Дахин С.В. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях

Подождите немного. Документ загружается.

грейный режим всех выпускаемых Бийским заводом котлов

типа ДКВР (от ДКВР-2, 5-13 до ДКВР-20-13) [33].

На рис. 16 приведена схема потоков воды в котле

ДКВР-10-13 после реконструкции. Схема тщательно провере-

на в эксплуатации и показала высокую надежность и эконо-

мичность. Многократное пересечение водой поверхностей на-

грева обеспечивается за счет установки перегородок в верхнем

и нижнем барабанах. При расчетной тепловой мощности котла

10,5 МВт и расходе воды через котел 31,1 кг/с скорость воды в

экранных поверхностях нагрева составляет: во фронтовом эк-

ране - 1,019 м/с, в передней панели боковых экранов - 1,462,

заднем экране - 1,03 м/с.

Рис. 16. Схема потоков воды в котле ДКВР-10-13

При реконструкции все элементы котла остаются в за-

водском исполнении, за исключением установки двух допол-

нительных труб, соединяющих коллектор заднего экрана с

нижним барабаном.

6.1.4. Использование горючих отходов производства

Для предприятий перерабатывающих древесину и сель-

скохозяйственную продукцию имеется возможность сущест-

венно снизить затраты на топливо для котельных при частич-

ной либо полной замене традиционного топлива на отходы

своего производства – как растительная шелуха, лузга подсол-

нечника, отруби, биомасса, опилки, щепа и другие сельскохо-

зяйственные отходы. Ниже будут рассмотрены некоторые та-

кие схемы и устройства.

Согласно исследованиям типовые котлы не приспособ-

лены для сжигания лузги, измельченных растительных и дру-

гих горючих отходов. Например, у реконструированных на

сжигание лузги подсолнечника котлах, котельный пучок и

экономайзер быстро забиваются прочными отложениями золы,

что приводит к снижению теплопередачи и экономичности ра-

боты котлов. Котлы на лузге и других растительных отходах

могут удовлетворительно работать только с понижением про-

изводительности в 2 - 3 раза [34].

Частым и опасным явлением в котлах сжигающих луз-

гу, и особенно гречневую, являются пожары. Они периодиче-

ски возникают в дымоходах и золоуловителях по мере накоп-

ления не догоревших зѐрен и лузги. Из-за выброса искр и кон-

такта с раскаленными дымоходами, в периоды горения в них,

пожары могут перекинуться и на прилегающие территории.

Практически на всех котельных при сжигании лузги наблюда-

ются выбросы искр из дымовых труб, короба дымоходов и зо-

лоулавливающие циклоны ржавые, покоробленные от частых

пожаров.

Для утилизации лузги, торфа, опилок и других измель-

ченных растительных отходов предлагаются котлы с вихревы-

ми топками (рис. 17). В вихревых топках благодаря аэродина-

мической схеме обеспечивается глубокое низкотемпературное

выжигание горючих из частиц с одновременным устранением

образования внутритопочных и натрубных отложений, харак-

терных для высокотемпературных топочных процессов. Схема

организации топочного процесса пригодна для изготовления

новых котлов, а так же и для реконструкции котлов типа КЕ,

ДКВр, ДЕ и Е-1/9, паропроизводительностью от 0,5 до 25

т/час при КПД котлов около 82 %.

Рис. 17. Котлы КЕ-10, КЕ-4 и КЕ-2,5, оборудованные

вихревыми топками

При проектировании котельной установки на базе но-

вых или реконструированных котлов за котлом предусматри-

вается легко очищаемый стальной экономайзер. Топка выпол-

няется по индивидуальному проекту (с учетом вида основного

и резервного топлива, типа котла и др.) и вписывается в

имеющий топочный объем, в том числе с сохранением габари-

тов котла, что позволяет обойтись минимумом работ при ре-

конструкции. В таких котлах за вихревой топкой практически

нет выноса искр, интенсивное горение сосредоточено в камере

сгорания. Температура в вихревой камере не превышает уров-

ня начала размягчения и интенсивной возгонки золы. Продук-

ты сгорания охлаждаются в топке, не содержат липких, рас-

плавленных частиц золы и могут направляться для охлаждения

в конвективный газоход котла без опасности его зашлаковыва-

ния.

Наряду с индивидуально реконструируемыми, сущест-

вуют и серийно выпускаемые котлы для утилизации всех ви-

дов биотоплива [35].

Котлы серии Еу (теплопроизводителдьность – 100, 200

и 500 кВт) (рис. 18).

Рис. 18. Водогрейные котлы серии Еу

Котлы серии Еу позволяют сжигать следующие виды

мелкофракционного топлива: опилки, стружку, древесную ще-

пу, лузгу подсолнечника, костру льна, отходы ДСП, ДВП,

МДФ и т. п. Топливо так же может содержать крупнокусковые

отходы (обрезки) длиной до 500 мм до 30 % объема загрузки.

Номинальная тепловая мощность достигается при влажности

топлива не более 30 %. Загрузка топлива ручная либо механи-

ческая.

Котлы серии ДВК (теплопроизводителдьность – 100,

200, 500 и 800 кВт) (рис. 19).

Рис. 19. Водогрейные котлы серии ДВК

Котлы серии ДВК позволяют сжигать дрова, крупно-

кусковые отходы деревообработки (срезки, горбыль, оттор-

цовку) длиной до 1000 мм, брикеты из опилок, кусковой и

брикетированный торф. Топливо так же может содержать

опилки, стружку, щепу. Номинальная тепловая мощность дос-

тигается при влажности древесного топлива не более 50%. За-

грузка топлива ручная.

Котлы серии КВД (теплопроизводителдьность – 500,

800, 1200, 1600, 2000, и 2500 кВт) (рис. 20).

Рис. 20. Водогрейные котлы серии КВД

Механизированные водогрейные котлы серии КВД по-

зволяют сжигать следующие виды мелкофракционного топли-

ва: опилки, стружку, древесную щепу, лузгу подсолнечника,

костру льна, отходы ДСП, ДВП, МДФ и т. п. Номинальная те-

пловая мощность достигается при влажности топлива не более

30%. Загрузка топлива механизированная. Наибольший эф-

фект данной серии достигнут при сжигании отходов влажно-

стью 7 – 30 %.

Котлы серии АКМ (теплопроизводителдьность – 500,

800, 1200, 1600, 2000, и 2500 кВт) (рис. 21).

Рис. 21. Водогрейные котлы серии АКМ

Механизированные водогрейные котлы серии АКМ по-

зволяют сжигать следующие виды мелкофракционного топли-

ва: опилки, стружку, древесную щепу, кору, лузгу подсолнеч-

ника, костру льна, отходы ДСП, ДВП, МДФ, торф (как кусок,

брикет, так и фрезер), каменный уголь (в том числе и низкока-

лорийные сорта) и т. п. Загрузка топлива механизированная.

Котлы данной серии применяются для сжигания смеси мелко-

фракционного и кускового топлива (длиной куска не более 500

мм) заменой шнековой подачи в топку на толкатель. Номи-

нальная тепловая мощность достигается при влажности топли-

ва не более 30 %. Наибольший эффект данной серии достигнут

при сжигании отходов естественной влажности и выше.

Интересен опыт Индии в производстве паровых и водо-

грейных многотопливных котлов Сombipac boiler [36] (рис.

22).

Рис. 22. Многотопливный котѐл Сombipac boiler

Поскольку биотопливо – такое, как растительная шелу-

ха, лузга подсолнечника, отруби, биомасса, опилки, сельскохо-

зяйственные отходы и другое, доступны только 6 - 9 месяцев в

году, существует потребность в системах сжигания, способных

работать и на традиционном топливе – угле, лигните, торфе,

древесине, масле, мазуте, природном газе. А в ряде отраслей

необходимо сжигать еще и побочные продукты, например -

биогаз. Преимущество индийских котлов и состоит в способ-

ности работать как на биотопливе, так и на традиционном топ-

ливе.

Основные технические характеристики котлов:

- паропроизводительность до 30 т/час при сухости пара

98 %;

- теплопроизводительность до 10 МВт;

- КПД для традиционного топлива: уголь, лигнит – 82

%; для агротоплива – 80 %; для природного газа, дизельного

топлива, мазута – 88 %.

Для максимальной эффективности сжигания различного

топлива используются различные топки (рис. 23 - 25).

Рис. 23. Сжигание в псевдоожиженном слое

Рис. 24. Горизонтальная решѐтка (ручная подача топлива)

Рис. 25. Сжигание при пневматической подаче

6.1.5. Утилизация энергии пара и конденсата

Дросселирование и использование турбодетандеров

Дросселирование широко применяется в промышлен-

ности как средство регулирования и понижения давления пара.

Как правило, оно осуществляется при помощи дросселей и ре-

дукционных клапанов. Поскольку процесс дросселирования

является изоэнтальпийным (т.е., энтальпия в процессе не из-

меняется), он не сопровождается потерями энергии и, с точки

зрения первого начала термодинамики, имеет наибольший

возможный КПД. Однако дросселирвание с неизбежностью

является необратимым термодинамическим процессом, и сни-

жение давления сопровождается увеличением энтропии без

какой-либо полезной работы. Как следствие, при дросселиро-

вании теряется эксергия, и рабочее тело после снижения дав-

ления характеризуется меньшим содержанием энергии, при-

годной для полезного использования, например, в паровой

турбине.

Поэтому при необходимости снизить давление рабочего

тела желательно приблизить процесс к изоэнтропийному, по-

лучив дополнительную полезную работу при помощи турби-

ны. Если это оказывается невозможным, следует во всех слу-