Как горит каменный уголь: Ископаемый уголь — Википедия – Температура горения угля в котле и печи: свойства разных видов топлива

Температура горения дров и угля

Горение угля

Подземные пожары могут продолжаться длительные периоды времени (месяцы или годы, в отдельных случаях— до нескольких тысяч лет), пока не истощится тлеющий пласт. Они могут распространяться на значительные площади по шахтным выработкам и трещинам в массиве горных пород. Поскольку они подземные, их чрезвычайно трудно погасить, что не в последнюю очередь связано с трудностью либо невозможностью доступа к очагу горения.

Некоторые возгорания угольных пластов — естественные явления. Некоторые угли могут самовозгораться при температурах ниже 100°C (212°F) при определённой влажности и размерах кусков. Лесные пожары (вызванные молнией или другие) могут поджигать уголь, залегающий близко от поверхности, и тление может распространяться через пласты, создавая условия для воспламенения более глубоких пластов. Доисторические обнажения шлака на Американском Западе — результат доисторических горений угля, которые оставили остаток, сопротивляющийся эрозии лучше чем матрица. По оценкам учёных,Горящая гора в Австралии является самым старым из известных горящих месторождений угля — пожар там продолжается около 6000 лет.

В мире существуют тысячи активных неустранимых подземных пожаров, особенно в Китае и Индии, где бедность, недостаток правительственного регулирования и безудержное развитие вместе создают угрозу окружающей среде. Современные слоевые горные разработки открывают тлеющие пласты угля воздуху, возобновляя горение..

Среди сотен подземных пожаров в Соединённых Штатах наиболее известный находится в городе Централия, штат Пенсильвания. Начал гореть в 1962 году. Сегодня активны и другие подземные пожары в США, например в городе Вандербилт, также штат Пенсильвания (штат с наибольшим количеством подземных пожаров).

Подземные пожары могут начинаться в результате аварии, обычно вызывая взрыв газа. Некоторые подземные пожары начались, когда власти взрывали нелегальные горные разработки. Много недавних шахтных пожаров начались по вине людей, сжигающих мусор в ямах поблизости от брошенных угольных шахт (как, например, это произошло в Централии).

Сельские жители Китая в угольных регионах часто добывают уголь для домашнего использования, отказываясь от выработок, когда они истощаются, бросая быстро воспламеняющуюся угольную пыль на открытом воздухе. Отображение угольных пожаров Китая на карте со спутниковой фотографии обнаружило многие предварительно неизвестные пожары. Имеется несколько успешных примеров борьбы с подземными пожарами: в 2004 году, в Китае удалось потушить пожар в угольной шахте Люхуангоу, около Урумчи в области Синьцзян, горение которого продолжалось с 1874 года. Самые страшные из текущих пожаров находятся в каменно-угольных бассейнах Уда во Внутренней Монголии. Угольные пожары Китая сжигают 20—30 миллионов тонн угля в год. Ликвидацию подземных пожаров в шахтах, а также спасение людей в России осуществляет ВГЧС

Откуда берется энергия у топлива

Известно, что молекулы состоят из атомов . Для того, чтобы разделить какую либо молекулу (например, молекулу воды) на составляющие её атомы, требуется затратить энергию (на преодоление сил притяжения атомов). Опыты показывают, что при соединении атомов в молекулу (это и происходит при сжигании топлива) энергия, напротив, выделяется.

Как известно, существует ещё и ядерное топливо, но мы не будем здесь говорить о нём.

При сгорании топлива выделяется энергия. Чаще всего это тепловая энергия . Опыты показывают, что количество выделившейся энергии прямо пропорционально количеству сгоревшего топлива.

Когда выкладывать на гриль продукты для жарки

Когда угольные брикеты покроются тонким слоем золы (а древесный уголь раскалится по краям), жар от углей будет очень сильным. Для большинства продуктов, которые готовят на гриле, такая температура оказывается слишком высокой.

Распределите угли по вашему усмотрению, уложите решетку для жарки и закройте крышку гриля

Важно, чтобы гриль прогревался в течение 10–15 минут, тогда решетка хорошо раскалится, и на ней можно будет быстро обжаривать продукты. Кроме того, когда решетка прогрета, ее легко очистить

Жар нагреет остатки пищи, приставшие к решетке, и вы сможете их легко удалить специальной щеткой.

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь для использования в печах, достаточно разобраться в маркировке и возможности использования в Термороботе.

По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый
, каменный
и антрацит.
Используют следующую систему обозначений угля: Сорт
= (марка)
+ (класс крупности).

Кроме основных марок, приведенных в таблице, выделяют также промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ). Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
Например, фракция ОМ (М — 13–25, О — 25-50) составляет 13–50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Как горит уголь

Уголь состоит из двух горючих компонентов: летучие вещества
и твердый (коксовый) остаток
.

На первом этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

После этого выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).
Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает. Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха. Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и чёрный дым.
Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться, такой режим работы реализован в автоматической котельной Терморобот.

Уголь марок А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла. Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ. Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.

Всем известно, что в нашей жизни огромную роль играет использование топлива. Топливо применяют практически в любой отрасли современной промышленности. Особенно часто применяется топливо, полученное из нефти: бензин, керосин, соляр и другие. Также применяют горючие газы (метан и другие).

Как обезопаситься

Но «лбастики» не просто так кушают свой бездрозжевой хлеб. Попутно с обнаружением всякой пакости, они обнаруживают и пути, как количество этой пакости уменьшить. Вот какие советы можно почерпнуть из многочисленных работ по этому поводу:

1. Применять стабильное сгорание топлива. Лучше готовить на газу, а не на дровах. Тогда вредных веществ выделяться будет меньше. Древесный уголь так же лучше предпочесть дровам.
2. При готовке на гриле, дым — один из источников загрязнения готовящегося продукта. Если дым удалять, минуя продукт, то содержание бензпирена в продукте уменьшается вдвое.
3. Избегать капания жира и прочих биологических веществ даже на угли. Жир сгорает, но не полностью, отсюда идет повышенное образование загрязнителей. Это как раз тот самый, вкусный дымок. Уменьшение бензпирена почти на 90%.
4. Готовка в фольге позволяет почти полностью обезопасить продукт от попадания на него бензпирена.
5. Применение микроволновки, например, для полного или частичного приготовления блюда, наилучший способ для понижения содержания гадости в итоговом блюде.
6. Не пережаривать до образования корочки, использовать более низкие температуры для приготовления пищи.

В общем, предупрежден, значит вооружен. Именно по этой причине, наслушавшись и начитавшись всяких исследований, я решил опробовать относительную новинку на нашем рынке — вертикальный мангал.

Как топить печь углем, простой алгоритм действий и советы печников

Что образуется при сжигании дров

Теперь можно ответить на главный вопрос статьи. Вне зависимости от величины пламени и окружающих условий, дерево всегда в первую очередь превращается в уголь. Если в этот момент пламя по каким-либо причинам погаснет, то на месте костра останутся угли.

Когда костер догорает до конца, к этому моменту угли успевают стать золой, которая и остается при сжигании дров. Существует мнение, что получить золу можно сразу при сжигании дерева, минуя этап с углями, но это не так. Процедуру появления и распада последних можно сделать максимально быстрой, если вокруг будет высокая температура и достаточно кислорода, но нельзя избежать.

Останутся на месте сожжения дров зола или угли зависит исключительно от момента, когда погаснет пламя. Если костер потушить рано, то вместо дров будут угли, если дать догореть до конца, постоянно поддерживая пламя, останется только зола. Последнюю уже нельзя использовать в качестве топлива, поэтому дальнейшее поддержание костра становится невозможным.

Какие же главные различия в системах отопления на угле и на древесине

Уголь все ещё является довольно дешёвым продуктом, а котлы на угле — самые дешёвые из всех современных устройств. Каменный уголь горит медленно, выделяя достаточное количество тепла, чтобы проблема загрузки новой партии в котёл не тревожила вас слишком часто. Угольные котлы могут также сжигать и дрова, но с меньшей эффективностью. Уголь в доме является постоянным источником грязи. Сжигание угля вредит окружающей среде.

Древесина считается экологическим топливом, при её сжигании не образуется вредных соединений. Стоимость дров может быть очень низкой. Однако цена отдельных видов древесного топлива — брикет или пеллет, — все ещё достаточно высока. Заготовка дров — довольно трудоёмкий и затратный по времени процесс. Котлы на древесном топливе дороже, чем угольные котлы. Современные котлы, работающие на гранулированном древесном топливе практически полностью автоматизированы и не требуют специального обслуживания.

Вам подойдёт котёл для угля, если…

В вашем регионе ведётся угледобыча, или по каким-то другим причинам, уголь стоит дешево, и заказать его сравнительно легко. В регионах, где традиционно для отопления уголь не используют, применение такого котла совершенно необоснованно. В случае когда доступны и уголь, и дерево, а вы ищете недорогой автоматизированный котёл, безусловно, ваш выбор за угольным котлом. Автоматизированные котлы для пеллет и брикетов пока ещё довольно дороги, в отличие от таких же угольных котлов

Подобный выбор позволит не тратить много сил и времени на загрузку топлива, что довольно важно для сельского жителя

Вам подойдёт котёл на биотопливе, если…

• Вы предпочитаете более чистое топливо. Имея в доме угольный котёл, приходится мириться с постоянным загрязнением пространства угольной пылью. В этом случае не спасёт даже покупка специально подготовленных порций угля. Понятно, что уборка в котельной не входит в число приоритетов, уж не говоря о том, что мы дышим этой пылью, что никак не улучшает здоровье. Даже простые дрова, с которых падает опил и кора, гораздо более приятны в использовании, чем уголь. Пеллеты и брикеты и вовсе не загрязняют ваш дом, не выделяют в воздух вредных соединений. Зола от сжигания древесины, в отличие от отходов процесса горения угля, является ценным минеральным удобрением.
• У вас есть доступ к дешёвой древесине. В «лесных» регионах России достать дешёвые дрова не проблема. Можно совсем минимизировать расходы, если заготавливать дрова самостоятельно. Каждое домохозяйство имеет право раз в год получать делянку на дрова за очень небольшие деньги, правда, этим право редко кто пользуется, так как, покупка леса на корню сопряжена с немалыми затратами времени и сил. Проще купить уже поколотые дрова, которые привезут к вашим воротам. Если же вопрос денег не стоит, тогда лучше пользоваться для отопления пеллетами или брикетами.
• Вашим приоритетом является простота в обслуживании отопительной системы. Хотя угольные котлы автоматизированы, все же, пеллетные устройства гораздо более продвинуты в техническом плане. Некоторые пеллетные котлы можно загружать раз в неделю. Растопка такого котла и вовсе дело лёгкое — благодаря своему небольшому размеру, гранулы хорошо воспламеняются. Большинства котлов оснащено электрическим розжигом, который управляется контроллером, продуманной системой подачи воздуха в горелку и даже автоматическим устройством для удаления отходов горения.

Виды улгля или что подкинуть в топку

Прежде чем принять окончательное решение о виде топлива, которым вы собираетесь обогревать свой дом, нелишним будет узнать некоторые подробности о каждом из них, тем более, если вы никогда раньше не сталкивались с такой задачей. Ведь свойства угля и древесины различны, и, по незнанию, можно попасть в неприятное положение, потратив деньги на оборудование, которое вам в конечном итоге не подойдёт.

Итак, чем же всё-таки выгоднее и удобнее топить? Давайте разберёмся.

С углем не все так просто, как кажется, на первый взгляд. В нашей стране действует классификация угля, принятая ещё в 1988 году. Согласно ей, только несколько типов угля подходят для отопления частного дома.

Каменный уголь подразделяется на следующие категории:

1. Длиннопламенный уголь (Д). Такой уголь горит долго, выделяя большое количество тепла (5600-5800 ккал/кг). Разгорается длиннопламенный уголь легко и не требует дополнительного обдува, достаточно естественной тяги. Поэтому, такой уголь чаще всего рекомендуют для отопления в домах. В его пользу также говорит и цена — он достаточно дёшев, так что, его закупают даже для отопления муниципальных учреждений.
2. Длиннопламенный газовый (ДГ). Выделяет больше тепла, чем длиннопламенный уголь, однако, требователен к условиям хранения — более подвержен выветриванию.
3. Бывает, что для отопления используют тощие угли (Т), слабоспекающиеся (СС) и жирные (Ж).

Это наиболее распространённые для отопления жилищ виды каменного угля. Кроме них используют бурые угли (Б) и антрациты (А).

Антрацит, пожалуй, обладает лучшими свойствами: выделяет максимальное количество тепла, горит ровно и долго, при горении выделяется белый дым (другие типа выделяют чёрный), имеет низкую зольность (около 10%), а также, самое малое содержание серы (1%). Но антрациты не рекомендуют для частных домов из-за их высокой стоимости и проблемами с розжигом.

Промышленные типы угля — коксующий и обогащённый, — в домашнем котле использовать категорически нельзя, они выделяют огромное количество тепла, на которое просто не рассчитано бытовое оборудование. Такие угли применяют в промышленности для плавления металла и других энергоёмких процессов.

Кроме этого, необходимо знать и об условиях хранения разных видов угля, ведь качество угля зависит даже от месторождения, на котором он был добыт. Угли разных месторождений по-разному устойчивы к окислению. По этой характеристике угли делятся на четыре категории:

1. Наиболее устойчивые — срок хранения крупных фракций до 36 месяцев, мелких — до 24 месяцев
2. Устойчивые — хранятся около 18 месяцев
3. Средней устойчивости — хранятся 12 месяцев
4. Неустойчивые — хранятся 6 месяцев

Однако чтобы купленный уголь сохранил свои свойства соответственно категории, все-таки, надо принять определенные меры. Хранить запас угля следует в сухом месте, не допуская намокания, предотвратить чрезмерное окисление лучше просто укрыв уголь плотным материалом, например, брезентом. Так же углю не рекомендуется высокая температура и прямой солнечный свет

Важно помнить, что окисление, а с ним и потеря качества, начинается при 20-25 градусах, до 40 градусов этот процесс идет медленно. Его так же называют выветриванием — появляются трещины, куски угля становятся ломкими

Но если температура хранения не снижается, это может привести к печальным последствиям, так как, при высоких температурах уголь самовозгорается.

Кроме типов угли подразделяются так же на размеры, что немаловажно учитывать, покупая котел. В отечественной классификации приняты следующие фракции:

• Плитный (более 100 мм)
• Крупный (50-100 мм)
• Орех (26-50 мм)
• Мелкий (13-25 мм)
• Семечко (6-13 мм)
• Штыб (не более 6 мм)
• Рядовой (размер не указывается)

Фракция угля важна, так как, многие современные котлы, особенно те, что оборудованы автоматической системой загрузки, рассчитаны на определенный диаметр кусков.

По сути, выбирая котел для отопления дома углем, вы для начала должны поинтересоваться, какие виды угля и какой фракции проще всего купить в вашем регионе. Таким образом, из представленных на рынке отопительных систем, вам будет легко выбрать ту, что окажется более экономичной и удобной в эксплуатации именно для вас.

В паспорте котла должны быть указаны не только типы и фракции подходящего угля, но и алгоритм розжига и поддержания горения.

Что такое уголь

Данное вещество появляется после неполного сгорания растительных веществ. Можно считать, что материал, используемый в качестве топлива, в момент соприкосновения с огнем сразу начинает превращаться в уголь.

Пока бревно горит, органическая составляющая распадается из-за высокой температуры и рассеивается в пространстве с помощью ветра по воздуху. Именно поэтому сгоревший материал значительно меньше по объему, чем исходный. То, что не выжигается огнем – это углерод, которым как раз и является уголь.

Этот материал можно использовать для дальнейшего поддержания пламени, т.к. в нем еще остаются горючие соединения. Также угли могут тлеть: когда пламя уже погасло из-за внешнего вмешательства или нехватки кислорода, вещество сохраняет высокую температуру и продолжает распадаться на более простые компоненты.

Воздух проникает в пористые щели, способствуя распространению тепла. Это свойство широко используется в человеческом быту, например, в готовке пищи, а также в промышленности.

Однако если разжечь дрова и оставить костер без присмотра, он навряд ли погаснет на этапе образования углей. Для этого в момент появления углерода должен исчезнуть кислород, без которого пламя не может существовать. В открытом пространстве, на природе, это маловероятно, поэтому очень редко после сжигания дров на их месте можно обнаружить угли. Чаще всего большую часть отходов, если человек самостоятельно вовремя не погасил пламя, составляет зола.

Опасные газы

При эксплуатации угольного отопительного котла при определенной погоде (сильный порывистый ветер) и при засорах дымохода или самого котла в помещение могут выделяться ядовитые газы. Если котел установлен в помещении, связанном с жилыми, или в помещении с котлом могут долгое время находиться люди, нужно быть очень осторожным. Дело в том, что горючие газы, выделяемые при коксовании угля, имеют резкий неприятный запах. Их попадание в помещение не может пройти незамеченным. Присутствующие люди сразу начинают реагировать, проветривать помещения, чистить котел и т. д.

Другое дело, когда первый этап горения угля завершен, и в котле остался только кокс, который там догорает. В этот момент в помещение может попасть CO — монооксид углерода или, что то же самое, угарный газ. А этот газ не имеет ни цвета, ни запаха. Его вдыхание приводит к гипоксии, легкой эйфории, сонливости. Уснувшие в помещении с большим количеством угарного газа (CO) спят сладким сном и обычно не просыпаются. Поэтому в помещении с котлом необходимо поставить датчик угарного газа. Проблемы с угарным газом характерны именно для угля, так как условия, при которых выделяется CO без каких либо сопутствующих пахучих газов, встречаются только при отоплении углем.

Вашему вниманию подборка материалов: Все, что нужно знать об отоплении и климат-контроле Особенности выбора и обслуживания котлов и горелок. Сравнение топлива (газ, дизель, масло, уголь, дрова, электричество). Печи своими руками. Теплоноситель, радиаторы, трубы, теплый пол, циркуляцинные насосы. Чистка дымоходов. Кондиционирование

Мой котел несколько раз пытался меня отравить угарным газом. Это бывает, когда ветер не просто дует в какую-либо сторону, а крутит и задувает сверху вниз в трубу. Концентрация угарного газа в помещении с котлом не была высокой, но датчик срабатывал и предупреждал меня об опасности.

Хранение угля

Уголь для отопления ДПК легко разместить на участке и хранить. Уголь может быть размещен под открытым небом. Он не мокнет, не боится осадков. Уголь довольно тяжелый, несколько тонн угля занимает совсем немного места. Я высыпал уголь на участке и прикрыл его брезентом, чтобы было проще доставать его из-под снега. Уголь доступен как в россыпи, так и в мешках. В мешках он дороже, но зато уже подготовлен для сжигания, поколот на кусочки размером с орех. Но разгрузка этих мешков может стать проблемой, тогда как россыпью уголь высыпают с самосвала за 2 минуты. В рассыпном угле встречаются большие куски, которые потом приходится колоть. Я выбрал этот вариант. Мне даже прикольно выйти утром на морозец и поколоть уголь. Колю его колуном (такая кувалда, одна сторона которой сделана в виде клина)

Горение угля

Длиннопламенные угли (ДПК) горят в два этапа. Первый этап — уголь нагревается в топке, выделяет горючие газы и коксуется. Горючие газы, которые выделяются при этом, далее сгорают в котле. Именно горение этих газов и воспринимается визуально, как длинное пламя. На втором этапе сгорает образовавшийся кокс. Кокс представляет из себя смесь углерода и негорючих зольных веществ.

Кокс при горении выделяет меньше тепла и горит значительно менее интенсивно, чем уголь на этапе коксования. При горении кокса пламени практически нет, видны только раскаленные куски угля и всполохи голубого цвета, это догорает окись углерода — CO.

Угольный котел очень инерционен. Сначала он с трудом разгорается, но когда разгорится, то нагревается сильно, и интенсивность горения снижается очень медленно даже при полностью закрытой заслонке. В итоге он может перегреться. Сначала я вручную боролся с инерционностью. Поворачивая регулятор температуры, не позволял котлу гореть с сильно открытой заслонкой. Но этот процесс был очень напряженным и требовал постоянного внимания. Проблему решила простая доработка угольного котла для исключения перегрева

Добавлять топливо в котел необходимо, пока он не успел остыть. Если котел успел остыть, то он будет разгораться и разогреваться, а в процессе разгорания и разогрева до рабочей температуры он работает не оптимально, с низким КПД, сжигает много топлива, дымит и загрязняется. Лучше, если котел горит равномерно.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

:: Поиск

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Почему коптит котел? Котел коптит. Из трубы идет черный дым. Копоть оседает в котле, в трубе, вылетает из трубы. Почему может коптить котел? Читать дальше…

Почему дымит котел? Установлен угольный котел. В последнее время он начал дымить. Чем это может быть вызвано? Почему может дымить угольный котел? Читать дальше…

Еще статьи

Как растопить, зажечь уголь в угольном котле….
Секреты растопки угольного (твердотопливного) котла…

Почему дымит котел?…
Установлен угольный котел. В последнее время он начал дымить. Чем это может быть…

Как горит уголь и другие виды твердого топлива в котле?…
Виды твердого топлива, особенности, характеристики…

Как подбросить, добавить угля, дозаправить угольный котел?…
Заправка угля. Отопление. Последовательность действий при дозаправке топлива. До…

Отопление деревянного дома теплым полом. Практический опыт. Отзыв….
Отзыв о теплом полу для отопления загородного деревянного дома. Практический опы…

Самодельная горелка на темном печном топливе (отработке). Схема. Описа…
Сделаем надежную отопительную горелку на отработке самостоятельно. Самодельный о…

Масляные, инфракрасные электрические обогреватели, отопители, конвекто…
Преимущества и недостатки масляных и инфракрасных электрообогревателей, конвекто…

Давление сжиженного газа (пропан-бутана). Как определить, что баллон з…
Как узнать наполненность баллона. Какое давление газа при замене гарантировано. …

виды, процесс розжига и растопки

Современные твердотопливные печи давно используются в качестве основного оборудования для обогрева частных домов и бань. А при соблюдении основных правил эксплуатации затраты на их обслуживание являются минимальными.

Чтобы обеспечить эффективность и длительность процесса горения, а также снизить потребление топливного материала, каждый домовладелец должен знать, как топить печку углем.

Содержание статьи

Можно ли топить печь древесным углем

Для топки печей и котлов используется уголь – каменный, древесный и бурый. Самой высокой энергетической ценностью обладает каменный уголь, меньшей – бурый. Древесный реже используется в качестве основного топливного материала, хотя его показатель удельной теплоты сгорания выше, чем у дров или топливных брикетов.

Преимущества древесного угля заключаются в следующем:

1. В процессе горения не выделяются неприятные запахи и дым.
2. Не содержит опасных компонентов.
3. Обладает высокой теплотворной способностью.
4. Горит дольше, чем другие виды топлива.
5. Не рассыпается при транспортировке.

При всех имеющихся преимуществах топливо имеет существенный недостаток – высокую стоимость. Так, за 1 кг древесного угля придется заплатить в два раза больше, чем за аналогичный объем каменного угля. Снизить расходы на приобретение сырья можно в случае его самостоятельного изготовления. Для производства 1000 кг древесного угля потребуется сжечь 10 куб. м древесины.

Использовать древесный уголь для растопки отопительного оборудования можно, но экономически невыгодно.

Виды угля

Подобное топливо представляет собой породу, состоящую из углеродного соединения и негорючих компонентов, которые при сгорании образуют золу. В различных регионах находятся залежи с разным количеством примесей.

В зависимости от уровня удельной теплоты сгорания, влажности и возраста примесей, выделяют следующие виды топлива:

Лигнит

Молодой тип угля с удельной теплотой сгорания не более 2,8 тыс. ккал/кг. Сырье отличается рыхлой структурой и высоким процентом образования золы. Лигнит обеспечивает работу промышленных объектов – заводов, фабрик, электростанций, но плохо подходит для бытового использования в качестве топлива.

Бурый уголь

Продукт переходной фазы между черным лигнитом и каменным углем. В процессе сжигания образует большой объем золы и коксующих производных. Теплотворная способность топлива составляет 5 тыс. ккал/кг. При средней влажности в 50% сырье используется для промышленных котельных и химических производственных предприятий. По причине быстрого засора дымоходной системы и теплообменника не рекомендуется топить бурым углем бытовые печи и котлы.

Каменный уголь

Качественное топливо с теплотворной способностью в диапазоне от 5 до 5,7 тыс. ккал/кг. Является промежуточным звеном между бурым углем и антрацитом. В нем содержится порядка 70% углерода и всего 3% золы. По причине низкой влажности (20%) сырье не используется для газогенераторных установок, но подходит для большинства моделей бытовых котлов и печей.

Каменный уголь разделен на две группы:

1. Длиннопламенный. Топливо подходит для большинства бытовых отопительных установок, обеспечивает высокое пламя и длительное горение, не требует дополнительного поддува. Чтобы разжечь его, можно использовать небольшое количество дров или щепы.
2. Слабоспекающийся. Сырье подходит для обогрева частного дома, бани или промышленных объектов. Отличается высокой теплопроводностью и отсутствием спекаемости. Процесс горения проходит без пламени и дыма.

Антрацит

Лучший тип топливного сырья плотной структуры и насыщенного черного цвета с теплотворной способностью от 7,1 до 9 тыс. ккал/кг. При сравнительно невысоком уровне влажности (7%) антрацит образует незначительное количество золы, которая выводится из отопительного оборудования вместе с газами. Он бывает различной величины: мелкий с семечко, средний – с горох и большой – с кулак.

В результате выделения большого количества тепла обогрев помещений антрацитом происходит быстро и эффективно.

Какой уголь горит долго?

Зачастую для обогрева частных домов применяются длиннопламенные угли, которые подходят для любого типа твердотопливных котлов, печей и каминов. Это объясняется их длительным процессом горения, быстрым возгоранием и высокой теплотворностью. Уголь для топки прост в использовании, горит долго благодаря образованию пламени с длинными языками.

Процесс сгорания одной закладки топлива длится несколько часов и способствует выделению большого количества тепловой энергии.

Кроме того, он стоит дешевле антрацита, поэтому используется в качестве основного топлива для обогрева государственных учреждений. Маркируется буквой «Д».

Улучшение процесса горения

Интенсивность сгорания топлива в печке регулируется объемом воздуха, поступающего в топливный отсек. Правильно регулировать воздухообмен в топливнике можно при помощи поддувала и вьюшки.

Определить интенсивность горения можно по цвету пламени. Избыток воздуха приводит к белому пламени и гулу печи, а его недостаток – к красному пламени и черному дыму.

Нормальный режим горения – оранжевое или золотистое пламя с прозрачным дымом.

Для улучшения процесса горения топлива необходимо регулировать вьюшку дымохода. Недостаточное открытие вьюшки приводит к проникновению угарного газа в помещение, излишнее – к теплопотерям и плохому прогреву отопительного оборудования.

Выбор оптимального режима горения осуществляется с учетом эксплуатационных характеристик печи или котла, а также типа топлива.

Можно ли оставлять затухшие угли в печи

Многих домовладельцев интересует вполне логичный вопрос – что делать с потухшими углями, которые остаются после сгорания топлива?

После завершения топки необходимо убедиться в том, что все угли действительно затухли и не дают огоньков пламени. Потухшие угли можно оставлять в топливном отсеке до следующей закладки. Они помогут быстро и легко растопить уже остывшую печь и сократить общий расход топлива. При этом завершать процесс топки буржуйки или котла рекомендуется за 1,5 часа до сна или выхода из дома.

При отсутствии свободного времени на догорание топлива остатки выкладываются в свободную емкость и заливаются водой.

Что выгоднее: дрова или уголь?

Почему для обогрева помещений зимой и организации горячего водоснабжения использовать уголь выгоднее, чем дрова?

Дрова стоят гораздо дешевле угля, кажется, что использовать их экономически выгодно. Но так ли это на самом деле?

Главным параметром выбора является теплотворность топливного материала, т. е. объем тепловой энергии, которая выделяется при его сгорании.

Дрова обладают невысоким уровнем теплоотдачи в диапазоне от 1400 до 2500 ккал. Высокую теплотворную способность обеспечивает сырье из дуба, ольхи и березы, низкую – из сосны, ели, белой ольхи и липы.

При определении теплотворности дров следует учитывать уровень их влажности, который не должен превышать 15%.

Уголь различных марок способен выделять от 5000 до 9000 ккал тепловой энергии, что в несколько раз выше, чем у дров.

Дрова обойдутся дешевле угля, поэтому 1 кВт энергии, получаемой при их сжигании, также будет дешевым. При этом объем тепловой энергии при сжигании 1 тонны сырья будет составлять: для угля – 6,46 Гкал, для дров – 3,44 Гкал.

Топить котел углем выгодно по следующим причинам:

• низкий расход топлива;
• высокая теплоотдача;
• длительность горения.

Основным недостатком является образование шлака и неприятного запаха в процессе горения.

Основные причины, почему выгодно топить дровяную печь или твердотопливный котел дровами:

• экологическая безопасность сырья;
• доступная стоимость;
• возможность хранения навалом или ящиками;
• незначительное количество золы и отсутствие неприятного дыма.

Несмотря на свою дешевизну, дрова обладают меньшей теплотворностью, а значит, топить углем более эффективно и выгодно.

Альтернативные виды топлива

Сегодня самым востребованным типом топлива, которое используется для обогрева жилых и промышленных объектов, является уголь. При желании его можно заменить альтернативным сырьем:

Торф

Один из самых эффективных видов топливного сырья. Торф подходит для печей со специальными топливными камерами, которые усиливают тягу в процессе его сгорания.

Материал производится кусками и прессованными брикетами. Уровень влажности торфа составляет от 22 до 40%, что приводит к образованию большого количества золы. По своим теплотворным характеристикам он значительно уступает дровам, что является основным недостатком.

Пеллеты

Топливные гранулы производятся из сухой биомассы (опилок, щепки, коры и древесной пыли) методом горячей прессовки. Это небольшие капсулы, уровень влажности которых не превышает 10%, поэтому они являются отличным топливом для кирпичной или металлической печки.

В отличие от дров пеллеты могут гореть достаточно долго, выделяя углекислый газ и воду. Отличаются экологической чистотой, безопасностью и высокой теплотворностью.

Евродрова

Высокоэффективное и экологически чистое топливо, которое успешно используется для твердотопливных котлов и русских печей. Топливные брикеты производятся из древесных опилок путем прессования под высоким давлением.

Основные достоинства евродров – длительность горения и высокая теплотворная способность, поэтому закладка производится реже, чем у обычных дров.

Чтобы правильно топить печь и котел углем, специалисты рекомендуют соблюдать предусмотренные правила безопасности и меры предосторожности.

свойства, процесс возгорания в котле и печи

В качестве энергоносителя применяют разные виды топлива, например, торф, уголь, древесину, а также топливные брикеты. Уголь по праву считается наиболее эффективной разновидностью, позволяющей котлу или печи работать максимально эффективно. Для того чтобы выбрать хорошее топливо, следует учитывать некоторые факторы, в том числе температуру горения угля.

При выборе материала – обязательно учитываем несколько факторов

Разновидности угля

Существует несколько видов этого топлива, температура угля при горении у каждого типа будет разной. По происхождению различают уголь, полученный из древесины, и ископаемые экземпляры.

Ископаемое топливо сотворила сама природа. В его состав входят растительные компоненты, которые подвергались изменениям, находясь под толщей земли.

К этой категории относятся следующие типы угля:

• антрацит;
• бурый;
• каменный.

Выделяют 3 вида угля

Природные ископаемые

Самая молодая разновидностей ископаемых — бурый уголь. Этот вид топлива состоит из большого количества примесей и отличается высоким уровнем влаги (до 40%). При этом содержание углерода может доходить до 70%.

Из-за высокой влажности этот уголь имеет невысокую температуру горения и низкую отдачу тепла. Температура горения составляет 1900 градусов, а возгорание происходит при 250 градусах. Бурую разновидность редко используют для печей в частных домах, поскольку она сильно уступает дровам по качеству.

Однако высоким спросом пользуется бурый уголь в виде брикетов. Такой теплоноситель проходит специальную доработку. Его влажность понижается, а потому топливо становится более эффективным.

Данный уголь имеет высокую влажность

Каменные ископаемые старше бурых. В природе они содержатся очень глубоко под землей. Этот теплоноситель может содержать до 95% углерода и до 30% летучих примесей. При этом ископаемое имеет невысокое содержание влаги — максимум 12%.

Находясь в печи, температура горения угля составляет 1000 градусов, а в идеальных условиях может достигать отметки в 2100 градусов. Его достаточно сложно разжечь, для этого нужно нагреть ископаемое до 400 градусов. Каменный теплоноситель — самая популярная разновидность топлива для обогрева зданий и частных домов.

Антрацит — древнейшее ископаемое, практически не содержащее примесей и влаги. Количество углерода в топливе более 95%. Температура сгорания составляет 2250 градусов при подходящих условиях. Для воспламенения необходимо создать температуру минимум 600 градусов. Необходимо применять дрова для того, чтобы создавать нужный нагрев.

Данный уголь не имеет влаги

Продукты производства

Древесный уголь не является природным ископаемым, поэтому его выделяют в отдельную категорию. Этот продукт получается в результате обработки древесины. Из нее удаляют лишнюю влагу и меняют структуру. При правильном хранении влажность в древесном топливе равна 15%.

Для того чтобы топливо воспламенилось, его необходимо нагреть до 200 градусов. Следует учитывать то, что температура горения древесного угля может отличаться в зависимости от условий и вида древесины, например:

• для ковки металла подойдут березовые угли — при качественной подаче воздуха, они будут гореть при 1200-1300 градусах;
• в отопительной котле или в печи температура древесного угля при горении составит 800-900 градусов;
• в мангале на природе показатель будет равен 700 градусов.

Топливо, полученное из древесины, очень экономично. Его требуется гораздо меньше, чем дров. Этот производственный продукт идеально подойдет для приготовления мяса в мангале.

В этом видео вы узнаете, чем отличается каменный уголь от древесного:

Особенности горения

Теплоносители отличаются по типу пламени. Для бурого и каменного ископаемого характерны длинные языки пламени, а антрацит и древесное топливо являются энергоносителями с коротким пламенем. Последние выделяют много тепловой энергии и сгорают почти без остатка.

Длиннопламенное топливо горит в два этапа. Сначала происходит испарение летучих фракций, горючий газ сгорает и перемещается в верхнюю область топочной камеры. Во время выделения газа уголь коксуется, после полного выгорания примесей начинается горение кокса. Появляется короткое пламя. В заключение углерод сгорает, а зола и шлаки остаются.

Температура в мангале

Идеальная температура топлива для жарки мяса — 600-700 градусов. В таком случае шашлык получится максимально сочным и прожаренным.

Профессионалы советуют определять температуру по виду теплоносителя. Оптимально, когда угольки начинают «седеть», то есть на них образуется белый пепел.

Важно не путать температуру горения угля и дров. Если в мангал поместить березовую древесину и зажечь ее, температура дойдет до отметки 1070-1570 градусов. Такой показатель не подойдет для жарки шашлыка. Мясо попросту сгорит.

Измерение показателей

Для того чтобы определить температуру в мангале, начинающие могут воспользоваться пирометром. Этот прибор стоит недорого и облегчит жизнь любителям дачного отдыха. Однако можно измерить показатель и без использования специальных средств. Для этого потребуется только рука. Ее необходимо поднять над мангалом на высоте 7-8 см от топлива.

В процессе необходимо подсчитать, через какое время станет максимально горячо:

• через 1 секунду — уровень температуры от 350 градусов и больше;
• 2 секунды — около 280 градусов;
• 3 секунды — 250 градусов;
• 4 секунды — отметка в 200 градусов;
• 5 секунд или больше — меньше 150 градусов.

Измерение градусов таким способом очень условно и не слишком подходит для новичков. Только опытный шашлычник с помощью руки сможет безошибочно определить, какая температура в мангале.

Использование разнообразных видов топлива очень популярно. Уголь, торф и древесину применяют не только в быту, но и в промышленных целях. На современном рынке каждый найдет подходящий теплоноситель исходя из назначения и желаемых требований.

От теории к практике! Топим котел углем правильно

Для отопления частных домов имеющих твердотопливные котлы кроме дров, пеллет и торфобрикета используется и такой вид топлива как каменный уголь. Как показывает практика, несмотря на явные достоинства угольного топлива не все владельцы котлов используют его для топки. Как это часто бывает, причиной этого является не качество самого угля. А незнание и неумение хозяев домов того, как правильно топить котел углем,  поэтому идем от теории к практике! Топим котел углем правильно.

Как и каким углем лучше топить твердотопливный котел

Для бытового потребления обычно предлагается несколько марок каменного и бурого угля, кроме того в ход идет и древесный уголь. Но, прежде чем загружать топку новым топливом необходимо внимательно прочесть инструкцию по пользованию твердотопливным котлом, именно в нем указаны рекомендованные производителем марки топлива.

Для бытовых и промышленных отопительных котлов в документации указывается оптимальные для использования марки угля. Дело в том, что в процессе производства котлов готовые изделия проходят испытания и сертификация для использования с разными видами топлива. Теплоемкость угля одной группы может быть выше, чем теплоемкость рекомендованных производителем марок из-за чего нормальная работа оборудования может быть под угрозой.

Одним из условий как правильно топить котел углем выступает правильный выбор топлива, кроме указания типа и марки производители рекомендуют ориентироваться и на количество вредных примесей, пыли, зольность и показатели теплотворности. Это информация указывается в паспорте топлива, а вот какими именно качествами обладает та или иная марка стоит узнать более подробно.

Каменный уголь

Этот вид угля самый распространенный. В большинстве марок теплотворная способность в среднем составляет около 5500-6000 ккал/кг. Такой показатель связан с большим содержанием углеводорода, это вещество составляет около 75%  от массы. При сгорании каменный уголь образует от 2 до 5% золы, но стоит сказать, что это касается сортового продукта, прошедшего очистку от каменной породы. Марки каменного угля делятся по размеру фракции, массе и теплотворности. Кроме того есть градация и по тому как быстро сгорает топливо. Практически все марки каменного угля пригодны для топки универсальных твердотопливных котлов классического вида. А вот для устройств длительного горения такое топливо не подходит, у него довольно высокий температурный показатель, что пагубно сказывается на оборудовании.

Бурый уголь

Это топливо в основном используется в тех районах, где идет его добыча. Так уж сложилось исторически что бурые угли не нашли широкого применения и в основном являются продуктом местного потребления. Теплотворная способность бурого угля ниже, чем у каменного, она составляет примерно 3000-3200 ккал/кг, этот показатель почти в 2 раза ниже, чем у самой  низкосортной марки каменного угля. Особенностью этого продукта выступает и то, что он после сгорания он оставляет больше золы. В бытовых отопительных установках используется бурый уголь, и брикет из него с массовой долей влажности около 50 %.

Антрацит

При выборе топлива имеющего самый высокий показатель теплотворной способности стоит ориентироваться на антрацит, один из самых лучших видов углей для сжигания в котле. Теплотворная способность позволяет выделять при сжигании 9000 ккал/кг, что является одним из самых высоких показателей. Однако после сгорания антрацит образует большое, до 7%, количество золы и до 5-7% углей, которые не сгорели.

Лигнит

Этот вид каменноугольного сырья предназначен для потребления в промышленных установках. В быту многие производители не рекомендуют использовать по причине его специфической структуры и большого количества зольного остатка.

Продукты переработки угля

Условно эти виды продуктов, сложно отнести к какому-либо виду твердого топлива из природных углеводородов, но и обойти их вниманием довольно сложно. К этому виду продуктов относятся продукты переработки каменного угля – угольный брикет и кокс.

Первый представляет собой брикетированный тип топлива, полученный на основе прессования отходов восстановления угля на обогатительных фабриках. Проще говоря, это прессованная мелкая фракция сортового угля, оставшаяся при просеивании основной массы. Такое топливо в основном используется на промышленных предприятиях, поскольку при горении выделяет большое количество серы, да и в остатке часто зольность превышает 10% от начальной массы.

Угольная пыль в чистом виде практически не используется в системах индивидуального отопления, поскольку технология сжигания пыли в твердотопливных бытовых котлах не предусмотрена. В промышленном производстве, в энергетике с тепловой генерацией и даже в металлургии использование пыли обоснованно, она в виде водно пылевой смеси конкурентно заменяет собой дорогой природный газ, а вот в небольших котлах, рассчитанных на 7-15 кВт мощности такой способ слишком затратный.

Коксующийся уголь, который является основным топливом доменного производства чугуна, может с успехом использоваться и дома. Правда, нужно помнить, что энергетическая ценность составляет от 5,6 до 7,0 тысяч ккал/кг. Среднее содержание золы около 8%, летучих веществ от 3,2 до 4,2%, серы в составе кокса 1-2%. Чистый углерод составляет не менее 87% вещества.

Газовый уголь

Этот вид угля в обиходе часто называют горючкой. Насыщенный легкими горючими газами уголь этой группы имеет небольшую фракцию, всего 3, максимум 4 см в диаметре. Такой продукт отлично подходит для растопки, поскольку быстро начинает поддерживать горение и также быстро поднимает температуру горения до 400-600 градусов, чего вполне достаточно для розжига основной массы углей основного топлива. А вот использовать его для полноценной топки вряд-ли получится, теплотворность у него небольшая, да и время сгорания в 4-5 раз выше, чем у антрацита или кокса.

Древесный уголь

До недавнего прошлого древесный уголь был одним из самых распространенных угольных продуктов. Сегодня этот уголь уступил свое место каменному, но он по прежнему остается востребованным в частных домовладениях. При сжигании он образует от 7000 до 8000 ккал/кг, что является неплохим показателем с обычными дровами. После сгорания 84% углерода образуется от 2 до 2,8% золы. Особенно хорошо использовать древесный уголь в твёрдотопливных котлах пиролизного типа и котлах длительного горения.

Как топить котел от теории к практике

Получить оптимальный результат при топке углем зависит от того насколько правильно будет выполнена технология всех этапов топки, от загрузки дров и до пополнения основного топлива в топку. Успех во многом зависит от того как растопить котел. Дело в том, что каменный уголь, антрацит или кокс, вступают в процесс горения при достижении в очаге горения температуры 400-600 градусов. Достичь этого при помощи бумаги просто невозможно, да и твердое топливо само от огня спички или листа бумаги не зажжется.

Процесс розжига твёрдотопливного котла отопления

Технология розжига твердотопливного котла ничем не отличается от процесса розжига котла дровами. Просто здесь имеются свои нюансы. Первый нюанс состоит в том, что в нижней части топки должна быть установлена специальная решетка для угольного топлива. Назначение этой решетки заключается в том, что она позволяет во время горения осуществлять перемешивание углей. Она изготавливается в виде массивной чугунной отливки с расстоянием между колосниками 1,5-2 см. Эта решетка устанавливается в нижней части топки вертикально, при этом закрывается дверкой подувала с шибером, регулирующим подачу кислорода.

В нижнюю часть закладывается бумага, поверх которой укладывается щепа. Следующим слоем идут лучины и мелкие поленья для розжига активного пламени. Сверху закладывается 4-5 крупных поленьев. Верхний слой укладывается так, чтобы на него можно было засыпать уголь, и при этом, топливо не просыпалось в подувало.  

Для растопки берется щепа из хвойных пород, она быстро вспыхивает, поддерживая горение, создавая достаточную температуру для того, чтобы следом разожглись поленья из твердых пород дерева. В качестве дров используются дрова твердых пород – дуб, береза, граб, они создают необходимую температуру для того чтобы разжечь уголь.

Для первой закладки используется уголь мелкой фракции – диаметром 3-4 см, идеальным вариантом здесь может служить газовый уголь или горючка.

Важно помнить, что для розжига используется сухие дрова. Ни в коем случае нельзя использовать горючие смеси и жидкое топливо. Если в топку влить бензин, биотопливо или дизель велика вероятность того, что оно прольется в подувало и даже вытечет на пол. В таком случае пожара не избежать. Лучше положить на дно больше смятой бумаги, чем подлить хотя бы каплю бензина.

Зажечь огонь можно спичкой, или зажигалкой, разницы нет, главное чтобы огонь как можно быстрее охватил щепу и верхние поленья.

Основной период топки

Условно, процесс как правильно топить котел углем можно разделить на несколько этапов – первый розжиг, второй период основного горения, этап достижения стабильного горения и наконец, затухание.

Основной период топки обычно приходится на момент, когда дрова образуют продуктивные угли для засыпки каменного топлива. От того когда будет выбран момент засыпки первой порции горючки и зависит как правильно топить твердотопливный котел. По времени с момент начала горения бумаги до того как поленья основной закладки дерева будут объяты пламенем обычно проходит минут 4-5, но это при нормальной тяге и открытой заслонке подувала. Проверить, что происходит в топке, можно открыв топочную дверцу – при аккуратном открытии топка будет озаряться ровным ярким пламенем, это значит, что наступил момент для засыпки первой порции угля.

В топку сначала засыпается уголь мелкой фракции 2-4 см в диаметре. Примерно на этом этапе понадобится от 0,5 до 1 кг топлива или 1-2 совка. Уголь засыпается через топочную дверку и делается так, чтобы его слой был равномерно распределен по всей площади огня. Сразу после засыпки дверка закрывается, а задвижка на дверке подувала, чуточку приоткрывается, чтобы увеличить доступ кислорода в топочное пространство.

Проверить, что происходит в топке стоит через 10-12 минут. Этого времени достаточно, чтобы температура возросла до 400 градусов и горючка начала гореть, выделяя достаточно тепла. В этот период стоит обратить внимание на показания термометра на котле, если температура резко пошла в гору и теплоноситель стал лучше разогреваться в трубах и радиаторах, то значит что пришло время дополнить котел еще одной порцией топлива.

По правилам, как правильно топить котел углем нужно внести от 3 до 5 кг антрацита или каменного угля средней фракции. Угли должны быть среднего размера 4-7 см в диаметре. Так же как и горючка, засыпка делается через топочную дверку лопаточкой или совком. По возможности уголь рассыпается по всей площади топки, чтобы слой был около 10-15 см (правда, здесь многое зависит от размеров топки). После того как будет закрыта дверка топки выставляется терморегулятор и котел переводится в режим длительного горения, когда он сам регулирует открытие и закрытие задвижки подачи кислорода.

Этап стабильного горения

Этап стабильного горения длится около 5-9 часов. Основным приемом как правильно топить котел в этот период заключается равномерная подача топлива в топку. Обычно если при первой засыпке идет ¼ часть топлива, то в период поддержания стабильного горения оставшееся топливо делится на 3 равные части. После добавления антрацита через решетку подувала делается помешивание горящей массы чтобы не допустить зашлаковывания топки.

Окончание горения

Окончание горения настает с третьим этапом забрасывания топлива. В топку засыпается остаток угля. При этом, чтобы достичь максимального  эффекта стоит сверху досыпать золу из подувала. Это позволит увеличить время горения и добавить к горению несгоревшие частички углей.

Как правильно топить котел длительного горения

Основой того, как правильно топить котел длительного горения выступает необходимость использования правильного топлива. В таких котлах используется в основном древесный уголь, он легче разжигается, процесс его горения легче контролировать, он выделяет меньше дыма с копотью, да и золы после него остается меньше. Собственно и котлы длительного горения в основном производятся под использование дров и древесного угля.  

Температура горения дров и угля — что горит лучше. Жми!

Определение вида топлива, необходимого для печи, зависит от множества факторов.

Одним из них является количество тепла, выделяемого при сгорании.

В качестве горючего материала используются уголь, древесина, торф, топливные брикеты.

 

Особенности разных видов топлива

Рассмотрим два основных, наиболее распространенных, вида твердотопливного сырья — дрова и уголь.

Дрова содержат значительное количество влаги, поэтому сначала происходит испарение влаги, на что потребуется определенное количество энергии. После испарения влаги начинается интенсивное горение дров, но, к сожалению, процесс длится недолго.

Поэтому, чтобы его поддерживать, требуется регулярное подкладывание дров в топку. Температура возгорания древесины составляет около 300°С.

По количеству выделяемого тепла и длительности горения уголь превосходит древесину. В зависимости от возраста ископаемого материала минерал подразделяется на виды:

• бурый;
• каменный;
• антрацит.

Состав топлива разных видов

Бурый уголь относится к молодым залежам, поэтому в нем содержится наибольшее количество влаги (от 20% до 40%), летучих веществ (до 50%) и небольшое количество углерода (от 50% до 70%). Температура горения у него выше, чем дерева, и составляет 350°С. Теплота сгорания — 3500 ккал/кг.

Наиболее распространенным видом топлива является каменный уголь. В нем содержится небольшое количество влаги (13-15%), а содержание горючего элемента углерода превышает 75%, в зависимости от сорта.

Средняя температура возгорания — 470°С. Летучих газов в каменном угле 40%. При сгорании выделяется 7000 ккал/кг.

К самым старым залежам твердотопливного ископаемого относится антрацит, залегающий на значительной глубине. В нем практически нет летучих газов (5-10%), а количество углерода варьируется в пределах 93-97%. Теплота сгорания находится в пределах от 8100 до 8350 ккал/кг.

[advice]Это интересно: температура горения берёзовых углей самая высокая — её достаточно для размягчения и ковки металла в кузнице. Её показатель — 1200-1300°С.[/advice]

Отдельно необходимо отметить древесный уголь. Его получают из древесины путем пиролиза — сжигания при высокой температуре без доступа кислорода. Готовый продукт отличается высоким содержанием углерода (от 70% до 90%). При сжигании древесного топлива выделяется около 7000 ккал/кг.

Об особенностях использования торфяных брикетов можно прочитать в данной статье: https://teplo.guru/kotly/torfyanyie-briketyi.html

Процесс горения

В зависимости от вида и сорта топливо делится на короткопламенное и длиннопламенное. К короткопламенным относится антрацит и кокс, древесный уголь.

При сжигании антрацит выделяет много тепла, но для его розжига требуется обеспечить высокую температуру более легко воспламеняемым топливом, например, дровами. Антрацит не выделяет дыма, горит без запаха, пламя у него низкое.

Длиннопламенные виды топлива сгорают за два этапа. Сначала выделяются летучие газы, которые сгорают над слоем угля в пространстве топки.

После выгорания газов начинает сгорать оставшееся топливо, превратившееся тем временем в кокс. Кокс горит на колосниках коротким пламенем. После выгорания углерода остается зола и шлаки.

Сжигание

Рассмотрим процесс сгорания топлива в обычной печке, которую используют для отопления частных домов. Она состоит из основных частей:

• топки;
• поддувала;
• дымохода с трубой.

Топка соединяется с поддувалом через специальную решетку (колосники), расположенные внизу топки. На колосники укладывается топливо, а из поддувала через колосники воздух поступает в топку.

Формулы горения

Температуры воспламенения разных видов топлива (нажмите для увеличения)

При загорании топлива (дрова, уголь) идет химическая реакция с выделением тепла.

Двуокись углерода вступает в реакцию с углеродом топлива в верхних слоях, образуя окись углерода.

На этом процесс горения не заканчивается, ведь поднимаясь вверх в топочном пространстве, окись углерода вступает в реакцию с кислородом из воздуха, приток которого происходит через поддувало или открытую дверцу топки.

Ее сгорание сопровождается синим пламенем и выделением тепла. Образующийся угарный газ (двуокись углерода) поступает в дымоход и улетает через трубу.

[warning]Полезно знать: когда над топливом исчезают голубые язычки пламени, тогда можно закрыть заслонку дымохода, чтобы тепло не уходило через трубу на улицу.[/warning]

Тление с минимальным притоком кислорода приведет к образованию неядовитой окиси углерода, давая равномерное тепло.

Применение

Основным использованием топлива является его сжигание для выделения тепла. Тепло используется не только для отопления частного дома и приготовления пищи, но и в промышленности для обеспечения технологических процессов, происходящих при высокой температуре.

В отличие от обычной печки, где процесс поступления кислорода и интенсивность горения слабо регулируется, в промышленных печах особое внимание уделяется контролю над подачей кислорода и поддержанием равномерной температуры горения.

Рассмотрим основную схему сгорания угля.

1. Идет нагревание топлива и испарение влаги.
2. С ростом температуры начинается процесс коксования с выделением летучих коксовых газов. Сгорая, он дает основное тепло.
3. Уголь превращается в кокс.
4. Процесс горения кокса сопровождается выделением тепла, достаточного для запуска коксования следующей порции топлива.

В промышленных котлах горение кокса разделяется по разным камерам от горения коксового газа. Это позволяет осуществлять приток кислорода для кокса и газа с разной интенсивностью, добиваясь необходимой скорости горения и поддержания необходимой температуры.

Использование древесного угля

Древесный уголь в быту используется для приготовления мяса на мангале.

Благодаря высокой температуре горения (около 700°С) и отсутствию пламени обеспечивается равномерный жар, достаточный для приготовления мяса без обугливания.

Также его применяют как топливо для каминов, приготовления пищи на небольших печах.

В промышленности его используют как восстановитель при производстве металла. Незаменим древесный уголь при производстве стекла, пластмасс, алюминия.

Изготовить древесный уголь возможно и самостоятельно. Подробности: https://teplo.guru/eko/drevesnyiy-ugol-svoimi-rukami.html

Использование бурого угля

Хотя температура горения и теплоотдача бурого ископаемого меньше, чем каменного, его также используют для отопления и приготовления пищи.

Это объясняется его низкой стоимостью.

Но более широко применяется бурый уголь для переработки и получения различных химических веществ: полукокса, горного воска, сажи, бензина.

Принцип работы и преимущество угольных котлов рассмотрены здесь: https://teplo.guru/kotly/tverdotoplivnye/ugolnye-kotly-otopleniya.html

О горении бурого угля смотрите следующее видео:

Температура горения угля в печи, горение древесного угля в мангале

Для домовладельцев, пользующихся для обогрева жилища различными видами твердого топлива, немалый интерес представляет такой параметр, как температура горения угля. Логически рассуждая, чем выше эта температура, тем больше тепла можно получить при сжигании топлива. Но это теория, а на практике все происходит несколько иначе. О реальном сжигании этого ценного ископаемого и пойдет речь в данном материале.

Виды углей и их свойства

Все угли, добываемые из наших недр и пригодные к сжиганию в топках котлов и печей, делятся на 3 группы:

• бурые;
• каменные;
• антрацит.

Из всех перечисленных бурые угли считаются наиболее молодыми, включают в себя множество летучих примесей и отличаются бурым цветом, отсюда и возникло их название. Данное топливо содержит до 70% чистого углерода и до 40% влаги. По этой причине теплоотдача и температура горения бурого угля самые низкие среди прочих. Он легко загорается, поскольку низшая температура воспламенения составляет всего 250 ºС, но и теплота сгорания невысока – около 3600 ккал/кг, а температура сжигания – около 1900 ºС.

Из-за своих низких показателей теплотворной способности ископаемое в естественном виде очень редко используется в качестве энергоносителя для обогрева частных домов. Другое дело – брикетированный уголь, его теплоотдача составляет 5000 ккал/кг.

Следующими по возрасту идут каменные угли, они действительно старше и залегают еще глубже в недрах, чем бурые (до 3 км). Чистого углерода в них – до 95%, воды – 12%, а летучих примесей – до 30%. Благодаря этому теплоотдача каменного горючего составляет 7000 ккал/кг, хотя для его розжига потребуется температура 400 ºС. Данное топливо теоретически сгорает при 2100 ºС, хотя температура горения каменного угля в печи никогда не достигает таких значений. Максимум, что может быть – это 1000 ºС. На практике это самый распространенный вид топлива, применяющийся в качестве энергоносителя для обогрева зданий.

Самый древний и глубокозалегающий вид – это антрацит, на 95% и более состоящий из углерода. Примесей и влаги практически не имеет, отличается наивысшей удельной теплоотдачей (порядка 8500 ккал/кг). А вот разжечь такое топливо непросто: самый низкокалорийный сорт антрацита возгорается при температуре 600 ºС. Теоретическая температура горения – 2250 ºС. Антрацит – отличное во всех отношениях топливо с низкой зольностью и малодымное, но цена его высока.

Для справки. Каменный уголь определенного типа используется для переработки в кокс, применяемый в металлургии. И, хотя температура горения коксового угля не выше, чем у каменного, после обогащения и термической обработки при Т = 1000 ºС он превращается в кокс с наивысшей теплотой сгорания и температурой.

О сжигании угля в печах

Приведенные выше значения температур в градусах для каждого вида топлива являются теоретическими. То есть, они достижимы при идеальных условиях сгорания энергоносителя, чего в реальной жизни, да еще и в домашних условиях, не бывает. Более того, сильно перегревать кирпичную печку или металлический котел нет смысла. Они не рассчитаны на подобные режимы.

По большому счету, интенсивность горения угля в печке зависит от количества подаваемого воздуха. Угли лучше всего отдают тепло при стопроцентной подаче воздуха, но на практике этого не происходит, поскольку мы ограничиваем его количество заслонкой или задвижкой. Иначе температура в камере сжигания слишком возрастет, а так она находится в пределах 800—900 ºС.

Что касается твердотопливного котла, то чересчур интенсивный режим горения может вызвать быстрое вскипание теплоносителя и последующий взрыв. Поэтому данный вид твердого топлива сжигают в котлах двумя способами:

• традиционный, с загрузкой в топку и ограничением количества воздуха.
• с помощью дозированной подачи, реализованной в автоматических котлах.

Температура горения древесного угля

Обычный древесный уголь, получаемый выжиганием сухих дров, обладает на удивление высокими показателями. Его удельная теплотворная способность достигает 7400 ккал/кг, влажность – максимум 15% (зависит от условий хранения) а зольность настолько низка, что после сжигания почти ничего не остается. Что касается температуры горения березовых углей, то на практике ее достаточно, чтобы размягчать и ковать металл в кузнице. Это примерно 1200—1300 ºС.

Этот нехитрый вид горючего используется также для приготовления пищи на различных уличных печах. И, хотя условия горения древесного угля в мангале далеко не идеальны, его расход выходит гораздо меньше, чем обычных дров. Это обусловлено приличным выделением тепла и отсутствием зольных включений.

Заключение

Ископаемые угли – это особый вид твердого топлива, отличающийся повышенной температурой сжигания. Если планируется его постоянное применение, то оборудование должно быть адаптировано с учетом этой особенности. Топливник печи надо выкладывать из шамотного кирпича, а котел лучше приобретать с автоматической подачей.