Индустриални котли на твърдо гориво - традиция и алтернатива - списание АКВА-ТЕРМ - отопление,

котли
Въглищата са традиционно гориво за промишлени котли на твърдо гориво. Делът му в горивния баланс на българските котелни е над 40%. Типичните проекти на битови котли на твърдо гориво са разработени преди много години. На тяхна база бяха формирани няколко серии оборудване, произведени от котелни заводи в цялата страна. Котлите от една и съща серия, произведени в различни заводи, са до голяма степен сходни, но имат редица конструктивни характеристики, присъщи на оборудването на конкретни предприятия. Разбира се, местните производители също се занимават с модификация на оборудването.

Като пример, помислете за въглищен водотръбен котел с ръчна горивна камера KV-R-0.8-95 (фиг. 1) с мощност 800 kW, произведен от завода Dorogobuzhkotlomash (област Смоленск) и предназначен за производство на топла вода с температура до 95 ° C при налягане до 6 бара. Състои се от горивна камера, конвективен димоотвод и рамка с горивно устройство. Горивната камера е екранирана от тръби, влизащи в колекторите. На страничния екран е монтирано устройство за управление, което поддържа необходимия вакуум в пещта. Конвективната нагревателна повърхност е разположена в трипътен газопровод. На тавана има люкове за почистване и проверка. Котелът е оборудван с топлоизолирани пепелоуловители. Вентилаторът и вратата за отстраняване на пепел и повреда са разположени в предната част на котела. Котелът е с газонепропусклива конструкция и фабрична топлоизолация. Предвидено е монтирането на вентилатори за принудително подаване на въздух. Освен това за почистване на котела може да се използва генератор на ударна вълна, който е монтиран в корпуси на страничните екрани на горивната камера. Гориво - въглища, изгорени върху неподвижна решетка. Зависи отвид въглища, възможно е изгаряне с нагрят въздух. Зареждането с гориво и почистването на котела се извършват ръчно.

индустриални
В по-големите котли като правило се използват различни средства за автоматизация - подаване на гориво към пещта, отстраняване на шлаката и др. По този начин водотръбният котел KVM-2,5KB с мощност 2,5 MW (произведен от Бийския котелен завод, Алтайски край) има механична горивна камера с винтова греда (TShPm). Пещта се състои от блок на пещта, неподвижни и подвижни решетки, бункер за подаване на гориво, шнек и вентилатор. Балансирана тяга се осигурява от димоотвод. Горивото (твърд или лигнит) се подава от конвейер през бункер за подаване на гориво и се изгаря на слой върху тръбна решетка с водно охлаждане. Винтът, задвижван от електрически мотор, разпределя горивото върху решетката и предотвратява синтероването. Отстраняването на шлаката от решетката също се извършва с винтова греда и транспортьор за отстраняване на пепелта.

Разпространени са механизирани горивни камери с различни конструкции, заедно с горивни камери с винтова греда. Верижна механизирана пещ е оборудвана например с котел KVZ-TS-4 с мощност 4,64 MW, произведен от завода Bum-Mash (Ижевск) за изгаряне на въглища или кафяви въглища.

индустриални
Днес някои местни производители оборудват своите котли с ъглови решетки (ECG) с водно охлаждане от неръждаема стомана за изгаряне на нискокалорични въглища в така наречения полукипящ слой.

Специално за изгаряне на антрацит са разработени котли Carbocal (фиг. 3) на немската фирма Omnical. Те са оборудвани с една или две шахтови пещи и са с мощност от 0,5 до 2,5 MW. Оптималният режим на горене се постига чрез комбинация от разпределен първичен и контролиран вторичен приток на въздух в пещта. Инингигоривото в бункера за съхранение и по-нататък в шахтата на котела се извършва чрез маркуч. Отпадъците от горенето се отстраняват в пепелника с помощта на винтов транспортьор. Работата на котлите е напълно автоматизирана, поддържа се дистанционно управление.

По-голямата част от българския парк котли на въглища са собствено производство. Нашият пазар включва оборудване от заводите на Борисоглебския котелно-механичен завод (област Воронеж), котелния завод в Ижевск, завода в Киров (област Калуга), машиностроителния завод в Нижни Новгород, котелния завод в Псков, Балткотломаш (Санкт Петербург), Пролетарски авангард (област Санкт ская) и други предприятия. Този списък далеч не е пълен - само в Санкт Петербург има повече от десет производители на котелно оборудване за твърдо гориво.

По наша информация продажбите на вносни котли на твърдо гориво с промишлен капацитет в България все още са рядкост. Чуждестранното оборудване е представено от продуктите на Ferroli (Италия), Thermax (Индия), Erensan (Турция) и някои други компании.

гориво
Нарастването на интереса към използването на дървесно гориво в чужбина има няколко причини. Първо, както вече беше споменато, разширяването на използването на възобновяеми горива, включително дървесина, се разглежда като възможност за намаляване на зависимостта от внос на енергоносители - газ и течни горива. Втората причина е екологичната безопасност на растителното гориво, което отделя същото количество CO2 по време на изгаряне, което е абсорбирало от атмосферата по време на растежа. Трето, отпадъци от дървообработваща, селскостопанска и други индустрии, където има достъп до собствени големи източници на твърдо гориво (дървесни отпадъци, въглища, торф, люспи ии др.) се разглеждат като вид местно гориво, чието използване в непосредствена близост до мястото на производство е рентабилно. Последната причина е актуална и за нашата страна.

Дървесината се изгаря под формата на дърва за огрев или фини структури като талаш и стърготини. Най-удобният вид дървесно гориво са пелетите, получени от натрошени и пресовани дървесни отпадъци. Дървесните пелети са с диаметър от 4 до 10 mm и дължина от 20 до 50 mm. Калоричността на 1 кг пелети е над 4 kWh/kg (3440 kcal/kg).

Използват се следните варианти за изгаряне на дървесни отпадъци: във вихрови горелки (за дребни отпадъци), на решетки (подвижни и неподвижни, с или без разпределителен стокер), в реторта, кипящ слой, пиролизни устройства, във ротационна пещ.

Най-често срещаният вид изгаряне на дървесно гориво е върху подвижна решетка. Движението на решетката му осигурява движението на горящото гориво и отстраняването на пепелта. Първичният въздух се подава директно под решетката, вторичният и третичният - през страничните канали. Температурата на изгаряне на дървесината е около 1200 °C.

Пример за битово оборудване от този тип могат да бъдат водогрейните котли от серията KVT (фиг. 4) с мощност от 100 до 3000 kW, предлагани от компанията за котли Kovrov (регион Владимир). Предназначени са за изгаряне на дървообработващи и растителни отпадъци с всякакво съдържание на влага (стърготини, стърготини, кора, дървени стърготини) и готова дървесина (дърва за огрев, пелети). Изгарянето на насипно или на бучки гориво става върху наклонена чугунена решетка. Изгарянето се извършва в четири зони: изсушаване, отделяне на летливи частици и тяхното запалване, интензивно изгаряне, доизгаряне на CO в факела. Всички зони се захранват с въздух чрез вдухване и доизгарянефенове. Горивото се подава към горното стъпало на скарата чрез винтов конвейер или хидравличен тласкач. В зависимост от мощността на съоръжението почистването на пепелника се извършва ръчно или чрез винтов транспорт без спиране на котела.

Голям брой подобно оборудване се произвежда в чужбина. Такъв пример са водотръбните двуходови котли WoodMatic на италианската фирма Ferroli, предназначени за изгаряне на готова дървесина и дървесни отпадъци. Горивото се доставя от шнеков транспортьор, запалването - от горелка за газ или течно гориво, изгарянето - върху решетка. Преносът на топлина се осъществява както чрез конвекция, така и чрез излъчване. Работата на котела се контролира от автоматизация: сензори за топлинна ефективност контролират скоростта на подаване на дървесина към решетката, вентилатори за първичен и вторичен въздух в зависимост от вида на горивото.

Друг пример са котлите BioMatic с мощност от 220 до 500 kW на австрийската фирма Herz за изгаряне на дървесен чипс и пелети. Принципът на работа на котела е показан на фиг. 5. Топлообменът във вертикалните димоотводи се подобрява от турбулатори, които изпълняват и почистваща функция. Горивният процес е напълно автоматизиран.

Различни котли с решетка за дървесно гориво в нашата страна се произвеждат от PG "Поколение" (Березовски, Свердловска област), "Teplouniversal" (Санкт Петербург), "Uraltekhmontazh" (Ижевск) и други заводи. Сред чуждестранните производители са Arimax (Финландия), Danstoker (Дания), Faci и Uniconfort (Италия), Grandeg (Латвия).

Наред с директното изгаряне на дървесина се използва пиролиза - изгаряне на пиролизни газове, смесени с въздух, в резултат на термичното разлагане на дървесината в отсъствието на въздух. Основните предимства на товатехнологии - дълго време на горене на натоварване и липса на нужда от скъпи устройства за почистване на димни газове. Пиролизата може да се използва за изгаряне не само на дървесно гориво, но и на различни твърди битови и промишлени отпадъци, включително токсични (каучук, твърди утайки от отпадъчни води и др.).

По тази схема работят инсталации Pyromat ECO на австрийската фирма KOB с мощност 150 kW. Широчината на товарната зона е 550 или 1080 мм в зависимост от версията. Това ви позволява да удължите времето на горене на един товар до три дни. Управлението на котела е напълно автоматизирано, горенето и газоразпределението се контролират от микропроцесорен панел Ecotronic. Гориво - дърва за огрев, пелети, дървесни отпадъци. (Компанията KOB Mawera (Австрия), също специализирана в котли на дърва, стана част от Viessmann, чието оборудване ще бъде достъпно у нас чрез представителството на този концерн.)

В чужбина котлите за пиролиза на дървесина с мощност над 100 kW също се произвеждат от финландската компания Sermet. Като пример за български пиролизни котли, нека назовем газовите генератори на дърва от серията Eu (номинална мощност - от 100 до 400 kW) и Eu-K (от 150 до 500 kW), предлагани от компанията Ecodrev (Твер).

Не само традиционните горими вещества, като дърва, въглища или торф, могат да служат като твърдо гориво за котли. Разработени са технологии, които позволяват използването на цял набор от отпадъци за тази цел - различни органични вещества, които често се изхвърлят без печалба или дори срещу заплащане. Биомаса, растителни отпадъци, стъбла, люспи, кори и други отпадъци от селското стопанство и промишлеността могат да се използват за генериране на топлинна енергия.

Пример за битово оборудване за широка гама твърди горивамогат да служат продуктите на компанията "Petrokotel-VCKS" (Санкт Петербург). Предлаганите от компанията котли KV-FO, KV-TS, KE, DKVr с мощност от 1,3 до 2,3 MW, оборудвани с високотемпературни пещи с кипящ слой, се използват за изгаряне на дървесина и промишлени отпадъци, отсевки, въглища от различни степени.

Един от водещите световни производители на оборудване за изгаряне на твърдо гориво е индийският концерн Thermax. Котлите от сериите Combipac, Multimax, Multipac и Woodpac могат да изгарят 135 различни вида твърди горива. Видът на оборудването, неговите характеристики и технически характеристики, системата за автоматизация и управление се избират директно за конкретен вид гориво, необходимостта от топлинна мощност и други условия на работа на оборудването.