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 технические аспекты в конструкции котла “Экотерм-Универсал”, влияющие на устойчивую работу котельного агрегата и котельной в целом.
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-Универсал» 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, отторцовка. В этом первый момент универсальности топки.
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:
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:
Для полного сгорания вредных веществ (СО) предусмотрены 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 от 10 до 60% (естественная).
Теплообменник котла
При выборе конструкции теплообменника в техническое задание были заложены следующие требования:
Применение импульсных систем очистки дымогарных труб от отложений приведет к усложнению и удорожанию котельного агрегата.
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) 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.
Рис.3. Пример использования топки «Экотерм-Универсал» с теплообменником вертикального исполнения
Технические характеристики котла «ЭкоТерм-Универсал»
Показатели
Номенклатурный
ряд мощностей
Номинальная тепловая
мощность, кВт
500
800
1200
1500
2000
3000
Расход топлива, кг/ч
210
340
510
645
860
1290
Максимальная температура
теплоносителя, °C
115
Потребляемая электрическая
мощность, кВт
Вентилятор № 1
3
Вентилятор № 2
0,75
Гидростанция
5,5
Температура уходящих
газов, °C
Не более 270
КПД, %
Не менее 80
Заключение
Основными достоинствами предлагаемой конструкции котла на древесных отходах «Экотерм-Универсал» являются:
Список использованных статей:
Компания “ЭкоТерм” г. Челябинск
www.ekoterm-chel.narod.ru
