Orligno 200 80kW pannariprojekti

[perde]

Tässä alkaa olla muutamia lämmittelykertoja takana ja homma on edennyt vaihtelevasti. Luulin kaikkien alun ongelmien olleen sytytystekniikan huonoutta ja palautin kattilan säädöt tehtaan arvoihin, jos pelaisi niillä parhaiten. Perseelleen meni ja toisiopalo ei pysynyt käynnissä. Nyt on haettu säätöjä uudestaan ja ihmetelty toimintaa. Muutamia päätä vaivaavia juttuja, joista yritän päästä jyvälle:

1) Savuton sytytys lienee mahdottomuus. Ihan sama millä tavalla polttaa, niin alkuun puskee ihan jonkin aikaa savua ennenkuin homma herää henkiin. Mietin voiko se oikeasti olla vesihöyryä kun on niin vaaleaa, mutta aika reilusti sitä tupruaa ja pitkän aikaa. Tummaa tai kellertävää savua se ei ole. Lieköhän tämä normaalia? Tuntuu olevan myös hankala saada sytytettyä niin että toisiopalo pysyy hyvässä vauhdissa koko ajan. Tekniikasta sen verran, että olen nyt vetänyt hiilet suutinten ympärille, viskonut pientä tikkua hiilien päälle ja latonut isommat puut vasta sitten. Sytytän toholla alakautta. Olen aloittanut lämmityksen noin puolikkaalla pesällisellä. Toisiopalo lähtee kirkkaan valkeana käyntiin heti, mutta tuntuu ettei kestä alkuun käynnissä ja savutteleekin ja eka pesällinen menee vähemmän optimaalisesti palaen. Sitten kun hiillosta saa alle niin toimii ongelmitta. Tuntuu että ensiöilma olisi järkevämpää johtaa kattilan alaosaan lähemmäs hiillosta, eikä ylös kuten tuossa Orlignossa on tehty?

2) Savua(?) tulee piisistä silloinkin kun toisiopalo on käynnissäkin. Voiko olla vesihöyryä kun jatkuu käytännössä siihen saakka kun puut ovat hiilloksella. Ensiöilmaa liikaa tai liian pieniä puita, eikä kaikki kaasu kerkeä palamaan?

Säädöt nyt:

Puhallinnopeus 100% ja piirakkakuvio täysin auki.
Ensiöilman säätö 9mm
Toisioilma auki noin 4 kierrosta.
Pannun lämmöt palon aikana 78-84C, Laddomat (72 asteinen) on kakkosella.

Seuraavaan polttoon valitsin vähän suurempia puita, jos vaikuttaisi tuohon kaasuuntumiseen. Puut kun ovat pääosin melko pieniä niin ajattelin vielä kokeilla pienentää ensiöilmaa...videotakin otin tuosta toisiopalosta ja savutuksesta mutteivat suostu juutubeen latautumaan tällä erää, lisäilen myöhemmin...

EDIT:
Videot:
Savutus toisiopalon aikana:
https://www.youtube.com/watch?v=Int1MdXG2rc

Toisiopalon liekki heti puiden lisäyksen jälkeen:
https://youtu.be/UqIDcE7z34Q

Toisiopalon liekki vajaa tunti puiden lisäämisen jälkeen, humppaus:
https://youtu.be/ciGj_X7XSJY

[varikonniemi]

ihan ok on liekki noissa videoissa, se pulssitus varmaan johtuu siitä että luukku on auki, se muttaa aika paljon parametreja mm. veto häviää melkein täysin.

Mutta jos säädöt on optimissa ja kattilan hyötysuhde kunnossa niin pitäs näyttää enemmän tältä: https://www.youtube.com/watch?v=4DLxN8zkdkc eli sini/violetti liekki josta ei kyllä jää mitään savua.

[perde]

Päivitelläänpä hieman tänne kuulumisia mahdollisia tulevia pähkäilijöitä varten. Tuli lueskeltua läpi tuo Lasse Wahlroosin 'Kotimaiset polttoaineet ja keskuslämmityskattilat' josta opuksen iästä huolimatta jotain hyödyllistä tietoa saikin, lähinnä nuo kaasutuspolton reaktioyhtälöt oli mielenkiintoisia: kaasutuspolton aikana poltetaankin pääasiassa vetyä, joka irrotetaan molekyylistä hehkuvan hiilikerroksen avulla ja poltetaan toisiopalopesässä. Vedyn polttamisessahan tulee runsaasti vettä, joten vesihöyryn muodostuminen palon aikana on ihan normaali ilmiö, mutta jos savukaasujen lämpötila on kovin korkea, ei vesihöyry yleensä varmaankaan piipun päässä näy (?). Nuo voimalaitoksethan joissa poltto lienee vähän eri tavalla optimoitu tupruttavat melkoisesti höyryä taivaalle varmaan juurikin tuon savukaasujen olemattoman lämpötilan takia.

Nyt on polteltu vähän erilaisilla puilla ja värkätty säätöjä edestakaisin. K-anturi savukaasuille asenneltu myös paikoilleen. Ensiöilmaa suurentamalla kattila on nyt toiminut aiempaa paremmin ja luotettavammin. Tussahtelu on jäänyt pois ja savutus on vähentynyt; nyt piipusta tulee sytytyksen jälkeen jonkin aikaa pääosin kai vesihöyryä joka näyttää alkuun aika paksultakin, mikä johtunee savukaasun matalista lämmöistä. Tuprutus rauhoittuu kun pannu lämpiää. Se, onko tuossa savun seassa miten paljon palamattomia kaasuja ei selvinne kuin jollain savukaasuanalysaattorilla, eikä ole tuollaisen etsimiseen kovin suuria intressejä. Toisiopalon liekki on kyllä ihan hyvännäköinen tuon tuprutuksen aikana, joten kait siellä jotain palaa.

Lämmönsiirto on tuossa kattilassa saatu toteutettua nähtävästi melko tehokkaasti, kun ohuella rutikuivalla sekapuulla olen saanut savukaasujen lämmöt käymään hetkellisesti noin 190 asteessa, normaalin käyntilämmön ollessa noin 140-160 astetta.

Säädöt nyt:

Puhallinnopeus 90% ja piirakkakuvio täysin auki.
Ensiöilman säätö 15mm
Toisioilma auki noin 4,5 kierrosta.
Pannun lämmöt palon aikana 80-87C, Laddomat (72 asteinen) on kakkosella.

[Jra]

Päivitelläänpä hieman tänne kuulumisia mahdollisia tulevia pähkäilijöitä varten. Tuli lueskeltua läpi tuo Lasse Wahlroosin 'Kotimaiset polttoaineet ja keskuslämmityskattilat' josta opuksen iästä huolimatta jotain hyödyllistä tietoa saikin, lähinnä nuo kaasutuspolton reaktioyhtälöt oli mielenkiintoisia: kaasutuspolton aikana poltetaankin pääasiassa vetyä, joka irrotetaan molekyylistä hehkuvan hiilikerroksen avulla ja poltetaan toisiopalopesässä. Vedyn polttamisessahan tulee runsaasti vettä, joten vesihöyryn muodostuminen palon aikana on ihan normaali ilmiö, mutta jos savukaasujen lämpötila on kovin korkea, ei vesihöyry yleensä varmaankaan piipun päässä näy (?). Nuo voimalaitoksethan joissa poltto lienee vähän eri tavalla optimoitu tupruttavat melkoisesti höyryä taivaalle varmaan juurikin tuon savukaasujen olemattoman lämpötilan takia.

Nyt on polteltu vähän erilaisilla puilla ja värkätty säätöjä edestakaisin. K-anturi savukaasuille asenneltu myös paikoilleen. Ensiöilmaa suurentamalla kattila on nyt toiminut aiempaa paremmin ja luotettavammin. Tussahtelu on jäänyt pois ja savutus on vähentynyt; nyt piipusta tulee sytytyksen jälkeen jonkin aikaa pääosin kai vesihöyryä joka näyttää alkuun aika paksultakin, mikä johtunee savukaasun matalista lämmöistä. Tuprutus rauhoittuu kun pannu lämpiää. Se, onko tuossa savun seassa miten paljon palamattomia kaasuja ei selvinne kuin jollain savukaasuanalysaattorilla, eikä ole tuollaisen etsimiseen kovin suuria intressejä. Toisiopalon liekki on kyllä ihan hyvännäköinen tuon tuprutuksen aikana, joten kait siellä jotain palaa.

Puussa on n.6% vetyä, ei kai sitä mistään lisää tule? Eli kyllä savukaasun kosteus tulee käytännössä puun kosteudesta.
Suuremmissa laitoksissa käytetään kosteampaa polttoainetta, niin savukaasukin on kosteampaa -> näkyvää vesihöyryä on enemmän. Ja tietysti savakaasumääräkin on suurempi.
Tässä laskin, että erääseen 5MW kattilaan menee täydellä teholla n.200m³ polttoainetta vuorokaudessa, jos kosteusprosentti on 50-60% niin polttoaineen sisältämä vesimäärä on luokkaa 50 tonnia - ja kaikki poistuu piipun kautta

Rohkenen epäillä, että sytytyksen jälkeen piipun päästä tulee muutakin kuin vesihöyryä

[Pähkäilijä]

-  jos normi polttuuklapi painaa kilon, siinä on yleensä 800 g puuta ja 200 g vettä.
Palaessaan 800 g puuta tuotta vettä 430 g + 200 g = 630 g
- jos kilon klapissa on 900 g puuta ja 100 g vettä, sitä tulis yhteensä vettä 485 g + 100g  = 585 g
- jos kilon klapissa on 700 g puuta ja 300 g vettä, sitä tulis yhteensä vettä 380 g + 300g  = 680 g
- jos kilon klapissa on 600 g puuta ja 400 g vettä, sitä tulis yhteensä vettä 325 g + 400g  = 725 g

Ääripäiden erotus vain 140 g.

Vastaavat kastepisteet kun ilmakerroin 1,5 eli 7 m3 ilmaa / kg puuta:

585 g => 50 C
630 g => 52 C
680 g => 53 C
725 g => 56 C

[repa]

Morjensta pitkästä aikaa

Lainaus käyttäjältä: repa - 03.02.2015-13:51

-  jos normi polttuuklapi painaa kilon, siinä on yleensä 800 g puuta ja 200 g vettä.
Palaessaan 800 g puuta tuotta vettä 430 g + 200 g = 630 g
- jos kilon klapissa on 900 g puuta ja 100 g vettä, sitä tulis yhteensä vettä 485 g + 100g  = 585 g
- jos kilon klapissa on 700 g puuta ja 300 g vettä, sitä tulis yhteensä vettä 380 g + 300g  = 680 g
- jos kilon klapissa on 600 g puuta ja 400 g vettä, sitä tulis yhteensä vettä 325 g + 400g  = 725 g

Ääripäiden erotus vain 140 g.

Vastaavat kastepisteet kun ilmakerroin 1,5 eli 7 m3 ilmaa / kg puuta:

585 g => 50 C
630 g => 52 C
680 g => 53 C
725 g => 56 C

Lisätään tuohon vielä:
- jos kilon klapissa on 1 kg kuivaa puuta  ja 0 g vettä,  sitä tulis yhteensä vettä 540 g
- jos kilon klapissa on 500 g puuta ja 500 g vettä, sitä tulis yhteensä vettä 270 g + 500 g = 770 g

Jotta noi märät puut sisältäisi 1 kg kuivaa puuta niitä on oltava 2 kg ja siitä kertyy vettä 1540 g, eli kilon verran enempi. Noissa siis likimain sama energiamäärä.

Kastepiste vastaavasti:
- 1540 g => 73 C

https://www.sarlin.com/työkalupakki/paineilmatietoutta/kastepistetaulukko/

Vettä siis kertyy olkoon puut kuivia tai märkiä. Tarkkailkaa, etenkin pakkasella, kostuuko hormi yläpäästään. Jos intoa riittää niin mitatkaa lämpötila horminpäässä polton eri vaiheissa. Mitä viileämpiä savut ovat, sen enempi ne näkyvät höyrynä piipunpäässä. Se taas saattaa aiheuttaa aiheetonta paheksuntaa naapureissa.
Harmaata taivasta vasten savuja ei juurikaan näe. Ite pääsen katsomaan piipunpäätä naapurin isoa mäntyä vasten kun hiukan kävelen kauemmaksi sopivaan kohtaan. Polton alkuvaiheessa sieltä tulee kyllä muutkin kuin höyryä, onneksi ei juurikaan haisevaa tavaraa.


Jos/kun polttaa "märkiä" puita niin konvektion läpi virtaava massavirta kasvaa jolloin lämmönsiirto paranee eikä savukaasuhäviö olekkaan niin suuri kuin yleisesti luullaan.
Tunnettuja "märänpuun" polttajia mm. Lestijärvellä ja Kauhavalla, molemilla "ongelmana" että energiaa tulee enemmän kuin pitäisi


Tuosta liekinväristä ei tavitse olla huolissaan, vaikka itsekkin olen joskus hehkuttanut että "oikean kaasutuspolton liekki on sininen". Liekin silmämääräinen arviointi on vaikeaa mutta jos se on ihan perseellään niin kyllä sen huomaa.

[perde]

Ihan kiva että poikii jotain keskustelua. Itse en väitä asiasta suuremmalti ymmärtäväni, enkä olee mikään kemisti tai fyysikko. Laitan alle kuvan tuosta reaktioyhtälöstä kiinnostuneille:

[peteri]

Kyllä tuota höyryä tulee aika reilusti omastakin kattilasta vaikka puut ovat pari kesää kuivanutta, mutta kun kelit ovat reilusti +puolella niin savupiipusta ei näe onko kattila tulilla vai ei tuosta olen ajatellut, että vesihöyryä sen täytyy olla.

[Iskä]

Terve Perde!

Kovin tutunkuuloisia kokemuksia, mutta olen luottavainen, että systeemisi alkaa toimia.

Säätelyssä kannattaa pitää kirkkaana mielessä, että ensiö säätää vain kaasutuksen tehoa ja toisio varsinaista palotapahtumaa, jossa esimerkiksi savutus määräytyy. Jos tuntuu vaikealta, voisi olla hyvä lähteä tehdasasetuksilla liikkeelle. Ainakin lämmönvaihdin kannattaisi nuohota, se on saattanut kokeiluissa likaantua. Arinalle kannattaa jättää reilu tuhkakerros, tyhjällä arinalla tulee vaikeuksia. Polta ensin esim. 10 kg pientä puuta ja anna hiillostua kunnolla. Sen jälkeen edustava otos varaajan lämpötilasta muistiin. Sitten punnituksen kautta pesällinen (ei ihan täysi) palamaan. Savuttaa jos savuttaa. Ennen pesällisen kokonaan hiillostumista taas varaajan lämpötilat ja palamiseen kulunut aika muistiin. Nyt sitten lasketaan teho tietäen, että puussa on energiaa 4,1 kwh/kg ja vesi sitoo sitä 1,16 kwh/m3/lämpöaste. Voit ottaa laskentaan mukaan hyötysuhteen esim. 0,85. Nyt pitäisi päästä kattilan ominaistehoon, jolla se todennäköisesti toimii parhaiten.

Sitten kun saat tehon kohdalleen, aletaan säätää toisiota. Kaksi arina-aukkoa on haaste palamisen lopussa. Säätääkö kattila jotakin palamisen aikana itse?

[Iskä]

Korjaanpa vielä eilisen aivopierun. Tehon määrittämisessä ei tietenkään tarvita hyötysuhdetta eikä puiden energiasisältöä, vaan meitä kiinnostaa tässä kohdassa vain veteen siirtynyt energia. Siirtynyt energia [kWh] jaettuna siirtymiseen käytetyllä ajalla [h] pitäisi edustaa kattilan nimellistehoa [kW], jolla kattila on suunniteltu toimivaksi.

[perde]

No eikös sen kattilan tehon saa helpoiten siitä, kun katsoo paljonko puita palaa tunnissa? Tuo 80kW teho olisi suunnilleen 20kg puita tunnissa. Hyötysuhde on sitten asia erikseen. En tiedä ilmoittaako kattilanvalmistajat nimenomaan tuon polttotehon vai vedenlämmitystehon.

Sitten kun saat tehon kohdalleen, aletaan säätää toisiota. Kaksi arina-aukkoa on haaste palamisen lopussa. Säätääkö kattila jotakin palamisen aikana itse?

Olisiko jotain ohjetta tuon toision säätämiseen? Kattila ei säädä itse mitään. Tuon toisioilman määrän säätäminen lienee aika haastavaa perstuntumalta, se ilmantarve kun käsittääkseni vaihtelee aika voimakkaasti polton eri vaiheissa. No, mitä nyt tuota asiaa katselin niin paloilman tuplaaminen optimaaliseen ilmamäärään (1.00) nähden laskee hyötysuhdetta noin 4% joten lienee järkevää ajella ennemmin vähän reiluilla ilmoilla kun jättää palamattomia kaasuja. Tässähän se lambda olisi varmasti hyvä, mutta epäilen vahvasti ettei sen tuoma hyötysuhteen kasvu ole mitenkään mieletön. Tuolle pannulle lupaillaan jo valmiiksi aika naurettavaa 91% hyötysuhdetta, uskon että todellisessa elämässä voi olla jotain 80% luokkaa. 80kW Vigas LC -pannulle taidettiin lupailla tismalleen samoja lukuja, mutta siinä on lambda. Omassa pöntössä on savukaasujarrut sekä vipunuohous, vigaksessa ei, muuten kattilat on aika samanlaisia. Nyt kun säädöt on itsellä jollain tapaa kohdallaan on ihan sama millaista puuta tuolla polttaa; pienet ja suuret palaa yhtä hyvin. Olen polttanut mdf-levyä ja märkää lastulevyäkin. Kaikki palaa ihan hyvin, että kun ilmaa on riittävästi. Tehdasasetuksilla yritin ajella aika kauan, mutta ei toiminut kunnolla vaan sai liian vähän happea. Tällä hetkellä ainakin normaalin palon aikana savukaasujen lämpötila on noin 160 astetta mitä se valmistajan mukaan pitäisi ollakin jos siitä tiedosta jotain apua on...

[Pähkäilijä]

No eikös sen kattilan tehon saa helpoiten siitä, kun katsoo paljonko puita palaa tunnissa? Tuo 80kW teho olisi suunnilleen 20kg puita tunnissa. Hyötysuhde on sitten asia erikseen. En tiedä ilmoittaako kattilanvalmistajat nimenomaan tuon polttotehon vai vedenlämmitystehon.

100% hyötysuhteella ois 20 kg, 80 kW teholla 25 kg puuta tuntiin pitäs osua aika kohdalleen aloittajan pannulla.

[AnssiKo]

Olisiko jotain ohjetta tuon toision säätämiseen? Kattila ei säädä itse mitään. Tuon toisioilman määrän säätäminen lienee aika haastavaa perstuntumalta, se ilmantarve kun käsittääkseni vaihtelee aika voimakkaasti polton eri vaiheissa.

Karkea toisioilman säätö visuaalisesti, jos piipusta tulee muuta tummempaa ku vaaleanharmaata höyryä, ni sit toisiota lisää auki. Korvakuuloltaki voi säädellä, ainaki täs omassa pannussa toisiopalon ääni muuttuu pehmeestä pöhinästä hiukka repivämmän oloiseksi, ku aletaan lähestyä hyvää säätöä. Toisiopalon liekin väri on sit jo hiukka tarkempi säätösysteemi. Ja lambada helpoin ei-automattisista.

Tossa Orlignossa ei ollu toisiopalon luukussa tähystysreikää?

Toisioilman tarve vähenee palon edetessä, loppujen hiilien poltossa ei toisiota välttis tarvita enää ollenkaan. Ja sytytyksen jälkeen ku palo roihahtaa voi olla todnäk tarpeen vetää toisio kokonaan auki. Siitä se tarve sit lähtee laskemaan ku palo rauhoittuu.

[Iskä]

Attack ilmoittaa saman hyötysuhteen >90%  lambdalla ja ilman. Käytännössä minun kattilalla (ilman lambdaa) jos laskee puumäärän 85% hyötysuhteen mukaan, menee aikalailla oikein. Tässä on mukana arvio kulutukseen menevästä energiasta, mutta ei pannuhuoneen lämmöksi menevää. Aika lähellä totuutta siis tuo 90%, jos kattilan ulkopuolisten hukkien vaikutus poistetaan.

Ylempänä oli jo hyviä ohjeita toision säätöön. Kyllä se piipusta tuleva kiekura varmaan on paras indikaattori ja niin kuin arvelit, parempi säätää vähän liikaa ilmaa, kuin liian vähän.

Mihin kohtaan ensiöilma sinun kattilassasi menee? Minun kokemukseni mukaan arinan pinta on hyvä paikka, varastopesän yläreunakin ok, mutta kaikki niiden välillä huono.

Minun kattilassani ensiön ja toision suhde ei palon aikana säädy, mutta kokonaisvirtaus säätyy. Automatiikka säätelee hartaasti polton alussa kuristaen tehoa. Kun teho sitten asettuu sopivalle tasolle, menee pitkään vakiona.

[AnssiKo]

Attack ilmoittaa saman hyötysuhteen >90%  lambdalla ja ilman.

Ku noissa ei ole mekaanisia eroja, niin hyötysuhde on sama. Toinen juttu on sit se, toteutuuko satunnaisella käsiohjauksella sama hyötysuhde ku automatiikalla jatkuvalla tarkkailulla. Jos koko ajan päivystää pannun vieressä niin ehkä, jos käy kerran-pari polton aikana kattomassa säädöt sinnepäin, niin tuskin saavutetaan samaa hyötysuhdetta. Ja mitä hankalampaa poltettavaa, sen isompi ero.

Ylempänä oli jo hyviä ohjeita toision säätöön. Kyllä se piipusta tuleva kiekura varmaan on paras indikaattori ja niin kuin arvelit, parempi säätää vähän liikaa ilmaa, kuin liian vähän.

Lambada-ohjatuissakin on hiukan yli-ilmaa toision puolella, jotta kaikki palava varmasti saa tarvitsemansa hapen. Pannun hyvyysarvoja taas sit on kuinka paljon yli-ilmaa pitää olla, että edellinen ehto toteutuu.

Minun kattilassani ensiön ja toision suhde ei palon aikana säädy, mutta kokonaisvirtaus säätyy. Automatiikka säätelee hartaasti polton alussa kuristaen tehoa. Kun teho sitten asettuu sopivalle tasolle, menee pitkään vakiona.

Toisioilman tarvehan menee kaasutuspalon vaiheiden mukaan, niin kauan ku poltellaan kaasuuntuvia terpeenejä sun muuta ni toisioilmaa tarvitaan paljon. Keskivaiheilla kun ollaan siel tasaisen palon alueella ni tarve on esim. omassa siin abt säädön puolivälissä. Ja loppupoltossa hiilten kanssa sit aika hintsusti, lopussa toisio saa olla kokonaan kii ku hiilipeti on jo palanut puhki, ja ensiöilmaa kuiteskin virtaa myös jonkun verran suuttimesta raakana läpi.