CC BY
257
Литература
1. Жигун И.Г.,ПоляковВ.А. Пространственно- армированные пластины, Рига 1978, 215с.
2. Кавун Н.С.,ДавыдоваИ.Ф.,ГребневаТ.В. Композиты и наноструктуры, влияние стеклянного
и углеродного армирующих волокон на остаточную прочность композиционного материала после удара // COMPOSITES and NANOSTRUCTURES, №1, 2013, [678.84-419:677.521] 629.7.
3. Куперман А.М., ЗеленскийЭ.С. Исследование возможности увеличения прочностных характеристик композита путем их трехмерного армирования // Механика композиционных материалов и конструкций,2001,т.7, №4,стр. 434-444.
4. Михеев П.В., Орлов М.А., Малышев А.Н., Шаталов Р.Л., Верхов Е.Ю. Использование ара-мидных волокон для увеличения прочности углепластика при сдвиге вдоль слоев Известия МГТУ «МАМИ» № 1(23), 2015, т. 2, с.37-40.
6. ПолиловА.Н.,ТатусьН.А. Экспериментальное обоснование критериев прочности волокнистых композитов, проявляющих направленный характер разрушения // ВестникПНИПУ, 2012, Механика, №2, стр. 140-163.
УДК 697 Кузнецов Вячеслав Анатольевич,
кандидат технических наук, доцент кафедры Промышленное и гражданское строительство Университета машиностроения, Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ) Москва, Россия
К ВОПРОСУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРОВ И ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ В КОТЛАХ МАЛОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ РАБОТАЮЩИХ НА КАМЕННОМ УГЛЕ В ЛЕСПРОМХОЗАХ И ДЕРЕВОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
В статье рассмотрены вопросы перевода котлов малой тепловой мощности с каменного угля на древесные отходы.
Котлы, каменный уголь, древесные отходы.
Annotation. The paper deals with the transfer of small thermal power boilers with coal to wood waste .
Key words: Boilers, coal, wood waste
СИСТЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №16 - 2015
43
ъенн
ЗМатшшмчешш® и
шехн1жщшск1ше
науки
Ес
Введение. В настоящее время в связи с постоянным ростом стоимости каменных углей и легкого печного топлива, а также ростом цен на их транспортировку к месту использования, для леспромхозов, деревообрабатывающих предприятий и сопутствующих им жилых поселков, становится актуальным вопрос сжигания дров и древесных отходов в топках котлов и различных технологических установок. Особенно актуальной становится проблема теплоснабжения удаленных лесосек путем сжигания древесины.
Учитывая обширные территории, занятые лесом в бывшем Советском Союзе до 50-х прошлого годов прошлого века проводились активные работы по совершенствованию способов сжигания дров и древесных отходов. Так профессор Сильницкий А.К. провел работы по сжиганию дров и древесных отходов на колосниковой решетке. Большой вклад в область изучения сжигания дров и создания экономичных топочных устройств был внесен профессором К.В. Киршем. Им были разработаны простые и оригинальные топки с вертикальным и наклонным зеркалом горения шахтного типа, в которых успешно сжигались свежесрубленные дрова. Дальнейшее совершенствование шахтных топок было проведено Кнорре Г.Ф. путем введения в шахтную топку с наклонной решеткой так называемого каблучного предтопка, что позволило успешно сжигать дрова повышенной влажности. Дальнейшим развитием шахтной топки с наклонным зеркалом горения явилась разработка топки со ступенчатой решеткой, применение которой позволило сжигать, кроме сырых дров, влажные опилки, торф, а также рубленные древесные отходы.
Для крупных котлов В.В. Померанцевым предложена топка скоростного горения, в которой слой древесного топлива зажат с двух сторон (слева - ступенчатыми колосниками, справа трубами, экранирующими топку).
В послевоенный период по мере более рационального использования древесины, разработки новых видов строительных и отделочных материалов, получаемых из отходов древесины, использованием древесных отходов в химической промышленности, а также усилением природоохранных мероприятий, с одновременной доступностью каменного и бурых углей, жидкого топлива и газа, вопрос о массовом использовании дров и древесных отходов, особенно на крупных деревообрабатывающих предприятиях отпал и интенсивность работ в этом направлении снизилась.
Начиная с 1991 года многие лесодобывающие и деревообрабатывающие предприятия оказались в трудном финансовом положении и использование угля и жидкого топлива стало затруднительным. Вопрос использования дров и древесных отходов вновь встал актуальным.
СИСТЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №16 - 2015
Предмет исследования. Предметом исследования является возможность перевода существующих водогрейных котлов малой тепловой мощности с каменного угля на дрова или древесные отходы.
Целью настоящей работы является разработка новых видов топок способных сжигать дрова и древесные отходы и реконструкция топок существующих котлов с целью перевода с каменного угля на дрова и древесные отходы.
Сотрудником кафедры ПГС совместно с лесодобывающими и деревообрабатывающими предприятиями Жижецкого района Псковской области и Медвежьегорским и Харовским предприятием объединенных котельных были проведены по их просьбе работы по переводу отдельных водогрейных отопительных котлов с каменного угля на дрова и древесные отходы. Результаты этих работ приводятся ниже.
При обследовании котельных было установлено, что котельные лесодобывающих и предприятий Жижецкого района и Медвежьегорского ПОК оборудованы чугунными котлами «Универсал» последних модификаций с ручным обслуживанием. При этом котельные имели крайне низкую высоту потолков, 3 и менее метров, что делало невозможным без реконструкции самих котельных, установку той или иной шахтной топки. Кроме того одна из котельных Медвежьегорского ПОК обслуживает деревообрабатывающее предприятие, где имеется большое ко -личество древесных отходов.
Котельная же Харовского ПОК была оборудована стальными трубчатыми водогрейными котлами и имела высоту потолков 4.0 метра, что позволяло принять другие конструктивные решения.
В соответствие с конструктивными особенностями котельных и требованиями заказчика для лесодобывающих предприятий Жижецкго района перевести существующие котлы с каменного угля на дрова, были разработаны два эскизных проекта реконструкции котлов типа « Универсал» с простой колосниковой решеткой. При этом в одном случае использовались пластинчатые колосники и топка имела прямоугольную форму, а во втором балочные колосники и топка имела трапецеидальную форму. Сам котел при этом был поднят над колосниковой решеткой в обеих случаях на высоту 0.8 метра, а топочное пространство футеровано огнеупорным кирпичом. Задняя стенка топки была усилена для предотвращения ее разрушения при забросе крупных дров. Дверка для забрасывания дров была установлена на высоте 0.6 метра от уровня колосников, розжиговая на уровне колосников. Котлы состояли из двух пакетов по 15 секций.
СИСТЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №16 - 2015
45
ъенн
ЗМатшшмчешш® и
шехн1жщшск1ше
науки
Ес
Проведенные сравнительные теплотехнические испытания обеих котлов показали достаточно удовлетворительное горение дров как в первом, так и втором случае. При этом в случае трапецеидальной топки, горение было более устойчивым и при равной тепловой мощности коэффициент избытка воздуха для трапецеидальной топки во всем рабочем диапазоне был ниже, как и содержание СО. Обе топки показали возможность работы в режиме самотяги, с номинальной тепловой мощностью 0.28 МВт, при КПД для прямоугольной топки не менее 63%, для трапецеидальной не менее 67 %. Некоторая форсировка процесса горения достигалась при использовании дополнительного дутья под колосниковую решетку от дутьевого вентилятора. Однако отсутствие дымососов ограничило эти возможности.
В Медвежегорском ПОК была предпринята попытка переработки древесных отходов с помощью рубочной машины в мелкодисперсное состояние с последующим сжиганием в так называемом кипящем слое. Для этого был разработан эскизный проект топки, представляющий из себя водоохлаждаемое полуцилиндрическое корыто, изготовленное из труб диаметром 27 мм, в щели между которыми, из воздушного кожуха подается воздух от вентилятора с напором 250-300 мм.вод.ст. Для предотвращения забивания щелей они сверху были прикрыты стальными пластинами, обеспечивающие беспровальность воздухораспределительной системы, а также предотвращающие ее засорение. Корыто было выполнено с наклоном 8о к фронту котла. С задней части топки к корыту пристроен стальной бункер для подачи измельченных отходов с малым углом раскрытия для обеспечения прохождения измельченных древесных отходов. В бункер топливо подается ленточным транспортером. Нижняя часть бункера обращена непосредственно в топку и изготовлена из водоохлаждаемых труб, в щели между которыми могут проникать топочные газы. Они обеспечивают предварительную подсушку топлива. Общая площадь щелей регулируется специальной заслонкой.
В случае повышенной влажности топлива предусмотрена возможность отсоса воздуха из под крышки бункера на всас дутьевого вентилятора, чем обеспечивается более интенсивная сушка древесных отходов. Для сухих отходов отсос отключается, а шели перекрываются . С передней стороны топочного корыта оборудовано сливной дверцей, через которую удаляются излишки золы.
Через смотровую дверку предусмотрена возможность при помощи пики или скребка в влиять на процесс горения, а через специальный лючок на задней стороне топливного бункера проталкивать в случае необходимости зависшее топливо.
СИСТЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №16 - 2015
По бортам топочного корыта установлены сопла вторичного дутья для дожигания не сгоревших летучих веществ. Секции котла установлены на высоте 80 см от уровня топочного корыта, стены футерованы огнеупорными кирпичами.
Теплотехнические испытания показали вполне удовлетворительные результаты предложенной конструкции. При сжигании древесных отходов влажностью порядка 60% при коэффициенте избытка воздуха 1.5-1.8 КПД установки составлял 62-65% при малом проценте уноса.
В Харовском ПОК, учитывая наличие достаточно высокого потолка, было принято решение пристроить к фронтовой плите над растопочной дверкой шахту-бун -кер, изготовленную из стального листа толщиной 3 мм, объемом 2.0 м3. При этом от топочной зоны шахта-бункер отгораживалась специальной водоохлаждаемой перегородкой с щелями, чем обеспечивалась предварительная сушка топлива. Для избежания дымления через бункер, а также возгарания топлива в нем, сверху бункер имел откидные крышки. По мере сушки топлива в бункере осуществлялся, его сброс путем открытия водоохлаждаемой перегородки в зону горения. В качестве топлива использовались как дрова, так и смесь дров и отходов. Колосниковая решетка была опущена на максимально возможную глубину по условиям конструкции.
Проведенные теплотехнические испытания показали вполне приемлемые результаты.
При сжигании дров был достигнут КПД 67%.
Выводы.
Проведенные работы показали:
1. В настоящее время достаточно остро стоит вопрос перевода части котлов с каменного угля на дрова и древесные отходы, а также разработки новых специализированных котлов для сжигания дров и древесных отходов.
2. Существующие котельные в лесодобывающих и перерабатывающих ко -тельных имеют низкие потолки не позволяющие без их реконструкции использовать шахтные топки.
3. Опыт перевода котлов с каменного угля на дрова и древесные отходы, показал, что при сравнительно небольшой реконструкции существующих котлов для сжигания каменного угля можно обеспечить вполне приемлемое сжигание дров на обычной колосниковой решетке. Эффективное сжигание же древесных отходов без предварительной сушки затруднено и требует специальных решений.
СИСТЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №16 - 2015
47
ъенн
ЗМатшшмчешш® и
шехн1жщшск1ше
науки
Ес
библиографический список
1. Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация. -М. «АКАДЕМИЯ», 2005.-432с.
2. ЩеголевМ.М., ГусевЮ.Л., ИвановМ.С. Котельные установки. -М. Отройиздат, 1972,-384с.
Усов Борис Александрович, к.технических наук, доцент кафедры
Промышленное и гражданское строительство Университета машиностроения, Гуринович Любовь Сергеевна, ведущий инженер кафедры Промышленное и гражданское строительство университета машиностроения
МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, КАК СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ
И технологических процессов
Программа индустриально-инновационного развития страны требует разработки технологических процессов, обеспечивающих создание высокопроизводительных, наукоемк их и экологически чистых производств получения материалов с заданным комплексом физико-химических свойств. В связи с этим актуальными становятся вопросы повышения требований к качеству продукции, переходу к ресурсосберегающим технологиям и в конечном итоге - ускорение внедрений достижений науки в практику.
Ключевые слова: развитие, качество, наука
The program of industrial-innovative development of the country requires the development of technological processes , ensuring the creation of high-tech, knowledge-intensive and environmentally friendly their production to obtain materials with a given set of physical and chemical properties . In this regard, urgent issues are increasing demands for quality products, the transition to a resource-saving technologies and ultimately - accelerated introduction of scientific achievements in practice.
Keywords: development, quality , science
Казахстан занимает ведущее место в мире по запасам минерального сырья и одним из факторов повышения эффективности его переработки является активация из-
мельчением, которая занимает заметное место в современных промышленных техно-
СИСТЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №16 - 2015
