keramická EKOPEC- KOHOUTOV

Vyhodnocení dílčích výsledků v roce 2011.

Řešitel: Figulus

V průběhu léta 2011 byla rekonstruována vysokožárná keramická pec. Úprava pece měla pomoci řešit několik problémů. Jednak zhoršující se potíže s dezolátním stavem zařízení. Ale především šlo o experimentální ověření možností ekologického a ekonomického vypalování keramiky dřevem.

Stavební a konstrukční řešení

Při renovaci jsme vycházeli ze stávajícího oblíbeného modelu se zvratným plamenem, z modelu Phoenix. Zásadní změnou bylo použití tvrdých šamotových cihel. Hlavním důvodem pro tento výběr byla 1/6 ceny nového pěnošamotu a fakt, že většina cihel byla při této stavbě již potřetí recyklována, což skvěle vyhovovalo celému konceptu. Při výběru hrála rovněž důležitou roli vysoká odolnost proti erozi agresivními popely za vysokých teplot. Zvláštní zřetel při konstrukci vyžadovalo důležité negativum a to vysoká tepelná kapacita a horší tepelně izolační vlastnosti tvrdého šamotu. Druhou izolační vrstvu tvořila silná omítka z hlíny a slaměné řezanky, tzv. mazanice.

Nejdůležitější změnou v konstrukci pece bylo zařazení rekuperační jednotky pro zužitkování odpadního tepla. Toto opatření má významně snížit obrovskou komínovou ztrátu. Vyřešila by se tak důležitá energetická slabina mnoha dřevopecí. Předehřev spalovacího vzduchu odpadními spalinami významně zvýší výkon zařízení. Zvýšený výkon můžeme využít k urychlení výpalu a na pokrytí ztrát akumulací. Z hlediska ekokoncepce je však zajímavější umožnění spalování sypkých podřadných paliv (piliny, sláma, borka, štěpka, či trus býložravců). Schopnost spalování méně výhřevných paliv navíc slibuje nové povrchy na vysoko pálené keramice.

Inovativní je také spojení klasiscké konstrukce Phoenix s topeništěm typu Bourrybox. Topeniště Phoenix je vhodné pro topení kusovým dřevam. Bourrybox je zde určen pro spalování sypkého paliva v poloplynovém provozu. Prolnutím dvou pecí keramik navíc získá více možností pro svou tvorbu.

Výsledky z experimentálního provozu

Oproti běžným typům pecí na dřevo jsme předpokládali problematičtější uvedení do provozu z důvodu komplikovanější regulace tlakových poměrů v rozvodech předehřátého vzduchu a tím i v celé peci. Všechny výpaly ctily tzv. jednožárovou technologii. Pomalejší náběhy teploty nutné pro pece z tvrdého šamotu tak byly v souladu s opatrností při výpalu syrového zboží. Navíc se nám zdál jednožár úspornější z hlediska manipulace se zbožím a samozřejmě také odpadl energeticky náročný přežah. Všechno nádobí pokrývaly čisté šlemovky s případnou příměsí popela. Zůstala tak zachována přísná ekologická kritéria.

První výpal měl vyřešit některé otázky z hlediska konstrukce, ovládání a nakládání nové pece. Byl zahájen 20.7. 2011. První ohřev jsme vedli poloviční rychlostí oproti normálu. Horké spaliny unikající z topeniště způsobily přehřívání jednoho z táhel vnější ocelové konstrukce, čehož důsledkem bylo předčasné ukončení výpalu. Výpal trval 14 hodin. Přesto že teploměr ukázal 1342°C, nepadla ani první žároměrka na 1280°C. Podle naměřených hodnot pec vykazovala neuspokojivých 309°C rozdílu mezi nejchladnějším a nejteplejším místem. Teplota předehřátého vzduchu byla pouze 239°C.

Druhému výpalu předcházely úpravy na přikládacím otvoru zamezující přehřívání táhla. Dále jsme změnili strategii naložení zboží a regulace spalovacího vzduchu. Výpal začal 26.7. 2011 a trval 16,5 hodiny. Maximální teplota dosáhla 1295°C, rozdíl teplot 124°C, teplota předehřátého vzduchu 405°C. Předešlými úpravami bylo dosaženo vyrovnanějších teplot a vyšší teploty předehřátého vzduchu. Maximální teplota v pecišti však stále neodpovídala žároměrce 1350°C.

Třetí výpal jsme zahájili 2.8. 2011 po přistavění 1,4 m komínu. Nyní bylo prvně testováno chování vestavěného Bourryboxu. Vysoká teplota v B-boxu měla za následek tavení popela z paliva (koňské koblihy) a zneprůchodnění roštu. Při teplotě 1223°C, rozdílu 78°C, teplotě 493°C na předehřevu jsme přešli na topení ve spodním topeništi. Po 24,5 hodinách byl výpal ukončen na maximální teplotě 1253°C (ž 135), rozdílu 15°C s předehřevem 641°C.

Čtvrtý výpal proběhl 5.8. 2011. Další laborování s naložením pece přineslo zhoršení teplotní homogenity v peci tj. rozdíl 71°C. Z důvodu exploze jedné z nádob v první fázi ohřevu se protáhl výpal na 21,5 hodin. Při maximální teplotě 1318°C a teplotě předehřevu 755°C. Díky zkušenosti s regulací z předešlých experimentů byly položeny obě žároměrky 1350°C.

Pátý výpal začal vysoušením 30.8. 2011 na 850°C. Následující den výpal pokračoval po poklesu na 520°C. Potřebná data jsme získávali pouze z jednoho teploměru a dvou sad žároměrek. Přikládat jsme přestali po 15-ti hodinách na teplotě 1261°C, položených žároměrkách 1350°C na obou místech a 656°C na rekuperátoru.

Šestý výpal a zároveň první výpal sympozia proběhl dne 5.9. 2011 ve velmi nestandardních podmínkách. Optimu vzdálené naložení dané tvarem a množstvím výrobků bylo důsledkem nižší teploty na nístěji, což se stalo v tomto zařízení poprvé. Složité tvary a „měkčí“ materiály nás nutily skončit dříve. Přikládat jsme přestali po 14-ti hodinách na t.1261°C a 616°C na rekuperátoru. A to po předsoušení z předešlého dne na 400°C a následném poklesu na 220°C.

Sedmý výpal a zároveň druhý na sympoziu provedli v podobných podmínkách kolegové dne 7.9. 2011. Tato strategie podpořila výměnu zkušeností mezi keramiky v rámci sympozia. Provedli jsme několik drobných experimentů s regulací. Po bezmála 17-ti hodinách bylo dosaženo 1234°C tentokrát rovnou, bez předsoušení. Teplota na rekuperátoru 613°C.

Celkové zhodnocení

Problematika úspor a šetrnosti k životnímu prostředí při pálení keramiky je souborem mnoha souvisejících vlivů na jehož studium bude zapotřebí mnoho dalších výpalů. Již nyní však můžeme konstatovat, že se postupně daří mnohé souvislosti pochopit, což se projevuje na výrazné úspoře času a samozřejmě i paliva při výpalu. Pro objektivní vyhodnocení je zapotřebí nastavit určitý teplotní a rychlostní standard, stabilizovat celý proces pálení a naměřené hodnoty porovnávat s hodnotami podobného zařízení bez rekuperace. Dalším důležitým krokem směřujícím ke snížení nároků na použité palivo a tedy k šetrnosti vůči živ. prostředí, bude dokonalé zvládnutí výpalu v Bourryboxu. Za daných podmínek se zdá být uskutečnitelné vypálit na žároměrku 1350°C za 10-12 hodin. Nad očekávání dobré výsledky se postupně dostavily u teplot předehřevu, až 750°C, což překonalo předpoklady o 250°C. S přibývajícími zkušenostmi s nakládáním se podařilo v podstatě sjednotit tepelný profil v pecišti.

V průběhu přípravných prací jsme, díky spolupráci s Patrickem Buté z národního školícího střediska keramiky CNIFOP ve Francii, získali informace o aplikaci venturiho trubice pro lepší efektivnější spalování kouřových plynů. Tyto poznatky bohužel nebylo možné zapracovat do plánů. Znamenalo by to radikální změnu v konstrukci a mnohem delší s kanál mezi pecištěm a rekuperátorem, což nebylo v daném okamžiku možné. U další pece toto zlepšení již zabudujeme. U příští konstrukce také plánujeme provoz bez napojení na elektrickou síť, tedy bez ventilátoru.

Po sedmi experimentálních výpalech je vyřešeno mnoho otázek ohledně konstrukce pece a rekuperátoru, použití zvláštních materiálů a naložení keramiky. Nesmírně přínosné byly veškeré výsledky samotného pálení a regulace horkého spalovacího vzduchu. Získané poznatky by výrazně pomohly zlepšit procesy spalování tuhých paliv u malých keramických pecí a mohou dobře posloužit pecařům a keramikům pro další inovativní konstrukce. V současném trendu směřujícímu k deficitu paliv je jakákoliv snaha o úsporu energie relevantní i u takovýchto miniaturních tepelných agregátů.





Artkeramika internetový obchod
Nový komentář
Zpracovávám...

Odesláním komentáře souhlasíte s pravidly diskuze.

Diskuse je zatím prázdná.
ARTkeramika Tomáš Macek Eshop
Artkeramika internetový obchod