Статья: Подача вторичного воздуха не горение — Дожиг дымовых газов

Процесс сжигания твердого топлива делят на три стадии:

1. воспламенение (зажигание),
2. активное горение
3. дожигание.

• В первой стадии твердое топливо вначале подогревается и подсушивается и при температуре 105 – 110 °С теряет свою влагу.
• Затем при температуре 300 – 400 °C оно начинает разлагаться на летучие вещества и твердый остаток.
• При дальнейшем нагреве, когда его температура становится равной температуре воспламенения, топливо загорается. Температура воспламенения (примерная) различных топлив следующая, °С: дров – 300; бурого угля – 300 – 400; каменного угля – 450 – 500; антрацита – 700 – 750; жидкого топлива 500 – 600; газа около 600.
• Стадия активного горения характеризуется высокой температурой (более 1000 °С) с максимальным выделением тепла и наибольшим потреблением воздуха (кислорода), расходуемого на горение кокса и летучих веществ.
• Дожигание твердого топлива характеризуется уменьшающимся тепло-выделением и снижающейся потребностью в воздухе.

Статья: Двойное горение. Вторичный дожиг дымовых газов

Здравствуйте, дорогие друзья!

Технология двойного горения. Вторичный дожиг дымовых газов – чистое горение.

Большинство современных каминов и печей оснащаются системой «двойного горения» или как еще её называют – «вторичный дожиг дымовых газов».

Если Вы ранее уже ознакомились с преимуществами этой замечательной технологии, то можно сразу выбрать печь-камин, варочную печь или печь с теплообменником из ассортимента нашего магазина. Если же Вы не до конца разобрались в технологии, или затрудняетесь с выбором и первый раз слышите об этом, то данная статья будет Вам крайне полезна, т.к. содержит очень полезную информацию.

Не смотря на то, что технология «двойного дожига» или «система чистого горения» (S.C.P.), была изобретена уже более 100 лет назад, она без особых изменений используется в настоящее время практически каждым серьезным каминным производителем.

Каминостроение за это время шагнуло далеко вперед, и современные дровяные камины оснащены техническими новшествами, суть метода двойного дожига не изменилась и состоит в том, что подводится дополнительная порция предварительно подогретого воздуха в топочную камеру работающего камина. Это приводит к воспламенению органических частиц содержащихся в дымовых газах, что не только увеличивает КПД камина, но и сокращает количество вредных веществ и токсичных газов выбрасываемых в атмосферу.

Последнее обстоятельство является очень важным, так как печи и автомобильный транспорт являются основными источниками загрязнения воздуха крупных городов, поэтому увеличение их количества необходимо компенсировать технологиями, уменьшающими их негативное влияние на экологию.

Рис.1. Схема горения и движения воздуха в камине

1. Патрубок дымохода
2. Система двойного дожига в верхней части топки
3. Топочная камера
4. Подача первичного воздуха
5. Подача вторичного воздуха для двойного дожига
6. Принудительная вентиляция
7. Патрубок соединения с забором внешнего воздуха
8. Забор воздуха из помещения
9. Дверца с термостойким стеклокерамическим окном с температурным порогом в 800°C
10. Отверстия выхода воздуха вторичного дожига

Горение проходящее в топке камина — химическая реакция окисления органических веществ топлива (дров) и окислителя (кислорода содержащегося в воздухе) при высоких температурах, сопровождаемая выделением большого количества тепла. В процессе горения образуются такие вещества как уголь, зола, пары воды, углекислый газ, и некоторые другие.

По причинам недостатка кислорода или температуры в зоне горения, увеличенной скорости прохождения воздуха сквозь зону горения, химических примесей и влажности топлива, а также других причин, приводящих к неполному сгоранию древесины, образуется копоть, сажа и угарный газ.

Сажа и копоть загрязняют стенки дымоходов и разрушают их, тем более в смеси с конденсатом образующемся в дымоходе, а угарный газ представляет реальную угрозу, как для людей, так и для окружающей среды. В рамках данной статьи мы не станем еще раз доказывать опасность последствий образования угарного газа и рассмотрим это и отдельной статье.

На содержание же копоти, сажи и угарного газа мы можем повлиять регулировкой интенсивности горения и подачей воздуха для догорания данных веществ.

При розжиге и горении печи воздух помещения, так называемый первичный воздух, попадает в топку через специальные приточные отверстия с регулировкой (Рис.1 поз. 4), и поддерживает горение. Интенсивность горения регулируется непосредственно притоком первичного воздуха.

При сгорании топлива в зоне колосниковой решетки или пода, в дымовых газах, ещё содержится много мелких частиц органических веществ не полностью сгоревшего топлива. Они поднимаются в верхнюю часть топливника, по направлению к дымоходу, где, в зоне дефлектора, разогреваются до высоких температур, после чего удаляются через дымоход в атмосферу(Рис.1 поз. 1).

Если в процессе горения в топку подавалось недостаточное количество кислорода, то сгорание будет неполным и в дыме вместо углекислого газа (СО2) будет образовываться опасный для здоровья угарный газ (CO). Подробнее об угарном газе читайте здесь.

Неполное сгорание топлива можно определить по цвету дыма, выходящего через дымовую трубу. В случае полного горения дым будет прозрачным. Черный цвет дыма появляется при не достаточной температуре сжигания и большой влажности дров. Серо-белый дым – говорит о недостатке притока воздуха. Белый – нормальное горение.

Чтобы исключить риски, связанные с неполным горением, применяется технология «двойного дожига», когда в камин, через каналы притока вторичного воздуха, подается дополнительный кислород воздуха. Чаще всего вторичный воздух (Рис.1 поз. 5)., проходя по каналам расположенным между стенками корпуса и раскаленной топочной камерой, нагревается, после чего попадает в камеру сгорания через специальные отверстия. (Рис.1 поз. 10). При смешивании подогретый вторичный воздух с отходящими газами и контакте с раскаленными поверхностями топки, происходит вторичное воспламенение (Рис.1 поз. 2). (визуально это напоминает огненный дождь) и сжигается находящаяся в топке взвесь несгоревшего топлива и окись углерода (СО).

Таким образом, технология «двойного дожига» не только минимизирует опасность отравления человека угарным газом, но и значительно увеличивает тепловую эффективность камина, также сокращая и расход топлива.

Следует отметить, что забор воздуха (Рис.1 поз. для процесса горения из помещения, где установлен камин, может сказаться на самочувствии находящихся там людей, особенно при герметично закрывающихся окнах и дверях. Поэтому многие производители рекомендуют производить забор воздуха для горения извне, используя металлические воздуховоды, подсоединяемые к печам в предназначенных для этого местах (Рис.1 поз. 7).

При установке соединительной трубы важно помнить, что если забор воздуха производится не с улицы, а из смежного помещения, то им не может быть гараж или котельная, т.к. это может спровоцировать обратную тягу в дымоходе.

С уважением, Алексей Телегин.

Причины и условия возникновения процесса дожигания в дровяной печи:

Недогоревшее топливо (летучие вещества), утягиваемые вглубь печи, способны воспламеняться.

При условии высокой температуры и наличия кислорода происходит вторичное воспламенение.

Т.к. вторичное воспламенение происходит уже внутри печи, а не в топке, это существенно увеличивает температуру газов в каналах.

Вторичный дожиг происходит, в специально организованной, камере дожига.

Рабочий процесс

Это приводит к дополнительному окислению или сгоранию вредных веществ в выхлопных газах. Это производит безвредный углекислый газ и воду. Тепло, генерируемое этим процессом, дополнительно нагревает катализатор и датчики кислорода. Это сокращает время начала их эффективной работы. Система вторичного воздуха используется для автомобилей с 1997 года. В связи с улучшением системы впрыска топлива и системы управления двигателем. Система подачи вторичного воздуха постепенно теряет свое значение. Конструкция системы подачи вторичного воздуха включает насос вторичного воздуха, клапан подачи вторичного воздуха и систему управления. Насос вторичного воздуха представляет собой радиальный вентилятор с электрическим приводом. Атмосферный воздух поступает в насос через канал воздушного фильтра.

Способы подачи вторичного воздуха в печь:

1. Подача вторичного воздуха через дверцу топки.
2. Подача вторичного воздуха через специальное отверстие в корпусе печи.
3. Подача вторичного воздуха через силому.
4. Подача вторичного воздуха по специальному кирпичному каналу внутри печи.

1.Подача вторичного воздуха через дверцу топки.

Наиболее часто встречающийся способ подачи вторичного воздуха в печь.

Многие современные печные дверцы имеют на своём корпусе специальные отверстия для прохода воздуха в топку. Обычно эти отверстия удобно закрываются шибером. Этим шибером регулируется количество подаваемого воздуха.

Подача вторичного воздуха через специальное отверстие в корпусе печи.

Достоинство этого способа в том, что можно сделать подачу точно в место скопления недогоревших веществ.

Сложность в том что определить, такое, волшебное место в печи непросто.

И самое большая сложность, это несоответствие дыры в печи с противопожарными нормами.

Подача вторичного воздуха через силому.

Силома это такой канал для прохода воздуха из поддувала печи в область подачи вторичного воздуха. Силома изготавливается из нержавеющей стали и устанавливается в печь с компенсационными зазорами для возможного расширения.

Устраивать подачу вторичного воздуха через силому это довольно техничное и современное решение в строительстве печей.

Для грамотного устройства силомы в печь важно понимать процессы горения в печи и последствия воздействия огня на материалы.

По факту, немногие печники используют этот способ, т.к. это довольно сложное мероприятие требующее чёткости проекта и хорошего качества материала силомы.

Подача вторичного воздуха по специальному кирпичному каналу внутри печи.

Хороший способ для подачи вторичного воздуха при условии достаточности места внутри печи.

У меня обычно не получается разместить внутри печи ещё один канал для вторичного воздуха.

Обычно печь проектируешь с максимальной мощностью в минимальном размере и для канала под воздух просто не остаётся места, но если вы не ограничены размерами тогда сделать канал для вторичного воздуха из кирпича будет хорошим решением.

Возможно есть и ещё какие то более экзотические способы для подачи вторичного воздуха в печь.

Отопительный камин печь

Твердотопливные пиролизные газогенераторные котлы продолжительного горения

Действие таких котлов базируется на газификации топлива. Топка такого котла разделена на 2 половины по горизонтали. Верхняя половина, которая одновременно является загрузочной камерой для топлива, дрова не горят, а тлеют. Испытывая на себе воздействие высоких температур, дрова выделяют различные горючие вещества, которые и становятся основным топливом для котла, сгорая во второй камере, расположенной снизу.

Описанный принцип действия котлов существенно повышает КПД таких образцов, в этом случае можно говорить о 85 или даже 90 %. Время горения топлива также ощутимо увеличивается, доходя до 12 часов. Дело в том, что в рассматриваемых котлах процесс непосредственного горения топлива происходит только в нижней камере.

В верхней, загрузочной камере, дрова только тлеют, выделяя горючие вещества. После этого горючие вещества перемешиваются с воздухом и через специальную форсунку отправляются во вторую, нижнюю камеру, где и становятся основным топливом для такого котла. В процессе сжигания смеси из воздуха и газов, выделяющихся из дров, удаётся достичь достаточно высоких температур, поэтому нижняя камера, в которой и происходит процесс сгорания, обшивают специальной термостойкой отделкой.

Топливо в рассматриваемых котлах прогорает почти полностью, что позволяет говорить ещё и об экономичности котла. Кроме того, в силу своих технических особенностей котёл не образует сажи и пепла в процессе работы. Для того, что пиролизный котёл полноценно выполнял свои функции, необходимо полноценное нагнетание воздуха внутрь устройства.

Рассматриваемые котлы являют собой сложную и недешевую аппаратуру. В большинстве случаев, в конструкцию таких котлов входят:

• Дымососы;
• Электронные приборы для управления рабочим процессом котла и эффективного контроля за ним.

Важным условием для правильной эксплуатации пиролизного котла, является уровень влажности топлива. Влажность дров, которые будут закладываться в такой котёл, не должна превышать 25 %. Практика показывает, что хранящиеся в поленнице дрова могут похвастаться таким процентом влажности только спустя 24 месяца после начала хранения. Также котёл требователен и к размерам топлива: толщина дров, которые готовятся к закладке в такой котел, не должна быть менее 100 миллиметров. Минимальная мощность котла, которую можно считать подконтрольной, составляет 50 %, в тех случаях, когда мощность котла опускается нижеуказанного показателя, работа прибора становится нестабильной. Это говорит о том, что котёл хорошо адаптирован для работы в холодные периоды года, однако совершенно непригоден для эффективной эксплуатации в межсезонье.

Пиролизные котлы от таких производителей, как VERNER и ATMOS могут похвастаться отличными отзывами от пользователей, успевших изучить и испытать данную технику в процессе практического применения.