НОВОСТИ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА. ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ "ЛЕСОПРОМЫШЛЕННИК"   -  ТЕХНИКА. ТЕХНОЛОГИИ. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО. ОБРАЗОВАНИЕ. ВЫСТАВКИ

English version

The Timber Industry Worker

Журнал "Лесопромышленник"

Интернет-журнал "Лесопромышленник"

лесная биоэнергетика, лесозаготовки, лесное хозяйство, деревообработка, целлюлозно-бумажное производство
 

СЕГОДНЯ: БИОЭНЕРГЕТИКА

  

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОТЕЛ НА АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДАХ ТОПЛИВА "ЭКОТЕРМ-УНИВЕРСАЛ"

Ф. Ахтямов

Директор Компании "ЭкоТерм", г. Челябинск

По официальным данным ежегодный рост цен на природный газ с 2010 до 2012 годов в России составит 18 % .

В последнее десятилетие в связи с неуклонным ростом цен на качественное топливо заметно возрос интерес к котельным установкам, обеспечивающим эффективное сжигание дешевых видов топлива и, в первую очередь, древесных отходов.

Большинство Европейских стран и США сумели преодолеть энергетический кризис, выходом из которого стало использование возобновляемых и нетрадиционных источников энергии. Многолетний опыт стран ЕС в использовании биомассы (БМ) является хорошим наглядным примером для стран, где потенциал БМ составляет десятки и сотни млн. т.у.т. в год, из которых основную часть следует использовать в коммунальном хозяйстве.

БМ относится к сектору, который должен быть развит в наибольшей степени и в кратчайшие сроки. Она сегодня составляет больше половины всех возобновляемых источников энергии (ВИЗ), используемых в ЕС. Такое широкое применение БМ получила благодаря тому, что имеет относительно низкую стоимость.

Компания "ЭкоТерм" с 2003 года специализируется на внедрении котельных, работающих на древесных отходах. Смонтировано и запущено в эксплуатацию более 20 автономных производственных и отопительных котельных на территории России в Калужской, Владимирской, Свердловской, Челябинской, Иркутской областях и Республики Башкортоста (2,3,4)

На основе приобретенного практического опыта в компании "ЭкоТерм" разработана конструкция УНИВЕРСАЛЬНОГО КОТЛА НА АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДАХ ТОПЛИВА "Экотерм-Универсал" (Рис.1).

Ниже представлены основные технических аспекты в конструкции котла “Экотерм-Универсал”, влияющие на устойчивую работу котельного агрегата и котельной в целом.

1. Фракция топлива и топливоподача в топку котла

Стабильная работа котла на древесных отходах в значительной степени зависит от технического решения (устройства) по транспортировке топлива непосредственно в топку котла. Большинство производителей котельного оборудования применяют шнековую подачу топлива. Это в первую очередь вызвано простотой изготовления. На практике шнековая подача топлива требует более качественной подготовки топлива по фракции. Для этого требуется установка дополнительного оборудования по измельчению крупнокусковых древесных отходов — шредеров, дробилок, измельчителей.

В противном случае из-за отсутствия контроля за фракционным составом топлива имеет место частые случаи заклинивания шнеков, и как следствие остановка котла и нарушение режима горения. На практике установлено также, что и щепа после рубительной машины часто приводит к нарушениям работы шнекового транспортера и не решает вопросы надежности топливоподачи и работы котла.

Для устранения вышеуказанных узких мест в котле "ЭкоТерм-Универса" применен питатель топлива с гидравлической подачей . Габаритные размеры питателя в сечении составляют 500х700 мм. Это позволяет использовать топливо различное по фракционному составу — кора, ветки, обрезь, оторцовка. В этом первый момент универсальности топки.

2. Влажность топлива и конструкция топки

Из теории сжигания биомассы (1) - горение древесных опилок протекает в гетерогенном режиме, т.е. гетерогенного воспламенения как скачкообразного перехода от кинетического к диффузионному режиму протекания гетерогенной реакции. Процесс горения состоит из следующих стадий:

Стадия 1. Подсушивание топлива и нагревание до температуры начала выхода летучих веществ;

Стадия 2. Воспламенение летучих веществ и их выгорание;

Стадия 3. Нагревание кокса до воспламенения;

Стадия 4. Выгорание горючих веществ из кокса.

На практике одним из важнейших факторов влияющих на качественное и стабильное горение древесных отходов является их исходная влажность. Чем выше влажность топлива, тем процесс горения (стадии горения) увеличивается по времени его протекания.

В рассматриваемой конструкции топки с учетом теории горения древесных отходов применены следующие технические решения:

1. Для уменьшения времени протекания стадии горения 1 установлен горизонтальный колосник и свод радиационного излучения.

2. Для стадий горения 2и3 установлен наклонный колосник и свод радиационного излучения

3. Стадия горения 4 протекает на нижнем горизонтальном колоснике.

Для полного сгорания вредных веществ (СО) предусмотрено 2-х зонный регулируемый подвод воздуха и 2 радиационных свода.

В данном случае универсальность топки включает в себя использование исходного топлива влажностью в широком диапазоне от10 до 60%.(естественная)

3. Теплообменник котла

При выборе конструкции теплообменника в техническое задание были заложены следующие требования:

1. Теплообменник водотрубный со змеевиковыми поверхностями нагрева. По мнению специалистов компании "ЭкоТерм" применение газотрубных теплообменников для работы на таком виде топлива, как древесные отходы, неоправданно ввиду быстрого засорения дымогарных труб отложениями золы и сажи и как следствие снижение мощности котла и КПД. Применение импульсных систем очистки дымогарных труб от отложений приведет к усложнению и удорожанию котельного агрегата.

2. Радиационная часть поверхностей нагрева должна составлять до 30%

3. Конвективная часть поверхностей нагрева должна составлять оставшиеся 70%

4. Поверхности теплообмена должны быть изготовлены в блочном исполнении для своевременной и малотрудоемкой операции по их демонтажу для очистки или замены.

5.Высокий КПД при работе на твердом топливе — не менее 80%

6. Низкая металлоемкость с хорошей теплоизоляцией.

На Рис.2 представлен котельный агрегат "ЭкоТерм-Универсал" - топка со змеевиковым теплообменником.

Рис.2 Общий вид котельного агрегата на древесных отходах "ЭкоТерм-Универсал"

Универсальность котельного агрегата включает в себя адаптирование конструкции топки к конструкции теплообменника разных производителей (рис.3).

Рис.3. Пример использования топки "Экотерм-Универсал" с теплообменником вертикального исполнения

Это в первую очередь позволит проводить реконструкцию существующих угольных котлов с переводом их на сжигание древесных отходов.

Также можно проводить замену топок со шнековой подачей в случаях изменений фракционного состава применяемого топлива.

Заключение

Основными достоинствами предлагаемой конструкции котла на древесных отходах "Экотерм-Универсал " являются:

  • надежная, проверенная технология сжигания, пригодная для всех видов древесных отходов
  • широкий диапазон фракционного состава древесных отходов, используемых в качестве топлива
  • возможность сжигания древесных отходов высокой влажности
  • использование теплообменников разных конструкций и производителей.

Список использованной литературы

1. Кудрявцева, Л.А. , Мазуркин, П.М. Изучение закономерности роста температуры горения древесных опилок - ГОУ ВПО Марийский государственный технический университет.

2. Ахтямов, Ф. Энергосберегающие технологии у профессионалов деревообработки. - Компания "ЭкоТерм" .

3. Ахтямов, Ф.  Древесные отходы заменяют каменный уголь. Реконструкция котельных. - Компания "ЭкоТерм"

4. Ахтямов, Ф. Практический пример реконструкции котла Е 1\9 с переводом на сжигание древесных отходов. - Компания "ЭкоТерм" .


Статья опубликована в журнале "ЛЕСОПРОМЫШЛЕННИК", №1 – 2010

Получить дополнительную информацию Вы можете через редакцию журнала:

E-mail: editor@lesopromyshlennik.ru

О Интернет-Журнале "Лесопромышленник"      Редакция     Партнеры     Реклама     Архив номеров    Ссылки о ЛПК     Каталог ссылок

 Иконка сайта сделана при помощи favicon.ru

©H&G - Studio 

© Интернет-журнал "Лесопромышленник" («The Internet-magazine «Lesopromyshlennik»)

Свидетельство о регистрации Эл № ФС77-32798  от   11.08.2008 г.

E-mail: priorov@lesopromyshlennik.ru, karpachev@mgul.ac.ru.

При цитировании информации гиперссылка на Интернет-журнал "Лесопромышленник"  обязательна.
Использование материалов журнала в коммерческих целях допускается только с  письменного разрешения редакции.

 

С целью ограничения спам-рассылок в электронных адресах символ "@" замещён на "[at]". Приносим свои извинения за причиненное неудобство.