Камера дожига дымовых газов – «Тепловой фонарь

Довелось мне в этом году класть (сокращённо ПДА). Заказчик очень хотел именно её. А от Кузнецовских вариантов колпаковой печи с хлебной камерой наотрез отказался. Он долго рылся в инете и нашёл её, родимую. Так она ему понравилась, что ни о какой другой и слышать не хотел. Ну, хорошо, договорились. Сложил ему эту печку. Слышал и читал про них раньше, но вот класть не доводилось.

Печь как печь, двуколпаковая, подовая , то есть без зольника и поддувала. Воздух в топку подаётся через топочную дверцу. Подовые печки встречаются в жизни. У них более спокойное горение, и дрова в них горят дольше. И хотя сам я больше сторонник печей с зольником, но и на эти смотрю с уважением. В русской-то печи, прототипе колпаковых печей, тоже подовое горение. Правда, приходится время от времени ворошить горящие поленья, чтобы равномернее прогорали, но это не очень обременительно.

Устройство печи

Поскольку в печи нет зольника, а топка расположена довольно низко, над топкой помимо камеры дожига топочных газов (она же и варочная камера), можно на комфортной высоте расположить и чугунную варочную плиту. И в результате у печи появляются две полости для приготовления пищи: камера дожига с герметичной дверцей и открытая полость над варочной плитой. Однако, поскольку птита расположена не традиционо вдоль печи, а поперёк, эта полость оказывается более замкнутой от внешнего пространства и поэтому дольше может хранить тепло и, значит, равномернее отдавать его в помещение и той кастрюле, в которой вы решили приготовить свой обед.

Камера дожига служит прежде всего для улучшения горения дров и повышения эффективности работы самой печи. Топочные газы через щель (её по сути можно назвать нижним хайлом печи ), расположенную у задней стенки, переходят на второй ярус, где догорают за счёт высокой температуры стенок камеры и пода - горизонтального перекрытия между топкой и камерой дожига. Для того, чтобы эффект дожига был сильнее, и топка, и камера дожига выполнены из шамотного (огнеупорного кирпича), который быстрее нагревается и работает в данном случае как катализатор, позволяющий дожечь те фракции органики, которые не догорели в топке. В результате получается дополнительный выход тепловой энергии, а сами дымовые газы оказываются чище -в идеале это углекислый газ и вода. На практике, конечно же такой чистоты добиться проблематично, но в любом случае сажи образуется меньше. В итоге и печь реже чистить приходится, и атмосфера меньше загрязняется, и эффективность печи увеличивается.

Из камеры дожига топочные газы поступают в два выхода (верхнее хайло ), симметрично расположенные по бокам камеры ближе к её дверце. Так они оказываются в первом колпаке, где через традиционную подвёртку переходят во второй колпак и оттуда уже вылетают в трубу.

Верх камеры дожига перекрывает варочная плита, которой также достаётся достаточно тепла, чтобы стать самостоятельным варочным устройством.

По отзывам владельцев таких печей камера дожига прекрасно справляется и с дожигом газов, и с выпечкой хлеба, а также с приготовлением прочих блюд, требующих длительной тепловой обработки - например, томлением каши.

Правда, в моём случае подробности её использования мне пока не известны - после завершения кладки только делал пробную растопку в присутствии заказчика, чтобы проверить тягу. Но если будут подробности её работы, обязательно расскажу.

Скажу честно - печь мне понравилась: и класть легко, и логика её устройства очень убедительна и проста в исполнении. А это много значит - не всегда просто найти такое решение, которое ладно и без излишних усложнений и наворотов позволяет сложить грамотную печь.

О том, откуда взялись эти печи - в другой раз. История интересная и от неё веет такой седой стариной, что поневоле начинаешь испытывать священный трепет перед мудростью наших пращуров понимавших жизнь законы Природы настолько, что нам всё ещё никак их не превзойти. И всегда есть чему поучиться у прародителей.

По рассказам пользователей именно этого варианта она хороша во всех отношениях.

Виктор Дмитриевич Моргалюк

При работе отопительного оборудования образуются дымовые газы в которых присутствуют не сгоревшие частицы топлива и для их дожига применяются различные способы с целью повышения КПД сгорания и уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу. Разработано достаточно много эффективных вариантов и способов дожига дымовых газов.

Предлагаемый к ознакомлению способ дожига основан на разрыве струи дымовых газов с помощью отдельной камеры дожига - «Теплового фонаря» (см. рис. 1 и рис. 2).

Дымовые газы от отопительного оборудования направляются с помощью сопла на локализатор, который образует локальную зону турбулентности, что способствует вторичному сгоранию дымовых газов и образованию зоны повышенной температуры. В зону локализатора можно дополнительно подавать воздух или (и) газ для более полного сгорания. Как видно из рисунков такая конструкция камеры дожига, кроме повышения к.п.д. сгорания топлива, может быть использована и для изменения дизайна, в частности, каминов и каминных топок.

При определенном подходе к конструкции и дизайну согласованной, например, с камином камеры дожига, можно говорить о несколько ином качестве и дизайне каминов. В таком комбинированном варианте оборудование может обладать повышенной тепдоотдачей, отличаться дизайном и также может использоваться для отопления домов, коттеджей, верхнего этажа многоэтажных домов и т.п.

Если такое оборудование располагать в проемах стен для обогрева нескольких комнат, то это предполагает специальные проекты домов с использованием конструктивных размеров изделий, а это уже своя ниша рынка проектов домов.

Данная публикация имеет целью привлечь внимание предпринимателей и фирм, которые заинтересованы в развитии такого направления бизнеса, начиная с организации разработки и изготовления промышленных образцов изделий.

Ниже приводится краткое техническое описание камеры дожига – «тепловой фонарь» (далее – ТФ).

(Заявка на полезную модель от 28.11.2008г. №2008147186. Заявитель и автор – автор этой статьи.)

ТФ предназначен для дожига дымовых газов от отопительного оборудования – печей, топок, каминных топок, обогревательных котлов, работающих предпочтительно на дровах, топливных брикетах, пеллетах, газе с целью повышения к.п.д. сгорания топлива, для дополнительного обогрева и получения эффекта инфракрасного обогрева помещений. Такой результат достигается совокупностью применения сопла, локализатора, дополнительной подачи воздуха и (или) газа, стеклопанелей, линз или отражателей в конструкции камеры дожига дымовых газов.

ТФ – самостоятельная конструкция - располагается над дымоходом отопительного оборудования. Возможно применение ТФ одновременно для более, чем одного комплекта отопительного оборудования. Это может быть достигнуто конструктивным согласованием выходных дымоходов различных комплектов отопительного оборудования.

Как вариант – отопительный котел на нулевом этаже дома, камин на первом, а ТФ на первом или втором этаже.

В случае жилых помещений отопительное оборудование с ТФ предполагается размещать в проемах стен для обогрева нескольких комнат, а также непосредственно в помещении, примыкая или не примыкая к стенам.

Над входным соплом ТФ закрепляется локализатор из негорючего материала, предназначенный для создания локальной турбулентности для интенсификации горения и для создания зоны повышенной температуры. По бокам камеры дожига расположены стеклопанели или линзы таким образом, чтобы локализатор был в центре панелей или в зоне фокуса линз для создания инфракрасного обогрева помещения. Линзы предназначены для формирования направленного потока тепла и света пламени в пространство помещения. Их количество определяется количеством комнат, в которые выходит силовой каркас или дизайном изделия. Кроме этого, возможна установка внутренних отражателей, в зоне фокуса которых находится локализатор. Эти отражатели направляют тепло и свет в помещение через стеклопанели, расположенные напротив.

Над верхним куполом расположен выходной дымоход с повышенной теплоотдачей. Он конструктивно согласуется с выходным дымоходом ТФ. Выходной дымоход обрамляется декоративными облицовочными панелями, которые крепятся также к каркасу ТФ и служат для равномерного распределения тепла от дымохода и для создания единого декоративного стиля изделия. Облицовочные панели металлические не подверженные коррозии или из материалов, применяемых для облицовки каминов.

На сегодняшний день существует неисчислимое количество разнообразных моделей и конструкций печей дровяного отопления. Некоторые из них оборудованы специальными устройствами повышения эффективности работы и снижения токсичности выходящего дыма. Наиболее исчерпывающую информацию в этом вопросе вы можете получить, проконсультировавшись у нескольких дилеров по продажам таких печей, но главное – прочитав нашу статью.

Камеры дожига в дровяных печах

Большинство самых последних моделей печей оснащены так называемыми камерами дожига . Они предназначены для сжигания отходящих газов, таким образом, снижая количество вредных выбросов в атмосферу. Температура в таких камерах на порядок выше, чем в самой печи.

Печь на дровах – это возможность создать в помещении дома неповторимое тепло и уют.

Также некоторые печи иного типа используют каталитический дожиг отходящих газов. Он позволяет снизить температуру сжигания газов до той, при которой горят сами дрова. Каталитический дожиг позволяет не только значительно снизить количество газов выбрасывающихся в окружающую среду, но и увеличить количество производимого печью тепла. Наиболее эффективными печами считаются те, в конструкциях которых оба эти решения применены в сочетании друг с другом.

Печь дровяного отопления, оборудованная камерой дожига и устройством каталитического дожига. Основные элементы:

• шарнирный гриль для готовки;
• дрова можно закладывать сверху;
• сбоку находится управление печной заслонкой;
• у дверцы есть стеклянное окошко;
• вверх идет дымовая труба;
• есть и устройство каталитического дожига, которое снижает температуру воспламенения газов;
• по центру находится камера дожига, где сгорают дымовые газы;
• справа расположена ручка для управления забором воздуха;
• предтопок “ловит” горящие угольки, которые прыгают при открытой дверце печи;
• снизу находится выдвижной поддон для золы.

На что обратить внимание перед покупкой

Перед тем как приобрести ту или иную модель печи, посмотрите на ее показатели и сверьте их с требованиями охраны окружающей среды. Соответствующее агентство устанавливает стандарт выбросов в граммах. Продавец печи обязан проинформировать вас о показателях стандарта для печей как с каталитическим дожигом, так и без него.

Перед установкой приобретенной вами печи, посмотрите допуск минимального расстояния печи от пола и от стен и нужно ли защищать эти поверхности негорючими материалами в строительном кодексе. При необходимости проконсультируйтесь по этому вопросу у местного строительного инспектора.

Установка печи относительно пола и стен согласно требованиям местного строительного кодекса. Элементы:

• дымовая труба;
• печная труба;
• обратите внимание на расстояние печи от стен;
• при необходимости, используются несгораемые стеновые панели.

Трубы и отвод дыма

Для отвода отходящего дыма, как правило, используется металлическая труба. Способов вывода такой трубы существует несколько:

• через камин;
• через уже существующий дымоход;
• через стену;
• через потолок.

В последнем случае следует использовать трубу заводского производства, которая может использоваться с любым топливом.

Отвод дымовых газов через камин:

• проделайте отверстие и смонтируйте уплотнительную муфту;
• труба выводится заподлицо с внутренней плоскостью уже установленной трубы;
• в данном случае заслонка должна быть закрыта;
• воздухонепроницаемая дверца либо защитная панель.

Если заслонка открыта: монтаж воздухонепроницаемой вставки из металла, которая крепится в дымоходе на болтах либо приваривается.

Использование воздухонепроницаемой панели из несгораемого материала при открытой заслонке.

Отвод дыма через дымоход с использованием муфты.

Вывод трубы печи через стену дома. Основные элементы:

• искрогаситель;
• стропило;
• гидроизоляционный колпак;
• скоба для настенного крепления;
• типовая (заводская) дымовая труба;
• опора для трубы;
• изолированный тройник;
• расстояние с учетом требований строительного кодекса;
• шайба для зазора между трубой и стенкой в проходе.

Вывод дымовой трубы через потолок. Элементы:

• искрогаситель;
• дымовая труба;
• гидроизоляционный колпак, перемещаемый по трубе;
• стропило;
• потолочная балка;
• изолированная опора на потолке для дымовой трубы.

Обслуживание отопительной печи на дровах

Обслуживание такого вида печей зачастую не отнимает большого количества времени и сил. Основная работа сводится к регулярному удалению золы, чтобы она не мешала поступлению воздуха, необходимому для горения.

Печь на дровах обязательно требует регулярной чистки от сажи и грязи.

Однако практически во всех дровяных печах общая особенность накапливать на стенках дымохода и трубы мельчайшие частицы смолы и камеди, которые со временем начинают слеживаться, преобразуясь в креозот.

Этот опасный креозот

Креозот опасен тем, что под воздействием особенно высоких температур, которые иногда достигаются в топках дровяных печей, может вспыхнуть и произвести пожар.

Вероятность такого исхода особенно высока, если дымоход находится в плохом состоянии. Эту проблему можно устранить как физическим путем, т.е. попросту прочистить дымоход, так и химическим.

Химическая чистка печи

Химический способ очистки заключается в том, что на раскаленные угли добавляется некоторое количество специальных химикатов, которые либо нейтрализуют скапливание этих веществ, либо разъедают уже накопившиеся.

Например, печь поливаемая половиной чашки смеси сульфата меди и поваренной соли не реже двух раз в неделю никогда не подаст даже признаков возникающей проблемы с креозотом. Подробнее о таких процедурах можно узнать, проконсультировавшись у продавца печи, либо ознакомившись с руководством по эксплуатации.

Боремся с сажей

В таком отношении также довольно опасным фактором является повсеместно накапливающаяся сажа. Старайтесь не запускать печь и время от времени очищайте ее от сажи при помощи простой щетки. Также не ленитесь заодно снимать и прочищать трубу. Если вы используете химические вещества для борьбы с креозотом, они также способствуют значительному сокращению количества образуемой сажи в дымоходе.

Также регулярно занимайтесь проверкой печи на плотность и на присутствие трещин в ней. Тщательно проверяйте уплотнения в дымовой трубе. При обнаружении каких-либо дефектных элементов, старайтесь не медлить с их заменой.

Видео работы дровяной печи для дачи

Где же еще использовать дровяную печь, как не на даче, верно? В видео демонстрируется весьма интересный ее вариант, исключающий угорание.

Дверца печи защищена термостойким шнуром, выполненным из углеволокна. Печь позволяет быстро поднять температуру в доме и подходит для просушки сырых дров. Есть и функция автоматической очистки. Весьма любопытная модель от фирмы Термофор.

8 лучших дровяных печей для вашего загородного дома

Добро пожаловать в наш небольшой хитпарад самых красивых, интересных, необычных и приятных по дизайну дровяных печей.

Дровяная печь от Stovax и Gazco.

Традиционная дровяная печь от Vermont Casting делает классический интерьер еще более уютным: чувствуешь себя, словно в замке.

Очень красивая дровяная печь от DutchWest, оснащенная каталитической системой эффективного распределения горячих потоков воздуха. А выглядит – как обычная старая печка, чудеса.

Еще одна суперстильная встроенная дровяная печь Villager с двумя дверцами, оснащенными прозрачными окошками.

Самая симпатичная маленькая дровяная печь белого цвета, которая вызывает только умиление.

У небольших по размеру дровяных печей с одной дверцей есть неоспоримое преимущество – они без проблем помещаются в неглубоких настенных нишах.

Безумно стильная печь с плитой для готовки и потрясающими хромированными элементами. К ней можно приглашать гостей, как на экскурсию.

Спорим, что вы никогда не видели настолько стильной и ультрасовременной дровяной печи? Как видите, они не обязательно должны быть выполнены в классическом стиле.

Подведем итоги – обычные дрова никогда не устаревают. А печка, которой уже многие тысячи лет, может поразить вас даже сейчас, в нашем модерновом столетии.

Владельцы патента RU 2447364:

Камера дожигания парогазовой установки размещена в переходном газоходе, соединяющем выхлоп газовой турбины с котлом-утилизатором. Камера содержит несколько рядов фронтовых устройств диффузионно-стабилизаторного типа, включающих уголковые стабилизаторы и находящиеся внутри них газовые коллекторы со струйными форсунками подачи топлива. Фронтовые устройства собираются из модулей, в которых на кромках уголковых стабилизаторов с шагом, равным расстоянию между рядами горелочных устройств, с наклоном в сторону выхода установлены поперечные уголки. Поперечные уголки выполнены с короткими топливными коллекторами перед ними, соединенными с основным коллектором. Фронтовые устройства эшелонированы по длине камеры. Горелочное устройство, включаемое при запуске первым, расположено первым по потоку и в центре камеры дожигания. Обеспечивается однородность поля температуры перед теплообменником во всем диапазоне нагрузок, снижение гидравлических потерь в газоходе, уменьшение трудоемкости изготовления и монтажа. 3 ил.

Предлагаемое изобретение - камера дожигания - относится к устройствам для сжигания топливного газа в потоке выхлопных газов из газотурбинного двигателя.

Применение камеры дожигания (КД) позволяет обеспечить высокую эффективность котла-утилизатора при неполной загрузке газотурбинного двигателя (ГТД) и при различных температурах окружающего воздуха, от которых существенно зависит температура выхлопных газов.

Эта задача становится особенно актуальной при использовании в блоках электростанций высокоэффективных ГТД со степенью сжатия компрессора более 20. Для таких двигателей характерна высокая температура выхлопных газов (на номинальном режиме работы в стандартных условиях до 450°С), что требует незначительного подогрева выхлопных газов для получения оптимальной температуры перед котлом-утилизатором 520°С. На режиме работы ГТД 0,5 номинала, что предусмотрено техническими условиями на эксплуатацию двигателя, при отрицательной температуре окружающего воздуха максимальный подогрев выхлопных газов составляет 300°С. Таким образом, камера дожигания должна работать в широком диапазоне расходов топливного газа и выполнять жесткие требования по однородности температурного поля перед котлом утилизатором.

Известным примером использования КД для повышения температуры выхлопных газов является энергоблок системы Сименс для парогазовой ТЭЦ города Гетеборг (см. Гущин А.В., Торжков В.Е. Парогазовая ТЭЦ Siemens для города Гетеборг (Швеция). Турбины и дизели (сентябрь - октябрь) 2007. С.16…21), где применяются несколько автономных кольцевых модулей с уголковыми стабилизаторами, каждый из которых имеет систему зажигания и два топливных контура. При такой конструкции КД трудно обеспечить подогрев выхлопного газа в широком диапазоне нагрузок, одновременно обеспечивая однородное температурное поле перед котлом-утилизатором.

Известна камера дожигания разработки ЦКТИ для Якутской ТЭЦ (см. Акулов В.А., Бутовский Л.С., Жемчугов В.И. и др. Испытания блока дожигающих устройств ГТ-25-700 на Якутской ГРЭС. Теплоэнергетика №6. 1981. С.48…51), в которой использованы уголковые стабилизаторы, расположенные вертикально в одной плоскости с ~60% загромождением проходного сечения газохода. Уголковые стабилизаторы имеют коллекторы, через которые топливный газ раздается вдоль уголка. Для розжига КД используются два горизонтальных стабилизатора аналогичной конструкции, которые выполняют роль дежурной зоны. Раздача топлива производится двумя контурами. Из-за низкой температуры газа на выходе из ГТД камера дожигания имеет узкий диапазон регулирования. Жестких требований к полю температур не предъявляется. Недостатком указанной конструкции является узкий диапазон регулирования температуры газов перед котлом-утилизатором, значительные гидравлические потери, ограниченная область применения из-за отсутствия модульности конструкции.

Задачей предлагаемого изобретения КД является исключение повышенных потерь в газоходе, снижение трудозатрат за счет удобства монтажа и ремонта, получение однородного требуемого поля температур за счет использования многоконтурной топливоподачи.

Указанная задача достигается тем, что в конструкции КД имеются 11 фронтовых устройств, расположенных горизонтально, с тремя контурами подачи топлива, что позволяет при их последовательной загрузке обеспечивать требуемую температура рабочего газа в котле-утилизаторе при работе ГТД в широком диапазоне нагрузок. Для удобства монтажа каждое фронтовое устройство с уголковыми стабилизаторами и коллекторами для впрыска топливного газа, состоит из двух модулей. Модули устанавливаются попарно относительно вертикальной плоскости. Подача топливного газа осуществляется через боковые стенки газохода коллекторами с отверстиями для равномерной раздачи топливного газа вдоль модулей. Модули, расположенные на центральной горизонтали газохода, снабжены воспламенителями для розжига КД и выполняют функцию дежурной зоны, от которой пламя перебрасывается вверх и вниз на соседние модули. Для гарантированного переброса пламени в модуле от горизонтального стабилизатора вверх и вниз отходят короткие вертикальные стабилизаторы, топливный газ на которые подается через коллекторы, расположенные перед уголками. Вертикальные коллекторы запитываются топливом от горизонтального коллектора.

Для снижения потерь давления в камере дожигания вертикальные уголки выполнены наклонными в сторону выходного сечения газохода, что способствует распространению пламени в вертикальной плоскости и уменьшению местного загромождения с целью снижения гидравлических потерь. С этой же целью, начиная от центрального фронтового устройства, каждый соседний ряд модулей сверху и снизу смещен к выходу газохода так, что бы модули, следующие за центральным, находились в следах пламени от модулей, расположенных вверх по потоку.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что камера дожигания парогазовой установки, размещенная в переходном газоходе, соединяющем выхлоп газовой турбины с котлом-утилизатором, содержащая несколько рядов фронтовых устройств диффузионно-стабилизаторного типа, включающих уголковые стабилизаторы и находящиеся внутри них газовые коллекторы со струйными форсунками подачи топлива, характеризуется тем, что фронтовые устройства собираются из модулей, в которых на кромках уголковых стабилизаторов, с шагом, равным расстоянию между рядами горелочных устройств, с наклоном в сторону выхода установлены поперечные уголки с короткими топливными коллекторами перед ними, соединенными с основным коллектором; фронтовые устройства эшелонированы по длине камеры, причем горелочное устройство, включаемое при запуске первым, расположено первым по потоку и в центре камеры дожигания.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на фиг.1, 2 и 3. На фиг.1 в качестве примера показан общий вид фронтовых устройств камеры дожигания. Каждое из фронтовых устройств 1, 2 (11 шт.) диффузионно-стабилизаторного типа имеет горизонтальный уголковый стабилизатор, на котором размещены поперечные (вертикальные) уголковые стабилизаторы 3 с шагом S, равным расстоянию между горизонтальными стабилизаторами. Фронтовые устройства 2 эшелонированы по потоку 4 относительно центрального устройства 1. На фиг.2 показан вид на модули камеры дожигания со стороны котла, где видно, что горизонтальные и вертикальные стабилизаторы образуют решетку стабилизаторов. Фланцы 5 топливных коллекторов модулей выходят на наружные боковые стенки газохода. Центральное фронтовое устройство 1 снабжено двумя газовыми воспламенителями 6. Наличие горения топлива в центральном фронтовом устройстве (дежурная зона) контролируется термопарами 7, а контроль и регулирование температуры выхлопных газов перед котлом-утилизатором осуществляется с помощью термогребенки 8 (изображена схематично).

Принципиальная конструкция каждого модуля фронтового устройства показана на фиг.3. Фронтовое устройство содержит горизонтальный стабилизатор 9, внутри которого расположен топливный коллектор 10, на котором выполнены отверстия для раздачи топливного газа 11. На вертикальные стабилизаторы 3 топливный газ подается с внешней стороны через короткие вертикальные коллекторы 12, соединенные с горизонтальным коллектором 9.

Камера дожигания работает следующим образом.

После запуска и выведения газотурбинного двигателя на заданный режим разжигаются воспламенители 6 и подается топливный газ в коллектор центрального фронтового устройства 1. Горение топлива в дежурной зоне контролируется термопарами 7 и термогребенкой 8. При устойчивом горении топливо подается в коллекторы фронтовых устройств 2, расположенных выше и ниже от центрального, и далее последовательно разжигаются фронтовые устройства, примыкающие к зоне горения. Воспламенение топлива во фронтовых устройствах 2 происходит от горящих соседних устройств, чему способствует горение за вертикальными уголками 3 и эшелонирование фронтовых устройств по потоку. Устойчивость горения в КД отслеживается термогребенкой 8, фотодатчиками и визуально посредством видеокамер. Подключение и регулирование фронтовых устройств КД осуществляется автоматически системой управления.

Радиальная эпюра температуры выхлопных газов перед котлом измеряется гребенкой термопар 8, в которой отдельные группы термопар, расположенные в следе за фронтовыми устройствами, определяют уровень локальной температуры выхлопного газа и, следовательно, загрузку каждого устройства. По этим температурам и по заданному алгоритму система регулирования перераспределяет топливо по контурам КД.

Таким образом, благодаря применению в КД фронтовых устройств в виде отдельных модулей облегчается их монтаж и обслуживание, снижаются до минимума температурные напряжения в конструкции и гидравлические потери в газоходе, а многоконтурная подача топливного газа позволяет получить требуемую неравномерность температурного поля перед котлом-утилизатором на всех режимах работы ГТД. С целью осуществления заявленного изобретения для отработки процесса горения в КД был изготовлен отсек с поперечным сечением 400×400 мм, который представлял ~1/100 часть центрального фронтового устройства натурной камеры дожигания и состоял из горизонтального уголкового стабилизатора с топливным коллектором внутри уголка и вертикального стабилизатора с трубкой подачи топлива на его наружную поверхность (перед уголком). Кроме того, было установлено еще одно фронтовое устройство относительно центрального (эшелонирование).

Отсек был укомплектован штатным воспламенителем топлива, устанавливаемым в дежурном фронтовом устройстве. Для выполнения условий подачи воздуха в воспламенитель моделировалось положение воспламенителя относительно фронтового устройства.

Для получения требуемой температуры воздуха на входе в отсек использовался стендовый подогреватель воздуха (камера сгорания, работающая на керосине).

Цель экспериментов:

Оценка параметров воспламенителя, обеспечивающих надежный розжиг фронтового устройства КД;

Проверка устойчивости горения во фронтовом устройстве при крайних возможных параметрах воздуха на входе в отсек и различных расходах топлива;

Оценка влияния конструктивных параметров на стабилизацию пламени;

Исследование переброса пламени между соседними фронтовыми устройствами.

На первом этапе экспериментов отказались от полного моделирования элементов камеры дожигания. Результаты экспериментальных исследований показали следующее.

Горение газа в отсеке камеры дожигания устойчивое, вибрационное горение во всем исследованном диапазоне отсутствует.

Одной из важных задач при испытании отсека была проверка переброса пламени между соседними фронтовыми устройствами.

Для проведений таких испытаний вертикальный стабилизатор был укорочен в 1,5 раза. При этом полностью моделировалась геометрия фронтового устройства в масштабе 1:1,5, а около верхней стенки размещался в указанном масштабе дополнительный горизонтальный стабилизатор с топливным коллектором, имитирующий соседнее фронтовое устройство.

Выполненные испытания отсека позволили подтвердить основные положения проектирования БДУ, а также разработать дополнительные мероприятия, позволяющие повысить надежность работы БДУ в широком диапазоне эксплуатационных режимов работы двигателя в условиях Лидской ТЭЦ республики Беларусь.

В описаниях готовых каминов и топок часто встречается фраза о том, что они «оборудованы системой чистого горения» или «повторного (двойного) дожига». Как работает эта система, что такое дожиг и в чем его преимущества?

• 1 из 1

На фото:

Огонь в открытой топке дает меньше тепла, чем в закрытой.

Дымовой зуб . Чтобы тепло не улетало «в трубу», в каминах из кирпича или камня в устье дымосборника делали кирпичный выступ - зуб. Он замедлял движение дыма и способствовал увеличению теплоотдачи, а также препятствовал поступлению в топку холодного воздуха через дымоход, что могло «выбить» дым в помещение. Но зуб лишь немного исправлял ситуацию, повышая КПД камина на 3-5%. Дальнейшее совершенствование было затруднено из-за невозможности контролировать воздушные потоки в открытой каминной топке.

На фото: камин с открытой топкой.

При горении дров, бурого и каменного угля, а также специальных паллет (современные топливные брикеты или гранулы на древесной основе) не происходит их полного сгорания. Уголь и зола на дне топки представляют собой лишь малую часть несгораемого остатка (всего 15% при горении древесины). Намного больше частиц топлива и горючих элементов (до 85%) уходит вместе с дымовыми газами в трубу. Все дело в том, что в камине создается ламинарный (прямой) воздушно-дымовой поток. И при сильной тяге часть топлива в нем просто не успевает перегорать, хотя на периферию внутреннего пространства топки воздуха может поступать недостаточно. Как результат — большой расход топлива при низкой теплоотдаче.

Принцип действия «дожига»

С появлением закрытых (оснащенных дверцей) топок из металла ситуация переменилась. Процесс горения стал контролируемым, появилась возможность использования системы повторного дожига. Зуб уже делается не из кирпича, а чугунной или вермикулитовой пластины. Крепится он как горизонтально, так и под наклоном. По-прежнему служит замедлению тяги: в результате, дымовые газы скапливаются в дымосборнике, куда подается через специальный воздухозаборник дополнительный поток воздуха. Наличие окислителя (воздуха) заставляет газы повторно воспламеняться. Тепло от их горения передается стенкам топки и специальным теплонакопителям, а также поступает в виде прямого излучения сквозь стекло.

Меньше дров - больше тепла. В результате более полного сгорания топлива КПД камина увеличивается на 20-30%, а при оборудовании очага системой конвекции - еще больше. При этом расход топлива существенно снижается.

На фото: схема циркуляции потоков воздуха

Это описание общих принципов процесса, каждая компания старается привнести что-то свое в организацию системы двойного дожига: некоторые (Spartherm , Supra) ограничиваются установкой зуба и дополнительной подачей воздуха; Jotul, Edilkamin предпочитают организовывать в верхней части камеру вторичного дожига. В этом случае устанавливается не пластина (зуб), а решетка с калиброванными отверстиями (инжектор), сквозь которую дым переходит в камеру в верхней части топки, смешивается с воздухом и сгорает.

Примеры «металлического каминного зуба». Различные варианты конструкции и схема внутреннего устройства.

Плюсы камина / печи с системой дожига:

Маленькое «окошко». Топка, оснащенная двойным дожигом, имеет нестандартные размеры: устройство камеры дожига потребует или увеличения высоты дымосборника, или уменьшения высоты стенок. Последнее приведет к сокращению размеров топочного окна. Поэтому при выборе готовых облицовок для камина необходимо учитывать, что такие топки подойдут не для всех моделей. Эти ограничения и требования объясняют, почему, при больших преимуществах, системой повторного дожига пока оснащаются только 40-45% производимых топок.

На фото: модель Monaco I 106 003 636 от фабрики Max Blank.

Иногда в аннотациях к топкам можно прочитать термин «третичный дожиг». Это ошибка перевода.
Имеется в виду три источника поступления воздуха в каминную топку: непосредственно к топливу сквозь колосниковую решетку, сквозь прорезь дверцы для ее защиты от копоти в средней части топки, и забор для «чистого горения» в верхней части.

Мелкие частицы и горючие элементы, содержащиеся в дымовых газах, прогорают. Горение действительно становится чистым — выброс вредных веществ падает на 60-70%. Это важно не только в плане экологии, но и с точки зрения эксплуатации камина. В дымовых газах присутствует большое количество смол, фенолов и сажи, оседающих на стенках дымохода и ухудшающих его работу. Кроме того, в них в избытке содержится водород, который, соединяясь с водяными парами, серой и другими элементами, образует кислоты, воздействующие на части конструкции камина.

Комментировать в FB Комментировать в VK

Также в этом разделе

Камин, теплый, как печь, это удобно и экономично. Но в его устройстве есть масса нюансов. Чтобы деньги не вылетели в трубу, надо знать, как его строить.

Протопить печь и сутки наслаждаться теплом, возможно ли это? Да, если в доме установлена печь-камин. Дело не только в конструкции – хранить тепло помогает особый скандинавский камень.

Современный камин, оборудованный закрытой топкой и стальным вкладышем – достаточно совершенное устройство. Сидя перед ним в уютной гостиной, приятно осознавать, что тепло используется с толком.

Главная функция каминов осталась прежней - создавать в доме уют. А вот конструкция современных каминов соединяют в себе последние достижения инженерной науки. Изучаем нюансы.