• 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
и еще...
для тех, кто в танке:

цвет пламени в дровяной печи определяется наличием твердых частиц, которые при нагревании светятся.
Желтый цвет - это светящийся углерод.
1606971399283.png
--------------
в данном котле
в пиролизной части формируется не только угарный газ но и возникаем много мелких частиц углерода - т е сажи
Вот она и светится от красного до желтого во второй секции котла.

А не потому что мало кислорода
1606971088679.png
 

nikolz

Well-known member
Продолжим ликбез для самых любознательных.
при сжигании покрышки кроме углерода в составе горючих газов из первой камеры пиролизной печи будут и частички металла корда и вся таблица Менделеева.
----------
Но как измерить температуру бесцветного (этан, чистый спирт) пламени
Контактный метод - поставить термопару
Но это не самый лучший способ для управления горением
так как измерение будет в одной точке что даст адекватную оценку лишь при однородном горении в основном чистого газа.
поставить много датчиков - дорого.
------------------
Бесконтактный метод:
есть как минимум два способа:
------------------
1) ИК фотодиод в диапазоне "свечения" окислов водорода и углерода (т е воды и углекислого газа). Но эти фотодиоды очень дорогие.
-------------------
2) Добавить в пламя микропримеси и по их свечению в видимом спектре определить температуру пламени.
Цвет пламени с микро примесями будет определяться свечением примесей, т е их температурой,
которая пропорционально, либо равна температуре окружающего пламени.
----------------------
В данной задаче ничего добавлять в пламя не требуется, так как туда уже добавлена вся таблица Менделеева из исходного топлива.
Поэтому можно применить бесконтактный способ измерения температуры по видимому спектру.
 

nikolz

Well-known member
и еще
Так как объем секции сгорания котла по сравнению с объемом доменной мечи очень мал,
то фантазии на тему применять наддув чистым кислородом
лишь для особо любопытных c очень богатым воображением и толстым кошельком.
 

nikolz

Well-known member
Особенность горения древесины как топлива состоит в невозможности подвода воздуха к каждой точке поверхности каждого полена в топке.
Поэтому газообразные продукты пиролиза древесины не могут сразу смешиваться с воздухом перед подачей в зону пламенного горения.
Что обеспечивает обязательное появление сажистых и укрупнённых сажистых частиц.
Данный факт однозначно определяет вид пламени в камине или печи - светящееся (от сажистых частиц) и коптящее (от укрупнённых).

Вклад теплоты сгорания сажистых частиц обычно весьма невелик (доли процента), и поэтому дожигать их какими-то специальными дорогостоящими методами энергетически невыгодно (если это не связано с необходимостью чистоты аппаратуры, посуды или с экологическими соображениями).

Сгорающие сажистые частицы в большинстве случаев не нагревают продукты сгорания, а охлаждают их за счёт лучистой теплопередачи.


крупные частицы могут при горении нагреваться значительно выше температуры окружающего газа. В этом режиме раскаленные агрегаты сажистых частиц могут сгорать быстро.
Поэтому на кончике пламени спички можно заметить яркие продольные треки от струек-потоков горящих агрегатов сажи.
А мелкие частицы (в том числе и сажи) всегда имеют температуру окружающего газа.
 

nikolz

Well-known member
сажа первично образуется в зоне разрушения углеводородов,
отсутствие агрегатов сажистых частиц в нижней части пламени объясняется тем,
что при конденсации на микрочастицу,
например,
одной молекулы метана выделяется две молекулы водорода.
В результате образуется водородный “ветер”,
дующий от частицы и препятствующий сближению и объединению частиц в агрегат.
В кончике же пламени, где богатые водородом углеводороды уже отсутствуют, роль “ветра” играет СО,
образующийся в ходе реакций горения сажистых частиц 3С + 2О2 = 2СО + СО2 и С + СО2 = 2СО.
При появлении же нехватки окислителя или при снижении температуры химические реакции окисления в кончике пламени замедляются,
выход СО и скорость “ветра” резко снижаются,
что и дает возможность микрочастицам сажи быстро агломерировать и образовывать черный дым.

Агрегаты черного дыма могут осаждаться в дымоходах в виде “сухой” сильно пачкающей пушистой сажи.
Если одновременно осаждается белый (от первичного пиролиза) и черный дым,
то в дымоходах образуется “жирная” маслянистая сильно пахучая сажа.
Если черная сажа осаждается одновременно с водным конденсатом,
то после испарения стекающей воды на стенках дымоходов остаются твердые слабопачкающие черные слоистые отложения-спеки, иногда блестящие.
Все виды сажи в дымоходах являются горючими и представляют пожарную опасность.
Кроме указанных дымов в отходящих печных газах может присутствовать пепел (не окомкованная и не спекшаяся зола) в виде газовзвеси,
а также горящие фрагменты древесного топлива в виде искр-треков или витающих ворсинок, листочков, веточек, представляющих пожарную опасность.
 

nikolz

Well-known member
Температура, до которой нагреваются продукты горения, называется температурой горения.
Различают калориметрическую, теоретическую и действительную температуру горения.
Калориметрическая (максимальная) температура горения — температура, до которой нагреваются продукты полного сгорания от 0 °С.
Потери тепла принимают равными нулю. Калориметрическая температура горения зависит только .от свойств горючего вещества.
Теоретическая температура горения — температура, учитывающая потери тепла на диссоциацию при полном сгорании вещества.
Действительная температура горения — это температура пожара.
Она всегда ниже теоретической, поскольку горение протекает при недостатке воздуха и со значительными потерями тепла.
Соответственно для древесины эти температуры: 2000 °С; 1600 °С; 1100 °С.
 

nikolz

Well-known member
Проведены исследования спектрального состава излучения при различной температуре пламени.
Показано, что в видимом диапазоне длин волн наблюдаются три основные группы полос:
радикала СН (430438 нм), радикала С2 (467-472, 513-517, 559-564 нм)
и возбужденных молекул воды (591, 616-625 нм),

причем спектральные диапазоны,
соответствующие полосам свечения радикалов СН - 430-438 нм и С2 -467-472, 513-517 нм,
обладают наибольшей зависимостью интенсивности излучения от температуры.
 

nikolz

Well-known member
Цвет пламени определяется излучением электронных переходов (например, тепловым излучением)
различных возбужденных (как заряженных, так и незаряженных) частиц,
образующихся в результате химической реакции между молекулами горючего и кислородом воздуха,
а также в результате термической диссоциации.
В частности, при горении углеродного горючего в воздухе,
синяя часть цвета пламени обусловлена излучением частиц CN±n,
красно-оранжевая — излучением частиц С2±n и микрочастиц сажи.

Излучение прочих образующихся в процессе горения частиц (CHx±n, H2O±n, HO±n, CO2±n, CO±n) и основных газов (N2, O2, Ar) лежит в невидимой для человеческого глаза УФ и ИК части спектра.

Источник: Тидеман Б.Е., Сциборский Д.Б. Химия горения. –Л., 1935.
 

nikolz

Well-known member
Про сжигание автопокрышек
Несмотря на то, что автомобильные шины состоят из многих сырьевых компонентов,
основным из них является шинная резина – ценное углеводородное сырье.
Теплота сгорания шин составляет 32 ГДж/т, что соответствует углю высокого качества.

Это открывает перспективы использования выведенных из эксплуатации шин в качестве альтернативного топлива.

Сначала технология сжигания совмещалась с рециклингом резины – сжигались с целью уничтожения отходов крупные фракции измельченной резины, не отвечающие требованиям резинотехнического производства.

Но постепенно большая теплотворная способность материала сделала привлекательной идею сжигания шин именно для генерации тепла.

Фирма «Waste Management Inc» производит установки для дробления шин производительностью 5 тыс.т в год для их последующего сжигания на специализированных свалках в штатах Флорида, Висконсин, Миннесота. В городах Даллас, Портленд, Хьюстон и Атланта только в 1988 году эта фирма переработала более 4,5 млн. шин на резиновую крошку, которую предлагала в качестве твердого топлива для целлюлозно-бумажных и цементных комбинатов.

Крупноизмельченную резиновую крошку в качестве добавки к углю в США пытаются сжигать в циклонных топках энергетических котлоагрегатов.
Сложность процесса измельчения изношенных шин (особенно с металлокордом) стимулировала развитие технологии сжигания шин целиком.

В Англии с 1973 года эксплуатируются печи для такого сжигания,
а в Италии построена установка с вращающейся печью, позволяющей загружать шины диаметром до 120 см и массой до 70кг.
В США развивается строительство электростанций, использующих в качестве топлива только автомобильные шины.
Так, в г. Модесто работает электростанция мощностью 14 МВт для сжигания 50 тыс.т шин ежегодно.

В настоящее время изношенные шины сжигают в 9 штатах США на электростанциях в котлоагрегатах разного типа – механического сжигания, циклонного сжигания, сжигания в псевдоожиженном слое.
В 1987 р. в Калифорнии начал функционировать завод по получению энергии при сжигании изношенных шин производительностью 5 млн. шин в год.
На протяжении трех лет этот завод вышел на проектную мощность (14 МВт) и начал приносить прибыль, переработав за это время 15 млн. покрышек.
Полученный при сжигании шлак используют в цементной промышленности и при строительстве дорог. Зола, которая содержит большое количество ZnO, улавливается, очищается и направляется на переработку для получения цинка.
Полученная в качестве побочного продукта сера смешивается с известью, а потом эту смесь используют как удобрение или как строительный материал.
В США на окраинах Лас-Вегаса планировалось строительство завода, который будет самым большим предприятием по утилизации отходов в мире.
По плану он должен сжигать 18 млн. покрышек в год и производить 50 МВт электроэнергии.
 

nikolz

Well-known member
В России в Кемеровской области на Западно-Сибирском металлургическом комбинате автопокрышки утилизируют в котлоагрегатах в процессе кислородноконверторного производства стали.
Во время выплавки стали в кислородном конверторе развивается очень высокая температура, при которой разрушаются канцерогены и другие вредные газообразные вещества. Агрегат имеет мощную систему газоочистки.
Сжигание шин для производства электроэнергии считается прогрессивным направлением,
потому что за счет утилизации отходов появляется возможность получать высококачественную универсальную энергию в виде электричества.
 

nikolz

Well-known member
Еще подумаем над этим.
посмотрел еще раз Вашу статью:
Судя по ней, у Вас уже почти все сделано.
Вы пишите что по скорости нарастания температуры в трубе определяете начало интенсивного горения
и далее надо отрегулировать заслонки.
--------------------
Предлагаю Вам сделать это и записать какие значения сигналов открытия заслонок и в какой момент времени Вы устанавливаете для горения покрышки без дыма.
-------------------
На основе этих графиков делается таблица значений: времени, температуры в трубе и положения заслонок.
Эта таблица используется для управления заслонками по времени от начала момента интенсивного горения.
Это и будет первым вариантом программы автоматического управления котлом.
 

pvvx

Активный участник сообщества
опять много букф об известном и ничего конкретного по вопросу автоматизации.
Автор темы спросил - как сделать автоматическое управление трактором, а вы предлагаете купить автомобиль.
И нахрена такой совет?
Не знаете как решить данную задачу для конкретного котла, зачем лесть с экспериментами с проволочкой из начальной школы?
Енто и есть полноценное решение. Не то что ваши, ведущие в никуда и на попадалово :)


Лучше еще расскажите про кирпич который нагрелся до желтого цвета
и про бесцветное пламя горения чистого природного газа.
Пожизни такое в печке - поеду на дачу и тогда может сфотаю.

Хотя это все не имеет никакого отношения к данной теме,
А чего тогда мутите?

так как в данном случае речь о саже,
но все равно прикольно читать Ваши наставления.
----------------
Где Вы увидели на видео горения в данном котле голубое пламя?
Опять вопрос ко мне?
Присмотритесь хоть раз на пламя пиролезного горения... Вам то всё через камерку в Ютубе кажут, а они не берут синенький свет... :p
Да, и от куда в нормальном пиролезном котле сажа?
Писшите есчо - я уже каждый раз почти падаю и не могу нормально писать в данной теме от ваших смехотворных оправданий и завлекушек в никуда...
 

pvvx

Активный участник сообщества
и еще
Так как объем секции сгорания котла по сравнению с объемом доменной мечи очень мал,
то фантазии на тему применять наддув чистым кислородом
лишь для особо любопытных c очень богатым воображением и толстым кошельком.
А он не в наддуве участвует. Вы опять мимо кассы :)
и еще...
для тех, кто в танке:

цвет пламени в дровяной печи определяется наличием твердых частиц, которые при нагревании светятся.
Желтый цвет - это светящийся углерод.
Посмотреть вложение 10277
С чего углерод желтый - это вы так выдумали?
А синий, где самое холодное место в показанной картинке - это ото льда? :)
 

nikolz

Well-known member
А он не в наддуве участвует. Вы опять мимо кассы :)

С чего углерод желтый - это вы так выдумали?
А синий, где самое холодное место в показанной картинке - это ото льда? :)
читайте внимательно, в отличие от Вас , я не рассуждаю накофейной гуще, а привожу данные исследований в том числе 1935 года - это для особо отсталых.
1606996263194.png
Цвет пламени определяется излучением электронных переходов (например, тепловым излучением)
различных возбужденных (как заряженных, так и незаряженных) частиц,
образующихся в результате химической реакции между молекулами горючего и кислородом воздуха,
а также в результате термической диссоциации.
В частности, при горении углеродного горючего в воздухе,
синяя часть цвета пламени обусловлена излучением частиц CN±n,
красно-оранжевая — излучением частиц С2±n и микрочастиц сажи.

Излучение прочих образующихся в процессе горения частиц (CHx±n, H2O±n, HO±n, CO2±n, CO±n) и основных газов (N2, O2, Ar) лежит в невидимой для человеческого глаза УФ и ИК части спектра.

Источник: Тидеман Б.Е., Сциборский Д.Б. Химия горения. –Л., 1935.

-------------------------------
а для знающих, что такое спектр есть картинки:
1606996173102.png
 

pvvx

Активный участник сообщества
В России в Кемеровской области на Западно-Сибирском металлургическом комбинате автопокрышки утилизируют в котлоагрегатах в процессе кислородноконверторного производства стали.
Во время выплавки стали в кислородном конверторе развивается очень высокая температура, при которой разрушаются канцерогены и другие вредные газообразные вещества. Агрегат имеет мощную систему газоочистки.
Вам и предлагалось повысить температуру.... А для начала - просто измерить.
Но только ваш "ИИ" с всевозможными спектрометрами всё не готов - так и не обучился измерять температуру. Ему ещё учиться, учиться и учиться у простой проволочки :p Всё равно она надежнее и проще.
 

pvvx

Активный участник сообщества
Вторую проволочку glory24 будет ставить у задвижек, когда захочет узнать расход воздуха или рассчитать его поток, как это сделано во многих расходомерах... Остальные типы, те, которые без "ИИ" от nikolz - не приспособлены для работы в условиях "кочегарки" и запыленности.
В итого и требуется пара транзисторов и прочий бытовой хлам для полнейшей автоматизации котла.
 

pvvx

Активный участник сообщества
nikolz - Тащите и ещё тащите больше копипасты для сокрытия вашего позора.
В начале темы было уже сказано, что единственное отличие "пиролезного" котла – повышенная температура в специальной камере… Вы почуток, за счет перетаскивания тонн копипасты со всея инета про всякие горелки уже доходите до указанного вам ранее – какая сажа и прочий черный дым, а так-же красные свечения, при высокой температуре?
В общем копайте и таскайте дальше сюда весь инет – через десяток загаженных страниц про одно и то-же, и до вас дойдет – таков процесс обучения безумного “ИИ”: для натаскивания алго ему даются правильные ответы и шаблоны миллионы раз :)
 
Сверху Снизу