Состав топлива разнообразный. Горбыль и другие длинномерные отходы предварительно измельчаются рубильными машинами. Щепа и опилки подаются без подготовки. Горение в топке интенсивное, топочный процесс имеет высокую устойчивость, в том числе при использовании отходов 2-3-летней давности. Выбросы из дымовой трубы не содержат сажевых частиц и уноса. Глубокое дожигание уноса и смол в вихревой топке устраняет пожары в дымоходах.
Первые реконструированные котлы (КВ-1,6-95 ВД) с вихревыми топками работают с отопительного сезона 1996-1997 г. в котельной Абазинского лесокомбината, г. Абаза. Их эксплуатация, за счет исключения затрат на оплату отопления от ТЭЦ и вывоз древесных отходов, за первый сезон компенсировала вложения на строительство котельной и позволила поднять рентабельность лесокомбината.
Для стабилизации горения на влажных древесных отходах применяются как традиционные меры, подогрев дутья и утепление топки, так и оригинальные схемы (патенты РФ 2126113, 2166150) с двухсторонним воспламенением слоя и тангенциальной подачей острого дутья и др., позволяющие распространить выжигание уноса и топочный процесс в надслоевой объем.
На сегодняшний день реконструировано 15 котлов различных типов. Технологическая схема и набор оборудования предопределяется расходом и характеристиками (тип, влажность и фракционный состав) древесных отходов.
Опыт применения топок для сырых и сухих древесных отходов
Для инженерных расчетов котлов с вихревыми топками на базе нормативного метода была предложена и запрограммирована методика теплового расчета, позволяющая с помощью ЭВМ оптимизировать топочную камеру по теплообмену и уровню температур топочного процесса.
В предложенных топках с применением численного и аэродинамического моделирования [3] оценивалась удерживающая способность, находились оптимальные геометрические параметры, расположение и ориентация сопел дутья, осевая рециркуляция потока, поля скоростей, коэффициенты сопротивления и устанавливалась оптимальная аэродинамическая обстановка. Была показана возможность использования вихревых топок некруглой формы, удобных для встраивания в топки (при реконструкции) существующих котлов с обеспечением надежного удержание твердой фазы в их объеме [4].
Для утилизации измельченных растительных и древесных отходов, содержащих легкие парусные частицы, были разработаны и запатентованы вихревые низкотемпературные топки, развивающие предложенную в СССР в 1930-е годы профессором Г.Ф. Кнорре [2] схему сжигания в циклонах.
Разработка вихревых топок
Топки системы В.В.Померанцева рекомендованы для сжигания щепы с невысокой влажностью и малым содержании опилок. По этим причинам сегодня предприятия, особенно с учетом количественных и качественных изменений по размаху и глубине лесопереработки, вынуждены для утилизации измельченных отходов приобретать дорогостоящую котельно-топочную технику за рубежом.
На отечественных предприятиях для сжигания древесных отходов традиционно применяются в котлах КЕ, ДКВр и др. модификации топки профессора В.В.Померанцева. Они разработаны в 1930-40 гг. [1] и используют выполненную из охлаждаемых водой труб зажимающую решетку, которая удерживает сползающий слой горящего топлива и делит топку на слой и топочный объем. Сам принцип организации топочного процесса предопределяет нестабильность горения. Слой после выгорания порции топлива внизу падает и движется рывками. Падение свежего слоя создает выбросы и/или погасание в топке. Из-за остановов слоя топливо застревает как в топке, так и в бункерах. Непрерывность горения в слое и топочном объеме разорвана решеткой из охлаждаемых водой труб, поэтому унос плохо догорает в топочном объеме. Скопления уноса и сажи вызывают пожары и выгорание дымоходов, воздухоподогревателя и золоуловителя, частицы недожога быстро изнашивают дымососы.
Для России изменение топливного баланса с заменой органических видов топлива на древесину, как основного вида возобновляемых ресурсов - биотопливо (не создает выбросы СО2), актуально, перспективно и экономически эффективно.
В усилиях мирового сообщества экологическая политика России имеет особое значение: ее «вклад» уступает только США, выбросы преимущественно выделяются при сжигании топлива и на 98% представлены СО2, и здесь не требуется больших затрат на единицу сокращенных выбросов - около 1-10 долл. США на 1 т СО2 в сравнении, например, с оценкой 600 долл. США для Японии.
По современным воззрениям стремительный рост концентрации парниковых газов ведет к значительному изменению климата планеты. Международное сообщество ввело ряд превентивных мер противодействия этой угрозе и в 1997 г. был принят документ - Киотский протокол, определивший конкретные ограничения эмиссии парниковых газов в странах-участницах относительно базисного 1990 г. Цель конвенции - ограничить объем выбросов парниковых газов и иметь беспрепятственный доступ к информации о выбросах и возможность проверки выполнения принятых обязательств.
Е.М. Пузырев, зав. котельно-топочной лаборатории; д.т.н. А.М. Шарапов, директор; М.А. Шарапов, генеральный конструктор, ЗАО НПП «Экоэнергомаш», г. Бийск
Журнал «Новости теплоснабжения» 5, 2005 г.,
Разработка вихревых топок для древесных отходов
/ Разработка вихревых топок для древесных отходов
на РосТепло.ru в Яndex
Разработка вихревых топок для древесных отходов
Комментариев нет:
Отправить комментарий