Дожиг уходящих из печи газов. Дожиг газов в стальных печах

Дожиг уходящих из печи газов. Дожиг газов в стальных печах

Но, вот пришло время стальных печей и чаще всего люди начинают знакомство с ними через простейшие «буржуйки» и оказалось, что вопрос с отложением сажи стал еще более остро. Дымоходы кирпичные тоже не сильно прижились. В ход в начале пошли асбоцементные трубы, но оказалось они не выдерживаю даже половины нагрева – лопаются. Пошли в ход стальные дымоходы, но оказалось, что простые печи перегревают дымоход температурами даже большими чем температура в самих печах, а к этому добавились еще и конденсаты. Конденсат, соединяясь с окислами выходящих газов, образовывает кислоты, которые в короткий срок съедают дымоход. Требования к стальным дымоходам тем больше чем примитивнее печь. Если в печи идет полноценное горение, тогда и температура исходящих газов ниже, и дожиг газов не идет в дымоходе, и сажа меньше отлагается – тут уже дымоход эксплуатируется в более щадящих условиях и живет значительно дольше. Если кто не знает, то часто дымоход в два раза по цене превосходит среднюю печь. Получается, что, покупая дешевую печь, человек будет вынужден часто менять дымоход и экономии не будет – «скупой платит дважды».
Именно поэтому, требования к печи должны быть высоки. Печь должна полноценно сжигать дымовые газы. Кроме защиты дымохода, полноценное сжигание дымовых газов значительно экономит топливо, меньше загрязняет окружающую среду, меньше пожарная опасность (большинство пожаров возникает именно от перегрева дымохода). Создание на стальной печи колпака, с каналом подачи вторичного воздуха для дожига газов, создает все эти положительные качества. Именно поэтому печь Казачка оказалась самой востребованной и желанной для многих потребителей. Печь Казачка - колпаковая печь с дожигом газов и тремя стальными парогенераторами, позволила не только улучшить ее функциональные свойства, но и значительно термически разгрузить дымоход. Мало того конструктивные особенности встроенного парогенератора позволили саму печь сделать значительно безопаснее. Рядом с ней не только можно спокойно стоять и, но даже, случайно дотронувшись до конвектора, не получить ожег. Так комплексный подход позволяет создавать безопасную и полезную печь с заданными свойствами. Теперь не требуется закрывать печь саркофагом и ставить на дымоходы экономайзер. Печь с дожигом газов, является самой защищенной, функциональной и безопасной.

Дожиг газов в банной печи. Рисунки к патенту РФ 2419747

Изобретение относится к способам сжигания топлива и конструкциям печей и может быть использовано для сжигания любого вида топлива.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, при этом источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания (см. патент RU № 2276755, опубл. 20.05.2006).

Недостатком его являются невысокие энергетические показатели печи. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение теплоотдачи печи.

Для решения поставленной технической задачи предлагается устройство для дожигания дымовых газов печи, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, источник перегретого пара и камеру дожигания дымовых газов в виде трубы, расположенной в топке и соединенной одним концом с дымовой трубой, а другим с вихреобразователем и воздуховодом, причем источник перегретого пара соединен с дожигателем дымовых газов с помощью трубопровода, снабженного распылителем(ями) пара, установленным(и) внутри трубы камеры дожигания, при этом источник перегретого пара выполнен в виде камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, расположенной над топкой и снабженной влагоподающим устройством и выпускной трубой, при этом источник перегретого пара содержит дополнительный вихреобразователь, установленный с торца выпускной трубы, расположенной в топке или над топкой с возможностью выхода пара через отверстие в ней и распылитель(и) в трубу камеры дожигания дымовых газов, при этом дополнительный вихреобразователь выполнен, например, в виде лопаток крыльчатки, установленных под углом на входе с торца трубы или в виде улитки, установленной там же, а распылитель(и) пара выполнен(ы) в виде тангенциального(ых) отверстия(й) в трубе камеры дожигания, кроме того, воздуховод печи выполнен в виде трубопровода, расположенного в топке, причем один конец его расположен снаружи корпуса печи и снабжен с торца крыльчаткой или улиткой, а другим концом этот трубопровод связан с трубой камеры дожигания.

Источник: https://bannye-pechi.postroivsesam.info/stati/pechi-s-vtorichnym-dozhigom-preimushchestvo-toplivnoy-pechi-s-sistemoy-dozhiga

Вторичный дожиг своими руками. Принцип действия пиролизной печи, чертежи и её достоинства

Пиролизная или газогенераторная печь относится к классу теплогенераторов длительного горения. Чтобы понять принцип её работы, необходимо познакомиться с важной особенностью органического топлива: при воздействии высокой температуры и ограниченном доступе кислорода длинные углеводородные молекулы, из которых оно состоит, распадаются на более короткие, причём образующиеся при этом вещества имеют газообразное агрегатное состояние.

Данный процесс называют пиролизом (газогенерация — русскоязычный эквивалент), а выделяющийся летучий коктейль — древесным газом. Все входящие в его состав вещества — водород, метан, азот, угарный газ и др. – являются горючими. В обычной печи сгорает только небольшая часть этой смеси (в камине часто можно видеть синие сполохи), а все остальное вылетает в трубу.

Варианты исполнения пиролизной печи

Пиролизные теплогенераторы устроены несколько иначе. Их рабочая часть разделена на две камеры: в одной (камера газификации) при температуре примерно 1100 градусов обугливается твёрдое топливо, во второй (камера дожигания) – сгорает выделяющийся при этом древесный газ. Воздух в обе зоны подаётся принудительно и строго дозировано. Тот, который поступает в первую камеру, называется первичным, во вторую — вторичным.

Твёрдый остаток, имеющийся в 1-й камере по завершении пиролиза, представляет собой древесный уголь (кокс). Его можно извлечь, тогда теплогенератор будет играть роль углевыжигательной печи. Но обычно уголь также сжигается, то есть пиролизная печь «выжимает» из органического топлива все тепло, какое только можно.

Упрощенная схема пиролизной печи

Для повышения КПД в верхней части топки пиролизной печи устанавливается специальный элемент, именуемый катализатором, дожигателем, турбулизатором или рассекателем (каждый производитель выбирает название на свой вкус). Он представляет собой керамическую деталь с вкраплениями оксидов различных металлов. Наилучший эффект демонстрируют катализаторы с добавлением платины. Роль данного элемента состоит в следующем:

• являясь хорошим отражателем, он возвращает тепловое излучение в тлеющую массу топлива и увеличивает тем самым объем выделения пиролизного газа;
• благодаря особой форме катализатора, проходящий через него пиролизный газ рассекается на несколько потоков, завихряется и хорошо перемешивается с воздухом, что в совокупности обеспечивает более полное его сгорание;
• данный элемент за счёт своей высокой температуры вызывает воспламенение пиролизного газа, являясь по сути горелкой пиролизной печи.

Сегодня пиролизные печи котлы применяются довольно широко. Ими обогревают жилые дома, производственные помещения и прочие постройки с постоянным пребыванием людей. Такая популярность объясняется следующими достоинствами данной разновидности отопителей:

1. Поскольку сжигаются все составляющие топлива, установка имеет высокий КПД — до 85% (некоторые производители заявляют даже про 93%).
2. В результате полного окисления органических молекул выхлоп пиролизной печи по большей части содержит только углекислоту и пар — никаких тяжёлых углеводородных радикалов, угарного газа и других недоокисленных веществ. За это качество агрегаты данного типа иногда называют бездымными. Они не наносят вреда экологии и чистить их приходится сравнительно редко.
3. Подачу пиролизного газа в камеру дожигания легко можно регулировать, поэтому по удобству управления и инерционности эта печь может сравниться с газовым отопителем: мощность быстро можно менять в пределах от 5 до 100%. По этой же причине её гораздо легче автоматизировать, чем прочие твердотопливные теплогенераторы.
4. Топливом для пиролизных печей может выступать не только древесина, но и всевозможный мусор, в том числе старые автомобильные покрышки. Также имеются модели, работающие на жидком горючем, например, отработанном машинном масле.
5. Отбор тепла можно производить при помощи воды (печь оснащается теплообменником и превращается в котёл) без ухудшения характеристик печи.
6. На одной заправке топливом агрегат работает гораздо дольше, чем обычная металлическая печь (до 24-х часов).

Кирпичная печь с камерой дожига. Кирпичная пиролизная печь своими руками порядовка

Сначала изготавливается плита фундамента. Неважно из какого материала фундамент под печь изготовлен, его не нужно связывать с фундаментом дома, так как просадку эти две конструкции могут дать различную.

Просвет между фундаментами печи и дома должен быть минимум 5 см. Далее этот просвет заполняется, и производится кладка кирпичом в соответствии со схемой.

С технологией кирпичной кладки лучше ознакомиться по видео, она включает несколько рабочих процессов: установку порядовок, подачу кирпичей и раствора, укладку, проверку надежности. В первую очередь всегда выводятся углы. Прямоугольные углы выстраивают с помощью порядовки - металлического угольника.

Первые несколько кирпичей кладут с помощью правила, а далее ставится порядовка, вертикальность ей придают воспользовавшись уровнем или отвесом. Делая кладку своими руками, важно позаботиться о безопасности и проследить за самым главным – герметизацией швов.

Для того, чтобы учесть все возможные огрехи, можно выложить сооружение сначала без раствора и, если все сходится, начать укладывать кирпич на раствор. Следующий шаг - установка колосников (чугунных решеток для поддержания слоя топлива) и топочных дверок.

Далее следует процедура подключения отопительной системы. Её необходимо тщательно продумать. Водогрейный котёл, при наличии схемы, необходимых навыков и оборудования варится собственноручно. Конечно, если нет практики, то лучше предоставить эту работу специалистам.

Форсунка дожига пиролизных газов. Пиролизные котлы с естественной подачей воздуха

Вариант 1.

Камера загрузки и пиролизного сжигания топлива располагается внизу, а дожига пиролизного газа – над ней (рис. 1). Подача первичного и вторичного воздуха при такой схеме осуществляется снизу, через поддувальную дверку, которая соединена цепочкой с со встроенным в «водяную рубашку» котла датчиком-регулятором. Первичный воздух подается через поддувальную камеру и колосниковую решетку в таком количестве, чтобы обеспечивать медленное сгорание твердого топлива с выделением горючего газа, который с помощью естественной тяги подается в верхнюю камеру. Вторичный воздух предварительно подогревается в нижней и подается в верхнюю камеру с помощью трубок с калиброванными отверстиями, обеспечивая процесс горения газа.

Рис.1 Схема пиролизного котла с естественной подачей воздуха и верхним расположением камеры дожига

Вариант 2.

Эта схема (рис. 2) предусматривает расположение камеры загрузки и пиролизного горения топлива вверху, а камеру сжигания газа – внизу. При розжиге такого котла в верхней его части открывается дроссельная заслонка и топливо начинает гореть как в обычном твердотопливном котле, а дымовые газы выделяются напрямую в дымоход. После того как топливо загорится, заслонка закрывается и котел начинает работать в газогенераторном режиме: пиролизный газ поступает в нижнюю камеру и там сгорает, выделяя тепловую энергию и нагревая теплоноситель в его теплообменнике («водяной рубашке»).

Рис.2 Схема пиролизного котла с верхней камерой загрузки и пиролизного горения

Вариант 3.

Эта схема пиролизного котла отличается от предыдущей тем, что загрузочная дверка располагается не сбоку, а сверху. Кроме того, теплообменник дополнен трубами, которые позволяют увеличить площадь контакта с горячими газами и повысить эффективность теплоотдачи. Верхнее расположение загрузочной дверки позволяет сделать процесс загрузки топлива более удобным. Кроме этого, при желании такую камеру можно нарастить вверх, увеличивая тем самым объем одновременно загружаемого топлива, а значит и длительность работы котла.

Рис. 3 Схема пиролизного котла с расположением загрузочной дверки сверху

Вариант 4.

Данная схема (рис. 4) отличается от других, как местом расположения теплообменника (в верхней части), так и конструкцией самих камер сжигания топлива. Загрузочная — выполнена в виде бункера с наклонным основанием, что обеспечивает самопроизвольное поступление топлива, по мере его выгорания, к месту первичного горения. Камера дожига здесь выполнена в виде трубы из огнеупорного материала и располагается внутри загрузочного бункера, над камерой первичного сжигания топлива. Для повышения температуры в ней и создания лучших условий для сжигания горючего газа, в данной конструкции предусмотрен подогрев ее стенок снаружи частью горячих дымовых газов.

Камера дожига в банной печи. Основная схема

Классическая буржуйка имеет цилиндрическую конструкцию. Однако при самостоятельном изготовлении выполнить это трудно, поэтому за основу нужно взять куб или параллелепипед.

Содержит следующие конструктивные элементы:

1. Топка . Это камера, в которой и происходит сгорание топлива, чаще всего дров. Стенки и дно топки должны быть толстыми, так как именно на них приходится основная температурная нагрузка. Для закладки дров в топку служит дверца спереди, пи желании её можно даже оснастить жаропрочным стеклом.
2. Зольник (поддувало) . Отсек под топкой, отделяется от неё колосниковой решёткой. Зольник также оснащён, дверцей, только меньшего размера. Она служит для удаления пепла и золы. которые падают через колосниковую решётку от прогоревших дров. Но смысл зольника не только в этом — через дверцу поддувала всасывается воздух и проходит через слой топлива снизу, обеспечивая наилучшее горение.
3. Дымовой канал . Для его обустройства в верхней части печки вырезают круглое отверстие, в него вставляют обрезок стальной трубы и обваривают. В дальнейшем сюда можно присоединить другие секции трубы либо воспользоваться заводским сэндвич-дымоходом на специальных замках.

Мнение эксперта

Левин Дмитрий Константинович

Некоторые изготовители самодельных печей считают, что конструкция с поддувалом и колосниковой решёткой не подходит для банной печи — создаётся слишком сильная тяга, которая препятствует полному сгоранию дров. Взамен этого дрова предлагается укладывать непосредственно на дно печи, а поступление воздуха обеспечивать, насверлив несколько круглых отверстий в нижней части топочной дверцы и снабдив их сдвижной заслонкой.

Печь камин с вторичным дожигом. Особенности устройства камина с «вторичным дожигом»

Классический камин имеет открытую топку и очень низкий КПД (не более 20%). Поэтому использовать его для обогрева дома не всегда рентабельно. Большой и неконтролируемый объем свежего воздуха, поступающего в топку, обуславливает неполное сгорание топлива — и в золе, и в дыме остаются не прогоревшие твердые частицы.

Это же служит причиной таких потерь, как:

• •Не до конца окислившийся углерод (CO, а не CO2);
• •Неполное сжигание газов, полученных в процессе пиролиза (а при нагревании твердого топлива их выделяется немало).

В свою очередь камины с дополнительным дожигом, сжигают топливо практически без твердого остатка, а также большую часть горючих фракций и газов. Они принципиально отличаются от классических каминов и топок более закрытой камерой и дополнительной дозированной подачей кислорода (система вторичный дожиг). Горение проходит как бы в два этапа: внизу топки и вверху.

Внизу угли от дров и сами дрова тлеют, в результате чего выделяется тепло и большой объем горючих газов.

Вверху топочной камеры горючие газы сгорают, выделяя дополнительное тепло. Такое разделение процессов возможно только при независимой подаче вторичного воздуха в верхнюю часть камеры через специальные заслонки.

Визуально топки с системой вторичного дожига от печей-каминов отличаются комплектованием, способом монтажа и большой дверкой жаропрочного стекла. Камин состоит из топки, облицовки и дымохода. Печь-камин проще — при установке требуется только «подключение» к дымоходу. Но эта «простота» немного снижает декоративные свойства.

Дожиг пиролизных газов. Классификация пиролизных устройств

Конструкция предусматривает два отсека: в первом закладывается твердое топливо и происходит процесс его медленного окисления. При тлении дров выделяется большое количество горючих газов, которые поступают в отсек выше и сгорают. Чтобы топливо не вспыхнуло, а тлело, строго регулируется подача кислорода. По большому счету пиролизные устройства функционируют на газе, который вырабатывается в самом агрегате.

Схема пиролизной печи

Эксплуатация установки длительного горения дает максимальный объем тепловой энергии при существенной экономии топливных ресурсов. Это обуславливается тем, что горючее перерабатывается практически полностью, в результате сажа и зола почти не образуются, также отсутствует дым.

В эту группу входит ряд конструкций:

1. Печь-буржуйка. Газогенератор с внутренней конструкцией в виде буржуйки применяется для обогрева жилых и технических помещений. Модель также актуальна для бань и саун, используется для приготовления пищи, есть уличные варианты для барбекю комплексов;
2. Печь Булерьян. Эта пиролизная конструкция шахтного типа с КПД до 75% предназначена для обогрева как жилых, так и нежилых помещений. Через нижние концы опоясывающих котел труб всасывается холодный воздух, который быстро нагревается и выбрасывается вверх в помещение через верхние элементы.
3. Печь Бубафоня. Изобретенье принадлежит умельцу из Колымы, в качестве основы для конструкции применяется старый газовый баллон. Установка актуальна для отопления технических помещений. Бубафоня из баллона с объемом 50 л способна работать на одной закладке дров 6 часов, поддерживая комфортную температуру в помещении площадью до 70 м².
4. Печь Лачиняна. Установка сочетает в себе максимально высокий КПД и предельно низкий уровень расхода топлива. Модели активно применяют для обогрева автофургонов и походных палаток. «Лачинянки» используют также для отопления сельхоз строений и охотничьих домиков. Модели с водяной рубашкой применяются для обогрева жилых помещений площадью до 300 м². Примечательно, что 2 ведер угля достаточно для 5-7 суток бесперебойной работы пиролизного агрегата Лачиняна, известного изобретателя из Казахстана.
5. Пиролизная печь на отработанном масле. Экономичный агрегат длительного горения на отработке предназначен для обогрева нежилых помещений. Конструкция максимально проста, и смастерить такую модель под силу большинству домашних умельцев.

Подовая печь с камерой дожига. 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.

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.