Запущена котельная на коре
В декабре 2018 года запущена в работу водогрейная котельная с одним котлом. Котельная установка с котлом КВ-В-10-115 мощностью 10 МВт с вихревой топкой «Торнадо» предназначена для выработки тепловой энергии при сжигании щепы и кородревесных отходов. Котлоагрегат работает с принудительной циркуляцией воды при рабочем давлении до 0,6МПа (6 кгс/см2) и температурой нагрева воды до 115 оС.
Котел оборудован вихревой топкой с колосниковой решеткой и механизированной подачей топлива двумя шнековыми питателями из расходного бункера. Измельченные коро-древесные отходы подаются в расходный бункер котла скребковым конвейером в автоматическом режиме по показаниям датчиков нижнего и верхнего уровня.
Таблица 1 — Техническая характеристика котельного агрегата КВ-В-10-115.
|
№ |
Наименование |
Ед.измерения |
Значение |
|
1. |
Тепловая мощность котла |
Гкал/ч (МВт) |
8,6 (10) |
|
2. |
Номинальный расход воды через котел |
м3/ч |
286 |
|
3. |
Номинальное давление воды |
МПа (кгс/см2) |
0,6 (6,0) |
|
4. |
Температура воды |
|
|
|
|
на входе |
°С |
85 |
|
|
на выходе |
°С |
115 |
|
5. |
Гидравлическое сопротивление |
МПа (кгс/см2) |
0,1 (1) |
|
6. |
Топливо (проектное) |
– |
КДО |
|
7. |
К.П.Д. котла |
% |
83,0 |
|
8. |
Температура уходящих газов |
°С |
160 |
|
9. |
Срок службы |
лет |
Не менее 10 |
Габаритные размеры котла (мм) с помостами и лестницами составляют:
Длина 10340;
Ширина 4200;
Высота 8180.
Котел устанавливается непосредственно на подготовленный фундамент.
Котел в составе котельной установки поставляется двумя блоками и комплектуется котельно-вспомогательным оборудованием.
В котле помимо водогрейных поверхностей нагрева предусмотрен рекуперативный двухпоточный воздухоподогреватель, предназначенный для подогрева воздуха, подающегося в топочной камере для горения.
Подача дутья осуществляется двумя вентиляторами. Два вентилятора через систему воздуховодов обеспечивают подачу первичного и вторичного дутья соответственно. Система подачи дутья оборудована шиберами для настройки распределения воздуха между дутьевыми зонами первичного дутья под колосники и группами сопел вторичного дутья.
Подача топлива производится шнековыми питателями ТШ-230.
Для автоматической очистки поверхностей нагрева котла от натрубных отложений установлены 6 пневмогенераторов ПГ25/8.
Крупные фрагменты золы из топки удаляются водоохлаждаемым шнеком в скребковый конвейер золоудаления.
Удаление сбитых натрубных отложений и осажденной летучей золы из конвективного блока происходит потоком отходящих дымовых газов.
Устройство котлоагрегата
Котел стальной водотрубный с принудительной циркуляцией. Общий вид котла представлен на рисунке 1.
Подача топлива в топку котла из расходного бункера осуществляется двумя шнековыми питателями. Дозирование топлива осуществляется частотным приводом шнеков.
Форма вихревой топочной камеры приближена к цилиндрической, ограничивающими стенами. На боковых станах топочной камеры располагаются круглые газовыпускные окна. Нижняя часть стен топки футерована огнеупорным кирпичом. Подача вторичного дутьевого воздуха через специально расположенные на стенах сопла для формирования циклонного эффекта внутри топочной камеры. Циклонный эффект обеспечивает удержание и дожигание легких топливных частиц и продуктов неполного сгорания, причем по наиболее эффективной схеме – за счет увеличения времени пребывания частиц в факеле и ступенчатой подачи дутья.
В нижней части топочной камеры расположены наклонный колосник двухстороннего воспламенения и механическая слоевая топка. Слоевая топка заканчивается шнеком для автоматического вывода золы и шлака. Все колосники механической топки имеют водяное охлаждение, не перегреваются и имеют срок службы не меньший, чем у, собственно, трубной системы котла.
Вихревые топки «Торнадо» обеспечивают надежное удержание легких парусных частиц в вихревом факеле до их полного выгорания. Наличие вихревого факела способствует интенсификации сушки влажного топлива на наклонном колоснике, а горизонтальная механическая топка дожигает коксовый остаток и излучением разогревает верхнюю часть топочного объема с вихревым факелом. Соответственно совокупность принципов факельного и слоевого сжигания обеспечивают быструю подготовку (подсушку), воспламенение и стабилизацию горения слоя влажных кородревесных отходов.
Рисунок 1 – Общий вид котла.
Схема организации топочного процесса «Торнадо» уникальна, запатентована и ее эффективность подтверждена эксплуатацией десятков котлов на различных видах топлива и теплоносителях.
После топочной камеры, по ходу газов, расположена конвективная гладкотрубная поверхность нагрева с шахматным расположением труб в пучках. Конвективные пучки оборудованы устройствами пневматической ударной обдувки. Под конвективной поверхностью нагрева установлен бункер СВУ с эжекторами для частичного осаждения уноса и возврата его по системе пневмотранспорта в топочную камеру на дожигание.
Воздух, используемый для горения влажного топлива, подающийся в топочную камеру, подогревается в блочном воздухоподогревателе, установленном непосредственно над блоком котла.
Отработанные продукты сгорания дымососом направляются на очистку в золоуловитель и далее в дымовую трубу.
Работа котлоагрегата
Вихревая топка «Торнадо» котла КВ-В-10-115 работает в режиме факельно-слоевого сжигания топлива. Благодаря пережимному экрану с газовыпускным окном мелкое топливо сжигается во взвешенном состоянии во вращающемся вихревом факеле. При этом мелкие выносимые частицы удерживаются в топке за счет циклонного эффекта, а более крупные оседают на колосник с шурующей планкой. Вихревой поток мелкого топлива и дутья предотвращает спекание слоя, обеспечивает равномерное перемешивание горящих частиц с окислителем и глубокое выжигание из них горючих веществ.
При работе котла горящий слой топлива стабилизирует горение в вихре, т.е. в надслоевой части топки. И наоборот, вихревой факел, дожигающий унос и летучие за счет искр и излучения, ускоряет воспламенение и горение слоя.
Распределение и количество подаваемого в сопла и под решетку воздуха устанавливается шиберами и регулируется частотными преобразователями.
Топливо
Котел рассчитан на использование коры и коро-древесных отходов, а также растительных отходов со сходными теплотехническими характеристиками:
- Влажность рабочей массы Wr=40-55 %
- Зольность рабочей массы, не более Аr=7%
- Теплота сгорания рабочей массы Qрн= 7,5-12,5 МДж/кг (1800-3000 ккал/кг)
- Гранулометрический состав – не крупнее 100 мм, по наибольшей стороне частиц.
Таблица 1.2 – Состав и характеристики коры, используемой при теплотехнических испытаниях
|
Показатель |
Обозначение |
Единица измерения |
Значение |
|
Влажность на рабочую массу топлива |
Wr |
% |
56,2 |
|
Влажность аналитическая |
Wa |
% |
5,8 |
|
Зольность сухого топлива |
Ad |
% |
3,6 |
|
Выход летучих сухого беззольного топлива |
Vdaf |
% |
80,4 |
|
Общая сера сухого топлива |
Sd |
% |
0,04 |
|
Низшая теплота сгорания |
Qri |
ккал/кг (МДж/кг) |
1803 (7547) |
|
Высшая теплота сгорания |
Qd |
ккал/кг (МДж/кг) |
5151 (21652) |
Характеристики разных партий используемого в котельной топлива, имеют значительный разбег по основным показателям, однако в целом топочный процесс с вихревой топкой обеспечивает стабильную работу во всем используемом диапазоне.
Наладка и результаты испытаний
Теплотехнические испытания с наладкой режимов работы проводились при сжигании коры хвойных пород с добавлением и без добавления щепы.
В результате проведения пусконаладочных работ было установлено, что котел КВ-В-10-115 обеспечивает необходимые параметры работы: нагрузку – до 10 МВт при расходе КДО 5700 кг/час.
Работа котла продемонстрировала хорошую стабильность. Вихревая топка позволяет легко растапливать котел из холодного состояния и быстро выходить на режим. Наличие слоя топлива на колоснике обеспечивает устойчивость пламени, запуск вихревой топки из горячего резерва возможен через несколько часов после прекращения подачи топлива.
