Прямое сжигание биомассы в специальных промышленных котельных установках

Размещено на http://www.allbest.ru/

Прямое сжигание биомассы в специальных промышленных котельных установках



1. Общие положения. Основные энергомашинопроизводители. Научно- исследовательские разработки

Одним из путей рационального использования биомасс является их прямое сжигание в специальных установках. В течение длительного времени, да и в настоящий период, такой способ использования биомасс имеет место в России, Республике Беларусь, а также в ряде развитых стран (США, Финляндия, Швеция и др.). Так, в США в 1995 г. было внедрено 360 установок для сжигания биомасс, что составило 1 % установленных в стране мощностей. Много таких установок разработано и внедрено в России («Бийскэнергомаш», ОАО «Кировский завод» в Калужской области и др.), а также в республике Беларусь (заводы «Коммунальник», «Котломаш» и др.) 16-25, 31-32. котельный сжигание биомасса топка

Вопросами исследований сжигания, разработки конструкций, изготовления, внедрения в производство котельных установок мощностью (до 50 т/ч) по сжиганию биомассы ( отдельно и совместно с другими видами топлив) в виде:

џ лузги гречихи, овса, подсолнечника (с выходом летучих до 60…80 % с большой парусностью коксового остатка);

џ костной муки (с выходом летучих до 70…80 %, с интенсивным отложением летучей золы на поверхностях нагрева);

џ ила отстойников водоочистных сооружений (с влажностью 40…50 %, зольностью 25…30 %, с фрагментами пластмассы);

џ опилок, шлифованной пыли, стружки, щепы и крупных фрагментов древесины (высокая влажность, повышенная парусность, недревесные включения) - в России, наряду с другими организациями, эффективно занимаются НИИ ПО «Бийскэнергомаш» (г. Барнаул), Алтайский государственный технический университет (г. Барнаул), ЗАО ПО «Бийскэнергомаш», ОАО «БиКЗ», ООО «Петрокотел» (Санкт-Петербург), ОАО «Белэнергомаш» (г. Белгород), АО «Политехэнерго», ТОО «Энерготехнология» (Санкт-Петербург), НПО ЦКТИ (Санкт-Петербург) и др.

Для решения поставленных задач на ПО «Бийскэнергомаш» функционирует экспериментальная котельная ( в т.ч. и по сжиганию ВУТ), на кафедре «Котло- и реакторостроения» АлтГТУ - пилотная огневая установка мощностью 0,5 МВт, два лабораторных огневых стенда с кипящим слоем, крупномасштабная (2 м²) изотермическая модель топки ЦКС, плоская изотермическая модель кипящего слоя, установка для термообработки (до 500 С), плоская изотермическая модель ЦКС, модель пневмозатвора с кипящим слоем, растопочное устройство «козырек», аэродинамическая установка для крупномасштабных моделей газовоздухопроводов, аэродинамический стенд для изучения теплообмена и отложений цилиндрических поверхностей нагрева; там же лаборатория физико-технического анализа топлива, химического анализа дымовых газов.

На установках проводятся исследования и ведутся разработки по следующим вопросам и проблемам:

џ оптимизация системы ожижения слоя (конструкция газораспределительной решетки, колпачков, сепараторов слива слоя, параметры газовых струй, равномерность ожижения);

џ надежность методов растопки топочного устройства;

џ эффективность выгорания твердого топлива (механизм образования механического недожога, возврат уноса, способы дожигания);

џ применение и способы грануляции (грануляция уноса, мелкого топлива, всего топлива);

џ сжигание биотоплива в кипящем слое (отходы деревообработки, сельскохозяйственные отходы, ил водоотстойников и др.).

НИИ ПО «Бийскэнергомаш», ЗАО ПО «Бийскэнергомаш», ОАО «БиКЗ» одним из основных направлений по эффективному сжиганию лузги, древесных отходов (а также водоугольного топлива) считают использование вихревых и радиальных топок. Ими внедрены 34 котла в 24 котельных производительностью до 25 т/ч с вихревыми топками. Для сжигания лузги и растительных отходов ОАО «БиКЗ» освоено производство новых котлов Е-16-21-350 ГМДВ, КЕ-10-14 ОГВ, КВ-1,86 ВД и УСШ-1-1,4 ГМДВ. Блок котла Е-16-21-350 ГМДВ установлен над вихревой топкой и соединен с ней вертикальным газоходом, в котором расположен пароперегреватель (перегрев пара до 350 С). Вихревая топка шестигранная с горизонтальной осью, образована двумя цельносварными экранами. Выход вихревой топки выполнен фестоном, а со стороны глухого торца топки, образованного обмуровкой, установлена горелка и лаз.

При реконструкции наиболее эффективны топки радиального типа. Они использованы в котлах КЕ-25-14-250, КЕ-10-14, КЕ-6,5-14, ДКВр-2,5-13 и др. Эти котлы поставляются «БиКЗ», а проекты реконструкции имеющихся котлов типа КЕ и ДКВР выполняются НИИ ПО «Бийскэнергомаш» и ЗАО ПО «Бийскэнергомаш».

Указанные типы топочных устройств позволяют удерживать в топке частицы лузги до полного их выгорания.

Опыт сжигания растительных отходов показал, что даже при низкой их зольности (например, подсолнечная лузга) имеет место формирование мощных отложений золы в топке и котельных пучках. Это требует для обеспечения надежной эксплуатации соответствующих режимных и конструктивных мероприятий. Опыт круглосуточного сжигания лузги (котельная Урюпинского маслоэкстракционного завода с котлами Е-16-24-380ГВДМ) подтвердил эффективность работы котельной.

На основе вихревых топок с двусторонним воспламенением слоя на колоснике в ЗАО ПО «Бийскэнергомаш» и ОАО «БиКЗ» освоено производство котлов КВ-1,86 ВД, работающих на древесных отходах. Такие котлы успешно эксплуатируются в котельной Абазинского лесокомбината (г. Абаза) с 1996 г.

Вихревые топки высокоэффективны также и для сжигания сухих опилок и пыли от шлифования.

Реконструкция котлов ДКВр-10, «Энергия РК» (г. Бердск) показала, что глубокое выгорание горючих из легких уносимых частиц может быть обеспечено в том числе и за счет оригинальной системы подачи острого дутья.

Наиболее унифицированным топочным устройством, где могут эффективно сжигаться и древесные отходы, и низкосортные угли, разработанным НИИ и ЗАО ПО «Бийскэнергомаш», являются топки со схемой свободного форсированного низкотемпературного кипящего слоя (НКТС) с организацией вихревого движения в объеме над слоем подачей вторичного дутья. В основе концепции создания таких топок лежит технологическая схема с использованием топки со свободным (без погруженных поверхностей нагрева), форсированным (скорость ожижения 5…10 м/с), низкотемпературным (800…1000 С) кипящим слоем (НКТС), вписываемой в профиль котельного блока (котла) с использованием его элементов (экранов) и топочного объема для сепарации частиц и дожигания горючих с учетом видов топлива (рис. 3.13).

Котлы с такими топками (водогрейные и паровые) удовлетворяют современным экологическим требованиям и рассчитаны на сжигание низкосортных углей, биомассы (древесных отходов) и горючих твердотопливных отходов.

Выбранная технологическая схема сочетает в себе наиболее важные преимущества топок классического (пузырькового) и циркулирующего кипящего слоя.

Топка НКТС отличается высокой скоростью ожижения (до 9…10 м/с), малой неравномерностью температуры и концентрации топлива по площади слоя (за счет интенсивного перемешивания), слой выносится в объем топки и, интенсивно охлаждаясь, «истекает» по заднему экрану; под решетку подается только 50…60 % воздуха, участвующего в горении, остальной воздух подается через сопла вторичного дутья. Недостаток воздуха в слое приводит к частичной газификации топлива и двухстадийному горению. Вторичный воздух, поcтупает через фронтальные и задние сопла, образует вихрь с горизонтальной осью вращения и обеспечивает дожигание газов и выносимой мелочи. Форсированный режим обеспечивает более надежное сжигание и увеличение диапазона регулирования нагрузки, уменьшает площадь воздухораспределительной решетки, позволяет вписать топку НКТС практически во все известные профили котлов Бийского, Дорогобужского, Белгородского и других котельных заводов. В совокупности с внутритопочной сепарацией заполняется циркулирующими частицами топочный объем над слоем и интенсифицируется процесс горения и теплообмена, как при циркулирующем кипящем слое. А отсутствие погруженных в слой поверхностей нагрева облегчает обслуживание котла, его эксплуатацию, снижает проблему абразивного износа. Низкая же температура топочного процесса обеспечивает высокие экологические показатели и бесшлаковочную работу котла. Котел КЕ-20-16-320 с топкой низкотемпературного кипящего слоя (НКТС) при сжигании древесных отходов (технологической щепы с W^r = 45 %) был установлен (реконструкция котла КЕ-25-24-350 ГМ) в котельной ЗАО «Пермский фанерный комбинат» (новая маркировка котла КЕ-20-26-320 ОГВ). Испытания котла в режиме НКТС показали его преимущества по сравнению с котлами «Тампелла» (Финляндия), установленными в той же котельной и сжигающими древесные отходы:

џ высокая стабильность параметров работы при КПД 78…84 %;

џ отсутствие шлакования;

џ выбросы NО_х не более 200 мг/нм³ (при _ух = 1,4).

Этот котел планируется для перевода на сжигание дробленой бересты, опилок, дробленых отходов от обрезки фанеры.

Для сжигания дробленого угля топки с НКТС установлены на реконструированных котлах ТП-35-40-440 и ТП 30-40-440 в котельной Теплоозерского цементного завода (Хабаровский край) и котлов ТС-35-40-440 Читинской ТЭЦ-2 (рис. 3.13).

В результате реконструкции котлов с установкой топки НКТС на дробленом угле получены следующие преимущества:

џ расширены пределы регулирования температуры перегретого пара за счет интенсификации теплообмена в топке и перераспределения дутья;

џ повышен выжиг топлива (максимальные потери с механическим недожогом не превышают 2,5 %);

џ исключены потери с химическим недожогом;

џ концентрация окиси углерода не превышает 100 ррm, а оксидов азота 200 мг/нм³;

џ регулирование температуры слоя осуществляется изменением расхода воздуха (без применения погруженных в слой поверхностей нагрева); при переходе в режим газификации температура слоя снижается и имеет ярко выраженный максимум в топке стехиометрического соотношения - вот почему котел не имеет ограничений по нагрузке из-за температуры слоя.

Весьма существенно, что разработанная схема (НКТС) позволяет адаптироваться к особенностям (большие объемы, высокие теплонапряжения топочного объема и теплосъемы топки, необходимость четкого выдерживания параметров перегрева и высокая эффективность сжигания) пылеугольных (камерных) энергетических котлов как объектов реконструкции. При этом схема позволяет обеспечить процесс без дорогостоящих сепарационных устройств (циклоны) и систем возврата уноса.

ОАО «Кировский завод» (Калужская область) запустил в производство промышленный котел КВм-0,63 Д номинальной производительностью по теплу 0,63 МВт для работы на отходах деревообрабатывающей промышленности (опилки и др.). Котел имеет достаточную степень автоматизации и эксплуатации без постоянного обслуживающего персонала. Более пятидесяти таких котлов уже работают на мебельных фабриках, лесопилках и деревообрабатывающих предприятиях.

Выпуску нового типа эффективных промышленных энергоустановок разного типа (включая и предварительную газификацию топлива) уделяется большое внимание в Правительственных программах по энергосбережению и утилизации использования промышленных отходов, в том числе в широком спектре - древесной биомассы и отходов сельскохозяйственного производства. Этому посвящены «Временные руководящие указания по энергосбережениям», разработанные Департаментом государственного энергетического надзора и энергосбережений Минатомэнерго Российской Федерации 24.

В значительных количествах биомасса вследствие ограниченных запасов топливно-энергетических ресурсов используется в республике Беларусь. При этом в наибольших количествах используется древесная биомасса, состоящая из древесных отходов. Около 40 % заготовленной круглой древесины составляют древесные отходы, из которых около 50 % сжигалось в котлах. В основном это котлы малой энергетики (промышленных предприятий). В 1995 г. на сжигание древесных отходов переведено 1190 действующих котлоагрегатов. При этом наиболее эффективным способом сжигания древесных отходов является их предварительная переработка в газогенераторных установках. Освоен выпуск газогенераторов, мощностью 30…200 кВт, работающих на местных низкосортных топливах и биомассе. Выпуск котлов с газогенераторной технологией освоен на Гомельском заводе «Коммунальник» и заводе «Котломаш».

Из животноводческих отходов в республике Беларусь используется получаемый из них биогаз. В 1992 г. в Брестской области введена в работу установка «Кобос» (где биогаз получается по типу установок Западной Европы) производительностью 500 м³ биогаза в сутки при расходе навоза крупного рогатого скота в объеме 50 м³/сутки. На основании рекомендаций Института проблем энергетики Академии наук Беларуси изготавливается опытно-промышленная установка производительностью 200 м³ биогаза в сутки.

Наиболее рациональным представляется прямое сжигание биомассы в так называемых «многотопливных» котлах, рассчитанных на возможность сжигания в них топлив разных видов как отдельно, так и совместно в различном сочетании. Такие котельные агрегаты наиболее универсальны по топливу и могут сглаживать такой недостаток при энергетическом использовании биомассы, как ее неоднородность, так и неравномерность и сезонность поставки.

Примерами таких прогрессивных конструкций, проверенных в России, являются следующие.

1. Выпущенные ранее и эксплуатируемые на Архангельском бумкомбинате котлы КМ-75-40 с факельным сжиганием Белгородского котельного завода (рис. 3.6).

2. Модернизированный по схеме сжигания в «зажатом» слое с высокоскоростной топкой Померанцева котел ЦКТИ-ЛПИ с топкой скоростного горения с каскадными газовыми сушилками (Архбумкомбинат) (рис. 3.7).

3. Котлы с высокотемпературным циркуляционным кипящим слоем ВЦКС ООО «Петрокотел» (Санкт-Петербург) (рис. 3.8, 3.9).

4. Котел тепловой мощностью 40 МВт (Кайданский биохимический завод) модернизированный по схеме НТВ-метода сжигания растительной биомассы (АО «Политехэнерго» и ТОО «Энерготехнология»-Санкт-Петербург) (рис. 3.14).

5. Модернизированный (упомянутый ранее) котел ТС-35-40 по схеме низкотемпературного кипящего сжигания с вертикальным вихрем (НКТС) на Читинской ТЭЦ-2. (рис. 3.13).

Ниже приводится краткий обзор выпускаемых ведущими энергомашиностроительными заводами, специализирующимися на малой энергетике, конструкций котельных агрегатов, в т.ч. упомянутых выше. Для сравнения приводятся некоторые примеры конструкций котлов зарубежных изготовителей (рис. 3.17-3.20).



2. Котельные агрегаты белгородского котельного завода для сжигания биомассы

Белгородский котельный завод ОАО «Белэнергомаш», специализируется на производстве энергетических котлов малой, средней и большой мощности для тепловых электростанций (ТЭЦ) промышленной энергетики и коммунального хозяйства 43.

Им выпускаются:

џ паровые и водогрейные котлы;

џ котлы-утилизаторы

џ энерготехнологические котлы;

џ малые котельные установки.

Выпускаемые заводом котлы:

џ унифицированы по видам топлива (природному газу, мазуту, доменному и коксовому газу, некоторым видам твердого топлива);

џ имеют газоплотную конструкцию экранной системы;

џ имеют легкую натрубную изоляцию;

џ имеют продольное и спиральное оребрение конвективных поверхностей нагрева;

џ оборудованы первичными системами подавления генерации оксидов азота - ступенчатое сжигание топлива и рециркуляция дымовых газов.

Изготавливаются (наряду с другими конструкциями для сжигания жидкого, газообразного и твердого топлив) многотопливные котлы для сжигания топлива комбинированным способом (факельный плюс кипящий слой) древесных отходов, каменных углей, газа.



2.1 Многотопливные котлы Белгородского котельного завода 35

Как отмечалось, наибольшее количество твердой древесины (кора, щепа, опилки) и жидких отходов (различные типы щелоков) имеет место с комплексов целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП).

В настоящее время наиболее распространенным способом утилизации древесных отходов ЦБП является простое их сжигание в топках паровых котлов. Основные трудности, возникающие при организации устойчивого сжигания древесных отходов, связаны с их высокой влажностью и плохой сыпучестью. Процентное содержание коры в отходах ЦБП из года в год повышается, а короотжимное оборудование, которое должно выдавать кору с W^r = 57…59 %, часто работает неудовлетворительно и выдает топливо с влажностью до 70…75 %.

Устойчивое сжигание такого топлива (без предварительной подсушки) возможно только в слое определенной и значительной толщины, так как только внутри «толстого» слоя, особенно при нижнем зажигании, создается тепловой режим, обеспечивающий устойчивое горение. Следует отметить, что при обычном сжигании высоковлажных отходов на неподвижных и подвижных колосниковых решетках тепловые напряжения зеркала горения составляют не более (700…800)10³ ккал/м²ч, что приводит к увеличенным габаритам топочного устройства.

Первая попытка создания серийного отечественного многотопливного котельного агрегата с топочными устройствами, позволяющими наряду с энергетическими топливами (каменные и бурые угли, торф, мазут, газ) сжигать высоковлажные древесные отходы, была осуществлена ЦКТИ и БелКЗ при участии Гипробума и Оргбумдрева (котел КМ-75, рис. 3.6). Расчетные характеристики котла приведены в табл. 3.14.

Котел выполнен на основе конструкции серийного котлоагрегата БКЗ-75-39. Особенностью конструкции является двухкамерная топка. Первая топка - предтопок для сжигания отжатой коры - оборудована наклонной неподвижной решеткой и чешуйчатой цепной решеткой. Предтопок отделен от основной топочной камеры фронтовым экраном. Основная топочная камера для сжигания угольной пыли, мазута и газа оборудована четырьмя комбинированными пылеугольными горелками с встроенными мазутными форсунками или горелками для сжигания газа.

Отжатая кора через загрузочные отверстия подается на наклонную решетку, где подсушивается и частично сгорает в толстом слое. Основное горение и выжиг очаговых остатков происходят на чешуйчатой решетке, скорость которой может регулироваться.

Рис. 3.6. Котлоагрегат КМ-75-40 Белгородского котельного завода

Под наклонную решетку в три зоны подается дутьевой воздух, подогретый до температуры 400 С, под чешуйчатую решетку также в три зоны подается нагретый до 250 С воздух.

Следует особо подчеркнуть, что установка под котлом чешуйчатой колосниковой решетки позволяет полностью механизировать процесс удаления очаговых остатков.

При организации сжигания древесных отходов, склонных к спрессовыванию и зависаниям в топливном тракте, всегда возникают трудности с подачей топлива к горловине топочного устройства. Проблема местного накопления и подачи древесных отходов к горловине топки

Таблица 3.14 Расчетные характеристики котла БелКЗ КМ-75

Топливо	Паропроизводительность, т/ч	Давление перегретого пара, ата	Температура, С	Теплонапряжение топочного объема, ккал/м3	Расчетный кпд брутто	Расход топлива
			Питательной воды	Перегретого пара	Горячего воздуха	Уходящих газов
Отжатая кора при рабочей влажности 57 %	50	40	145	440	398	197	64,3х103	80,2	25,8 т/ч
Интинский каменный уголь марки «Д»	60	40	145	440	316	140	99,6х103	90,1	9,8 т/ч
Мазут марки «100»	75	40	145	440	334	171	125х103	90,0	5,73 т/ч
Ухтинский природный газ	75	40	145	440	342	151	123х103	90,4	6720 нм3/ч

котла КМ-75 первоначально решалась путем установки к каждому котлу двух бункеров с «живым» дном, оборудованных системой шнеков, выдающих топливо в течку, соединяющую бункер с горловиной предтопка; емкость каждого бункера составляла 30 м³.

Основным конструктивным недостатком предтопка для сжигания древесных отходов является неудачное оформление уплотнения места сочленения наклонной и цепной решеток, что при повышенных форсировках приводит к дымлению через уплотнения на фронт котла и к перегреву передних валов цепных решеток. Этот недостаток особенно ощутим при относительно мелком дроблении отходов, так как в этом случае аэродинамическое сопротивление слоя увеличивается и дымление на фронт при прочих равных условиях возрастает. В частности, на ТЭЦ-2 Братского ЛПК, где кора после отжима поступает с большим содержанием мелочи, переток горячих топочных газов к фронту котла приводит к частому выводу из строя цепных решеток.

Белгородским котельным заводом в свое время (1970 г.) было выпущено 15 таких котлов, которые после различных модификаций эксплуатировались на ТЭЦ Архангельского бумкомбината и ТЭЦ-2 Братского ЦБК.

В настоящее время этого вида котлов у завода нет, но к ней при необходимости (а она в настоящее время есть) возможен возврат и возобновление их изготовления с учетом имеющегося опыта освоения.

В настоящее время (2000 г. и далее) в номенклатуре Белгородского энергомашиностроительного завода для сжигания угля и древесного топлива значатся котлы КМ-2,5-0,6Р. Эти котлы служат для выработки насыщенного пара для технологических нужд предприятий. Они рассчитаны на производительность 2,5 т/ч, давление 6 кгс/см², температуру насыщенного пара 158 С. Способ сжигания топлива - с полумеханической колосниковой решеткой.

2.2 Котлы для сжигания органического твердого топлива в «зажатом» слое

Топка скоростного горения ЦКТИ-ЛПИ (топка Померанцева), рис. 3.7.

Одним из направлений интенсификации слоевого процесса сжигания топлив является организация горения в так называемом «зажатом» слое, что для древесных отходов нашло конструктивное решение в топке скоростного горения ЦКТИ-ЛПИ. Одна из модификаций такой топки установлена к котлу № 2 Архбумкомбината (рис. 3.7, поз. I) и работает на высоковлажных древесных отходах с преимущественным содержанием коры (периодами до 100 %).

Принцип работы топки заключается в том, что вертикальный слой топлива по мере выгорания его в нижней части 1, опирающейся на «решетчатое» дно 2, образованное трубами фронтового экрана 3, под действием собственного веса опускается вниз, заменяя выгоревшее топливо. Воздух для горения (в количестве 0,65…0,9 от теоретически необходимого) подается к слою на участке 1 с фронта 4. Продукты неполного сгорания в основном пронизывают слой топлива в горизонтальном направлении и попадают в топочный объем 5, где дожигаются вместе с частицами несгоревшего топлива, выпавшего в топочный

Рис. 3.7. Котел № 2 Архбумкомбината: 1 - нижняя часть предтопка; 2 - решетчатое дно; 3 - фронтовой экран; 4 - подача воздуха; 5 - топочный объем; 6 - подача вторичного воздуха; 7 - выход продуктов сгорания; 8 - экранная труба; 9 - подача сушильного агента; 10 - ступень сушилки

объем через щели фронтового экрана, за счет организованной подачи вторичного воздуха 6. Форсировка котла производится путем увеличения подачи первичного воздуха к нижней части слоя (зоне активного горения); при этом количество топлива, выгорающего в этой зоне (следовательно, и поступающего в нее), возрастает и соответственно повышается теплопроизводительность котла. В этом, по существу, и заключается все регулирование топочного процесса.

В топке скоростного горения не все газы активной зоны горения пронизывают слой в строго горизонтальном направлении на участке 1; значительная их часть поднимается вверх почти в противоток движущемуся слою и выходит в топочный объем на участке 7. За счет физического тепла этих газов, имеющих высокую температуру, осуществляется подсушка топлива, поступающего в зону активного горения, что резко повышает устойчивость процесса и приводит к увеличению допускаемых значений теплонапряжения зеркала горения.

В топке скоростного горения довольно просто можно осуществить регулирование толщины слоя в зоне активного горения при изменении качества топлива, для этой цели устанавливаются одна или две передвижные ступени 8. При увеличении влажности или размера кусков топлива эти ступени отодвигаются к фронту топки, толщина слоя увеличивается, повышается его аэродинамическое сопротивление в горизонтальном направлении, а следовательно, увеличивается количество продуктов сгорания, выходящих в топочный объем на участке 7, что улучшает подготовку топлива. Именно благодаря осуществлению такой регулировки и правильному выбору толщины слоя условное теплонапряжение площади подачи дутья (на участке 1) достигает значений 210⁶ ккал/м²ч даже при относительно высокой влажности (W^r = 60 %).

Накопление отходов в котельной Архбумкомбината осуществляется в топливном тракте каскадно-лоткового типа, предложенном ЛПИ-ЦКТИ. Такая конфигурация топливного тракта обеспечивает разгрузку слоя топлива от давления вышележащих его участков, что заметно улучшает сход топлива. Принятая и проверенная на ряде других промышленных объектов конфигурация топливного тракта оправдала себя и может быть рекомендована для всех случаев, когда над горловиной топки должна устанавливаться топливная течка.

К недостаткам топки скоростного горения прежде всего следует отнести сравнительно сложную конфигурацию топливного тракта, формирующего тонкий вертикальный слой топлива. Вероятность зависания топлива в таком тракте относительно велика. Нарушение нормального схода топлива приводит к ухудшению процесса в зоне активного горения и, в частности, к появлению «кратеров» в слое горящего топлива. При возникновении кратерного горения снижается паропроизводительность котла, повышаются избытки воздуха в топке, увеличивается вынос несгоревшего топлива в дымовую трубу и т.п. Поэтому конфигурация топливного тракта топок скоростного горения должна выдерживаться особенно тщательно, а наличие крупных кусков в древесных отходах является недопустимым.

Топка скоростного горения может служить хорошей базой для создания многотопливных котлоагрегатов, сжигающих в качестве одного из топлив высоковлажные древесные отходы. Из рис. 3.7 видно, что эта топка хорошо компонуется с топочной камерой, которая может быть легко использована для факельного сжигания как жидких, так и твердых природных топлив.

Однако в настоящее время при сжигании в таких топках высоковлажных древесных отходов устойчиво достигнута теплопроизводительность (в пересчете на пар) порядка 5…6 т/ч на метр ширины топки.

Таким образом, даже топка скоростного горения, отличающаяся от обычных слоевых топок более глубокой подготовкой топлива перед поступлением его в зону горения, не обеспечивает достаточную интенсивность сжигания высоковлажных древесных отходов.

Одним из основных путей повышения теплопроизводительности топочного устройства и увеличения кпд котла при работе на высоковлажных топливах является организация предварительной его подсушки. Экономичнее всего подсушку топлива осуществлять по разомкнутому циклу за счет тепла отработанных дымовых газов котла. Учитывая, что древесные отходы в настоящее время в основном сжигаются в слое, целесообразнее всего предварительную подсушку осуществлять также в слоевых сушилках. Для этой цели были разработаны одно -и двухпоточные слоевые каскадно-лотковые сушилки.

На рис. 3.7 (поз. II) показаны конструкция двухпоточной сушилки и компоновка ее с топкой скоростного горения. В этой конструкции сушильный агент с температурой 350 С, забираемый из котла специальным дымососом, подается через окна 9 под ступени сушилки 10, образованные из жалюзийно расположенных колосников.



3. Котлы с высокотемпературным кипящим слоем ООО «Петрокотел» 41

Технология высокотемпературного циркулирующего кипящего слоя (ООО «Петрокотел») заключается в следующем:

џ кипящий слой формируется на узкой подвижной наклонной решетке, собранной из чугунных или стальных колосников;

џ кипящий слой формируется частицами кокса, топлива и золы (не требуется специальных инертных материалов);

џ рабочая высота слоя составляет 250…350 мм, что позволяет исключить необходимость в высоконапорном дутьевом вентиляторе;

џ циркуляция материала слоя обеспечивается путем многоступенчатого осаждения и возврата в топку основной массы уноса без применения «горячих» циклонов;

џ для розжига котлов мощностью до 50 МВт не требуется применения пусковых горелок;

џ основная часть летучей золы выгружается вместе со шлаком прямо с решетки благодаря применению мощной системы возврата уноса и эффекту агломерации в ВЦКС золовых частиц;

џ подача топлива в топку производится методом пневмогравитационного заброса (без механических забрасывателей);

џ сжигание топлива осуществляется в две ступени:

- непосредственно в кипящем слое, в который подается 40…60 % воздуха, необходимого для горения (образуется зона пиролиза и газификации топлива);

- в надслоевом пространстве топочной камеры, куда мощными струями подается вторичный воздух, происходит полное дожигание продуктов газификации и тонких фракций топлива.

Котлы ВЦКС являются практически многотопливными котлами и пригодны для сжигания практически любых сортов каменного и бурого угля с зольностью до 50 %, а также для сжигания различных видов низкокачественного твердого топлива как в чистом виде, так и в смеси со сланцем, торфом, древесными отходами. (Это очень важно для возможностей использования нерегулярно поступающих древесных отходов.)

Требования к фракционному составу топлива нестоль важны: при рекомендуемом размере частиц 0…20 мм допускается наличие пусков до 30 мм и более.

Котлы с ВЦКС позволяют обеспечить:

џ уровень NО_х 200…350 мг/нм³ (благодаря двухстадийному подводу окислителя);

џ снижение при необходимости выбросов оксидов серы путем вдувания в топку известковой присадки;

џ концентрацию твердых выбросов до 150…50 мг/нм³ (в зависимости от санитарной ступени золоуловителя и при использовании электрофильтров или рукавных тканевых фильтров).

Оптимальная область применения таких котлов от 4…5 до 120…150 МВт тепловой мощности. Затраты электроэнергии на эксплуатацию котлов с ВЦКС составляют 6…8 кВт (эл)/МВт (тепл).

Благодаря особенностям технологии кпд котлов ВЦКС выше, чем кпд серийных котлов той же мощности на 5…7 % и достигает 86 %.

Котлы ВЦКС позволяют обеспечить:

џ возможность стабильной работы по условиям горения;

џ быстрый пуск котла из холодного состояния (для котлов мощностью менее 50 МВт без обязательного применения растопочных горелок);

џ возможность снижения нагрузки со скоростью 10…15 % от потенциала в минуту;

џ диапазон изменения нагрузки 20…100 % от номинальной;

џ повышение мощности серийных слоевых котлов при переводе на ВЦКС на 20…50 %;

џ расширение диапазона сжигаемых топлив в одном котлоагрегате (обеспечение «многотопливности» в одном агрегате).

Котлы водогрейные на твердом топливе:

џ КВРФ-1,5 производительностью 1,5 Гкал/ч (1,75 МВт) с топкой ВЦКС;

џ котлы водогрейные мощностью 2,0…7,5 МВт (топливо: угли, торф, сланцы, древесные отходы);

џ КВФО-3 производительностью 3 Гкал/ч (3,5 МВт);

џ КВ-ТС-6,5 производительностью 6,5 Гкал/ч (7,5 МВт) с топкой ВЦКС;

џ КВ-ТС-10 производительностью до 15 Гкал/ч (17,5 МВт) с топкой ВЦКС;

џ КВ-ТС-20 производительностью до 30 Гкал/ч (35 Мвт);

џ КВ-ТС-50 производительностью до 70 Гкал/ч (81,2 МВт) (топливо: угли, торф, сланцы, древесные отходы, газ, жидкое - совместно и попеременно).

Выпускаются также стальные водогрейные котлы типа ПК-ВДО на твердом топливе (щепа, опилки) с механизированной загрузкой топлива мощностью 1,0…2,5 МВт, расходом топлива 514…1985 кг/ч, кпд 82 %, температурой воды на выходе не ниже 95 С с габаритами от 506424006444 до 506437206440 мм (высота, ширина, длина). Отличительные особенности котлов ВЦКС видны из рис. 3.8. Некоторые примеры котлов ВЦКС ООО «Петрокотел» (г. Санкт-Петербург) приведены на рис. 3.8, 3.9.

ООО «Петрокотел» уже более 10 лет успешно внедряет простую, надежную модификацию кипящего слоя - технологию высокотемпературного циркулирующего кипящего слоя ВЦКС, которая подходит



Рис. 3.8. Схема сжигания котла с ВЦКС

Рис. 3.9. Котел КВ-ТС-50

как для реконструкции существующих котлов на твердом топливе, так и для разработки новых котлоагрегатов. Отличительные особенности котлов ВЦКС показаны на рис. 3.8.

Применение данной технологии для изготовления новых и реконструкции существующих котлов позволяет комплексно решить основные задачи:

џ повышение надежности и экономичности;

џ обеспечение экологической безопасности;

џ улучшение культуры обслуживания

Котлы выпускаются в варианте как паровые, так и водогрейные. При этом отдельные марки котлов могут выпускаться как в паровом (установка пароперегревателя для работы с турбиной), так и в водогрейном исполнении.

Котлы паровые с ВЦКС:

џ КЕ-10 паропроизводительностью до 15 т/ч с установкой пароперегревателя для работы с турбиной (водогрейный режим до 9 Гкал/ч);

џ ДКВр-10 паропроизводительностью до 15 т/ч с установкой пароперегревателя для работы с турбиной (водогрейный режим до 9 Гкал/ч);

џ КВДКВр-20 паропроизводительностью до 30 т/ч с установкой пароперегревателя для работы с турбиной (водогрейный режим до 18 Гкал/ч).

Реконструкция не требует замены тягодутьевых устройств и может быть проведена в сроки плановых ремонтов.

Реконструкция гарантирует:

џ рост кпд брутто котла на 5…7 %;

џ повышение производительности до 1,5 D_ном;

џ повышение маневренности котла в пределах 20…100 D_ном;

џ снижение удельного выброса NО_х внутритопочными методами до уровня 250 мг/м³;

џ снижение удельного выброса SO₂ благодаря присадкам до 350 мг/м³;

џ существенное расширение диапазона сжигаемых топлив в одном котлоагрегате;

џ снижение твердых выбросов внутритопочными методами до 200 мг/м³;

џ работу топочной камеры без подсветки резервным топливом на минимальных нагрузках.

Ниже приведены основные технологические характеристики некоторых котлов разной производительности для сжигания топлив в высокотемпературном циркулирующем кипящем слое (ВЦКС) в модификациях ООО «Петрокотел».

Котлы водогрейные мощностью 2…7,5 МВт для сжигания топлив в высокотемпературном кипящем слое (ВЦКС)

џ Топливо - угли, торф, сланцы, древесные отходы.

џ Топка - ВЦКС.

џ КПД на угле - до 85 %.

џ Ширина полотна - 310 мм.

џ Длина по валам - 2500 мм.

џ Газоплотное исполнение, легкая изоляция

џ Возможна совместная или попеременная работа на газе и жидком топливе с установкой горелок на боковых стенах топки.

Котел ДКВР-20 паропроизводительностью до 30 т/ч для сжигания топлива в высокотемпературном циркулирующем кипящем слое (ВЦКС)

џ Варианты: установка пароперегревателя и работа с турбиной; водогрейный режим до 18 Гкал/ч.

Таблица 3.15 Основные технические данные водогрейных котлов

Мощность, МВт	2,0	2,6	3,7	5,2	7,5
Вес, т (трубы/топка)	3,6/1,5	4,1/1,7	5,2/1,7	5,9/2,0	8,3/2,0
Габариты, м L B H	3,3 2,4 4,8	3,7 2,6 4,8	4,8 2,6 4,8	5,2 3,0 4,8	6,0 3,0 4,8
Расход условного топлива, кг	319	437	622	874	1243
Потребляемая электрическая мощность, кВт	3,2	3,4	3,4	3,8	3,8

џ Подача топлива: одним ленточным или скребковым питателем через течку на фронте котла.

џ КПД котла на угле - до 86 %.

џ Номинальная производительность - 20 т/ч.

џ На углях 4500 ккал/кг и 25 % возможно повышение производительности до 30 т/ч.

Котел КВ-ТС-50 водогрейный производительностью до 70 Гкал/ч (81,2 МВт) для сжигания топлива в высокотемпературном циркулирующем кипящем слое (ВЦКС), рис. 3.9.

џ Топливо: угли, торф, сланцы, древесные отходы, газ, жидкое (совместно и попеременно).

џ Подача топлива: одним ленточным или скребковым питателем через течку на фронте котла.

џ КПД котла на угле - до 87 %.

џ Номинальная производительность-50 Гкал/ч (58,2 МВт).

џ На углях 4500 ккал/кг и 25 % возможно повышение производительности до 70 Гкал/ч (81,2 МВт).



4. Котлы Бийского котельного завода и НИИ ПО «Бийскэнергомаш» 21,42

Как указывалось ранее, крупнейшим производителем котлов для промышленной энергетики, использующих разные виды твердого топлива, в том числе и биомассу, является Бийский котельный завод. Совместно с НИИ ПО «Бийскэнергомаш» им осуществляется модернизация котлов со слоевого сжигания на сжигание в кипящем слое (НКТС).

Характеристики некоторых водогрейных котлов БиКЗ с кипящим слоем показаны в табл. 3.16.

Таблица 3.16 Характеристики водогрейного котла КЕ-25-14 Бийского котельного завода

Наименование параметра	Антрацит	Высококалорийное твердое топливо	Низкокалорийное твердое топливо	Шлак слоевых котлов, отходы углеобогащения	Древесные отходы
Производительность, т/ч	25	25	25	25	25
Теплопроизводительность, Гкал/ч	14	14	14	14	14
Температура воды на входе, С	70	70	70	70	70
Температура воды на выходе, С	150(115)	150(115)	150(115)	150(115)	150(115)
Давление воды на входе, МПа	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
КПД брутто котла, %	80	82	84	80	85
Диапазон регулирования нагрузки, %	60…110	50…110	50…110	60…110	50…110
Температура уходящих газов, С	177(157)	174(154)	172(154)	174(154)	170(150)
Концентрация окислов азота (не более), мг/м3	400	400	400	400	400
Концентрация окислов серы (не более), мг/м3	150	130	100	150	150
Требования к топливу: - зольность, % - теплотворная способность, ккал/кг - влажность, % - максимальный размер частиц, мм - содержание частиц не менее 1 мм не более, %	8…20 6500 10 20 25	8…25 5000 15 25 25	20…45 2800 35 35 35	40…60 1500 20 25 25	1,5…4 2000 до 60 50300 50
Требования к инертному материалу слоя: - размер частиц, мм - содержание частиц размером более 3 мм, %; - насыпная плотность не более, кг/м3	1…6 10…15 110	1…6 10…15 110	1…6 10…15 110	1…6 10…15 110	1…6 10…15 110

Работы по реконструкции установленных ранее котлов с переводом на сжигание в кипящем слое позволяют: повысить производительность на 10…20 % относительно паспортной, снизить выбросы окислов азота и серы на 30…80 %, сжигать низкокачественный уголь и горючие отходы (шлак, отсевы) с зольностью до 55…60 % и теплотворной способностью на уровне 1500 ккал/кг.

Реконструкция включает:

- замену топки слоевого сжигания на топку низкотемпературного кипящего слоя с водоохлаждающей воздухораспределительной решеткой;

- установку дополнительной трубной поверхности в топочном объеме;

- модернизацию переднего топочного блока;

- установку высоконапорного вентилятора;

- монтаж трехступенчатой системы возврата уноса.

Примеры конструкции котлов типа Е (КЕ) производительностью от 2,5 до 25 т/ч показаны на рис. 3.10-3.12. Паровые котлы Е (КЕ) с естественной циркуляцией, верхним и нижним барабаном с внутренним диаметром 1000 мм. Топочная камера экранирована негазоплотными панелями в зависимости от производительности котла.

Рис. 3.10. Котел паровой Е-2,5-1,4Р (КЕ-2,5-14С)

Рис. 3.11. Котел паровой типа Е(КЕ) производительностью 4…10 т/ч

Рис. 3.12. Котел паровой Е-25-1,4Р (КЕ-25-14С)

Котел Е-2,5-1,4Р комплектуется топкой типа ЗП-РПК с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками. Котлы от 4 до 10 т/ч оборудуются топками типа ТЛЗМ с пневмомеханическими забрасывателями и моноблочной ленточной цепной решеткой обратного хода.

Котлы оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Выпадающий в конвективном пучке унос оседает в зольниках и возвращается в топочную камеру для дожигания при помощи воздушных эжекторов, по прямым трубам через заднюю стенку. Топочные устройства предназначены для сжигания каменных и бурых углей с максимальным размером куска до 50 мм и содержанием мелочи 0…6 мм не более 50 %. Допускается влажность каменного угля не более 8 %, бурого угля не более 40 %. За котельными агрегатами при сжигании каменных и бурых углей с приведенной влажностью W_пр 8 устанавливаются водяные экономайзеры, а при сжигании бурых углей с приведенной влажностью W_пр 8-трубчатые воздухоподогреватели.

Все котлы типа Е(КЕ) могут использоваться в качестве водогрейных (по технической документации завода).

Научно-исследовательским центром ПО «Бийскэнергомаш» были выполнены работы по выбору оптимальной схемы топки кипящего слоя, разработке и оптимизации отдельных узлов и решений по топке и котлу в целом.

Принятые решения были проверены на работающих котлах путем их реконструкции с переводом на сжигание в кипящем слое.

Заводом освоено производство котлов с НКТС для сжигания широкой гаммы низкосортных углей и твердых горючих отходов, производительностью 10 и 25 т/ч, а также комплектов реконструкции на перевод серийных котлов типа КЕ, ДКВР, КВ-ТС на сжигание в кипящем слое. (Характеристики котла КЕ-25-14Р при сжигании различных видов топлив в водогрейном режиме представлены в табл. 3.16.)



5. Технология сжигания низкосортных топлив в топках с низкотемпературным кипящим слоем с вертикальным вихрем (НКТС)

На Читинской ТЭЦ-2 была выполнена реконструкция котла ТС-35У с переводом на топку с низкотемпературным кипящим слоем с вертикальным вихрем (НКТС). Проект (по тендеру) выполнен НИИ ПО «Бийскэнергомаш» совместно с заводом «Бийскэнергомаш» 19, 44

В августе 2000 г. на Читинской ТЭЦ-2 была начата реконструкция котла ст. № 7, а уже в октябре котлоагрегат был сдан в эксплуатацию. Затраты на приобретение оборудования и строительно-монтажные работы составили менее 3 млн руб. Реконструкция затронула узлы котла, которые изображены на рис. 3.13:

џ изменен профиль нижней части топки. Цепная решетка демонтирована, фронтовой и задний экраны продлены вниз. Боковые стены закрыты тяжелой обмуровкой на высоте от воздухораспределительной решетки 1 до оси охлаждающих панелей 2, экраны боковых стен остались без изменения;

џ на воздухораспределительной решетке приварены колпачки 3 с направленным дутьем для циркуляции материала слоя. Решетка и две трубы слива 4 охлаждаются водой;

џ для растопки котла в отдельном воздушном коробе под решеткой установлено растопочное устройство 5, состоящее из форсунки, ЗЗУ и завихрителя. Горячие газы, образующиеся при сжигании дизельного топлива, нагревают слой снизу и обеспечивают зажигание подаваемого в топку угля. После устойчивого зажигания угля в слое растопочное устройство отключается;

џ на фронтовой и задней стене топки установлены сопла острого дутья 6. Воздух, предварительно подогретый в воздухоподогревателе 7, подается к соплам штатным вентилятором ВД-13,5 8;

џ для обеспечения ожижения слоя дополнительно установлены два высоконапорных вентилятора ВДН-8,53000⁹, производительностью 17 тыс. м³/ч и напором 10 кПа;

џ второй по ходу газов куб воздухоподогревателя 10, расположенный в поворотном газоходе, увеличен и полностью заменен;

џ демонтирован второй по ходу газов куб воздухоподогревателя;

Рис. 3.13. Схема топки с низкотемпературным кипящим слоем с вертикальным вихрем: 1 - воздухоразделительная решетка; 2 - охлаждающие панели; 3 - колпачки воздухоподогревательной решетки; 4 - трубы слива шлака; 5 - растопочное устройство; 6 - воздушные сопла; 7 - воздухоподогреватель; 8 - вентилятор основной; 9 - вентиляторы высоконапорные; 10 - па- роподогреватель; 11 - экономайзер; 12 - дымосос; 13 - золоуловитель

џ экономайзер котла 11 увеличен на 3,5 петли;

џ лопатки штатного дымососа Д-15,5 12 наращены, двигатель заменен на более мощный.

Реконструированная топка с НКТС принципиально отличается от традиционных топок подобного типа, а именно:

џ высокая скорость ожижения (9…10 м/с), как у топок с циркулирующим кипящим слоем. За счет интенсивного перемешивания, неравномерности температуры и концентрации топлива по площади слоя отсутствуют. Слой выносится в объем топки и, интенсивно охлаждаясь, «стекает» по заднему экрану;

џ под решетку подается только 50…60 % воздуха, участвующего в горении, остальной воздух подается через сопла. Недостаток воздуха в слое приводит к частичной газификации топлива и двухстадийному горению;

џ вторичный воздух, подаваемый через фронтальные и задние сопла, образует мощный вертикальный вихрь и способствует дожиганию газов и выносимой мелочи. Половина золы топлива остается в топке.

Указанные конструктивные решения позволили значительно улучшить показатели топок с НКТС (табл. 3.17), в частности:

џ повысить выжиг топлива без применения дорогостоящих сепарационных устройств и возврата уноса, используемых в котлах с ЦКС. Максимальные потери с механическим недожогом не превышают 2,5 %;

џ расширить предел регулирования температуры перегретого пара за счет интенсификации теплообмена в топке, вызванного вертикальным вихрем;

џ регулировать температуру слоя с помощью изменения расхода воздуха под решетку без применения погруженных поверхностей нагрева. При переходе в режим газификации температура слоя снижается. Зависимость температуры слоя от расходов воздуха под решетку имеет явно выраженный максимум в точке их стехиометрического соотношения, при увеличении или уменьшении воздуха в слое температура падает. Благодаря этому котел не имеет ограничений по нагрузке из-за высокой температуры слоя;

џ добиться умеренного износа конвективных поверхностей. Доля уноса золы из топки 45…55 %; 60…70 % всего уноса - это «проскок» относительно крупных частиц (100…1000 мкм), не попавших в вертикальный вихрь, остальное - очень тонкая зола, которая мало влияет на износ. Фактически, доля уноса абразивной золы в конвективные поверхности значительно меньше, чем у пылеугольных котлов с твердым шлакоудалением, и практически такая же, как для котлов с топками с ЦКС;

џ снизить в 2 раза (относительно слоевых и факельных топок) выбросы оксидов азота. За счет двухстадийного горения и низких температур слоя во всем регулировочном диапазоне нагрузок и при любых избытках воздуха в топке максимальная концентрация NО_х не превышает 200 мг/м³;

џ исключить значительные потери с химическим недожогом. Концентрация окиси углерода за счет дожигания в вертикальном вихре не превышает 100 ppm.

Таблица 3.17 Технические характеристики котла до и после реконструкции

Показатели	До реконструкции	После реконструкции
Производительность, т/ч	35	42
Давление перегретого пара, МПа	3,8	3,8
Температура, С - перегретого пара - питательной воды	440 105	440 105
Потери тепла с механическим недожогом	4,5	2,5
КПД котла брутто, %	82	86
Диапазон регулирования нагрузки, %	40…100	52…100
Избыток воздуха за топкой	1,4	1,3
Температура газов за ВЗП, С	175	180
Концентрация СО ppm, не более	4000	100
Концентрация оксидов азота, мг/м3, не более	450	200
Расход дизельного топлива на одну растопку, т, не более	-	0,18
Требования к топливу: - зольность, % - теплотворная способность, МДж/кг (ккал/кг) - влажность, % - максимальный размер частиц, мм	6…45 более 12,2 (2900) 35…38 до 25	10…30 10,5…14,7 (2500…3500) до 40 до 25
Требования к материалу слоя: - размер частиц, мм - содержание частиц размером не менее 1 мм, % - насыпная плотность, кг/м3	- - -	0…6 15 1100

Результаты наладочных опытов показали, что максимальная паропроизводительность котла после реконструкции ограничена производительностью дымососа и составляет 44 т/ч. Заполнение топки на нагрузках выше 35…38 т/ч улучшается, содержание окиси углерода в газах снижается.

Минимальная нагрузка на котле составила 22 т/ч. Так как заполнение топки начинается снизу, добиться минимально допустимого перегрева пара (425 С) при меньших нагрузках не представляется возможным.

Во всем диапазоне нагрузок котел работает с полностью отключенным пароохладителем, корректировки температуры перегретого пара при изменении нагрузки осуществляется только вторичным воздухом. При увеличении доли вторичного воздуха от 20 до 40 % температура перегретого пара снижается на 20 С.

Температура факела, измеренная оптическим пирометром над слоем около 1100 С, на уровне задних сопл 1040 С. Температура газов за пароперегревателем не более 480 С, что на 150…190 С ниже, чем при слоевом сжигании. Относительно низкие температуры в топочной камере и в поворотном газоходе способствуют более надежной работе пароперегревателя и ограждающих поверхностей топки. Поскольку горение происходит при температурах ниже температуры плавления золы, шлакование неэкранированных стен топки и поверхностей нагрева отсутствует.

Топочный режим характеризуется высокой стабильностью. Отклонение температуры перегретого пара в стационарном режиме кратковременны и по амплитуде не превышают 1…5 С. Перекосов температур по ширине топки и пульсаций нет, устойчивое горение возможно в диапазоне температур слоя от 550 до 1140 С. В зимнее время за счет газификации и прочих внешних условий рабочая температура слоя снижается до 850 С.

В ходе наладочных испытаний выявлено, что минимальные тепловые нагрузки, обеспечивающие саморазогрев слоя, полностью удовлетворяют заданный график растопки котла. Расход угля для поддержания минимальной температуры слоя примерно 1,5 т/ч, что составляет около 15 % расхода топлива на котел при номинальной нагрузке.

Растопка котла начинается на дизельном топливе. После устойчивого загорания угля в слое при температуре 500…550 С растопочная форсунка отключается, устанавливается минимальный расход топлива и прогрев котла продолжается без постороннего вмешательства в режим горения. Расход дизельного топлива для разогрева не более 200 л. После простоя котла менее 6 ч расход дизельного топлива уменьшается вдвое. При простое котла менее 3 ч растопка производится без использования жидкого топлива. При этом уголь зажигается от аккумулированного слоем тепла. Вместо дизельного топлива может использоваться топочный мазут.

В настоящее время котел отработал около 4000 ч в отопительный сезон 2000-2001 гг. с нагрузкой 35…42 т/ч. В 2001 г. выполнена аналогичная реконструкция второго котла. В 2002 г. реконструированы еще два слоевых котла Читинской ТЭЦ-2.

Сжигание биомассы по схеме НТВ метода 36

Для энергетических котлов средней мощности представляет интерес метод низкотемпературного вихревого сжигания (НТВ метод) биомассы.

При использовании в качестве топлива растительной биомассы, отличающейся пониженным содержанием золы и ее низкими абразивными свойствами, исключается такой недостаток, характерный для этого метода сжигания, как эрозия экранных труб набегающим вихревым потоком.

Процесс разработан и усовершенствован в С-Петербургском техническом университете совместно с АО «Политехэнерго», ТОО «Энерготехнология» и др.

Существо метода заключается в том, что в топке с помощью специально организованного воздушного дутья создается плотный вихрь, в котором осуществляется сушка и сжигание топлива. Посторонние включения, не поддающиеся сжиганию, проваливаются в холодную воронку и удаляются оттуда.

...