CC BY
54
БИОЭНЕРГЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ
КПД брутто котлоагрегатов PRD-7500 изменялся в диапазоне от 86,7 до 88,22 % (табл.
1) при нагрузках от 40 % до номинальной. Удельный расход условного топлива на выработку 1 ГДж составил 38,6-39,3 кг у.т/ГДж. Затраты электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ при суммарной мощности котлоагрегатов 16-17 МВт и нагрузке турбоагрегата 2,2-2,4 МВт составили 330-350 кВт. Энергообследование показало, что установленные котлоагрегаты имеют резерв для дальнейшего снижения эмиссии оксидов азота, а также повышения КПД путем дополнительной настройки системы автоматического регулирования.
При проведении энергетического обследования цеха по производству древесных гранул в работе находились обе линии. Их суммарная производительность по гранулам изменялась в диапазоне 6,0-6,7 т/ч, а средний расход электроэнергии на производство гранул составлял 140 кВт-ч/т. В топки теплогенераторов подавались древесные отходы, в составе которых преобладала кора, доля которой составляла 60 %. Исходное сырье для производства гранул имело повышенную влажность Wtr = 55,3 %, поэтому температура газов перед сушильными установками имела высокие значения $ = 493...561 оС
суш
(табл. 2), что вызывало частичную потерю летучих веществ наиболее мелкими фракциями древесины и создавало угрозу их воспламенения.
Концентрация оксида углерода в дымовых газах после теплогенераторов составляла 316.830 мг/нм3 (при К02 = 6 %), при этом потери теплоты с химическим недожогом топлива составили q3 = 0,40... 1,45 %, а КПД брутто теплогенераторов изменялся в диапазоне Птопки = 96,5.97,5 %. Суммарное сопротивление теплогенератора с элементами сушильного тракта в исследованном диапазоне нагрузок не превышало 2,7 кПа. Средняя скорость газа в барабанной сушилке составляла W = 1,73. 1,98 м/с, а в газоходе после циклонного пылеотделителя - W = 13,1.13,7 м/с.
При проведении энергетического обследования была исследована также плотность газовых трактов теплогенераторов и сушильных установок, эффективность работы циклонных пылеуловителей и линии пневмотранспорта после мельницы. Удельный расход условного топлива на выработку 1 т гранул изменялся в диапазоне 135,6-140,2 кг у. т/т гранул. Повышенные значения эмиссий оксидов азота ЭК0х = 708.815 мг/МДж объясняются высокими избытками воздуха в топочных камерах теплогенераторов.
Исследования теплотехнических характеристик древесных гранул показали, что они соответствуют всем требованиям зарубежных стандартов. По результатам энергообследований разработаны рекомендации по дальнейшему повышению экологоэкономических показателей установленного оборудования и надежности его работы.
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ТОПКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
отходов деревообработки
Ю.В. ЯКОВЛЕВ, президент ООО «Союз», г. Ковров
Утилизация всех видов древесных отходов, в том числе отходов, образующихся при производстве бумаги, картона, мебели, позволяет повышать рентабельность предприятия и его конкурентоспособность в сложные кризисные времена. Более 20 лет занимаясь этой проблемой, я пришел к выводу, что необходима универсальная топка, способная работать на отходах независимо от влажности, теплоты
сгорания, фракционности, зольности. Было пересмотрено множество проектов топок отечественного и зарубежного производства. На предприятии «Союз» создавались топки под сырые опилки, но сжигать в них кору или торф было невозможно из-за высокой зольности продукта. Аналогичная ситуация была и с другими сухими отходами или сухим торфом. Процесс горения хорошо начинал-
62
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2010
БИОЭНЕРГЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ
ся, но в результате осаждения золы затухал. К производству была рассмотрена наклонная переталкивающая решетка как основная конструкция колосника, применяющаяся в Западной Европе. Большая площадь колосникового полотна с элементами из жаропрочного чугуна определяет его высокую стоимость и высокие эксплуатационные затраты (из опыта эксплуатации, на номинальных режимах требуется ежегодная замена всего полотна). Применение на топках этого типа мокрого золоудаления затруднительно. Рассматривая производство сращивания клееного бруса, видим огромное количество вырезки сухого сучка. Дробление этого вырезка создает большие проблемы, и стоимость оборудования достаточно высока. Сжигание таких отходов доставляет сравнительные неудобства - ручное забрасывание в топку, ожог лица и глаз у операторов. Можно добавить еще, когда топливо берется из отвалов уличного хранения, зачастую попадаются камень, металлолом, крупные бруски. Поэтому шнековые питатели, а также шнековые золоудалители в этом случае непригодны.
Современная топка для биотоплива должна работать на топливе разных влажности, фракционности, зольности и теплоты сгорания. Учитывая современное положение, топка на биотопливе должна быть полностью механизирована и наиболее автоматизирована, подстраиваться под разные виды топлива. Топка должна быть достаточно простой в настройке и надежной в эксплуатации.
Исходя из вышеизложенного, были проведены масштабные работы по исследованию и выбору типа и конструкции. Наиболее отвечающим изложенным требованиям стал проект вихревой полугазовой топки, успешно работающей на различных видах топлива. В основе её оперативный топливный склад, работающий на принципе гидравлических стокеров одинаково успешно на опилках, щепе, торфе, брикете, угле и прочих отходах. Транспортер, передающий сырье из склада в бункер питателя, должен быть обязательно с верхней питающей цепью, что исключает забивание цепи и позволяет подавать различные длинномерные отходы. Гидравлический толкатель топлива в топку позволяет
подавать различные куски до 300-400 мм длиной, а также легко регулировать производительность. Многоярусная система вихрей позволяет организовать высокоэффективное сжигание различных видов топлива, включая пластики.
Поперечно-струйный поток воздуха, работающий в верхней части топочного блока, в 10 раз снижает выброс золы в дальнейшие тракты котла. Переходной блок обеспечивает окончательный дожог углерода.
В топке применена схема беспровальных колосников, по поверхности которых возвратно-поступательно движется водоохлаждаемая шурующая планка. Применение указанной конструкции позволяет осуществлять вывод не только золы и шлака, но и других инородных предметов, попавших в топку с топливом. Имели место случаи, когда в зольном бункере находили крупные куски камня и металла весом до 5 кг. Работа шурующей планки автоматизирована. Планка работает по программе в зависимости от зольности топлива.
В зависимости от влажности топлива необходимо применение воздухонагревателя на влажных и экономайзера на сухих видах. Воздухоподогреватель обеспечивает устойчивое воспламенение газов в топке, тем самым снижает выбросы СО в атмосферу и повышает КПД.
Специалисты нашего предприятия проводили много замеров выбросов в атмосферу на топках импортного производства, например, на Демидовском фанерном комбинате, где установлена топка турецкого производства «Берсей». Измерение температуры в топочном блоке не предусмотрено, выбросы СО по газоанализатору составляют до 2450 мг/м3 при сжигании влажной щепы. И такие примеры не единичны.
В качестве положительного примера использования нашей топки можно привести результаты сжигания пластика с корой на Сухонском ЦБК. Измерения проведены Вологодской лабораторией Ростехнадзора. Выбросы СО в атмосферу составили в основном от 8 до 12 мг/м3 при 6 % содержании О2, что говорит о высокой экологической безопасности конструкции при сжигании пластика.
ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 4/2010
63
БИОЭНЕРГЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ
Рисунок. Компоновка оборудования котловой ячейки
Заводские ходовые испытания разработанной на предприятии топки завершены на возможных видах твердого топлива: кора сухой окорки, опилки, щепа, торф фрезерный, торф кусковой, торф брикетированный, брикет древесный, пеллеты, уголь сортовой, пластик.
Когда мы рассуждаем о переходе на альтернативные виды топлива, обязательно нужно сказать о логистике построения комплексов. Необходимо обеспечить высочайшую
надежность комплекса котельной. В нашей стране, где температура зимой доходит до -500С, это важнейшее условие. За котельной стоят технология, отопление жилого сектора.
В котельной должно быть не менее двух самостоятельно работающих котловых ячеек, включающих оперативный топливный склад, подающий транспортер, котловое оборудование, зольный транспортер (на рисунке приведен пример компоновки оборудования котловой ячейки), а также автономный элек-
64
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2010
