Воздухонагреватели типа «дымовые газы/воздух» с топкой «пиролизного горения» на кусковых древесных отходах
Подписаться на раздел|
Использование кусковых древесных отходов в качестве источника энергии особенно актуально в технологических (сушильных) и отопительных установках для малых и средних предприятий деревообрабатывающей промышленности. Привлекательность этого вида топлива обусловлена его постоянным восполнением в процессе производства и отсутствием сравнительно сложной технологии применения, как в случае опилок или пеллет. Температура горения и соответственно эффективность процесса тем выше, чем меньше влажность древесины. Т.к в производство идут уже высушенные пиломатериалы, то отпадает необходимость предварительной подсушки обрезков. При этом на сушку одного куб.м древесины требуется примерно (0,1-0,2) куб.м древесных отходов, а при обрезке одного куб.м необрезной доски их получается около 0,3 куб.м, т.е хватит ещё и на отопление. Элементарный весовой состав практически одинаков для древесины различных пород , поэтому будет одной и той же теплотворная способность 1 кг дров. Воздухонагреватели верхней загрузки на кусковых древесных отходах с теплообменником типа «дымовые газы/воздух», выполненные на базе слоевой топки с обращённым процессом горения и подводом дутья от нагнетательного вентилятора через фурмы первичного и вторичного воздуха ( т.н «пиролизной топки» ), могут применяться как в сушильных камерах конвективного типа, так и для обогрева (воздушного отопления) цехов и других промышленных помещений . Закладка дров производится через дверцы в средней и верхней части загрузочного бункера. Реакции, протекающие в газогенераторе обращённого процесса, описанные в литературе /1/, соответствуют тем, что имеют место в топке с тем отличием, что пиролизные газы не отводятся для дальнейшего потребления, а дожигаются при подаче к ним вторичного воздуха. Теплосъём с поверхности нагревателя осуществляется за счёт его наружного обдува потоком воздуха, создаваемого маршевыми вентиляторами сушильной камеры или естественной либо принудительной конвекцией при обогреве помещений. Процесс горения называется обращённым потому, что газы движутся сверху вниз в камере сгорания, являющейся нижним продолжением загрузочного бункера, от зоны их воспламенения к выходному её отверстию под действием разрежения за теплообменником аналогично тому, как это происходит в газогенераторе обращённого типа. Горение и газификация топлива происходит в самой нижней клинообразной футерованной части камеры сгорания в зоне фурм первичного воздуха, продукты неполного сгорания топлива, опускаясь по ходу своего движения, дожигаются ниже фурм вторичного воздуха в самой низкой и узкой- сопловой части камеры сгорания. Футеровка огнеупорным кирпичом камеры сгорания и особенно её сопла необходима для обеспечения максимально возможной температуры для полного дожигания и одновременно для защиты от высоких температур. Высокотемпературные газы далее меняют направление движения, попадая после сопла в нижнюю часть теплообменника- входную камеру, далее внутри жаровых труб с турбулизаторами поднимаются, отдавя тепло через стенки труб обтекающему их снаружи потоку воздуха, в выходную камеру теплообменника, из верхней части которого при температуре 100-150 °С отводятся в атмосферу под действием естественной тяги дымовой трубы или принудительно. Принудительное дымоудаление осуществляется с помощью стандартной котловой турбонасадки (например Лемакс или Proterm) или специального простейшего струйного эжектора на базе радиального вентилятора (например Bahcivan)- в этом случае нет опасности отложений на крыльчатке . Примечательно, что топки с верхней загрузкой не требуют автоматизации подачи топлива к очагу горения в промежутках между загрузками. Подача дров под их собственным весом осуществляется сверху вниз по мере выгорания нижележащих слоёв. Большой объём загрузочного бункера обеспечивает непрерывную работу между загрузками в течение 18 часов и более. Загрузка производится через дверцы на передней панели нагревателя без перерыва в процессе горения. Преимуществами воздухонагревателей с топками этого типа являются отсутствие ограничений по минимальной тепловой производительности агрегата (для котлов на опилках-минимум 100-200 кВт – это 1000-2000 кв.м отапливаемой площади, а для цеха 300 кв.м нужно 30 кВт) , отсутствие радиаторов и воды как промежуточного теплоносителя и связанной с её использованием опасностью «разморозки» зимой, простота и малая стоимость , а также дешевизна обслуживания установок, возможность автоматизации процесса управления и регулирования температуры в помещении. Регулирование тепловой мощности нагревателя осуществляется ступенчатым изменением подачи воздуха для горения от минимального до максимального значения за счёт изменения оборотов нагнетательного вентилятора или площади проходного сечения фурм. При этом происходит практически полное бездымное сгорание, обеспечиваемое настройкой соотношения расходов первичного и вторичного воздуха в пределах от 1 к 1 до 1 к 2 соответственно. Тепловой КПД нагревателя- не ниже 0,9. Расход топлива при его влажности 20% составляет около 2,5 кг в час древесных отходов на 10 кВт тепловой мощности или 3,8 полнодревесных куб. дм в час, что соответствует 5,7 складочных куб.дм в час (1 куб.дм = 1 л). В сутки нагреватель 10 кВт потребляет поленицу дров 0,14 куб.м. При кратном изменении потребной тепловой мощности соответственно меняется и расход топлива. Образовавшаяся зола сдувается потоком газов в зольник и составляет около 2% по весу от израсходованных дров, поэтому очищать зольник можно не чаще одного раза в 2-3 дня. Для этого служит специальная дверца. В качестве примера дровяных нагревателей этого типа можно привести автоматизированные теплоагрегаты «Энергия ВН30» и «Энергия ВН60» производства ООО Энергия-Ставрополь. Эти воздухонагреватели типа «дымовые газы/воздух» на базе топки «пиролизного горения» на кусковых древесных отходах с тепловой мощностью 30 кВт и 60 кВт предназначены для сушильных камер древесины конвективного типа с объёмом загрузки 20-25 куб.м и 40-50 куб.м или для обогрева (воздушного отопления) промышленных помещений площадью 300 кв.м и 600 кв.м соответственно. Аналогичную конструкцию бункера, топки и камеры сгорания имеют пиролизные водогрейные котлы многих марок- atmos, attack, vitolig, pyromat, естественно работающие в комплекте с радиаторами и системой водяной разводки. Литература: 1.Кутев И.Г. Судовые газогенераторные установки.1939.
|
|
|
