Ekonomiczne spalanie paliw stałych

[nilsan]

Ekonomiczne spalanie paliw stałych jest procesem trudnym i zależnym od wielu czynników na raz. Dlatego nie ma jednej uniwersalnej recepty jak to robić. Natomiast są teoretyczne i praktyczne zasady, których stosowanie pozwala na przybliżenie się do optymalnych parametrów przebiegu tego procesu.

 

Spalanie paliw stałych trochę inaczej przebiega w kotłach górnego spalania (GS) niż w kotłach dolnego spalania (DS), pracujących na ciągu naturalnym i trzeba sobie z tego zdawać sprawę, za nim przystąpi się do zmiany metody spalania. Poza tym należy na ten proces spojrzeć całościowo jako na układ produkcji i dystrybucji energii, którego integralnymi elementami składowymi są kocioł + komin + instalacja odbioru energii.

Jeżeli któryś z tych elementów nie zostanie zsynchronizowany z resztą, można zapomnieć o uzyskaniu ekonomicznego przebiegu procesu spalania.

 

Kolejnym ważnym tematem są domowe sposoby poprawy funkcjonowania i sprawności kotłów stałopalnych, o których też będziemy się starali mówić.

 

I z grubsza o tym chciałbym dyskutować na tym wątku.

 

Osobiście nie jestem specjalistą od kotłów stałopalnych. Swoje doświadczenia czerpię głównie z obserwacji sposobu spalania paliw stałych w kotłach współprądowych GS litewskiej firmy Stropuva. Dlatego do dyskusji w tym wątku chciałbym zaprosić kolegów, którzy mają ode mnie większą wiedzę i doświadczenie, żeby przekaz płynący z dyskusji dla szerokiej rzeszy użytkowników kotłów stałopalnych, był możliwie jak najbardziej zbliżony do rzeczywistego.

 

Ze swej strony jestem w stanie udzielić wyczerpujących wyjaśnień w zakresie sposobów prawidłowego podłączenia kotłów do instalacji odbioru ciepła, metod jej regulacji, systemów zabezpieczeń pracy kotła w sytuacji zaniku napięcia itp.

 

Z mojego doświadczenia wynika, że zasadniczo nie ma głupich pytań, z reguły bywają tylko głupie odpowiedzi.

 

Dlatego zapraszam wszystkich do ich zadawania oraz udziału w dyskusji, a ja oraz jak mniemam również i inni koledzy będziemy starali się udzielić na nie możliwie jak najbardziej wyczerpujących odpowiedzi, rzecz jasna na miarę posiadanej wiedzy i doświadczenia.

 

nilsan

Edytowane 23 Stycznia 2012 przez nilsan

[resq]

Witaj,

 

cieszę*się że powstał ten wątek, więc od razu przejdę do rzeczy.

 

Po wielu próbach chyba udało mi się osiągnąć stan, o którym tutaj piszesz. Czyli zsynchronizować po kolei wszystkie elementy.

od tygodnia mam zamontowane RCK , jedynym miejscem które do tego było możliwe bez wielkich bojów to wyczystka pod czopuchem ok 50 cm.

Dodatkowo mam założony Rotowent i dopiero teraz widzę , że oba te elementy jednocześnie pracują jak należy.

Efekt - pomimo pracy RCK i Roto ( od kilku dni dość*mocno wieje ) przez cały czas bardzo stabilna praca kotła ( wydawałoby się to niemożliwe).

Dalej:

po 10 -15 min uzyskuję stabilną temp spalin od 192-195C w przedziale czasu 2-3godzin w zależności od ilości zasypu spada stopniowo do 80-101C.

Wcześniej było to nie do osiągnięcia .

Ponieważ w tym roku palę węglem z Wujka ( typ 33 - 30MJ) nie byłem w stanie dopalić tych wszystkich gazów przez co sporo dymiło przy niższych temperaturach w okolicy 80-100C.

Istotne jest, że przez te 2-3 godz. podaję wyłącznie powietrze wtórne, dopiero później miarkownik.

I tutaj ciekawostka - w moim mniemaniu to czy w pierwszej fazie odgazowania jest podawane powietrze pierwotne czy nie zależy od dobrania odpowiedniej mocy kotła, jeśli jest przewymiarowany to szczelność kotła będzie miała istotne znaczenie, jeżeli kocioł jest dobrany prawidłowo lub będzie za mały - szczelina będzie konieczna od samego początku.

Dla potwierdzenia wykonałem trzy próby:

1. oryginalny stan kotła wymiary paleniska 100%

2. zabudowana tylna ściana kotła 70%

3. zabudowane 3 ścianki 60%.

Wyniki zdają się z całkiem dużą dozą potwierdzać zaobserwowaną zależność.

Kolejna rzecz odpowiednia długość kierownicy powietrza wtórnego, a dokładniej czy podawane przez nią powietrze dotrze nad cały przekrój paleniska czy też tylko w jego część. Skutki są takie iż w tym drugim przypadku węgiel będzie spalał się nierównomiernie.

 

resq

 

P.S. jeszcze jedna istotna sprawa, która według mnie jest warta powtórzenia . Temperaturę którą chcemy uzyskać w domu sterujemy nie tylko temp. wyjściową CO ale także przepływem, jest to bardzo istotne i potrzebne do odpowiedniego wyregulowania instalacji.

Edytowane 23 Stycznia 2012 przez resq
literówka

[nilsan]

resq:

 

Twoje obserwacje są całkiem prawidłowe. Zmniejszając palenisko szamotem ograniczasz ilość energii produkowanej przez kocioł, ale również odbieranej przez kocioł. Moim zdaniem powinieneś również spróbować rozwiązania Wezyra z KPW i deflektorem spalin. Po pierwsze podnosi on temperaturę PW, po drugie poprawia zmieszanie gazu palnego z PW i lepsze dopalenie produktów zgazowania, po trzecie ukierunkowuje przepływ spalin na ścianki wymiennika kotła, za nim wpadną do kanałów ciągowych WC, przez co w pewnym stopniu rekompensuje wpływ ograniczenia powierzchni wymiany szamotem. Na twoim miejscu spróbowałbym palenia bez ROTO na kominie, ponieważ podnosi on ciąg kominowy i przez to ogranicza zakres modulacji kotła miarkownikiem ciągu.

 

nilsan

[art23]

No i skończyło się polowanie na czarownice:-).Nilsan chwała ci za to.

[nilsan]

resq:

 

Miałem na myśli to rozwiązanie:

http://forum.muratordom.pl/showthread.php?100061-Ekonomiczne-spalanie-w%C4%99gla-kamiennego&p=5140414&viewfull=1#post5140414

 

Podnosząc temperaturę na kotle przy jednoczesnym proporcjonalnym zmniejszaniu przepływu wody przez kocioł i instalację CO, możesz utrzymać tą samą moc pracy kotła i jednocześnie poprawić parametry pracy komina bez ROTO, ale z RCK oraz paleniska poprzez przywrócenie dopływu PP. Jego ciągłe doprowadzanie pod ruszt jest bardzo istotne dla prawidłowego przebiegu procesu spalania z zachowaniem ciągłości cyklu obróbki paliwa tzn. suszenia, odgazowania i zgazowania paliwa. Jedynie w przypadku pracy kotła w podtrzymaniu możliwa jest praca na samym PW, bez PP.

 

nilsan

Edytowane 23 Stycznia 2012 przez nilsan

[resq]

Co do samego KPW mam kolejne obserwacje.

Nie miałem czasu pomierzyć temperatury w każdym przypadku ,ale:

1. od długości KPW zależy jak szybko się nagrzewa ( im większa tym szybciej robi się gorąca)

2. od długości KPW zależy jak szybko nagrzeje się powietrze wtórne przepływające przez nią.

jeżeli nie ma możliwości technicznych rozwiązaniem staje się deflektor który pomaga osiągnąć żądane parametry,

w moim przypadku KPW po 15 min nie da się dotknąć ( a dokładniej śrub mocujących ).

W takim przypadku wolałbym podwieszać deflektor po to by wymusić kierunek spalin na ścianki kotła.

 

resq

[nilsan]

art:

 

Liczę na to, ze wreszcie na spokojnie uda się podyskutować na interesujące nas tematy dotyczące optymalizacji procesu spalania i okiełznania domowego piekiełka.

 

nilsan

[nilsan]

resq:

 

I tak wtedy będziesz miał dwa w jednym.

Z tego co pisał Wezyr jego kocioł z KPW+D zdecydowanie stabilniej pracował przez cały okres palenia i lepiej dopalał produkty zgazowania i opał, łącznie z koksikami w końcowej fazie palenia.

 

nilsan

[resq]

na chwilę obecną kocioł pracuje na 60C. Przepływ mogę jeszcze zmniejszyć bo mam taką możliwość , tylko czy jest sens jeszcze podnosić temperaturę.

Może jednak zmniejszyć palenisko i uruchomić PP od samego startu?

 

resq

[jacbelfer]

Witaj nilsan

 

Raczej już tylko u Ciebie

Ale jak to w moim zwyczaju...

W Twoim wstępie napisałeś:

Dlatego do dyskusji w tym wątku chciałbym zaprosić kolegów, którzy mają ode mnie większą wiedzę i doświadczenie, żeby przekaz płynący z dyskusji dla szerokiej rzeszy użytkowników kotłów stałopalnych, był możliwie jak najbardziej zbliżony do rzeczywistego.

 

Zapraszasz oczywiście wszystkich, ale szczególnie tych mających większą wiedzę aby merytorycznie dyskutować - prawda

 

Pozdrawiam serdecznie

Jacek

[jacbelfer]

Z tego co pisał Wezyr jego kocioł z KPW+D zdecydowanie stabilniej pracował przez cały okres palenia i lepiej dopalał produkty zgazowania i opał

Również potwierdzam- brak było dołka. PW postawiłem w rogu paleniska (2'') na szczelinie rusztu.

Stal się rozgrzewała, i po kilku godzinach był taki efekt, że w okolicach rury wypaliło opał do dołu, z tego miejsca wypływał płomień, który na samym szczycie był dotleniony gorącym powietrzem z rury. Wszystko to uderzało w górny deflektor dopalając gazy wydostające się z innych miejsc zasypu.

 

Efekt- długie palenie, brak dymu i wreszcie miałem ogień na górze.

[nilsan]

Również ciekawym tematem jest odpowiedź na następujące pytanie:

 

"Czy w ogóle jest szansa, że będzie działać grawitacyjny obieg? Przy miedzianej instalacji z cienkimi rurami."

 

Na to pytanie jeden z uczestników dyskusji odpowiedział w następujący sposób:

 

"Może tu wystąpić problem z wydajnością układu przy pracy w trybie grawitacji.

Jeśli jest dużo grzejników i co z tym związane, dużo metrów miedzianej, cienkiej instalacji, to opory hydrauliczne

mogą być znaczące. Tym bardziej, że według rysunku zasilania grzejników są z dołu.

Nie podałeś też jaki rodzaj grzejników masz ?

Stalowe typu Purmo zdecydowanie stłumią przepływ, bo mają wąskie kanały.

Aluminiowe lepiej się sprawdzą ze względów konstrukcyjnych.

Niestety, rzeczywistość jest taka że układ grawitacyjny a pompowy, to dwa istotnie różne

rozwiązania. Z pompą obiegową, a więc z wymuszonym obiegiem, będzie działało jak należy.

Grawitacja działa z góry na dół i tutaj jest pewna sprzeczność."

 

Udzieliłem następującej odpowiedzi:

 

"Przepływ pompowy jest ponad dziesięciokrotnie większy od przepływu grawitacyjnego i dlatego opory instalacji są duże bo rosną proporcjonalnie do kwadratu przepływu.

Przy przepływie grawitacyjnym, dziesięciokrotnie mniejszym, opory zmaleją stukrotnie.

Jeżeli temperatura na wyjściu z kotła w trybie grawitacyjnym, będzie wynosiła np. 90*C, a temperatura powrotu z instalacji CO np. 40*C, to dla przepływu grawitacyjnego o dziesięć razy mniejszego od przepływu pompowego równego np. 1,5m3/h, moc przenoszona poprzez instalację w trybie grawitacyjnym wyniesie:"

 

Q = 1,163 x 0,15 x (90 - 40) = 8,72kW

 

Na to mój adwersarz:

 

"To teraz proszę tę teorię zastosować do konkretnego przypadku.

Skąd Pan wie, jakie przepływy będą w tej konkretnej instalacji ?

Skąd przypuszczenie, że na powrocie będzie 40 st.C ?

I jak odnieść konkretną wartość podaną przez Pana do instalacji autora wątku, o której wiadomo że ma kocioł na paliwo stałe, grzejniki aluminiowe i rozdzielacze, ale nic o długości instalacji i przekrojach rurek z których się składa ? Według rysunku mamy dwa przejścia na cieńsze wymiary i rozdzielacze. Już samo to powoduje zwiększenie prędkości przepływu, a zatem i opory.

Ja z łatwością potrafię sobie wyobrazić sytuację, że gdy w duże mrozy zabraknie prądu i CO zacznie działać w trybie grawitacyjnym, nastąpi lokalne przegrzanie w którymś miejscu, ze względu na obecność rozdzielaczy i rozległość cienkościennej instalacji , która może w skrajnym przypadku nawet zakorkować przepływ.

Dlatego lepiej by było, aby autor wątku skonsultował temat na miejscu z doświadczonym instalatorem, który zobaczy na własne oczy, jak to wygląda i oceni, czy może warto będzie pomyśleć o rezerwowym zasilaniu dla pompy obiegowej, aby zapewnić jej nieprzerwaną pracę i nie ryzykować pracy grawitacyjnej ? "

 

Moja odpowiedź:

 

"Moje obliczenia miały pokazać jedynie możliwości jakie tkwią w trybie pracy grawitacyjnej zamiast wątpliwej jakości wężownicy schładzającej. Sadząc z rysunku przepływ grawitacyjny w instalacji djibiza jest możliwy bez względu na średnicę rur z jakich została wykonana instalacja (brak zasyfonowania na odcinku od kotła do rozdzielacza CO). Ciśnienie dysponowane na rozdzielaczu CO, dla podanych przeze mnie temperatur i wysokości podnoszenia pompy grawitacyjnej około 2m, wyniesie ok. 445Pa plus ok. 56Pa pomiędzy środkiem grzejnika i rozdzielacza CO, co daje łącznie ok. 501Pa. Powinno to wystarczyć na wywołanie przepływu w kotle na poziomie 0,1-0,15m3/h. Dodatkowym czynnikiem sprzyjającym przejściu kotła z trybu pracy pompowego na grawitacyjny jest fakt, że obie pompy pracują cały czas równolegle ze sobą w czasie całej pracy pompy elektrycznej, z tym że wtedy wydajność pompy grawitacyjnej jest trochę niższa ze względu na mniejszą różnicę temperatur w instalacji CO. A skąd to wiem, bo po pierwsze potrafię to policzyć, a po drugie od lat takie zabezpieczenie kotłów z powodzeniem stosuję. Poza tym proponowałem, żeby djibiza przeprowadził kontrolowany eksperyment na swojej instalacji CO z wyłączeniem pompy elektrycznej i sam się o tym przekonał jak to funkcjonuje w jego instalacji. Jeżeli temperatura na kotle nie wzrośnie powyżej 95-98*C, to będzie mógł spać spokojnie w chwili zaniku prądu. UPS to również dobre rozwiązanie, tyle że kosztowne."

 

Jakie jest wasze zdanie na temat możliwości takiego zabezpieczenia kotła stałopalnego na wypadek zaniku napięcia?

 

nilsan

Edytowane 23 Stycznia 2012 przez nilsan

[nilsan]

na chwilę obecną kocioł pracuje na 60C. Przepływ mogę jeszcze zmniejszyć bo mam taką możliwość , tylko czy jest sens jeszcze podnosić temperaturę.

Może jednak zmniejszyć palenisko i uruchomić PP od samego startu?

 

resq

 

Podnoszenie temperatury dla aktualnych warunków atmosferycznych raczej nie. Spróbuj zmniejszyć ciąg kominowy RCK lub zdemontuj do testów ROTO.

 

nilsan

[nilsan]

Witaj nilsan

 

Zapraszasz oczywiście wszystkich, ale szczególnie tych mających większą wiedzę aby merytorycznie dyskutować - prawda

 

Pozdrawiam serdecznie

Jacek

 

Jak najbardziej tak i przepraszam za tą niezręczność.

 

nilsan

Edytowane 23 Stycznia 2012 przez nilsan

[art23]

Normalnie tak mnie ta rura z deflektorem zainteresowała ze chyba się skuszę na parę dni prób.Chwilowo choruję miedzy innymi na nadmiar wolnego czasu i coś tam w garażu sklecę i wypróbuję.Albo zrobię centralną rurę na środku paleniska z otworami na obwodzie albo peryskop pod tylna ścinką ale z otworkami na poziomej rurce.Na deflektor użyję starych żeliwnych drzwiczek od pieca kaflowego.

Napowietrzanie podobne jak w tym kotle.

Co do zabezpieczenia instalacji to choć nie mam takiego doświadczenia jak ty Nilsan z własnego doświadczenia mogę powiedzieć tylko tyle że mając instalację CO w miedzi i grzejniki panelowe Galant w przypadku wyłączenia prądu kompletnie nic złego się nie dzieje.Grawitacja działa mimo braku tzw.spadów.Na parterze wszystkie grzejniki grzeją choć ciepłe są w 2/3 wysokości.Na piętrze jest gorzej bo grzeją słabo.U mnie dobry obieg grawitacyjny działa od 70*C w górę.

Edytowane 23 Stycznia 2012 przez art23

[resq]

Obecnie ciąg na RCK mam 20Pa i jest zamknięta jeżeli nie ma gwałtownych zmian pogodowych.

Powyżej temp. 190C zaczyna się lekko uchylać. Spróbuję zmniejszyć do 15Pa a jak nie będzie widocznych efektów to zdemontuję ROTO i dam znać.

 

resq

[mati8201]

no ciekaw jak by było bez ROTO

[resq]

nilsan

 

ta pompa grawitacyjna współdziałająca z wymuszonym obiegiem to jak powinna wyglądać?

może jakiś rysunek poglądowy ( u mnie często są zaniki prądu a perspektywa wydania 1,5k na zabezpieczenie to nic przyjemnego).

 

resq

[nilsan]

Obecnie ciąg na RCK mam 20Pa i jest zamknięta jeżeli nie ma gwałtownych zmian pogodowych.

Powyżej temp. 190C zaczyna się lekko uchylać. Spróbuję zmniejszyć do 15Pa a jak nie będzie widocznych efektów to zdemontuję ROTO i dam znać.

 

resq

 

Myślę, że bez ROTO spadnie ci temperatura spalin i tym samym strata kominowa, nawet jak nieznacznie podniesiesz temperaturę na kotle, żeby uchylić klapkę dopływu PP.

 

nilsan

[nilsan]

resq:

 

Pompa grawitacyjna, to taka moja przenośnia, bo działa podobnie jak elektryczna, z tym że czynnikiem napędowym jest w tym przypadku różnica gęstości wody na zasilaniu i powrocie z instalacji CO, wywołana różnicą temperatur. Im wyższa temperatura tym mniejsza gęstość wody i na odwrót im temperatura niższa, tym gęstość wody większa. Obrazowo zasada działania jest podobna do wagi szalkowej trzymanej w ręku przez Temidę. Jeżeli jedna szalka to zasilanie instalacji CO, a druga to powrót, to różnica gęstości wody o tej samej objętości na szalkach, spowoduje wychylenie się szalki z większą gęstością wody (ciężarem) pod wpływem siły grawitacji i to właśnie jest napęd grawitacyjny wywołujący przepływ wody w instalacji CO i kotle.

 

nilsan