się z komina. Wydaje mi się i to jest najbardziej prawdopodobne, że wylatywanie sadzy z komina, jest de facto z komina (wylotu komina), a nie kotła. A jeszcze jak ktoś ma w kominie jakiś wkład z nierdzewki bez ocieplenia, następuje przy wylocie kondensacja (zwłaszcza w zimę) i na skutek ciągu i wiatru , lużne mokre kuleczki sadzy

które przylegają wewnątrz do blachy, czy też komina, wylatują na zewnątrz. Widać to zwłaszcza przy ujemnych temp. powietrza. Mam komin 2 metry nad tarasem, a więc łatwo sprawdzić , kiedy najwięcej wylatuje sadzy(małe ciężkie kuleczki wypadają tylko na "czapę" komina) i fruwające "piórka".

[Pablos14]

Ciekawy temat.