• Система автоматизации с открытым исходным кодом на базе esp8266/esp32 микроконтроллеров и приложения IoT Manager. Наша группа в Telegram

Управление пиролизным котлом посредством сервиса MGT24

nikolz

Well-known member
Давайте попробуем справится хотя бы с лямбда зондом, если поймем что для решения нашей задачи его недостаточно, то я могу попробовать поставить датчик СО на срез трубы, а он у меня на высоте 13 метров, относительно выхода из котла :)
Видимо каждый решает сам для чего ему нужен Лямбда зонд (ЛЗ).
У меня такая проблема не стоит.
С помощью ЛЗ я пытаюсь решить проблему, как я уже писал раннее, качества сгорания топлива.
Делается это не с целью "экономии топлива" (бессмысленно экономит автомобильные шины 😁) и у меня нет необходимости растягивать время работы котла от одной загрузки топлива, так как я имею теплоаккумулятор (ТА) достаточной емкости.
Одно из условий эффективной работы котла - это его работа на верхнем пределе его паспортной мощности. То если хорошо прогрета вода в котле (температура 85-90 град.), высокая температура пламени, качественное сгорание.
Высокая температура пламени, качественное сгорание нужно для того что бы в продукты сгорания не попадали органические вещества ( продукты неполного сгорания) и атомарный углерод (сажа).
Прогрета вода в котле (температура 85-90 град.) - не позволяет конденсироваться водяному пару (который тоже является продуктом сгорания топлива) на поверхности теплообменника.
Если эти условия не соблюдаются, то на поверхности теплообменник конденсируется влага в виде воды, продукты неполного сгорания топлива в виде смолистых отложений и сажи, а уже на все это "повидло" садится зола (которая кстати является продуктом полного сгорания топлива :giggle:).
В результате образуется отличная теплоизоляционная поверхность на теплообменнике котла, после этого уже становится бессмысленным обсуждать какое либо КПД :)
Так что, мне важно, что бы сгорало без остатков органики и углерода. Остальное пофиг :)
Было бы отлично.
Мне кажется, и нам этого будет достаточно.
Порка не стоит так усложнять. Я предлагаю решать задачу поэтапно. Нужно хоть какой-то результат получить, а уже после делать выводы.
Существуют, просто тем с которыми я знаком ставят слишком примитивные задачи, уж никак не контроль качества сгорания топлива.
Я о таких не знаю.
Это отлично!
Но я точно, не разберусь к каким ее ножкам паять какие проводки :) Если Вы укажите что с ней делать - я сделаю.
Не в обиду будет сказано, но у Вас путаница в представлении работы котла.
-------------------------
1) Критерий появления сажи - это для обычного котла или для мазута.
у Вас котел пиролизный и топливо - дрова.
Для таких котлов сажа даже не рассматривается , так как ее в принципе не может быть в дымовых газах.
--------------------------
2) Принципиальная схема подключения лямбда зонда к микроконтроллеру с использованием микросхемы CJ125 есть в документации на CJ125.
1601530947292.png
и вот здесь:
Что, куда, нарисовано и дана спецификация.
-----------------------
3) Вы можете найти уже готовые модули с лямбда зондом для измерения кислорода при настройке режима автомобиля, если Вас не смущает их цена (примерно 200 долларов) и получить содержание кислорода в дымовых газах.
4) Этой информации достаточно, чтобы получить значение содержания кислорода в дымовых газах.
Берите паяльник или покупайте готовое решение.
 

nikolz

Well-known member
С паяльником я не настолько "на ты". Скорее всего купляю. Я уже видел варианты, чуть позже буду просить их прокомментировать. Сейчас буду занят другим.
полагаю, что можно сделать проще, так котел это не автомобиль и не надо резко нажимать на педаль газа.
Но для этого надо экспериментировать, а у меня котла нет.
------
На датчиках СО и СО2 тоже должно быть существенно проще, но это лишь теория.
----
еще датчик кислорода можно сделать на любимом Вами фотодиоде.
Но готового решения нет.
 

nikolz

Well-known member
в помощь:
 

glory24

Member
О! Вот за это отдельное спасибо :) У меня как раз Бош 5-ти проводной, а что куда, представления не было.
Я смотрел на такую штуку. У нас такие innovate lc-2 присутствуют. Только в видеоролике подключают 4-ч проводной, а я не уверен, что мой 5-ти проводной будет с этим контроллером работать.
В общем нужно еще чуть разобраться, а я пока буду занят. В любом случае спасибо за ссылки. Буду изучать на досуге :)
 

pvvx

Активный участник сообщества
так как нагрев до 300 градусов, то ему в дымоходе самый раз.
От +300 С, т.к. смотри физику работы циркониевого датчика...
В высокоточных +300 C это минимальная температура, когда в нем начинают ползти молекулы кислорода... А дальнейшее повышение T приводит к преждевременному устареванию датчика и всегда есть оптимальная температура, которую для точности замеров необходимо держать с отклонениями до пары градусов и она обычно (в зависимости от датчика) не более +350С.
В моих датчиках O2 рабочая точка по температуре элемента регулируется 24 битными АЦП для получения итоговых абсолютных показаний пропорции O2 в газе от 3-х знаков.
В дешевых, не особо точных датчиках (точность до 1%) температуру элемента можно регулировать по сопротивлению накала с учетом функции расчета мощности.. функция нелинейная... подбирается экспериментально по калибровке от окружающего потока - поток охлаждает/нагревает датчик, меняется и парциальное давление, и, следовательно, меняется мощность накала (P=U*I накала)...
Циркониевые датчики при измерениях малых концентраций (менее 0.5%) 02 врут от некоторых примесей в измеряемом газе... Но не думаю, что вам нужен такой диапазон.
Проблема , где взять датчик окиси углерода на 200 градусов .
Для дешмана ставят электрохимические датчики (их куча для всех типов газов на али), но у них малый строк эксплуатации - до пары лет и то с постоянной подкалибровкой.
Они особо боятся разных примесей и пыли в газе, да требуют продувки - слабого избыточного давления... Но в качестве переносных китай-тесторов для общей оценки с ними жить ещё как-то можно, но с проведением в тот-же день калибровки по эталонам... Не для стационара...
 

pvvx

Активный участник сообщества
Главная>>Бренды>>BOSCH>>0 258 017 270
Лямбда-зонд BOSCH 0 258 017 270 - port3.ru
Лямбда-зонд
BOSCH (Бош) 0258017270
Авто Лямбда-зонд – это дифференциальный датчик и настроен на сгорание топливной смеси бензина или соляры в ДВС. Т.е. каждый из них узкоспециализированный и оптимизированный по самое немогу... А котел у вас на дровах… Промышленных автоматизированных котельных на дровах не встречал и, думается, что там другие пропорции и методики анализа для требуемого сгорания…

Тем более авто-лямбда зонд имеет малый ресурс для некоторых применений – он не работает 24 на 7 …
 

pvvx

Активный участник сообщества
Для замера O2 нужно что-то типа (если смотреть на али):
https://aliexpress.ru/item/33030026021.html
https://aliexpress.ru/item/1005001419629747.html
(не связывался с таким барахлом)

Из пром. циркониевых датчиков – можно глянуть дешевые варианты измерителей 4..20 мА от PEWATRON и попробовать закупить сами датчики (диапазон цен на датчики от 15 тр., часто производитель Fujikura Ltd.) и сделать свой контроллер.
Или пользоваться авто-мото-лямбдой, которая анализирует смесь для автомобильного катализатора :) (у пиролизных CO значительно меньше, т.к. ...).
 

glory24

Member
Тем более авто-лямбда зонд имеет малый ресурс для некоторых применений – он не работает 24 на 7 …
И тем более что дымовые газы из котла, вероятно, агрессивнее автомобильного выхлопа. В автомобильном выхлопе, по крайней мере, зола отсутствует.
Мне тоже кажется, что это "игрушка не один раз". Мой, тот что в дымоходе стоит больше года не подкаченный, может и помер уже.
Но я все равно намерен попробовать подключить к котлу лямбда зонд, даже если это и будет "деньги на ветер". Мне только нужно, что бы мы сообща решили на что эти деньги потратить. Сам я не в состоянии этого сделать.

Для замера O2 нужно что-то типа (если смотреть на али):
https://aliexpress.ru/item/33030026021.html
https://aliexpress.ru/item/1005001419629747.html
(не связывался с таким барахлом)
Ценник у этих датчиков на уровне с innovate lc-2, уже с выводом показаний на дисплей.
Поэтому, что бы остановить на них свой выбор, они должны быть чем-то лучше того же innovate lc-2.
сделать свой контроллер
Это не про меня.
Или пользоваться авто-мото-лямбдой, которая анализирует смесь для автомобильного катализатора :) (у пиролизных CO значительно меньше, т.к. ...).
Я тоже больше склоняюсь к такому варианту развития событий :)
 

pvvx

Активный участник сообщества
Вроде как КПД данного котла зависит от соотношения процентов кислорода на входе (воздух 20.5%) к выходу (4..5% ?). Остальное можно не считать. Лишнее вливание воздуха в зону горения –> лишний нагрев газа = меньшее КПД.

Мне кажется (ИМХО), что возможна регулировка и по соотношению температуры в зоне горения от подачи воздуха. Т.е. стационарная лямбда или другой датчик O2 не нужен. Проверить это возможно имея переносной датчик кислорода исключительно для первичной настройки. Я бы поступил именно так. А далее уже по итогам.
 

pvvx

Активный участник сообщества
Цель всего сооружения под названием котел – максимальная температура в зоне нагрева теплоносителя. Окисление газов, в зависимости от конструкции, может происходить и в последующей зоне -> датчик O2 уже на дымоходе покажет нечто приблизительное и неадекватное, необходимое только экологам, как и авто-лямбда показывает необходимое соотношение для катализатора (!). Ну будет греться дымоход :) , а нужно греть теплоноситель…
 

nikolz

Well-known member
шибко спорить не собираюсь.
просто погулять вышел.
Заодно ликбез проведем
---------------------------
сначала про лямбда-зонд
принцип работы (очень упрощенно)
слой диоксид циркония
с одной стороны дымовые газы с другой воздух
разность содержания кислорода дает ток
т е датчик есть источник тока.
поэтому этот датчик позволяет измерять процентное содержание кислорода
------------------
контроллер можно сделать проще так как нет быстрых изменений состава смеси
----------------------------
Бошевский датчик -рабочая температура диоксида - 730 градусов.
---------------------------
химические датчики - это от 10 тыс рублей. В данном применении - это как корове седло.
===============
Теперь про эффективность горения
------------
если почитаете учебники, то узнаете что
оценивать эффективность (кпд) в идеале надо по трехатомным составляющим дымовых газов.
Но можно и по двухатомным.
----------------------
В печах на пеллетах используют для управления лямбда зонд. Недостаток -дорого и надо очень качественное топливо для которого производитель определил сколько надо кислорода. тогда управление сводится к поддержанию заданного производителем процента кислорода в дымовых газах.
-------------------
Но по кислороду можно управлять если у вас происходит полное сжигание топлива
если не полное то на выходе будут еще другие двухатомные газы и по кислороду уже будет хреново.
----------------
совсем все сложно, если у вас пиролизная печь и вы в нее запихиваете различное дерьмо то дрова, то автопокрышку , то березу, а то дуб .
В этом случае надо контролировать недожог горючих газов - а это, в основном, СO.
----------------
В этом случае можно не контролировать кислород, а следить, чтобы был небольшой недожог (примерно 200-400 ppm)
=============
Можно контролировать по CO2 (трехатомный газ). Но полагаю недожог по нему сложно отслеживать.
---------------------
Но у меня нет котла , поэтому и нет проблем с измерением его кпд и управлением эффективностью горения.
 

glory24

Member
Цель всего сооружения под названием котел – максимальная температура в зоне нагрева теплоносителя.
Согласен, добавил бы только: "С минимальным количеством остаточной органики". Хотя и атомарный углерод (сажа) мне в дымоходе тоже не нужен :)
Окисление газов, в зависимости от конструкции, может происходить и в последующей зоне
В моем случае, это маловероятно. Температура дымовых газов после теплообменника у меня редко когда превышает 170 град. Все самое интересное происходит в пиролизной камере котла, теплообменники находятся уже после нее.
совсем все сложно, если у вас пиролизная печь и вы в нее запихиваете различное дерьмо то дрова, то автопокрышку , то березу, а то дуб .
Ну все же у меня не печь, а котел. Печь отличается от котла отсутствием водной рубашки, ну да это в целом не столь важно...
запихиваете различное дерьмо
Это конечно да :) Но хочу Вас заверить, что диапазон качества сгорания этого "дерьма" устраивающий меня, достаточно широк. Мен только не устраивает, когда дым из трубы черный валит :) значить очевидно недостаточно кислорода, и когда пламя в пиролизной камере слишком "сухое", но это нужно показывать.
Договоримся так: как соберусь запускать колел, тут проанонсирую это мероприятие. Всем желающим поучаствовать, дам ссылку на программу к видеокамере , которая смотрит в пиролизную камеру котла и дымоход, а также дам доступ к управлению воздушными заслонками котла.
Таким образом у Вас, я надеюсь, появится больше информации, о том чего мы пытаемся достичь.
 

nikolz

Well-known member
Про дерьмо я написал образно.
Просто содержание и состав горючего вещества в дереве и в резине очень разное.
Управление по кислороду сделать практически невозможно так как разное количество кислорода надо обеспечить для разного топлива.
А вот контроль по CO возможен, т е CO вне зависимости от типа топлива - это основное газовое топливо у Вас
и кислород т е заслонкой вы должны так управлять чтобы стабилизировать СО практически у нуля.
Умные книжки говорят что наилучший режим - это с небольшим недожогом т е когда СО не ноль а 200-400 ppm.
------------------------------
интересно было бы поставить датчики со и co2 там где температура позволяет. Обычные датчики измеряют как раз до 1000 ppm.
------------------------------------
Судя по умным книжкам у вас не вся энергия идет в дело,
так как так температура вроде бы должна быть около 130 и даже ниже,
пока нет конденсации влаги в трубе.
 

pvvx

Активный участник сообщества
... основном, СO.
... Можно контролировать по CO2
Они так-же сказываются на показания датчика кислорода. В них тоже есть кислород :p
В циркониевом датчике ползают ионы кислорода, от седа и потенциал (или ток для точных датчиков - в них прикладывают разницу потенциалов и ионы создают ток).
Ещё раз - лямбда датчик дифференциальный = выдает разницу от оптимального соотношения необходимого катализатору для дожига СО. И выход у него нелинейный, а просто больше или меньше относительно оптимума.
 

pvvx

Активный участник сообщества
Согласен, добавил бы только: "С минимальным количеством остаточной органики". Хотя и атомарный углерод (сажа) мне в дымоходе тоже не нужен :)

В моем случае, это маловероятно. Температура дымовых газов после теплообменника у меня редко когда превышает 170 град. Все самое интересное происходит в пиролизной камере котла, теплообменники находятся уже после нее.
Больше температура -> окисляется больше и всё что угодно и это так-же приводит к большей температуре. Да и КПД в основном зависит именно от этого. А далее уже конструкция и если кривая, то кривое и КПД -> плохое качество окисления = большой остаток именно кислорода O2 из воздуха на выходе, а не какие-то соотношения СО или ещё чего...
 
Сверху Снизу