Teplota spalování uhlí v kotli a peci: vlastnosti různých druhů paliva

Teoretická teplota spalování uhlí se pohybuje v rozmezí 1000. 2300 °C a závisí na řadě faktorů – podmínkách spalování, měrné výhřevnosti, vlhkosti a podobně. Skutečný ohřev ve středu plamene hořícího v topeništi kotle nebo kamen zřídka překročí 1200 stupňů. Majitel domu ale vůbec nestojí před úkolem rozžhavit jednotku a potrubí do běla. Hlavním cílem je efektivně využít energii cenné fosilie, získat potřebné množství tepla po dlouhou dobu.

Druhy uhlí používané k vytápění

Tvorba černého paliva v hlubinách trvá několik set tisíc až miliony let. Čím je ložisko hlubší a starší, tím je hustota a spalné teplo uhelné hmoty vyšší. Energetická hodnota paliva závisí na jednom ukazateli – procentuálním podílu čistého uhlíku ve fosilním složení.

Uveďme seznam druhů uhlí spalovaných v kamnech v pořadí podle rostoucího obsahu kalorií:

1. Hnědé uhlí obsahuje až 70 % uhlíku. Zbývajících 30 % tvoří těkavé látky (vázaný kyslík, dusík, vodík) a nečistoty – síra, železo, fosfor, křemík a hliník.
2. Hustší uhlí je z 82 % uhlík, zbytek jsou nečistoty a vlhkost.
3. Antracit je nejstarší palivo, obsahuje až 95 % uhlíku.

Odkaz. V tomto řetězci chybí první a poslední článek. Za prvé, biomasa – rostliny a stromy – tvoří nízkokalorickou rašelinu, která leží blízko povrchu a je vhodná pro výrobu briket. Řetěz je doplněn přírodním grafitem, skládajícím se z nejčistšího uhlíku.

Uhlí tuhé palivo se dělí do typů a tříd podle fyzikálních vlastností a velikosti frakcí. V závislosti na původu se mění složení uhlí, které ovlivňuje jeho vlastnosti – teplotu vznícení a spalování, výhřevnost a obsah popela. Níže uvedená tabulka uvádí klasifikaci černého uhlí podle obsahu těkavých látek, vlhkosti a popela.

Po vytěžení prochází uhelná směs kalibrací – dělením na frakce. Čím větší kusy, tím vyšší cena nosiče energie a tím lepší spalování. Jak se liší a jak se označují uhlíky různých velikostí, si ukážeme v další tabulce.

Poznámka. Pokud je kromě třídy paliva nutné uvést i velikost frakce, je k označení hlavní třídy přiřazen písmenný index. Příklad: GO – plynová matice, AP – antracit – sporák. Označení hnědé směsi ořechů a jemných částic je kusovník.

Dřevěné uhlí nezahrnujeme do obecné klasifikace z několika důvodů:

• palivo není fosilie, je to produkt suchého zpracování (destilace) dřeva;
• používání spalovaného uhlí k vytápění domu není ekonomicky výhodné, je levnější koupit běžné palivové dřevo;
• Toto palivo se dobře hodí pro provoz kovárny, plynového generátoru nebo spalování v grilu.

Teplota vznícení a další parametry

Proces spalování uhlí je chemická reakce oxidace uhlíku, ke které dochází při vysoké počáteční teplotě s intenzivním uvolňováním tepla. Nyní je to jednodušší: uhelné palivo se nemůže vznítit jako papír; zapálení vyžaduje předehřátí na 370-700 ° C, v závislosti na typu paliva.

Klíčový bod. Účinnost spalování uhlí v kamnech nebo domácím kotli na tuhá paliva není charakterizována maximální teplotou, ale úplností spalování. Každá molekula uhlíku se spojí se dvěma částicemi kyslíku ve vzduchu za vzniku oxidu uhličitého CO2. Proces se odráží v chemickém vzorci.

Pokud omezíte množství přiváděného kyslíku (zakryjete popelník, přepnete kotel TT do doutnacího režimu), místo CO2 vzniká hořlavý oxid uhličitý CO, který je vypouštěn do komína a účinnost spalování se výrazně sníží. Chcete-li dosáhnout vysoké účinnosti, musíte zajistit příznivé podmínky:

1. Hnědé uhlí se vznítí při teplotě +370 °C, černé uhlí – 470 °C, antracit – 700 stupňů. Je nutný předehřev topné jednotky palivovým dřevem (pilinovými briketami).
2. Vzduch je do topeniště přiváděn v přebytku, bezpečnostní faktor je 1.3-1.5.
3. Spalování je udržováno vysokou teplotou žhavé vrstvy uhlí ležící na roštu. Je důležité zajistit průchod kyslíku celou tloušťkou paliva, protože vzduch se v důsledku přirozeného tahu komína pohybuje popelníkem.

Komentář. Výjimkou jsou domácí kamna typu „Bubafonya“ a válcové kotle s horním spalováním, kde je vzduch přiváděn do topeniště shora dolů.

Teoretickou teplotu spalování a měrný přenos tepla různých druhů paliv uvádí srovnávací tabulka. Je patrné, že za ideálních podmínek jakékoli palivo uvolní maximum tepla při interakci s požadovaným objemem vzduchu.

V praxi je nereálné vytvořit takové podmínky, takže vzduch je přiváděn s určitým přebytkem. Skutečná teplota spalování hnědého uhlí v klasickém kotli TT je v rozmezí 700. 800 °C, hornin a antracitu – 800. 1100 stupňů.

Pokud to přeženete s množstvím kyslíku, energie se začne utrácet na ohřev vzduchu a jednoduše vyletí do komína, účinnost pece znatelně klesne. Kromě toho může teplota ohně dosáhnout 1500 °C. Proces připomíná obyčejný oheň – plamen je velký, teplo je málo. Příklad efektivního spalování uhlí s retortovým hořákem na automatickém kotli je uveden na videu:

Topení uhlím – praktické rady

Úplné spalování uhelného paliva vyžaduje zvláštní přístup k problematice. Úkolem je dosáhnout maximální účinnosti zdroje tepla, nepřehřívat chladicí kapalinu a nevznítit požár kvůli příliš vysoké teplotě.

Při výběru vybavení doporučujeme vzít v úvahu naše doporučení:

1. Vyloženě v kotlích na dřevo a továrně vyrobených ocelových kamnech není vhodné topit vysokokalorickým uhlím – kamenem a antracitem. Výkonný přenos tepla a silné zahřátí mohou deformovat stěny topeniště (obvykle se vyrábějí o tloušťce 3 mm).
2. Kotle TT s vodou plněnými rošty nejsou vhodné pro vytápění uhlím. Horká slinutá vrstva vlivem teplotního rozdílu pevně přilne k vodovodnímu potrubí a velmi znesnadňuje průchod vzduchu a další čištění jednotky.
3. Pokud máte cejchované uhlí o velikosti frakce 25-50 mm (klasifikováno jako ořech), bude nejlepší volbou kotel s automatickým přívodem paliva. Jednotka je vybavena retortovým hořákem a ventilátorem, který přesně odměřuje vstřikování vzduchu na příkaz elektroniky. Doba nepřetržitého provozu – až 7 dní.
4. Ideální variantou je pořídit si důl nebo tradiční kotel určený na využití uhlí. Tepelný generátor je vybaven pohyblivými roštovými tyčemi, otáčenými vnější rukojetí. Zařízení pomáhá vysypat popel z topeniště do spodní komory.
5. Ohřívače vybavené ventilátorem nebo odsavačem kouře jsou pohodlnější a bezpečnější než kotle s mechanickými regulátory na řetízku. Pokud teplota kriticky stoupne, automatika vypne přívod vzduchu a kanál se uzavře klapkou. Obvyklý kryt dmychadla nedoléhá těsně, do komory prosakuje kyslík a pokračuje pomalé spalování.
6. Vytápění otevřeného krbu uhlím je marné cvičení. Moc se nezahřejete, jen roznesete v místnosti nečistoty a vznikne nepříjemný zápach.
7. Pro zvýšení bezpečnosti je velmi vhodné instalovat na kotel přídavný tepelný pojistný ventil. V případě přehřátí a varu prvek vypustí část chladicí kapaliny z pláště kotle a současně jej naplní studenou vodou z vodovodu.

Na každý druh uhlí je potřeba si zvyknout. Je lepší přidávat neznámé palivo po malých dávkách, upravovat tah pomocí tlumiče a sledovat nárůst teploty. Až spočítáte všechny nuance spalování dané značky, naplňte topeniště do 2/3.

Důležitý bod týkající se provozu zděné pece se sporákem. Nikdy neotevírejte hořáky po vložení nové části uhlí, nepoužívejte boční dvířka. Při nedostatku kyslíku palivo uvolňuje pyrolýzní plyn, který bude vycházet přes pohybující se hořák.

A konečně, o spalování uhelného prachu

Jemná frakce zbývající z běžného uhlí je také plnohodnotným palivem. Problém je v přikládání – většina prachu okamžitě padá do popelníku. Pokud ho přiložíte na dřevo, zablokuje se přívod kyslíku a zhorší se spalování. V takových případech můžete použít 3 metody:

1. Dědovský. Uhelný prach se mísí s vodou, vyrábějí se koláče a suší se na slunci.
2. Briketování. Pokud máte hodně prachu, má smysl si doma vyrobit nebo objednat šnekový lis na formování uhelných briket.
3. Do jemné frakce přidejte vodu a vložte do ohniště ve starých plastových sáčcích.

Poslední metoda je nejjednodušší a nejrychlejší na provedení. Do prachu se přidá voda v poměru 1:10, hmota se důkladně promíchá a rozloží do pytlů. Kotel se zahřeje na provozní teplotu na dřevo a poté se do topeniště vloží 2–3 takové porce. Více podrobností o metodě je popsáno ve videu: