6.8. Конденсат и борьба с ним

Нередко при топке печи возникает такое явление, как образование конденсата, т. е. выделение в трубе черной жидкости со специфическим запахом. Жидкость образуется при конденсации водяных паров и паров смолистых веществ, которых особенно много при сжигании хвойных пород деревьев и березовых поленьев с корой. Причин у конденсации несколько. Во-первых, она обусловлена свойствами топлива. Основные горючие составляющие любого топлива – углерод, водород и летучая горючая сера. Углерод в чистом виде представляет собой твердое вещество черного цвета, водород – горючий газ, не имеющий ни цвета, ни запаха. В состав топлива входит еще кислород и азот, а также минеральные вещества, из которых после сгорания топлива образуется зола и шлак.

Теплотворная способность каждого вида топлива зависит от его горючих составляющих, а также от зольности и влажности топлива. Чем больше процентное содержание горючих элементов в топливе, тем выше его теплотворная способность. Наоборот, чем больше влажность и зольность топлива, тем ниже его теплотворная способность. Минеральные вещества, вода и азот не принимают участия в горении, составляя так называемый балласт топлива.

Известно, что при сгорании двух частей водорода с одной частью кислорода образуется водяной пар, который уносится в дымовую трубу. Кроме того, даже в самом сухом топливе имеется какая-то часть влаги, которая также входит в состав отходящих газов. Идущие по трубе дымовые газы являются смесью продуктов сгорания топлива, состоящей из окиси углерода, водяных паров, остатков несгоревших частиц топлива (сажи), а иногда и паров серы.

Когда температура отходящих газов низка (в частности – стенки дымовой трубы сильно охлаждены), водяные пары конденсируются в трубе, оседая на ее стенках в виде капель воды, смешиваются с другими компонентами дымовых газов и стекают по трубе, пропитывая при этом кирпич, если труба кирпичная. Увлажненные стенки трубы сыреют, что ухудшает в ней тягу и постепенно разрушает кирпич, образуя на поверхности пятна. Пятна с наружной стороны печи удаляют, оштукатуривают такие места цементным раствором, а чаще всего заменяют кладку новой. Выделяемые конденсатом тяжелые запахи приводят к невозможности проживания в доме.

Своя специфика имеется в случае металлических дымоходов, которыми наиболее часто комплектуются металлические печи. Дело в том, что разрушаются элементы дымоходов преимущественно изнутри, причем они вовсе не прогорают, как принято считать, а основной причиной являются имеющиеся еще в топливе примеси серы. При движении по дымовому тракту образующийся при сгорании серы сернистый ангидрит (SO3) по мере охлаждения отходящих газов смешивается с водяными парами с образованием серной кислоты (H2SO4), которая довольно быстро разрушает обычные конструкционные стали. Вот почему в первую очередь из строя выходит не примыкающая непосредственно к печи труба (казалось бы, наиболее жесткие условия работы), а те элементы, которые ближе к выходному отверстию. Если бы температурная коррозия была весомее, все было бы иначе. Вот почему весьма распространенные из-за своей простоты металлические трубы из простой стали «прогорают» быстро, а всевозможные способы их защиты от коррозии снаружи малоэффективны.

Чтобы вода, имеющаяся в горячих газах, лучше улетучивалась, их температура должна быть повышенной. На хорошо нагретых стенках трубы капли влаги просто не образуются. А какие трубы лучше всего охлаждаются? Ну конечно же металлические – у них мала теплоемкость и высока теплопроводность стенок. Вот почему утепление дымовых труб для них особенно актуально. Холодная же труба является второй причиной образования конденсата, можно сказать, конструкционной.

Есть и третья причина – эксплуатационная. Это режим горения топлива в печи. Если печь работает в режиме малой тяги, отходящие газы успевают сильно охладиться со всеми вытекающими отсюда последствиями. Вот почему для печей с высоким кпд характерны проблемы с конденсатом.

Нормальная температура отходящих из печи газов при выходе из трубы в атмосферу – не ниже 100 °С, что и является условием отсутствия конденсации воды. Если дымовые газы при выходе в трубу, т. е. у вьюшки, достигают температуры около 250 °С, то конденсат не образуется, улучшается тяга, печи быстрее нагреваются, потребляя при этом меньше топлива.

Стабильность температурного режима является также непременным условием наличия тяги, формируемой за счет разницы температур отходящих газов и атмосферного воздуха. Тяга способствует выносу из дымохода твердых и аэрозольных дымовых частиц. Если тяга плохая, происходит осаждение сажи и конденсата на стенках дымохода и задымление помещения.

Можно добиться сокращения воздействия агрессивной среды на дымоход путем быстрого преодоления порога конденсатообразования. Для этого, а также для того, чтобы температура в дымоходе была стабильна, нагрев его стенок должен происходить быстро, а остывание – медленно.

Образование конденсата в большей степени зависит от размеров колосниковой решетки, правильно поднятого пода и устройства горнила в русской печи, размеров канала, толщины стенок, длины и высоты дымовой трубы, температуры ее нагрева, влажности применяемого топлива, температуры выходящих из трубы газов и избыточного количества дымоходов в печи.

Высота дымовой трубы должна быть не менее 5 – 6 м, считая от уровня топочной камеры или пода русской печи. Толщину кладки стенок трубы следует выполнять в полкирпича (120 мм). Более тонкие стенки трубы быстро нагреваются и быстро остывают, что приводит к образованию конденсата. Такие трубы необходимо утеплять.

Различные трещины в трубе и печи, сквозь которые проникает холодный воздух, также способствуют охлаждению газов и образованию конденсата. Когда сечение канала трубы (дымохода) выше требуемого для данной печи, дымовые газы поднимаются по ней очень медленно и холодный наружный воздух охлаждает их в трубе. Большое влияние на силу тяги, т. е. на выход дымовых газов, оказывает гладкость стенок дымоходов. Чем они глаже, тем сильнее тяга. Все шероховатости в трубе способствуют снижению тяги и задерживают на себе сажу.

Иногда для улучшения тяги в печах приходится перекладывать трубы, уменьшая размеры дымохода, опуская или поднимая высоту трубы на крыше. Делают это до тех пор, пока не получат удовлетворительный результат. В местах сужения дымохода следует стесывать прямые углы, чтобы обеспечить более плавный переход газов.

На тягу в трубе также влияет ветер. В частности, он может способствовать тому, что газы лучше выходят из дымохода, как бы высасываются из него. Если же ветер дует сверху вниз, то он задувает газы в трубу, и происходит так называемое опрокидывание тяги, или тяга снижается до минимума.

Чтобы уменьшить действие ветра на выходящие из трубы газы, необходимо скашивать наклонные плоскости труб, а еще лучше – накрывать их металлическими колпаками-зонтами со скошенными плоскостями. Ударяясь о них, ветер отклоняется от своего первоначального направления и не попадает в трубу. Кроме того, колпак предохраняет верх трубы и ее стенки от намокания и размывания дождевыми водами. В сырых трубах тяга снижается.

Большую роль играет и процесс сгорания топлива. Дерево воспламеняется при температуре не ниже 300 °С, каменный уголь – при 600 °С. Нормальный процесс горения протекает при более высокой температуре: дерево – при 800 – 900 °С, каменный уголь – при 900 – 1200 °С. Такие температуры обеспечивают непрерывное горение при условии, что воздух (кислород) постоянно поступает в нужном для горения количестве. Когда его подается слишком много, топливник будет охлаждаться, а горение – ухудшаться, так как для хорошего горения нужна высокая температура. Не следует топить печь при открытой топке. При полном сгорании топлива цвет пламени соломенно-желтый, а дым белый или почти прозрачный. В этом случае сажа почти не откладывается на стенках каналов печи и трубы.

При недостаточной подаче кислорода в печь топливо сгорает не полностью, дрова тлеют или горят темно-красным пламенем, а из трубы идет черный дым, который уносит с собой несгоревшие мельчайшие частицы.

Похожие книги из библиотеки

Коттедж. Строительство и отделка

Для многих единственная возможность осуществить мечту о собственном доме — самому взяться за дело. Но как нужно действовать, чтобы уверенно достичь поставленной цели? На что нужно обращать внимание при бетонировании фундамента? Как без ошибок возвести стены? Как сделать крышу герметичной? Подробные инструкции по строительству в этой книге предоставляют новичку всю необходимую информацию. Строительство дома разделено на маленькие обозримые по объему этапы работ, которые не тяжелы и не сложны. Тому, кто строит сам, эта книга окажет важную помощь в недорогом и профессиональном сооружении дома без отделки.

Плиточные работы своими руками

Плитка — один из наиболее популярных облицовочных материалов. Существует множество ее видов, подходящих для облицовки стен, пола, потолка, фасадов. В этой книге приводятся практические рекомендации по выбору плитки, технологии работы с ней, покупке необходимых инструментов, подготовке поверхности и процессу облицовки.

Строим баню

Часто увлекшись уходом за садовыми и огородными растениями, дачник проводить целый день, согнувшись над грядками. В результате к концу дня он едва может разогнуть спину, ощущает боль во всех мышцах. Издавна на Руси лучшим отдыхом и способом вернуть утраченные силы считалась баня. Эта книга содержит рекомендации по ее строительству, а также раскрывает некоторые секреты банных процедур.

Полы в вашем доме

В этой книге описаны все строительные работы по настилу пола. Она поможет вам позаботиться о необходимых стройматериалах и сделать предварительную разметку. Кроме того, вы научитесь ухаживать за разными видами напольных покрытий, чтобы они служили долго. Вы узнаете: — как правильно настилать паркет — как укладывать пробковое покрытие — как стелить линолеум и ламинат — как укладывать керамическую плитку — как вмонтировать систему «теплый пол»