CC BY
469
УСТАНОВКИ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
Лукаш А.А., Меркелов В.М., Решин А.П., Власов А.В. (БГИТА, г.Брянск, РФ)
Burning units of arboreal waste.
В настоящее время электрокалориферы и котельные на газе или мазуте являются весьма затратными способами получения теплоносителей. Поэтому использование в качестве топлива получаемых в процессах лесопиления и деревообработки древесных отходов (горбылей, опилок, щепы, стружки, коры), приобретает актуальное значение по ряду причин: для удешевления себестоимости теплоносителей, для решения проблем деревообрабатывающих производств и для обеспечения автономности их энергообеспечения.
При распиловке 100 000 м пиловочного сырья и собственной переработке 20 000 м пиломатериалов количество древесных отходов (с учетом коры) составит около 40 000 м3; потери на распыл и усушку около 7 000 м3. На сушку 1
3 3
м пиломатериала необходимо примерно 0,4 м древесных отходов (в плотном виде учета). Следовательно, получаемые древесные отходы достаточны как для сушки потребных объемов пиломатериалов, так и при необходимости для отопления производственных помещений.
Ряд иностранных фирм (США, Канада, Польша и др.) уже давно предлагают котлы - утилизаторы, использующие древесные отходы в качестве топлива, в комплекте с сушильными камерами. Появились и отечественные производители энергетических установок на отходах древесины (АГГУ, МТС Емеля и др.), позволяющие обеспечивать тепловой энергией не только сушильные камеры, но и производственные помещения. Некоторые сушильные камеры комплектуется вместе с установкой по сжиганию отходов. Примером такого сочетания являются камеры для сушки пиломатериала марок: «СКВК-12», «СКВК-24», «СКВК-36», «СКВК-48». Камера предназначена для сушки пиломатериалов хвойных и лиственных пород. В качестве топлива используются отходы деревообрабатывающего производства: опилки, обрезки, щепа. Теплоносителем является горячая вода.
Энергетический комплекс (ЭК) служит для сжигания опилок (стружки, щепы, обрезок), нагревания воды и подачи ее в сушильную камеру. ЭК состоит из загрузочного бункера, подающего шнека, камеры предварительного сжигания (газогенератора), водяного котла и циркуляционного насоса. Опилки засыпаются в бункер, снабженный ворошителем, и далее поступают в шнековый конвейер, работающий в автоматическом режиме «подача-пауза» в соответствии с заданной программой. Шнек осуществляет дозированную подачу в узел предварительного сжигания опилок, в котором происходит процесс газификации, т.е. практически полного превращения топлива в горючие газы. Факел горящего газа направляется в котел, где происходит нагрев воды. Вода циркулирует в системе под давлением за счет гидронасоса. Производительность сушильной камеры определяется количеством сыпучих древесных материалов потребляемых ею за час.
Энергетические установки АГГУ являются современным оборудованием, предназначенным для сжигания сыпучих древесных отходов с грануляцией до 30 мм и кусковых отходов длиной до 0,7 м. Влажность топлива 6-60%. В состав энергетической установки входят: бункер для сыпучего топлива, шнековый транспортёр подачи топлива, газогенератор, водяной котёл и комплект оборудования системы автоматики энергетической установки. Установки АГГУ предназначены для нагрева воды в системах теплоснабжения сушильных камер, а также для отопления жилых и производственных помещений и т. п.
Опилки (стружка) или щепа засыпаются в бункер, снабженный во -рошителем, и далее поступают в шнековый транспортер, работающий в автоматическом режиме "подача-пауза" в соответствии с заданной на контроллере программой. Шнек осуществляет дозированную подачу топлива в газогенератор, в котором происходит процесс газификации, т.е. процесс практически полного превращения топлива в горючие газы. Факел горящего газа направляется в камеру сгорания котла, в котором происходит нагрев воды. Обрезки и кусковые отходы сжигаются непосредственно в топке котла. Контроллер - программатор обеспечивает поддержание и регулировку температуры теплоносителя с точностью ± 1 °С. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом.
Принципиальным отличием энергоустановок АГГУ, выпускаемых ООО «Ками-Станкоагрегат», по сравнению с энергоустановками слоевого сжигания, в которых топливо подаётся непосредственно в камеру сжигания водяного котла, является наличие в составе установки газогенератора, имеющего систему автоматического регулирования режима работы. В газогенераторе реализуется простой, хорошо проверенный способ преобразования твёрдого топлива в газообразное.
На стадии газификации топливо, подаваемое в дозированном количестве в камеру газообразования, нагревается раскалённым реактором, разлагается на углерод, водяной пар, смолы и масла. Дальнейшая реакция между углеродом и кислородом воздуха обеспечивает температуру, достаточную для образования окиси углерода (СО) главного горючего компонента вырабатываемого газа. Смолы и масла разлагаются на газы, содержащие водород. Минимальная теплотворная способность газа - 1100 ккал/м . Внедрение современных западных технологий, новых износостойких материалов позволило улучшить потре-бительские свойства энергетических комплексов и поставить их на один уровень с ведущими западными производителями, такими как ЦшсотГог! (Италия). Энергетические комплексы могут производить отопление жилых и производственных предприятий. Модель энергетической установки выбирается в зависимости от площади помещения.
При отоплении производственных помещений, ангаров, гаражей, мастерских, теплиц и других помещений больших объемов экономически эффективнее использовать воздушное отопление. Такую возможность дают Мобильная тепловая станция (МТС) «Емеля» с воздушным теплоносителем, изготавливаемые проектно-производственной фирмой «Георгий». При использовании этих установок не понадобятся радиаторы, трубы, насос и вода. Система воздушного отопления обеспечивает достаточный воздухообмен, улучшающий
самочувствие работающих. Кроме того, в зданиях с сильной вытяжкой или со слабой изоляцией, приток теплого воздуха создает положительный баланс давления и не позволяет холодному воздуху проникать в помещение.
Топка тепловой станции оборудована модульными плитами из жаропрочного бетона. Тяга осуществляется естественным путем без принудительных дымососов и наддува. Регулирование процесса горения и температуры теплоносителя осуществляется гидравлической автоматикой. Точность регулирования ±3° С. Система колосниковых решеток позволяет сжигать и кусковое, и сыпучее мелкофракционное топливо. В установках с воздушным теплоносителем нагревающийся воздух не смешивается стопочными газами. Время выхода на номинальный режим 40 мин. Максимальная температура теплоносителя 120°С. Технические характеристики выбираются в зависимости от мощности энергоустановки При использовании в качестве сушильного агента теплого воздуха, который вырабатывает МТС «Емеля», не требуется большого расхода электроэнергии или пара в случае применения сушильных камер с водяными радиаторами. Простая система регулирования температуры теплоносителя позволяет легко и своевременно устанавливать в камере необходимый технологический режим для качественной сушки.
Твердотопливные водогрейные котлы серии Еу-к на основе топок «ОПКТ» предназначены также для горячего водоснабжения, отопления и технологических нужд. В качестве топлива используются крупные кусковые отходы деревообработки, дрова, брикеты из опилок. Котлы выпускаются мощностью 0,15; 0,25; 0,5 МВт.
Ковровский завод котельно-топочного и сушильного оборудования производит тепловые установки, работающие на отходах деревообработки (опилки, щепа) и твердом древесном топливе, которые необходимы для оснащения сушильных комплексов. Тепловые установки предназначены для отопления помещений, сушки пиломатериала. Их применение позволяют решать проблемы как малых предприятий, так и крупных хозяйств с развитой инфраструктурой. В конструкции используется механическая топка с наклонной колосниковой решеткой, футерованная жаропрочным шамотным кирпичом. Теплообменник секционного типа позволяет быстро заменить неисправную секцию, что дает возможность увеличить срок эксплуатации оборудования и его ремонтопригодность. Температура теплоносителя регулируется автоматически.
Станции, работающие на отходах деревообработки и твердом топливе, выпускаются двух типов - с воздушным и водяным теплоносителем мощностью от 100 до 5000 кВт. Для загрузки в топку мелкофракционного топлива используется механизм подачи, который представляет собой конвейер с оперативным бункером объемом до 4 м . Интересным решением является разделенная подача топлива из бункера и прием его в топке, что дает возможность снизить нагрузку на винт шнека, увеличить размер топливной фракции до щепы, уменьшить время на монтаж оборудования. Фирма выпускает модульно -блочные механизированные котельные большой мощности, топливом для которых служат отходы деревообработки. Тепловым агентом является вода. Тепловая энергия
может быть использована для сушки пиломатериала и отопления помещений различного назначения.
Некоторые фирмы предлагают оборудование для сжигания древесных отходов, стоимость которого несколько ниже, но быстрая сгораемость топок, плохое качество горения, применение непрочных материалов, неудобство обслуживания, отсутствие средств механизации при загрузке топлива сводят на нет это кажущееся преимущество. Стоимость оборудования завода КТСО достаточно высокая, но тем не менее оно является инвестиционно -привлекательным для отечественного производителя, так как в 3-4 раза ниже стоимости импортного оборудования того же класса.
Зарубежные фирмы часто применяют древесные отходы для получения тепловой энергии, необходимой для сушки пиломатериалов. Фирма «Нарди» является одним из крупнейших в мире производителей сборно - металлических сушильных камер вместимостью от 10 до 200 и более м древесины. В комплекте могут поставляться котельные, работающие как на жидком и газообразном топливе, так и на древесных отходах. Бойлерными установками по сжиганию твердых отходов снабжаются и сушильные камеры КоеАег (США).
В БГИТА разработаны системы обогревания горячим воздухом сушильных камер, предусматривающих иные схемы его подачи. Первая предусматривает размещение установки сжигания отходов вне камеры, а вторая - в камере. В первой схеме требуется установка маломощного вентилятора (до 0,5 кВт), а во второй - не требуется. Кроме того, импульсный принцип работы камеры позволяет отказаться от традиционных приточно-вытяжных систем, необходимости проведения влаготеплообработки.
Установка сжигания отходов конструкции БГИТА с успехом может использоваться для отопления других сушильных агрегатов (камер для сушки фруктов, зерна и др.), производственных помещений, индивидуальных домов и бань, теплиц и т. д. с использованием специальной системы обогрева.
Пока еще рано делать анализ работы установок, т.к. очень скупа информация. Однако при их выборе потребитель должен иметь некоторые первоочередные ориентиры:
обеспечение необходимой тепловой мощности; для трех одноштабельных камер она может не превышать 50 кВт (веерной подключение);
использование всех видов древесных отходов, включая опилки; незначительный расход древесного топлива (15.. .30 кг /час); наличие дополнительной камеры дожигания, позволяющей обеспечить практически полное отсутствие дыма и снижение выброса вредных веществ в атмосферу;
возможность размещения установки внутри помещения; при небольших габаритных размерах масса установки не должна превышать 500 кг.
