Вторичный дожиг газов в печи. Вторичный дожиг в печах —, что это такое

Вторичный дожиг газов в печи. Вторичный дожиг в печах —, что это такое

Если максимально просто объяснять, что такое вторичный дожиг в печи, то это система, обеспечивающая подачу дополнительного воздуха в зону горения. Дело в том, что в обычных топках поступление воздуха не обеспечивает полное сгорание твердого топлива. Часть углеродных частиц не успевает прореагировать с кислородом. Они увлекаются тягой в трубу. Часть выбрасывается в воздух, а остальные постепенно осаживаются в дымоходе, забивая его.

Явление не слишком приятное. Из-за него приходится периодически чистить трубу от сажи. Если же этого не делать, то тяга начнет снижаться, топливо в печи станет гореть неохотно, дым пойдет в помещение. В самом неблагоприятном случае сажа, накопившаяся на стенках трубы, может загореться, что приведет к пожару.

Определить, оснащена ли топка функцией дожига, довольно просто. На это указывает один или два ряда круглых отверстий в задней стенке. Они как раз и служат для подачи дополнительного воздуха. Например, системой дожига оснащена каминная топка INVICTA 700 Филос .

Проблема в том, что не все производители поступают честно. Для дожига воздух должен подаваться подогретым, иначе толку от него не будет. Разобраться, действительно ли опция работает, может только специалист, поэтому перед покупкой всегда нужно посоветоваться с разбирающимся в вопросе консультантом. Покупать топку нужно в зарекомендовавшем себя торговом предприятии, иначе есть большой риск нарваться на мошенников.

Дожиг газов 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.

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

Конструктивные элементы

• 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.

Таким образом, при проектировании и изготовлении банной печи необходимо учитывать эти конструктивные элементы, чтобы обеспечить эффективное сгорание дров и безопасность эксплуатации.

Вторичный воздух в печи. Как это выглядит?

Горение происходит с участием воздуха. В обычной печи он проходит к топливу через дверцу зольника и колосниковую решетку. После того как печь вышла на рабочий режим, то есть дрова разгорелись и топка прогрелась, подачу воздуха уменьшают. Для этого прикрывают дверцу зольника, оставляя небольшой зазор.

Дрова горят медленнее, топка не перегревается, а дает ровно столько тепла, сколько нужно для помещения. Но у такого режима есть и существенный недостаток: окисление при нехватке кислорода оказывается неполным. Через дымоход в атмосферу уходят угарный газ, простые циклические углеводороды, углерод в виде сажи. Все это — энергоносители, которые могли бы быть использованы для отопления помещения. Газообразные продукты неполного сгорания загрязняют атмосферу, а твердые и смолистые вещества откладываются на внутренних поверхностях дымохода.

Для дожига дымовых газов такого состава в топку подают вторичный воздух. Он попадает туда через отверстия на задней или боковых стенках. Смесь дымовых газов и вторичного воздуха воспламеняется, и в печах со стеклянной дверцей четко видно пламя в верхней части топки. Чтобы вторичный воздух не охладил дымовые газы ниже температуры воспламенения, его предварительно подогревают. Полости, через которые он проходит, соприкасаются с поверхностью топки.

В зависимости от режима первичного горения в дымовые газы уходит от 5 до 30 % энергии дров. Благодаря вторичному дожигу полному окислению подвергаются до 90 % горючих веществ. Применение технологии повышает тепловую эффективность печей практически в два раза и в 10 раз снижает вредные выбросы. Из-за уменьшения количества смол и сажи вероятность возгорания в дымоходе тоже падает.

Печь «ТОП-модель 200» с дожигателями, обеспечивающими перевод печи в режим длительного горения. Печь «ТОП-модель 200» с дожигателями, обеспечивающими перевод печи в режим длительного горения.

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.

Подовая печь с камерой дожига. Принцип работы печей такого класса

Функционирование печи длительного горения основано на медленно текущем процессе генерации горючих газов, а если выражаться простым кухонным языком – на процессе тления. Топка печи разделена на две обособленные функциональные зоны: непосредственно генерации и дожига. В первой, при строго дозированном поступлении кислорода и заданной температуре, происходит медленное окисление топлива – пиролизное горение с выделением сопутствующих газов, которые состоят из угарного газа, водорода и прочих. Процесс, по сути своей, напоминает сухую перегонку древесины, известную выдельщикам древесного угля уже очень давно.

При температуре 440 – 465 градусов Цельсия происходит подсушивание топлива и его первичное окисление, далее выделяющиеся газы смешиваются с кислородом вторичного воздуха, посредством вентиляторного блока или естественной конвекции. Горение такой смеси происходит при температуре 550 – 570 градусов Цельсия. В зоне дожигания температура колеблется в пределах 1070 – 1120 градусов Цельсия и при таком тепловом режиме эффективно сгорают не только углерод твердого остатка, но и сопутствующие примеси. Характерной особенностью, которой наделена печь для бани длительного горения, является то, что она имеет развитую систему калориферов, через которые производиться интенсивный теплообмен с окружающим пространством.

Важно! Одной из самых весомых полезных особенностей протекания процессов в печи для бани длительного горения, является то, что при оптимальных условиях возможно получение дымовых газов высокой чистоты. Угарный газ сжигается практически в полном объеме, углекислого газа содержится в 3 раза меньше, относительно выхлопа печей традиционной схемы, летучих твердых веществ в 4,7 раза. А как мы знаем, именно они являются основой сажевых отложений в дымовых каналах, борьба с которыми – залог безопасного функционирования отопительного прибора.

Источник: https://bannye-pechi.postroivsesam.info/novosti/dozhig-uhodyashchih-iz-pechi-gazov-dozhig-gazov-v-stalnyh-pechah

Дожиг пиролизных газов. 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).

Вторичный воздух в буржуйке. Догорание в кирпичной кладке

Хотя, пример финского закрытого камина может наглядно показать механизм использования вторичного воздуха для полного сгорания легких веществ в кирпичной кладке. Принципиально схема обычного и вторичного обеспечения кислородом топки и пространства для догорания газов отличается по нескольким параметрам:

Для процесса горения прямая подача кислорода необходима постоянно – перекрытие подачи кислорода приводит к затуханию огня. Для процесса дожига газов кислород нужен начиная с момента повышения температуры до 600-700 градусов, то не сразу, после начала топки;
Через открытое поддувало воздух поступает нагретый до комнатной температуры или температуры, которая соответствует тому помещению, откуда производится забор

Для вторичного воздуха важно чтобы кислород поступал в камеру сгорания уже подогретый, причем подогретый до довольно высокой температуры – порядка 500-600 градусов;

Так что для того чтобы получить полное сгорание окиси углерода СО, водорода Н2, сажистых частиц Н(С-Н) и атомарного углерода С, необходимо обеспечить не только подачу необходимого объема кислорода, но подогреть его до оптимальной температуры для вступления в реакцию. Подача воздуха в печь на примере финского камина поможет правильно понять суть этой технологии. В отличие от обычной топки в камине нет поддувала – дрова горят на плите внизу топки. Прямая подача кислорода осуществляется через отверстия в дверце. Кстати, в конструкции дверцы имеются несколько уникальных элементов, главный из которых регулируемая решетка, через которую и происходит подача кислорода в топку.