Техническое обслуживание твердотопливного котла
Дата: 18 июня 2015
После длительной работы котла на стенках водяных секций оседает сажа и зола, что снижает теплопроводность и увеличивает расход топлива. Количество сажи и дегтя зависит от типа применяемого топлива, его качества, тяги дымохода, температуры обратки и частоты обслуживания. Чистка котла проводится в зависимости от этих условий, приблизительно один раз в месяц.
Ежедневно визуально проверяйте отсутствие течи воды, целостность дымохода, утечки дымовых газов.
Ежемесячное техническое обслуживание
В период отопительного сезона проводите:
- снятие прочистной дверцы котла
- зачистку стенок каналов от сажи и нагара
- проверку состояния уплотнительной ленты в дверцах нагревателя
- поддерживание уровня воды в системе и расширительном бачке
Годовое техническое обслуживание
После окончания отопительного сезона проводите:
- проверку состояния стенок топки котла
- смазку петель и резьбовых шпилек ручек дверок котла графитной смазкой
- прочистку котла
- снятие цепочки с регулятора тяги
- закрытие всех дверцы
Информация о саже
Разница между термальной сажей и углеродной сажей
Термическая сажа и углеродная сажа являются типами технического углерода, производимыми в результате неполного сгорания ископаемых видов топлива. Углеродная сажа используется в промышленности (включая производство шин, красок и пластмасс) благодаря своим уникальным свойствам. Тем не менее, у них есть основные различия, которые влияют на их применение, свойства и стоимость.
Производство термосажи и углеродной сажи
Термическая сажа создается путем контролируемого разложения природного газа или углеводородов, полученных из нефти, в бескислородной среде. Этот процесс, происходящий в специальных печах, называемых термическими реакторами, позволяет получить мелкий сажистый порошок, который можно легко диспергировать в жидких или твердых средах.
Термосажа имеет следующие характеристики:
- Большая площадь поверхности
- Низкая плотность
- Низкая структура частиц
Эти свойства делают термическую сажу очень пористой с неправильной формой и минимальным взаимодействием между частицами. Термосажа придает глубокий черный цвет с превосходной укрывистостью, но обладает относительно низкой окрашивающей способностью. Более того, электропроводность, теплопроводность и поверхностная активность термальной сажи также ниже, чем у обычной сажи.
С другой стороны, углеродная сажа образуется при неполном сгорании тяжелых нефтепродуктов, каменноугольной смолы или природного газа в больших печах, называемых реакторами. Этот процесс создает плотный и сферический порошок, состоящий из множества мелких первичных частиц, сплавленных вместе.
Технический углерод имеет следующие характеристики:
- Высокая структура частиц
- Высокая окрашивающая способность
- Высокая электропроводность и теплопроводность
Таким образом, термосажа и углеродная сажа отличаются своими свойствами и применениями. Понимание различий между ними поможет определить, какой тип сажи лучше подходит для конкретных задач.
Теплообмен в котлах
При работе котла происходит перенос тепла от нагрева воды или пара сгорающими продуктами. Этот процесс включает в себя три основных метода теплообмена:
- Излучение
- Конвекция
- Передача тепла через металлические элементы котла
Тепловой поток начинается с передачи тепла от раскаленных продуктов сгорания к поверхностям обмена теплом через излучение и конвекцию. Затем тепловой поток проходит через металлические элементы котла, где тепло передается воде, движущейся с высокой скоростью.
Эффективность теплообмена в газовом котле
Наиболее интенсивный обмен теплом происходит через излучение к экранным поверхностям в топке. Наличие сажи или мелких частиц на этих поверхностях может снизить эффективность теплообмена.
Передача теплоты в газоходах в основном зависит от конвекции. Поэтому эти поверхности называются конвективными. Площадь конвективной поверхности значительно больше радиационной.
Отложения накипи на внутренних поверхностях нагрева и сажа на внешних поверхностях имеют существенное влияние на передачу теплоты. Теплопроводность накипи и сажи значительно меньше, чем у металла, это может вызвать повышение температуры металла, что в свою очередь может привести к его деформации и разрыву.
Ухудшение эффективности передачи теплоты может привести к повышению температуры отходящих газов и снижению эффективности использования топлива.
Коэффициент полезного действия газового котла
Коэффициент полезного действия газового котла является важным показателем эффективности. Он описывает, насколько эффективно тепло от топлива используется для нагрева воды или пара.
Коэффициент полезного действия (КПД) определяется как отношение полезно используемой теплоты к общей внесенной теплоте.
Формула расчета КПД:
КПД = Q1 / Qp
Где:
- Q1 – полезная теплота
- Qp – располагаемая теплота
Для газовых котлов можно также использовать следующую формулу для расчета КПД:
Эффективность использования теплоты сгорания газа характеризуется этим коэффициентом, который обычно выражается в процентах.
Газовый котел для отопления частного дома
Газовый котел для отопления частного дома представляет собой надежное, эффективное и правильное решение. Его конструкция разработана так, чтобы обеспечить максимальный комфорт в доме в течение всего холодного времени года и, в то же время, существенно снизить расходы на топливо.
Одним из главных преимуществ газовых котлов является их высокая эффективность и экономичность. Газ как источник энергии обладает выдающейся тепловой эффективностью, что дает возможность газовым котлам преобразовывать большую часть потенциальной энергии в тепло. Это означает, что газовые котлы способны обогревать дом с минимальными затратами на топливо по сравнению с другими методами отопления, такими как электричество или мазут.
Газовые котлы для отопления
Газовые котлы для отопления изготавливаются с использованием высококачественных материалов и современных технологий, что обеспечивает им надежность и долгий срок службы. Они разработаны с учетом долгосрочной эксплуатации и обычно имеют продолжительный срок службы, при условии правильной эксплуатации и регулярного обслуживания.
Общая характеристика и компоненты термопаст
В качестве связующего компонента в термопасте (ТП) применяются различные композиции. Основное требование к термопасте состоит в том, что должно обеспечиваться хорошее сцепление с поверхностью металлов и керамики. Также ТП не должна высыхать в процессе эксплуатации при повышенных температурах, иметь низкую гигроскопичность и быть химически пассивной к применяемым в компьютере материалам.
Свойства силиконовых масел:
Широкий диапазон рабочих температур, включая низкую температуру застывания и стойкость к термоокислению до 200-250°С длительно и до 300-350°С кратковременно.
Незначительное изменение вязкости при значительном изменении температуры.
Высокие диэлектрические и химические свойства.
Низкое поверхностное натяжение, что обеспечивает высокую смачивающую способность.
Низкая токсичность и плохая воспламеняемость.
Высокая сжимаемость и стабильность характеристик в широком диапазоне температур.
Силиконовые масла растворяются ацетоном, этанолом, метанолом, этиленгликолем или эфирами, поэтому растворители со временем испаряются. Рекомендуется растворять загустевшие ТП на основе силиконовых масел самыми жидкими марками тех же смазок. Не рекомендуется применение в качестве связующего смазок на основе сгущенных силиконовых масел, так как это может снизить теплопроводящие свойства консистентной смазки.
В качестве наполнителя для ТП используются обычно микродисперсные порошки оксидов металлов (цинка, алюминия и других металлов), нитридов (бора, алюминия), металлов (серебро, медь). Термопасты, содержащие мелкодисперсные порошки металлов, помогают лучше проводить тепло. Существенное влияние на теплопроводность паст имеет размер частиц наполнителя. Например, снижение их размера с 5-3 мкм до 1 мкм дает снижение теплового сопротивления примерно в 2 раза. Поэтому весьма перспективно применение нанопорошков. Применяются и термоинтерфейсы из металлов (например, Coollaboratory Liquid Pro), в частности, – металлического индия, а также возможно применение сверхмягких и сверхтекучих сплавов. Индий не имеет конкурентов по своим физическим свойствам, – его текучесть и теплопроводность вне конкуренции. Причем температура плавления индия составляет 429°С. Но нужно учитывать, что термопаста на основе металла может вызвать замыкание контактов, если неаккуратно ее нанести. Сейчас активно ведется поиск новых материалов-наполнителей для теплопроводящих паст. Так, в качестве теплопроводящих материалов используют такие мелкодисперсные материалы, как:
– угольная сажа;
– вольфрам (микро- и нанопорошки);
– угольные нити;
– угольные нанотрубки с одинарными стенками;
– алмаз (микро порошки).
Все эти материалы, кроме алмаза, имеют хорошую электропроводность. Например, заслуживает внимания вольфрам. Несмотря на то, что он имеет теплопроводность 200 Вт/(м*К), что меньше теплопроводности золота и серебра, но близко к теплопроводности алюминия. Вольфрам – это инертный, устойчивый к химическим воздействиям и не токсичный материал. Тем более что промежуточная промышленная форма этого металла именно порошок, и для применения его в термоинтерфейсах нужно только отсортировать фракцию размером менее 1 мкм.
Читая описание теплопроводящих паст, мы обычно не находим там подробных сведений. Чаще всего присутствует указание, что предлагаемая вам теплопроводящая паста на 8-12 градусов снижает температуру процессора по сравнению с обычной термопастой. Нет необходимости разглашать секретные составы, но технические характеристики ТП пасты должны быть указаны всегда.
Какие характеристики должны быть указаны, чтобы грамотный пользователь ПК мог ее применить? Выбирая термопасту, обратите на такой показатель, как теплопроводность. Теплопроводность – это способность вещества пропускать через свой объём тепловую энергию, которая численно равна мощности, передаваемой через слой единичной толщины (1м) при разности температур "горячей" и "холодной" поверхностей 1°К для площади поверхности, равной 1м2. Проще говоря, теплопроводность термопасты измеряется в ваттах на метр, умноженный на Кельвин (Вт/(м*К)). У самых распространенных видов термопасты этот показатель равен 0,7-0,8, но у некоторых марок может доходить до 2. Необходимо знать и диапазон рабочих температур, это позволить правильно применить ТП для ваших целей.
Важен и еще один показатель – тепловое сопротивление. Тепловое сопротивление Rt – численно равное падению температуры (градус С или К) на слое термоинтерфейса при прохождении через него тепловой мощности (Вт). Тепловое сопротивление часто дается для заданных производителем термопасты условий – толщины и площади контактной поверхности. Поэтому, используя для выбора при покупке параметр Rt, вам необходимо (или хотя бы желательно) знать его значение, а также и другие, определяющие его, характеристики. Например, прижимные усилия для процессора AMD и Intel отличаются, и при прочих равных условиях (вязкость ТП и др.) толщина термоинтерфейса будет разной, и, соответственно, величина теплового сопротивления также будет отличаться. Эти параметры должны быть указаны на упаковке. Иначе Вы рискуете не получить нужных вам характеристик термоинтерфейса. Хорошая термопаста должна иметь наименьшее тепловое сопротивление (соответственно, наибольшую теплопроводность), сохранять свои свойства с течением времени в широком диапазоне температур (-40 до 200°С), не менять консистенцию, удобно наноситься и легко смываться. Достаточно важно знать время выхода на номинальное тепловое сопротивление и количеств термоциклов для этого.
Прижимное усилие необходимо знать, чтобы сравнить реальное прижимное усилие обеспечиваемое элементами конструкции с рекомендованным в инструкции к вашей ТП. Знание вязкости позволит выполнить ее сравнительную оценку с образцами при определении ее годности. ТП должна длительное время не терять свою вязкость (не полимеризоваться и не высыхать). А вот состав необходимо знать не в процентах содержания компонентов, а, по крайней мере, связующее вещество, это необходимо, чтобы хорошо очистить старый состав с кулера и процессора. К сожалению, смывками ТП чаще всего не комплектуются. По густоте термопасты можно судить о легкости нанесения: чем гуще термопаста, тем тяжелее будет ее наносить.
Обратите внимания на форму выпуска термопасты. Если вы впервые собираетесь наносить термопасту, выберите термопасту в тюбике (шприце) – это облегчит дозировку и нанесение термопасты.
Знание производителя позволит оценить соответствие ТП заявленным характеристикам. Например, у ТП КПТ-8 имелось, по крайней мере, три производителя, причем теплопроводность пасты для каждого варианта была различна и находилась в диапазоне от 0,7 до 1 Вт/(м*К).
Твердотопливные котлы отопления весьма популярны для обогрева, но, как и любое оборудование, должны вовремя обслуживаться. Регулярная очистка сажи сохранит мощность котла, уменьшит расход топлива и предупредит возникновение пожара.
Современные твердотопливные котлы значительно упрощают процесс обогрева дома, дачи, гаража, хозяйственных построек и т.д., как результат отопление твердым топливом не теряет своей популярности, а во многих случаях становится ещё более актуальным.
Нужно ли чистить котел отопления?
Как и любое оборудование, твердотопливный котел нуждается в обслуживании и периодической чистке. Для этого есть несколько очень важных причин про которые не стоит забывать.
В результате горения топлива образуется не только зола и дым, но и сажа, которая прилипает ко всем поверхностям теплообменника и дымохода. Объем, образующейся сажи, зависит от топлива и его качества.
Возвращаем коэффициент полезного действия котла
Сажа, имея очень хорошие теплоизоляционные свойства, создает на поверхностях теплообменника заслон для передачи тепла от горения топлива к теплоносителю. Коэффициент теплопроводности сажи 0,1 ВТ/м*К – это в 7 раз лучше, чем у кирпича, в 10 раз в сравнении с бетоном и в 5 раз ниже теплопроводности асбеста.
1мм сажи на стенках котла снижает мощность на 3%!
Поэтому регулярная очистка поверхностей теплообменника позволит сэкономить топливо, необходимое для обогрева помещения, и увеличит время работы печи на одной закладке.
Увеличиваем срок службы котла
Без очистки на поверхности теплообменника кроме сажи будут появляться каменистые отложения, которые включают в себя коррозийные вещества из сжигаемого топлива, что приведет к разрушению самого котла.
Удаление каменистых отложений требует значительно больше усилий, чем регулярная чистка от сажи.
Защита от пожара
Уменьшение КПД котла сложно измерить простыми методами, в результате постепенная потеря 10-20% мощности практически не заметна, и часто списывается на качество топлива. Для восполнения недостающего тепла для обогрева дома, как правило, добавляется топливо в камеру сгорания, что приводит к перегреву стенок топки и их прогоранию.
Кроме этого, как писалось выше, сажа оседает не только на стенках теплообменника, но и в дымоходе, что в свою очередь приводит к сужению отверстия дымохода, ухудшению тяги и износу стенок трубы. Возможно и полное перекрытие дымохода при резком понижении температуры в ночные часы, что приведет к тому, что дым пойдет обратно в помещение.
Но стоит учитывать, что сажа в большом количестве имеет свойства схожие с углем, но при этом температура воспламенения у нее меньше, а значит она может воспламениться от искр, попавших в трубу из печки, что является причиной многих пожаров.
Как часто и правильно чистить котел
Мы уже отмечали, что количество сажи зависит от вида и качества топлива, но кроме этого нужно учитывать и режим работы котла. Так при правильном режиме работы твердотопливного котла Прометей, загружаемое топливо полностью сгорает практически без образования сажи, в результате необходимость чистить котел возникает примерно один раз за зиму. А при неправильном режиме работы образуется большое количество сажи, и владелец чистит котел каждую неделю.
Мы рекомендуем произвести правильную настройку работы котла и проводить регулярный осмотр поверхностей, а по мере необходимости проводить очистку.
Чистка поверхностей котлов Прометей от сажи осуществляется в холодном состоянии. Для этого в комплектации к котлу идут различные виды скребков, которыми осуществляется очистка стенок топки, загрузочной камеры и остальных поверхностей.
Чистим твердотопливный котел отопления
Видео инструкция обслуживания твердотопливного котла отопления. Очистка сажи с поверхностей котла сохранит мощность котла, уменьшит расход топлива и предупредит возникновение пожара.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 ноября 2023 года; проверки требуют 14 правок.
Образцы шунгитовой породы
Шунгит с жилками пирита
Керн шунгитовой породы
Шунгит образовался из органических донных отложений — сапропеля. Эти органические осадки, прикрываемые сверху всё новыми наслоениями, постепенно уплотнялись, обезвоживались и погружались в глубины земли. Под влиянием сжатия и высокой температуры шёл медленный процесс метаморфизации. В результате этого процесса образовался распылённый в минеральной матрице аморфный углерод в виде характерных именно для шунгита глобул.
Первые эпизодические описания горных пород «чёрной Олонецкой земли» были предприняты в 1792 году академиком Николаем Озерецковским и в 1848 году штабс-капитаном Корпуса горных инженеров Н. К. Комаровым.
В 1877 году доктор минералогии и геологии Александр Иностранцев определил породу как новый крайний член в ряду природных некристаллических углеродов, не являющихся каменным углём, и дал название — шунгит по названию заонежского села Шуньга, где порода впервые была обнаружена и действовала штольня.
В 1928—1937 годах на базе созданного государственного треста «Шунгит» осуществлялось изучение шунгитовых пород как предполагаемых аналогов горючих углей, были проведены первые структурные исследования.
Чистый шунгит встречается в природе довольно редко, в основном в виде тонких, до 30 см шириной, прожилков. Чаще он присутствует в качестве примеси в шунгитовых сланцах и доломитах, распространённых в Карелии на территории Заонежского полуострова и вокруг северной оконечности Онежского озера — от Гирваса на западе до Толвуи и Шуньги на востоке.
Промышленная ценность шунгитов определена наиболее полно для месторождений «Шуньгское» (Кондопожский район), «Мягрозерское» (Кондопожский район), «Нигозерское», «Максово» и «Зажогино», а также «Турастамозерское» (Медвежьегорский район). Прогнозные ресурсы по всем месторождениям составляют около 1 млрд тонн.
Различают две разновидности:
C = 94 %
O, N = 1,9 %
H = 0,8 %
зольность = до 2,2 %
C = 64 %
O, N = 3,5 %
H = 6,7 %
зольность = до 3,3 %
Химический состав шунгита, используемого в качестве сорбента
№ Элемент, Компонент Формула компонента Содержание % массы
2 Оксид железа (III) Fe2O3 1,01
3 Оксид железа (II) FeO 0,32
27 Потеря при прокаливании ППП 32,78
Шунгит используется как основной компонент восстановительных составов для двигателей внутреннего сгорания, коробок передач, редукторов автомобилей и механизмов, в том числе промышленного назначения. Советские разработки в этой области начались в 1970-х годах. На рынок продукты были выведены совместной финско-российской компанией RVS в 2001 году, после чего, с переменным успехом, копировались конкурентами.
Данное свойство шунгита не является уникальным: для подобных целей (насадка для закрепления микроорганизмов, образующих активный ил) также используют керамзит, пластмассы, щебень и прочие доступные и дешёвые материалы; в том числе и в данном регионе. Сорбционные особенности шунгита ничем не отличаются от других угольных загрузок, используемых для очистки питьевой воды от остатков хлора.
Шунгит выпускается промышленностью и как сухой пигмент и в составе стандартных тюбиков с краской для художников. Цвет красителя — чёрный. Многие другие краски этого цвета обладают негативными для живописи характеристиками: например, самый известный краситель чёрного цвета, сажа газовая, представляет собой атомарный углерод и со временем способна зачернить картину, диффундируя прямо сквозь прочие красочные слои. А применявшиеся классиками живописи альтернативы газовой сажи не лишены собственных недостатков: в частности, Айвазовский использовал пигмент на основе асфальта, который окончательно не полимеризовался и так и остался мягким до нашего времени; варианты же классических замен на основе жжёной кости не полностью чёрные. И то и другое требует специальных мер при написании картины (например, изолирующих лаковых прослоек), которые не советуют применять неопытным или начинающим художникам. Шунгит лишён всех этих недостатков и является рекомендуемой современной заменой.
Шунгизит — искусственный пористый материал, получаемый при обжиге шунгитсодержащих пород. Шунгизит используется в качестве заполнителя для лёгких бетонов (шунгизитобетон) и в качестве теплоизоляционной засыпки.
Шунгиты Турастамозерского месторождения по качеству сырья наиболее перспективны для производства шунгизита. Насыпная объёмная масса шунгизита из сланцев Турастамозерского месторождения в среднем менее 350 кг/м3, а по отдельным блокам даже менее 250 кг/м3 (высшая категория качества).
Классифицировать породы принято по массовому содержанию углерода, определяемому по характеристикам горения (остаточной зольности, количеству выделяющегося СО2 и других летучих веществ). В этой связи различают пять разновидностей шунгитов.
Вторым основным компонентом шунгитов является главная составляющая горных пород, то есть SiO2, представленная обычно в виде кварца или в составе различных силикатных образований. В целом шунгитовые породы имеют разнообразный минеральный состав, куда входят карбонаты, алюмосиликаты и т. д., причём обращает на себя внимание однородность перемешивания веществ, составляющих шунгиты.
Надёжно установлено, что твёрдый углерод шунгитов выстроен соединёнными между собой глобулами, то есть частицами шаровой в основном формы. Диаметр шунгитовых глобул порядка 10 нм. Такое строение уникально, поскольку не наблюдается ни в каких других объектах естественного твёрдого углерода. При этом у исследователей шунгитов к настоящему времени пока не выработано общепризнанных взглядов на природу углеродных глобул, их структуру, способ объединения. Причиной является отсутствие единой точки зрения на тип исходного органического вещества и протошунгитового материала, на процесс его карбонизации, на термодинамические характеристики среды преобразования, на особенности возникновения и эволюции крупных шунгитовых геологических структур и т. д. Иначе говоря, нет ясного представления о том, что такое шунгиты вообще и из чего они образовались. Всё это не позволяет в отличие от других представителей природного твёрдого углерода уверенно судить о возможных источниках и механизмах возникновения в естественной среде твёрдого углерода данного типа и не даёт также в достаточно полной мере оценить потенциальные возможности шунгитов для практических применений. Поэтому многие специалисты до сих пор считают шунгиты научной загадкой. Как следствие, на тему шунгитов в ненаучной среде нередко возникают необоснованные фантазии и спекуляции.
Показано, что наиболее распространённую сапропелевую точку зрения на происхождение шунгитов очень трудно (практически невозможно) согласовать с их структурой, составом, физико-химическими свойствами, геологией месторождений, возрастом пород (2 млрд лет), с историей появления и развития жизни на Земле, со многими другими данными.
Представлено обоснование того, что основа структуры шунгитового углерода, то есть шунгитовые глобулы, идентичны сажевым частицам. Данное обстоятельство и целый ряд других фактов позволяют сделать вывод о том, что углерод шунгитов возник в результате формирования огромных сажевых массивов в природных процессах разгрузки и термического преобразования (пиролиза, неполного сгорания) гигантских скоплений первичного углеводородного сырья преимущественно в виде природного газа, то есть метана. Выход глубинных углеводородов был обусловлен или сочетался с активной вулканической деятельностью, которая, как известно, имела место в Карелии в период возникновения пород. Поскольку для сажеобразования из метана характерно интенсивное синтезирование тяжёлых смолистых углеводородов, постольку протошунгитовое углеродное вещество представляло собой вязкотекучую композицию сажевых масс с углеводородными связующими веществами, которая со временем окаменела.
Минеральная (неуглеродная) часть пород сформирована в результате того, что выбросы метана и других углеводородов с неизбежностью сопровождались попутными потоками вулканического пепла (и иных взвесей), вулканических газов, гидротерм в паровой фазе. Такой процесс обеспечил наблюдающуюся высокую степень однородности перемешивания всех компонентов, входящих в состав шунгитовых пород, и определил уровень разбавления метана и итоговое соотношение Ств и остальных компонентов шунгитовых пород, в том числе максимальную концентрацию углерода, то есть 80 % в шунгитах-II. Предпосылки для формирования крайне редкого шунгита-I могли создаваться случайными лакунами гетеровеществ в потоках метана или в результате плохого локального перемешивания образовавшегося протошунгитового вещества с сопутствующими неуглеродными составляющими частями.
Преимущественное представительство в породах кремния по сравнению с другими элементами (если не считать углерод) объясняется тем, что в докембрийских высококремнистых породах происхождение кремнезёма в областях основного вулканизма обычно связано с глубоко преобразованным вулканическим пеплом (с пепловой седиментацией).
Шунгит в культуре
Фигурка медведя из шунгита.