Объявление 2017 года в России годом экологии закрепляет новый подход, как основу ведения хозяйственной деятельности в будущем – с минимальным экологическим воздействием и ликвидацией имеющихся потоков отходов и свалок [1]. Правительством планируется разработка документов стратегического планирования, обеспечивающих комплексный план перехода России к модели экологически устойчивого развития территорий регионов и устранения экологических угроз на период до 2030г и перспективу до 2050г.
Компания «ПроЭнергоМаш» специализируется на проектировании, модернизации и производстве котлов, котельно-вспомогательного оборудования и их монтаже, а также разработке паровых двигателей для мини-ТЭЦ. Котлы, паровые, водогрейные, на антифризе и с высокотемпературными теплоносителями пригодны для распределенной энергетики и изготавливаются в различных вариантах:
- паровые (до 100т/ч, 3.9МПа, 440С), водогрейные мощностью до 70МВт;
- работающие на различных ископаемых топливах угле, торфе, отходах древесных и сельскохозяйственных типа лузги, шелухи, соломы и др. (универсальность по топливу);
- котлы — утилизаторы, в том числе с дожиганием утилизируемых отходов.
Рис 1. Модель вихревой топки
Ключевой моделью в разработках является низкотемпературная вихревая топка «Торнадо», реализующая технологию факельно-слоевого сжигания. Крупные и тяжелые фракции топливной смеси сгорают на механизированной колосниковой решетке, а мелкие и летучие компоненты удерживаются и выгорают в объеме топочной камеры внутри вихревого потока. Именно это позволило создать котлы универсальные по топливам и мощностному ряду.
Например, котоагрегаты, установленные за Полярным кругом в п. Хатанга вместо привозного кузнецкого каменного угля успешно сжигают местный дешевый Хатангский (2БВ) бурый уголь, не пригодный для сжигания в типовых слоевых топках.
Исторически вопрос в необходимости новых разработок возник в связи с утилизацией лузги подсолнечника после пуска Урюпинского маслоэкстракционного завода (МЭЗ). Планируемое сжигание лузги в котлах МЭЗ было затруднено, их нагрузку не могли поднять выше 30-40%.
Для вывоза многотоннажного потока лузги на свалку было задействовано до 6 автомашин в три смены, возникли экологические проблемы и недовольство населения из-за частого задымления города – свалка горела. Проблема: свалку лузги не потушить, а в котлах не сжечь. Подобные проблемы возникли также с появлением предприятий глубокой переработки древесины (пыль шлифования, опилки и стружка) и в сельском хозяйстве – лузга овса, сои, гречихи и др. с большим выходом легких парусных оболочек помимо основного производства. В связи с низкой насыпной плотностью, 50-250кг/м3, складирование и перевозка таких отходов проблематичны, разумнее их сжигать с использованием энергии по месту.
Анализ выявил две стороны проблемы:
- Трудность сжигания, легкие парусные частицы улетают, не выгорая; в слое сжигаемой лузги наблюдается кратерное горение, а над слоем топка холодная; унос оседает в дымоходах. В них часты пожары, коробление и выгорание стенок.
- При малой зольности лузги, от долей до нескольких процентов, в трубных пучках котлоагрегатов формировались мощные отложения золы, иногда за одну смену, забивая межтрубные проходы для дымовых газов.
В итоге котлы Бийского (БиКЗ) и других котельных заводов, оборудованные топками ПМ (Померанцева В.В. с зажатым слоем), Шершнева топки и просто слоевые, для сжигания растительных отходов оказались непригодны. Низкотемпературные вихревые топки (НТВ) тоже не позволили организовать их сжигание из-за слабого удержания частиц.