Горение угля, как им топить, длительное сжигание

Чем отличается Антрацит от каменного угля?

От других видов угля антрацит отличается высоким содержанием связанного углерода (91-98 %), низким содержанием влаги, серы, летучих веществ, высокой удельной теплотой сгорания. Антрацит горит быстро, без дыма и пламени, с высокой теплоотдачей, не спекается.

Интересные материалы:

Как сделать нумерацию не с единицы? Как сделать нумерацию не с начала? Как сделать нумерацию оглавления в ворде? Как сделать нумерацию параграфов в ворде? Как сделать нумерацию страниц черного цвета? Как сделать нумерацию страниц после разрыва раздела? Как сделать нумерацию страниц сверху и снизу? Как сделать нумерацию страниц сверху по центру? Как сделать нумерацию страниц в нижнем колонтитуле в рамке? Как сделать нумерацию строк в таблице в Ворде?

Горение угля, как им топить, длительное сжигание

От качества угля зависит количество энергии, которую можно из него получить, а также время на обслуживание, количество получаемой золы, возможность им отапливать… Какой уголь лучше подойдет для домашнего отопления? Как его правильно сжигать, чтобы достигнуть максимума энергоотдачи и минимума забот?

Температура горения угля и другие характеристики

Часто спрашивают, — какая температура горения угля?, — хоть это значение мало на что влияет. Гораздо важнее другие параметры.

• теплотворность – количество выделяемого тепла с килограмма топлива, кВт/кг;
• зольность – количество золы которая останется после сжигания угля, % к общей массе. Она снизит общую теплотворность, нам придется вычищать ее с котла и утилизировать,

Также важно:

• Спекаемость – способность углей создавать спекшуюся золу, что очень вредно.
• Влажность, как внутрипластовая, так и привнесенная, — не мокрый ли уголь? Мокрый лучше сушить предварительно в естественных условиях, чем сжигать его в котле с потерей энергии, которая уйдет на испарение этой воды.
• Выход летучих, склонность к коксованию, — коксующиеся марки угля не подходят для отопления.

Подробней о зольности

Зольность бывает следующей.

• Внутрипластовая – это те минеральные примеси, «песок и камни», которые находятся внутри угольного пласта, в каждом кусочке угля, и их невозможно извлечь при обогащении. Хорошие угли имеют такую золу до 10%.
• Техническая – это горная порода, которая смешалась с углем при его добыче, в том числе и из больших породных пропластков внутри угольного пласта, и которую можно отделить от угля механическими методами при его обогащении. Подрубали шахтеры невзначай кровлю и почву пласта, — вот и лишние тонны, хоть зольность и повышена… Горная масса с шахты может быть и 35% зольности – совсем не подходит для домашнего сжигания.

Нужно иметь в виду, что подсыпка породы, значительно обогащает продающих уголь. Поэтому покупка угля — дело непростое. Нужно проверять топливо на наличие кусков породы, в том числе и присыпанных, непосредственно в вагоне, в автомобиле, до разгрузки. И отказываться от приобретения, если что…

Какая теплотворность у разных марок угля

Сколько мы сможем получить тепла от угля, достаточно ли его для обогрева дома?

Количество тепла в киловаттах, которое может выделяться из разных марок угля по сравнению с сухими дровами, приведена ниже, кВт/кг

• Дрова сухие – 4,0
• Угли бурые – 3,8 – 5,5
• Длиннопламенные – 6,0 -7,0
• Газовые и жирные — 7,5
• Отощенно-спекающиеся 7,0 – 7,4
• Тощаки – 7,4 – 8,0
• Антрациты – 7,8 – 9,5

В основном для домашних котлов подходят энергетические марки угля – тощие, антрациты и полуантрациты. Именно они меньше спекаются и образуют коксовые вещества, имеют минимум золы внутри пласта и лучшую теплотворность.

Помимо марки, нужно выбрать класс крупности угля.

В рекламных целя на упаковках продавец пишет лишь бы что…

Класс крупности угля, почему не топят угольной пылью

Угольная пыль и угольный штыб наиболее дешевые, отлично горят, но только в специальных печах электростанций. Там они сгорают в облаке с мазутом и воздухом. А в котле, они просто запечатывают прохождение воздуха через них, поэтому горение внутри их слоя невозможно. Угольный штыб в печках не горит, разве что небольшими добавками, засыпанный поверх горящего угля.

• Топить можно семечкой, но она как правило, просыпается через колосниковые решетки всех котлов…
• Для домашнего отопления используется более дорогие фракции – орех и кулак.
• Плитный уголь еще дороже, но в домашних условиях его разбивают на более мелкие части.

В угольной золе остается много несгоревших элементов. Золу, после сжигания, рачительные хозяева просеивают на металлической решетке 5 мм, и все крупное недогоревшее отправляют обратно в котел вместе со свежей порцией. Таким образом экономится 10 – 15% топлива.

Угольную пыль пробуют смачивать в лепешки, которые сушат, и в виде окатышей подают в котел.

Как правильно топить углем

Если в зону горения не додавать кислород, то вместо углекислого газа образуется угарный – CO, КПД от неполного сжигания уменьшается на 20 – 50%. Современные котлы обеспечивают подачу вторичного воздуха, для дожига СО и сажестых частиц при высокой температуре. Со старом же оборудованием, с печками, нужен практический навык по подаче воздуха поверх горящих углей для лучшего дожига и препятствия выброса несгоревших газов в атмосферу.

Подача большого количества первичного воздуха прямо в горящий уголь может сделать из котла кузнечный горн, повлечь за собой быстрое сгорание большой массы угля, резкое увеличение температуры выходящих газов до 1500 град и оплавление оборудования, воспламенение сажи в дымоходе, резкое падение КПД в несколько раз, из-за выноса энергии в трубу.

КПД угольного сгорания можно отслеживать по температуре исходящих газов, которая не должна повышаться. Воздуха должно быть столько, чтобы происходило полное сгорание топлива без СО и в тоже время не наблюдался рост температуры в дымоходе выше нормы. Как правило, современные угольные котлы умеют сжигать топливо нужным образом с максимальным КПД порядка 78%.

Как сделать длительное горение угля

Нормальное длительное горения с высоким КПД получается лучше на современном оборудовании. Но и на старых котла и печах, можно отыскать оптимальное примерное открытие нижних и верхних заслонок, чтобы обеспечить нормальную подачу воздуха поверх топлива, для дожига СО на теплообменнике.

Например, обычная старая угольная печка предусматривала такие регулировки:

• «поддувало закрыто»,
• «две верхние конфорки приоткрыты»,

— тогда порция угля тлеет – происходит длительное горение, но дожиг газов, как правило, полный.

В современных котлах за подобными режимами следит само оборудование.

Угольные котлы повышенной мощности (возможна большая загрузка) от известных производителей с подачей вторичного воздуха подойдут как дешевый и универсальный вариант домашнего отопления. В них можно сделать длительное горение большой загрузки угля путем перераспределения подачи воздуха.

Автоматизированные котлы, сейчас все более популярны. У них длительность горения обеспечивается угольным бункером и постоянной подачей в зону горения малых порций. Причем оборудование не обязательно слишком дорогое. Котлы с бункером, из которого топливо подгружается под собственным весом имеют демократичную цену. Котлы со шнековой подачей подороже, но умеют немного больше. Таким образом бункер позволяет не беспокоиться ежесуточно по поводу подброски топлива. Горение же идет, как правило, малыми порциями, но с полной подачей воздуха без образования больших объемов СО – Европейские экологические требования к оборудованию.

В любом случае повышенную длительность горения угля обеспечит в первую очередь оборудование под большую загрузку, — в бункер или непосредственно в топку. На этом соображении и строится выбор котла под уголь.

Какой уголь выбрать

Уголь залегает в земной коре в виде пластов. Каждый из них маркирован и имеет свои качественные характеристики. Но даже в одном пласте, но в разных районах, уголь может сильно отличаться по качеству – меняются степень метаморфизма, количество золы, летучие, сера, влажность…

Для энергетики наиболее ценны угли с высшей степенью метаморфизма, с наибольшим процентом углерода С в составе. Это Антрациты и близкие к ним, которым присвоены марки Полуантрациты и Тощие угли.

Лучшими для отопления окажутся угли, относящиеся к антрацитам и полуантрацитам с обогатительной фабрики, фракций орех и кулак.

По регионам добычи, — лучшие энергетические угли добывались ранее в Донбассе, но в последнее время добыча сильно уменьшена, и на рынке такие угли встретить сложно. Во всяком случае лучшими для домашнего отопления считались антрациты Донбасских пластов Н2 Ремовский, Н2-1 Подремовский, Н-8 Фоминской. Известен рекорд теплотворности килограмма угля, добытого в 70-е годы с пласта Фоминской со значением 9800 кВт/ч, — фактически чистый углерод…

Сейчас дешевле приобрести угли с Кузбаса и Экибастуза, несмотря на протяженную доставку. Нужно спрашивать угли с энергетических пластов Кузбасса.

В купленном угле должно быть минимальное количество:

• штыба, пыли, которые практически не сжигаются и плохо влияют на процесс горения, заштыбовывая котел, ограничивая доступ кислорода к крупным кускам;
• породы – куски породы в угле – это брак обогащения или специальный подмесс на разных стадиях торговли.

Продавца лучше сразу предупредить о том, что вы откажетесь приобрести уголь со штыбом и породой. Заказывайте уголь фракций орех и кулак малой порцией, на проверку, как правило продавец имеет запас на весь сезон, и можно будет докупить топливо в случае его хорошего качества.

Зачем уголь поливают водой

4. Загрузку топлива, как правило, следует начинать с передней части решётки, не допуская образования прогаров, добиваясь ровного ослепительно белого огня по всей площади колосниковой решётки.
5. При загрузке топлива после каждой заброшенной лопаты угля следует закрывать дверку шуровочного отверстия, производя отопление вприхлопку; такой приём предупреждает излишнее охлаждение топки.

6. Заброску угля надо производить возможно чаще, небольшими порциями по 4—6 лопат, не допуская загрузки кучей, а закидывая уголь враструску, веером.

7. При установившемся горении заброску топлива следует производить крест-накрест, покрывая свежим слоем только часть горящего слоя.

8. Приток воздуха в топку следует регулировать в соответствии с потребностью, комбинируя открытие сифона, клапанов поддувала и положение груши переменного конуса, не допуская резких изменений процесса горения.

9. Применение резака и пики, неизбежное при длительном отоплении, требует большой осторожности. Учитывая индивидуальные свойства горящего топлива, надо по возможности не разрушать коксового слоя и не перемешивать его со шлаковым.

10. Отопление в пути должно производиться с учётом характера профиля и при непрерывном наблюдении за слоем горящего топлива. При наличии тяжёлого участка следует заблаговременно начинать увеличивать загрузку топки и форсировать отопление. К концу тяжёлого участка надо понемногу уменьшать загрузку топки, постепенно ослабляя напряжённость горения.

11. Отопление следует вести в строгом соответствии с питанием котла водой. Котёл через инжектор надо питать малыми порциями в промежутки между двумя загрузками топлива, не допуская за время подкачки воды понижения давления пара более чем на 0,5 ат.

12. Приближаясь к конечной станции или к промежуточному пункту, где производится чистка топки, следует постепенно убавлять огонь, дожигая кокс в слое и выжигая его из шлака.

Подготовка угля перед загрузкой в топку

Смачивание угля надо производить при очередных подкачиваниях воды в котёл, избегая специальных закачиваний только для поливки. Смачивая уголь, необходимо его перемешивать, доводя массу угля до состояния однообразной крутой, тестовидной кашицы. Чем больше в угле содержится мелочи, тем обильнее он должен быть смочен. Однако не следует забывать, что чрезмерное смачивание вредно.

Смачивание угля имеет своей основной задачей уменьшить унос мелкого сухого угля в трубу. Кроме того, вода, содержащаяся в смоченном угле, попадая вместе с ним в топку и испаряясь, оставляет в горящем слое мелкие воронкообразные каналы. Эти каналы увеличивают поверхность соприкосновения воздуха со слоем топлива и тем самым способствуют хорошему, активному горению.

Принцип работы угольного котла

Чтобы разобраться, как правильно топить котел, нужно в первую очередь рассмотреть его устройство и понять, по каким принципам работает подобное оборудование. Устройство любого угольного котла включает в себя два основных отсека. Верхний отсек – это топка, в которой происходит процесс преобразования твердого топлива в тепловую энергию. Нижний отсек предназначен для сбора золы и шлаков, которые остаются после сгорания угля. Отсеки разделены решеткой из высокопрочного чугуна.

В конструкцию котла может встраиваться достаточно сложная автоматика, которая дает возможность настраивать работу системы таким образом, чтобы тяга регулировалась самостоятельно, без необходимости постоянного вмешательства. При отсутствии автоматики котел работает за счет естественной циркуляции. Первая категория устройств гораздо более удобна, но и стоят они на порядок дороже простых котлов.

Автоматика работает по очень простым принципам. Для обеспечения процесса горения котлу необходимо кислород, который при наличии автоматики подается за счет вентилятора. Увеличение количества кислорода в топке ускоряет процесс горения, а снижение интенсивности подачи воздуха приводит к обратному эффекту – топливо сгорает медленнее и выделяет меньше тепла.

Температурный режим котла регулируется специальным датчиком, который позволяет программировать работу устройства. При достижении определенной температуры датчик отключает вентилятор, в результате чего скорость сгорания топлива снижается. Снижающаяся температура заставляет автоматику снова запустить подачу кислорода и возобновить активное горение.

Особенности растопки

Если отопительный прибор используется не впервые, тогда следует перед его розжигом удалить всю золу, которая скопилась внутри. Подобная процедура должна проводиться один раз год в начале сезона. Если не следить за печью, то внутри нее на стенках откладывается сажа, в результате она дольше прогревается, требует больше топлива, а процент отдачи тепла понижается.

То же самое относится и к колосниковой решетке. Этот элемент обязательно должен быть чистым, ведь если она забивается, понижается интенсивность горения, ввиду отсутствия нормальной циркуляции воздушных потоков.

В идеале для топки нужно использовать сухие материалы, но если таковых не имеется, тогда допустимо заполнение пространства печи мокрыми дровами или углем. Единственное следует знать, что при этом будет оседать большее количество сажи на стенках, соответственно, чистку нужно будет проводить чаще.

Смачивание — угль

Некоторые экспериментальные исследования по влиянию газовой фазы на смачивание угля криолито-глиноземньш расплавом выполнил в 1952 г. Вайна [37], а затем авторы данной книги. Последними для установления влияния газовой фазы и одновременно состава солевой фазы были измерены краевые углы смачивания расплавов систем: A1F3 — NaF и Na3AlF6 — А12О3 на угольных пластинах в атмосфере Ar, N2, СО2 и воздуха. Результаты этих измерений показывают, что величина краевого угла 6 следующим образом зависит от газовой фазы: наименьшие значения краевых углов для всех исследованных расплавов получены в атмосфере воздуха, а наибольшие в атмосфере сухого аргона. [16]

Оптимальная влажность угля должна составлять около 50 %, при этой влажности смачивание угля происходит наиболее равномерно и, следовательно, взаимодействие между гуминО ВЫми кислотами и аммиаком наиболее полно [ 3, стр. Пониженная влажность — приводит к большим потерям азота, поскольку аммиачная вода медленно впитывается углем. [17]

Нюансы топки печей углем в зимний период

Зимой при низких температурах бывает достаточно нелегко растопить печь. К тому же особая тяга, которая образуется из-за холодного воздуха, не дает свободно выходить дыму наружу. Быстро разжечь печь никак не получится. Улучшить процесс растопки можно с помощью фена, которым прогревается внутренняя часть отопительного оборудования.

Такой нагрев печного устройства позволит избежать задымленности, которая характерна для холодных конструкций. Прогревать печь зимой следует несколько раз в сутки, чтобы система не успела сильно остыть.

Уголь считается наиболее эффективным видом топлива. Его с успехом используют для растопки печей. Уровень теплоотдачи такого сырья выше, чем у древесного сырья. Хороший результат использования угля для печи, можно получить, только соблюдая все правила растопки и эксплуатации отопительного устройства.