Palnik BURNER-S

(Prawo Ochronne Nr  66667 na wzór użytkowy pt. „Palnik segmentowy”)

Palnik w kotle c.o. ma za zadanie przekształcić energię chemiczną zawartą w paliwie na ciepło, z możliwie maksymalnym wykorzystaniem paliwa (z minimalną pozostałością części palnych w popiele). Mówiąc prościej – spalić paliwo jak najbardziej efektywnie. Zadanie pozornie proste, ale – jak zobaczycie czytając ten poradnik lub fora internetowe – w codziennej rzeczywistości najtrudniejsze z wszystkich działań związanych z obsługą kotła. I to z wielu różnych powodów, wynikających z rodzaju i jakości paliwa, konstrukcji palnika oraz sposobu sterowania tym palnikiem.

Walory eksploatacyjne palnika BURNER-S.

Wszystkie elementy palnika BURNER-S wykonane są z żeliwa o żywotności wielokrotnie większej od stosowanych do tej pory spawanych palników stalowych. Stosowany w nim żeliwny ślimak – to wielokrotnie większa trwałość i odporność na korozję, brak efektu zmęczenia materiału oraz odporność na wstrząsy cieplne i związane z nimi deformacje kształtu.

Palenisko wykonane jest z segmentów żeliwnych, co ułatwia ewentualną modyfikację mocy palnika. Segmenty palnika są zespalane za pomocą prętów gwintowanych i nakrętek. Palnik jest składany i uszczelniany u producenta, co eliminuje możliwość wystąpienia wad montażowych z winy instalatora lub użytkownika.

Otwory nadmuchowe wykonane są w technologii odlewania, co zapewnia pełną powtarzalność ich kształtu i wielkości powierzchni, decydujących o efektywności napowietrzania złoża paliwa.

Wszystkie palniki w typoszeregu mocy 10kW, 16kW i 25kW mają te same wymiary, każdy z nich składa się z czterech segmentów. Różnią się jedynie ilością otworów nadmuchowych, decydujących o maksymalnej mocy palnika. Moc palnika można – w razie potrzeby – zmienić, co jest łatwe i mało kosztowne.

Dzięki wykonaniu korpusu palnika w postaci monobloku żeliwnego maksymalnie zredukowano drgania, zmniejszając do minimum poziom głośności pracy.

Koryto podajnika o kształcie „U” istotnie zmniejsza opory podawania i minimalizuje częstotliwość przypadków zerwania zawleczki zabezpieczającej napęd podajnika.

Okresowe czyszczenie palnika wykonuje się najprościej poluzowując zaślepki kanałów powietrznych na 2-3mm i przedmuchując kanały dmuchawą palnika. Częstotliwość czyszczenia – nie częściej niż raz na rok. Biorąc pod uwagę wysokie ciśnienia w kanałach powietrznych palnika (dochodzące do ponad 150Pa), wydaje się, że częstotliwość czyszczenia będzie mogła być nawet mniejsza, gdyż pyły w trakcie eksploatacji palnika będą wydmuchiwane do paleniska.

Co to jest palnik retortowy?

Słowo „retortowy” przyjęło się jako potoczne określenie automatycznego palnika zasilanego węglem w sortymencie „groszek”, zgodnie uznawanego za najbardziej efektywne rozwiązanie w obszarze spalania węgla w kotłach małej mocy. Ta nazwa jest mało poprawna z technicznego punktu widzenia (jak zerknąć do encyklopedii – to znaczy ona coś innego), ale skoro przyjęła się w powszechnym użyciu…

Najistotniejszą cechą palnika retortowego jest sposób spalania węgla – spalanie współprądowe w górnej części złoża. Powietrze i węgiel podawane są w zgodnym kierunku – z dołu do góry. U góry palnika jest warstwa żaru (powietrze doprowadzane jest do warstwy żaru), który ma temperaturę od około 800⁰C do powyżej 1000⁰C (w zależności od intensywności pracy palnika). Ten żar promieniuje w dół, ogrzewając złoże węgla. Węgiel ma taką właściwość, że w temperaturach od około 300⁰C do około 550⁰C odgazowuje (czyli rozkłada się termo-chemicznie z wydzielaniem gazów palnych). Te gazy uchodzą do strefy żaru i spotykają się tam z powietrzem oraz wysoką temperaturą (wyższą od temperatur zapłonu tych gazów), co stwarza idealne warunki do spalania.

W retorcie pierwszej generacji (zwanej także retortą zwykłą, konwencjonalną, klasyczną, fajkową, kolanową lub – być może – jeszcze inaczej), pod warstwą żaru, gdzieś w rejonie kolana, tworzy się warstwa węgla odgazowanego (czyli koksu) o ziarnach zbliżonych wymiarowo do wyjściowych ziaren węgla. Całe to złoże węgla – od zsypu z zasobnika do wylotu z retorty – jest łatwo przepuszczalne dla gazów, bo przestrzenie między ziarnami są w przypadku „groszku” dość duże. Toteż gazy rozkładowe swobodnie przedostają się do strefy żaru, zgodnie z kierunkiem wymuszanym przez ciąg kominowy i dmuchawę. Tak to się dzieje, jeżeli mamy do czynienia z węglem niespiekającym.

Inaczej to się dzieje, jeżeli mamy do czynienia z węglem spiekającym. Węgiel spiekający w zakresie temperatur odgazowania topi się, przyjmując konsystencję miodu (rzadszego lub gęstszego w zależności od typu węgla). Również odgazowuje w tym zakresie temperatur (tak samo jak węgiel niespiekający), ale te gazy mają utrudnione ujście ze strefy odgazowania, bo nie ma tam już łatwo przewiewnego złoża kawałków węgla, natomiast jest gęsta faza plastyczna, której opór trzeba pokonać. Wzrasta więc ciśnienie gazów w tej strefie, faza plastyczna się wydyma pod ich ciśnieniem i dociska się do żaru z jednej i do węgla z drugiej strony, zalepiając otwory między ziarnami. Gazy z tej strefy uchodzą zarówno w kierunku żaru (gdzie się spalają), jak i w kierunku zasobnika (gdzie ochładzają się i zlepiają kawałki zimnego węgla). Mogą przedostawać się nawet do zasobnika. Po przekroczeniu około 550⁰C ta plastyczna masa tężeje (zestala się) tworząc koks, ale już nie w kawałkach zbliżonych do ziaren węgla wyjściowego, tylko w kawałkach większych, które mogą nawet zakleszczyć podajnik. Co istotne – te kawałki koksu są tym większe i twardsze, im większe jest zagęszczenie węgla w strefie odgazowania. W retorcie zwykłej węgiel jest pchany przez ślimak. Warstwa plastyczna jest więc z jednej strony dociskana do warstwy żaru, a z drugiej strony do warstwy plastycznej dociskany jest węgiel podawany z zasobnika. Tworzą się idealne warunki do wytwarzania bardzo dobrego koksu (w technologii koksowania występuje operacja zagęszczania wsadu, stosowana w celu otrzymania lepszego koksu z węgli o słabszych własnościach spiekających). Po przejściu w żar, te duże kawałki koksu tworzą specyficzną warstwę żaru ze słabo rozwiniętą powierzchnią kontaktu z powietrzem (znaczne spowolnienie spalania, im większy kawałek tym mniejszy stosunek powierzchni do masy) i dużymi przestrzeniami między kawałkami (uprzywilejowane kanały przepływu, którymi ucieka spora część powietrza, nie biorąc udziału w procesie spalania i zwiększając straty kominowe).

Tych retort zwykłych (pierwszej generacji) pracuje w kraju gdzieś z 200.000 sztuk. I będą one pracować jeszcze przez dobre kilka lat (do zużycia się kotłów, w których zostały zainstalowane), zużywając pokaźne ilości „groszku” niespiekającego. A węgla niespiekającego jest coraz mniej i będzie coraz mniej, bo po prostu się kończy. I chociaż retorty zwykłe nie są wcale złe (w końcu jeszcze do niedawna były uważane bezsprzecznie za najlepsze rozwiązanie technologiczne w obszarze „małej energetyki”), to bezsensem perspektywicznym byłoby kupno kotła z taka retortą.

Palnik retortowy nowej generacji BURNER-S.

Powyższy opis zjawisk zachodzących w palniku jest wstępem do wyjaśnienia, skąd się wzięły retorty nowej generacji i co je w sposób istotny różni od retort zwykłych. Tą istotną różnicą jest sposób podawania węgla. W retortach nowej generacji węgiel w rejonie strefy plastyczności nie jest pchany (zagęszczany), tylko wypiętrzany, rozpulchniany i mieszany z częścią żaru, co rozbija fazę plastyczną i osłabia naturalną spiekalność węgla. Nie eliminuje to spiekalności węgla ani nie eliminuje powstawania spieków koksowych, osłabia tylko negatywne skutki zagęszczania węgla w fazie plastycznej. Powstające spieki koksowe są mniejsze i słabsze. Ten efekt uzyskuje się dzięki zastosowaniu podajnika ślimakowego z elementem odwrotnego zwoju w końcowej części ślimaka. Eliminacja z palnika „kolana”  („fajki”) likwiduje niebezpieczeństwo zakleszczenia podajnika spiekami koksowymi.

Paliwo z zasobnika obsuwa się grawitacyjnie do koryta podajnika (typowy przenośnik śrubowy, zwany popularnie ślimakowym), w którym jest przesuwane w kierunku paleniska. Podajnik pracuje cyklicznie – cykl podawania paliwa trwa od kilku do kilkunastu sekund, cykl przerwy na dopalanie paliwa trwa od kilku do kilkudziesięciu sekund. Powietrze tłoczone jest kanałem powietrznym za pomocą dmuchawy i poprzez otwory nadmuchowe wdmuchiwane jest do strefy żaru w palenisku. Popiół gromadzi się nad strefą żaru i w miarę podsuwania kolejnych porcji paliwa przesypuje się przez burty paleniska do popielnika.

Innowacyjne rozwiązanie konstrukcji podajnika oraz specjalnie zaprojektowany układ kanałów powietrznych paleniska pozwalają spalać także węgiel w sortymencie  „miał”  (w odróżnieniu od retort zwykłych) oraz mieszanki „groszków” i „miałów” w dowolnym udziale, co zdecydowanie rozszerza możliwości zabezpieczenia surowcowego kotłów z tym palnikiem. Bez problemów można spalać także mieszanki węgla z trocinami i peletami drzewnymi, ziarnem zbóż, pestkami, łuskami itp.

Najistotniejszą zaletą tego palnika jest jednak specyficzna konstrukcja paleniska, która umożliwia efektywne spalanie także węgli „trudnych”, o nadmiernej zdolności do spiekania się i szlakowania, które nie nadają się do stosowania w retortach konwencjonalnych stosowanych do tej pory. Zwracam uwagę, że w perspektywie brakować będzie nie tylko „groszku” niespiekającego, ale także „miału” niespiekającego, ponieważ kończą się pokłady węgla niespiekającego, a nie tylko zasoby „groszku”.

%d bloggers like this: