Промышленные котлы отопления на твердом топливе: Промышленные котлы длительного горения “Суворов-М”

Промышленные котлы длительного горения “Суворов-М”

Котел для промышленных зданий должен отличаться повышенной эргономичностью и эффективностью. Качественный отопительный котёл «Суворов-М» соответствует этим требованиям. Поэтому многие владельцы и директора, выбирая котел на промышленный объект, отдают предпочтения именно ему.

Бесперебойная работа котла = прибыль на производстве

Котлы для промышленных котельных обладают высокой мощностью и способны поддерживать оптимальную температуру в помещениях с большой площадью. Их главное преимущество в том, что первичные затраты на оборудование системы отопления значительно меньше чем котельной на газовом топливе. А это обеспечивает меньшие затраты на создание и эксплуатацию системы отопления на основе твёрдотопливного котла на обозримую перспективу. Промышленные твёрдотопливные котлы являются автономными и функционируют без поставок газа или электроэнергии. Благодаря сравнительно низкой стоимости топлива такие котлы позволяют значительно сократить затраты на отопление и получение горячего водоснабжения.

Промышленные котлы на твердом топливе производят тепло за счет энергии, которая выделяется во время сгорания горючих материалов. При этом загрузка топлива может производится раз в несколько часов. На сайте представлены модели котлов, которые могут работать в системе отопления с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. Выбирая промышленные котлы на производство обязательно обращайте внимание на их технические характеристики. При любых вопросах обращайтесь к нашим специалистам. Они помогут разобраться в тонкостях создания системы отопления адаптированной к конкретным условиям эксплуатации, избежать грубых ошибок и сделать оптимальный выбор.

Установка на производство промышленных котлов не занимает много времени. Оборудование легко перевозить и монтировать на новом месте.

Почему стоит купить промышленный котел на твердом топливе?

• Снижаются затраты на создание и эксплуатацию системы отопления, по сравнению с системами отопления на основе других типов энергоносителей.
• Исключается зависимость от централизованной системы отопления.
• Промышленные водогрейные котлы работают в широком диапазоне мощностей, горят от 3 до 16 часов (в зависимости от мощности) на одной загрузке топлива.
• Можно подключать дополнительное оборудование без потери производительности.
• Показатели КПД у промышленных котлов отопления «Суворов-М» сопоставимы с аналогичными установками на газе.
• Футеровка топки защищает стенки от нагара и значительно продлевает срок службы котла.
• Промышленные твердотопливные котлы не требуют специфического технического обслуживания.

Делайте заявки на сайте или звоните, чтобы уже сейчас купить твердотопливный котел на производство!

Устройство и работа промышленного твердотопливного котла

Существует несколько требований, которым должны соответствовать промышленные твердотопливные котлы. К ним относится экономичность, достаточная мощность, производительность и соответствие нормам ППБ. Современные условия эксплуатации требуют использовать отопительное оборудование с максимальной автоматизацией процесса горения.

Типы промышленных котлов на твердом топливе

Современные промышленные котлы отопления на твердом топливе, отличаются внутренним устройством, принципом используемой работы и функциональными особенностями. Можно условно разделить все модели отопительного оборудования на несколько категорий, по следующим признакам:

• По принципу работы – классические агрегаты, уже практически не используются. Вместо них, все чаще устанавливают промышленные пиролизные котлы на твердом топливе длительного горения.
  Принцип работы газогенераторного оборудования основан на дожиге продуцируемого во время сжигания топлива, углекислого газа. Промышленный пиролизный котёл является наиболее экономичной моделью. Окупаемость оборудования достигается за 2-3 отопительных сезона.
• По степени автоматизации – промышленные твердотопливные водогрейные котлы отопления предлагаются с механической и ручной подачей топлива. Работа автоматических моделей, полностью контролируется микропроцессорным контроллером. Автоматика регулирует подачу топлива, нагнетание воздуха в топку и удаление продуктов сгорания.
  Современные модели, снабжены автоматическим сажеудалением. Использование контроллера увеличивает экономичность устройств, по сравнению с классическими моделями, на 30-40%. Дополнительная экономия от автоматизации, достигается за счет отсутствия необходимости в постоянном присутствии обслуживающего персонала в котельной.
• Дополнительные функции – помимо обогрева, котлы работают на производство горячей воды и пара.

Принцип работы промышленного твердотопливного котла не многим отличается от обычного бытового оборудования. Главным отличием является большая производительность и соответственно, увеличенный расход топлива.

Паровые тт котлы большой мощности

Промышленные паровые котлы большой мощности на твердом топливе, одновременно работают на нагрев теплоносителя и производство пара. Принцип работы заключается в следующем:

• Вода, поступающая в теплообменник, предварительно подогревается, нагретым в процессе горения топлива воздухом.
• Сжигание топлива происходит при высокой температуре. Вода, доводится до точки кипения и испаряется.
• Влажный пар поступает в специальный коллектор, где частички влаги удаляются. После этого, пар дополнительно подогревается до необходимой температуры.

Паровые промышленные котлы делятся на две категории, по теплообменнику внутри устройства. Различают жаротрубные и водотрубные агрегаты.

В отличие от агрегатов, работающих на нагрев теплоносителя до температуры 60-90°С, расчет мощности парового котла, выполняются по специальной формуле Q = 0.001163 × {D × (iп-iп.в)} / η. Провести все необходимые подсчеты, может только грамотный специалист теплотехник.

Водогрейные промышленные тт котлы

Устройство промышленных водогрейных тт котлов, не предусматривает производство пара, как в предыдущей модели отопительного оборудования. Котлы для промышленного использования отличают следующие характеристики:

• Универсальность – практически все твердотопливные агрегаты разрабатываются так, чтобы быть способными работать на любом виде твердого топлива: дровах и отходах древесины, угле, опилках, торфе и брикетах. КПД моделей несколько ниже, чем у бытового оборудования, что компенсируется неприхотливостью оборудования к качеству топлива.
• Высокая производительность – водогрейные промышленные котлы имеют производительность до нескольких мВт. Одновременно с нагревом теплоносителя, осуществляется подогрев воды для ГВС. Промышленное оборудование способно отапливать помещения большой площади или целого коттеджного поселка.

Промышленные пиролизные котлы длительного горения, имеют конструкцию, позволяющую заранее подготовить топливо для процесса газогенерации. Для процесса газогенерации требуется, чтобы влажность сырья была не выше 30%. В топочную камеру нагнетается воздух, предварительно подогревающий и просушивающий топливо.

Требования к помещению для установки промышленного тт котла

Твёрдотопливные промышленные котлы большой мощности, устанавливаются в отдельно стоящем помещении, используемом под нужды котельной. К зданию предъявляются высокие требования относительно пожарной безопасности.

Требования оговаривают следующее:

• Котел устанавливается отдельно от промышленных помещений и топливного хранилища.
• В систему отопления обязательно включается система водоподготовки и безопасности. Для защиты котла от повышения температуры, устанавливается группа безопасности, состоящую из манометра, датчика сброса давления и воздухоотводчика.
• Осуществляются мероприятия по обеспечению безопасности. Регулярно проводится влажная уборка, предотвращается скопление пыли. При использовании угля в качестве основного топлива, устанавливаются пылеуловители. Устанавливаются герметичные светильники с металлическим защитным каркасом.
• Стены и пол помещения облицовываются негорючими материалами.
• Требование по промышленной безопасности оговаривают необходимость в свободном подъезде к котельной и наличия пожарного гидранта. Обязательно устанавливают пожарный щит со средствами пожаротушения и индивидуальной защиты.

В промышленной котельной устанавливают средства сигнализации и оснащают помещение системой автоматического пожаротушения.

Блочно-модульные котельные на твердом топливе

Для удобства потребителей и упрощения монтажа, в заводских условиях собираются полностью укомплектованные и готовые к работе котельные.

Существует два типа модулей:

• Контейнерная блочно-модульная котельная на твердом топливе. Компонуется в утепленных металлических контейнерах, устанавливаемых с помощью погрузочной техники. Преимуществом конструкции является возможность свободно комплектации и увеличения производительности станции по желанию заказчика. Недостатком – высокие требования, предъявляемые к монтажу и большие временные затраты на установку.
• Передвижные блочно-модульные котельные на основе твердотопливных котлов. Станции устанавливаются на автомобильную раму с колесами. По своей конструкции, напоминают автомобильный прицеп. Станция легко монтируется и подключается, но имеет ограничения, относительно производительности и комплектации.

Независимо от выбранного типа, БМК укомплектовываются следующим:

• Отопительным оборудованием – БМК оснащаются моделями мировых производителей котлов. По желанию, можно выбрать немецкий Buderus или отечественный ZOTA и т.п.
• Автоматикой – в котельной устанавливают пульт управления. За работой котла следит один оператор, контролирующий процесс нагрева теплоносителя. Автоматика полностью регулирует рабочий процесс: подачу топлива и воздуха.
• Системой водоподготовки и безопасности.

Расход топлива в БМК составляет на 20-30% меньше чем в промышленных котлах, приобретаемых отдельно. Благодаря заводским настройкам и комплектации, удается добиться максимального КПД и экономичности.

Требования к БМК на твердом топливе

Главным преимуществом отдельностоящих блочно-модульных котельных на твердом топливе, является отсутствие необходимости в получении дополнительных разрешений на установку и эксплуатацию.

Во время сборки модуля, все устанавливаемое оборудование регистрируется в органах государственного надзора, в частности Ростехнадзоре. После компоновки, завод изготовитель приглашает представителя органов надзора и осуществляет запуск, и ввод станции в эксплуатацию.

Потребитель получает полностью готовую котельную. Все приборы и оборудование настроены и готовы к эксплуатации. Для начала работы, потребуется подключить энергоснабжение и систему отопления к специально предназначенным для этого отводам. После этого можно запускать БМК.

Технические характеристики БМК на твёрдом топливе, полностью соответствуют заявленным производителем и не меняются в процессе эксплуатации. Монтаж и подключение котельной осуществляет представитель завода изготовителя. При необходимости допускается самостоятельное подключение.

Стоимость БМК на твердом топливе

На стоимость БМК влияет несколько факторов:

• Установленный котел – промышленные отопительные котлы на твердом топливе, отличаются в цене, в зависимости от производителя, принципа работы и других технических характеристик. Отечественные модели, стоят в 2-3 раза дешевле, что в конечном итоге отражается на полной стоимости котельной.
• Комплектация – на себестоимость также влияет наличие или отсутствие системы автоматической подачи топлива и золоудаления, автоматики, блока дистанционного управления, сантехузлов и комнаты персонала. Каждая дополнительная опция увеличивает стоимость БМК.

Полный расчет по стоимости, выполняется только после согласования комплектации и дополнительных опций. Наиболее выгодно приобретать котельную «под ключ». В таком случае, цена будет включать весь спектр услуг по настройке и подключению БМК, и не поменяется в процессе установки.

Промышленные котлы: Твердотопливные, Газовые и Электрические

Промышленные котлы – это мощные стационарные агрегаты, главным предназначением которых является нагрев воды. Такие котлы имеют высокую мощность, а потому их размеры немалые. Их можно устанавливать лишь в специальных помещениях, которые соответствуют нормам безопасности и техническим инструкциям применения, которые обычно указываются производителем.

Где применяются промышленные котлы

Если объекты располагаются вдали от газовых магистралей, применяются промышленные твердотопливные котлы. В отличие от газовых агрегатов они более сложны в эксплуатации. Помимо этого требуется создать специальное помещение, где будет храниться твердое топливо. В случае если нет возможности использовать оборудования другого типа, такие котлы незаменимы.

Промышленные газовые котлы широко востребованы для обогрева как крупных жилых, так и административных объектов в Москве, Санкт-Петербурге и регионах. Их можно купить и в качестве отопительной системы в цехах, промышленных зданиях и подсобных помещениях. В отличие от систем, функционирующих благодаря электроэнергии, использование такого оборудование позволяет значительно сэкономить.

Какие преимущества у промышленных котлов

Котлы промышленного назначения обладают следующими достоинствами:

• современные агрегаты, работающие за счет твердого топлива или газа, оснащены системой контроля пламени, что значительно упрощает их применение и повышает показатели безопасности;
• газовые котлы для промышленных объектов обладают высокой производительностью и КПД. Их применение выгодно с финансовой точки зрения, так как газ является наиболее доступным по цене природным топливом;
• благодаря промышленным агрегатам любого вида можно создавать отопительные комплексы с высокой мощностью;
• водогрейные промышленные котлы монтируются в кратчайшие сроки, для их эксплуатации можно применять различные виды топлива. Есть возможность регулировать работу агрегатов в зависимости от климатических условий;
• обеспечивается высокий уровень безопасности, исключается попадание продуктов горения в атмосферу помещения;
• современные промышленные агрегаты работают стабильно и практически бесшумно;
• встроенная в котлы система автоматики упрощает процесс эксплуатации;
• агрегаты изготавливаются из прочных материалов, благодаря чему обеспечивается долговечность оборудования;
• водогрейные электрические промышленные котлы в процессе эксплуатации способны выдавать КПД до 90%;
• несмотря на высокую мощность промышленных котлов, их цена остается доступной.

Какие бывают промышленные котлы

В зависимости от вида применяемого топлива различают следующие виды котлов:

1. Газовые. Наиболее экономичный вид промышленных котлов. Обладает уменьшенным выбросом вредных веществ, поскольку топливо при работе сжигается полностью.
2. Дизельные. Имеют схожие с газовыми котлами технические характеристики. Единственным отличием является вид применяемого топлива. Во многих странах дизельное топливо считается основным топливом для сжигания, в то время как в России оно применяется в качестве резервного.
3. Комбинированные. Главной особенностью такого оборудования является возможность применения сразу двух видов топлива. Агрегаты работают за счет сменных горелок или твердого топлива. В качестве материала для сгорания может быть применен как газ, так и дизельное топливо.
4. Твердотопливные. Такое оборудование незаменимо в отдаленных от газовых магистралей местах. Промышленные котлы отопления на твердом топливе чаще всего работают на угле, который в России является одним из наиболее дешевых видов твердого топлива.

Устройство промышленных котлов

По конструктивным особенностям различают следующие виды современных котлов:

• газотрубные – это устройства, поверхность которых изготовлена из особых трубок. При этом каждая из них обладает определенным диаметром. Благодаря этим трубам осуществляется перемещение продуктов сгорания. Данный вид оборудования известен также как жаротрубный. Теплообмен происходит за счет нагрева воды, находящейся вне трубок.
• водотрубные – устройства, состоящие из кипятильных трубок, по которым и перемещается вода. Процесс теплообмена происходит благодаря нагреву трубок с помощью горячих продуктов сжигания. Сегодня данный вид оборудования стремительно вытесняет с рынка газотрубные котлы.

Каждый из вышеописанных видов устройств имеет свои плюсы. Какой именно вид оборудования выбрать зависит, прежде всего, от типа предприятия, необходимой производительности и других факторов.

Выбираем промышленный твердотопливный котел

Для крупных предприятий различной сферы деятельности, которая связана с эксплуатацией помещений большой площади, актуальным становится вопрос отопления. Огромные внутренние пространства заводских цехов, залы и помещений транспортной и социально-общественной городской инфраструктуры нуждаются в мощной системе обогрева.

Существующие на сегодняшний день варианты обогрева больших внутренних пространств достаточно разнообразны. В каждом отдельном случае выбирается оптимальная схема обогрева, которая способна решать поставленные перед ней задачи. Главным элементом отопления в промышленных масштабах являются котлы большой мощности, способные работать в длительных режимах и выдавать огромное количество тепловой энергии.

В чем секрет популярности твердотопливных промышленных котлов

Особое место в модельном ряду отопительных агрегатов большой мощности занимают котлы твёрдотопливные для промышленного назначения. Интерес к подобной технике в последнее время значительно возрос. Причина такой популярности твердотопливных котлов заключается в их высокой эффективности. Рост цен на природный газ вынуждает владельцев предприятий, фирм и компаний, использовать другие виды топлива, стараясь добиться снижения расходов на отопление в холодный период.

Современные модели, которые выпускаются отечественными и зарубежными производителями обладают не только огромной мощностью, но и представляют собой высокотехнологичное оборудование. Теперь при оценке параметров промышленного отопительного прибора оценивается не столько его мощность, сколько экономичность, эффективность и безопасность эксплуатации.

Практически любая автономная система отопления, оборудованная на предприятии – это сложный комплекс, объединяющий в себе различные устройства, приборы и механизмы. Промышленный твердотопливный котел является на сегодняшний день лучшим инженерным решением, особенно если есть возможность получить постоянный доступ к источнику твердого топлива. Уголь, дрова, пеллеты или торфяные брикеты, любой из перечисленных видов органического топлива дешевле природного газа. В любом регионе нашей страны всегда есть возможность выбора, какому виду топлива отдать предпочтение.

Для справки: 100% целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих предприятий в стране используют для системы отопления собственные отходы производства. Установка на предприятии одного или нескольких промышленных котлов, работающих на пеллетах или вторичном сырье, способна полностью решить вопрос обогрева производственных помещений и горячего водоснабжения.

*
Для предприятий деревообрабатывающей отрасли задача организации отопления вообще решается автоматически. Пиролллизные котлы, работающие на дровах и пеллетах, успешно справляются с поставленными перед ними задачами. Топливо в данной ситуации имеет неисчерпаемый ресурс. Аналогично организовано снабжение топливом для предприятий и компаний разного профиля, которые расположены в промышленных зонах. Близость железнодорожных путей облегчает поставку угля или кокса, которые используются в качестве топлива для твердотопливных котлов.

Особенности промышленных котлов на твердом топливе

Нагревательные приборы, используемые в производственных целях, имеют не только большую мощность, но и соответственно, крупные размеры. Установка промышленного твердотопливного котла требует подготовленного помещения, которое должно отвечать всем необходимым нормам и стандартам безопасности.

Как правило, установкой, подключением и обслуживание промышленных твердотопливных котлов занимаются специализированные предприятия, обладающие соответствующей технической базой и квалифицированными кадрами.

Твердотопливные котлы относятся к категории промышленного оборудования, если их мощность составляет 100 кВт и более. В среднем принято считать:

• котел мощностью в 100 кВт способен отапливать помещение площадью 1000 м²;
• котел мощностью в 300 кВт рассчитан на отопление производственных помещений, площадь которых достигает 3000 кв. м;
• некоторые модели промышленных котлов развивают мощность в 1МВт и более.

Складские помещения, заводские цеха обогреваются за счет работы нескольких нагревательных котлов, которые подключены в единую систему отопления. Суммарная мощность в некоторых случаях может доходить до 10МВт. Такие отопительные системы используются в основном на металлургических и горно-обогатительных предприятиях, где в большом количестве имеется природное топливо и требуется обогрев огромный производственных площадей.

Для справки: котел мощностью в 1,5 МВт способен организовать эффективное отопление промышленного предприятия среднего уровня, включая организацию системы ГВС.

*
Промышленные твердотопливные котлы оснащаются целым комплексом контрольно-измерительной аппаратуры, разнообразными устройствами и механизмами для удобной эксплуатации. На некоторых последних моделях нагревательного оборудования устанавливаются микропроцессоры для оптимизации системы управления.

В некоторых случаях предусматривается автоматизация процесса чистки и удаления сажи, что значительно упрощает и облегчает работу кочегара. Системы подачи топлива могут быть, как ручными, полуавтоматическими или полностью автоматизированными.

Основной конструктивной особенностью промышленных котлов является наличие стального теплообменника, сваренного из высокопрочной стали, толщина которой достигает 10 мм. Такой теплообменник способен выдерживать высокие температуры, очень удобен и практичен в плане эксплуатации.

Основные преимущества твердотопливных котлов промышленного типа

Главное преимущество промышленных твердотопливных агрегатов — максимально возможная экономия газа. Использовать газ для отопления промышленных объектов, непозволительная роскошь в наше время. Применение на производстве системы отопления на твердом топливе дает реальную экономию в 2-3 раза.

К другим преимуществам такого оборудования можно отнести следующие аспекты:

• износостойкость оборудования;
• универсальность;
• высокая рентабельность и скорая окупаемость;
• широкие возможности для применения и простота в обслуживании.

В плане износостойкости модели промышленных котлов отличаются высокими характеристиками. Использование для изготовления самых высококачественных материалов позволяет добиться длительных сроков эксплуатации.

Для справки: некоторые модели имеют гарантированный срок эксплуатации 10-15 лет.

Универсальность твердотопливных котлов заключается во всеядности в плане топлива. Любое доступное на данный момент органическое топливо можно использовать в качестве основного. Если говорить о рентабельности и окупаемости, промышленные твердотопливные агрегаты обладают высокой эффективностью в экономическом плане. Здесь работает соотношение: дешевое топливо в постоянных объемах – высокая теплоотдача, много тепла и длительная работа.

Вложенные в оборудование средства окупаются за 2-3 отопительных сезонов.

Большинство моделей, которые сегодня выпускаются, оборудованы специальными приспособлениями, которые обеспечивают минимальную зависимость от электрического снабжения. Подключение к автономным электрогенераторам гарантирует работу вытяжной вентиляции в ожидающем режиме, что позволяет промышленным котлам постоянно находиться в рабочем состоянии.

Заключение

Технический прогресс позволил на сегодняшний день создать совершенно новый тип нагревательного оборудования, к которому можно смело отнести промышленные твердотопливные котлы. Неприхотливые в работе, мощные и в то же время экономичные, такие агрегаты позволяют не только решать проблему с отоплением в промышленных масштабах, но и существенно экономить драгоценные средства при оплате за газ или электроэнергию.

Высокая технологичность котлов промышленного типа и простота конструкции делают их серьезными конкурентами газового оборудования. К тому же, сегодня наметилась тенденция в смене ориентации потребителей на альтернативные источники тепла.

Промышленный котел на твердом топливе, как лучший вариант отопления большого по площади помещения

Промышленные котлы «Лаворо эко» отличаются от обычных теплогенерирующих устройств тем, что имеют большую мощность и обладают чуть более крупными габаритами, чем традиционный твердотопливный котел для загородного дома .

Кроме котлов на твердом горючем, заводские помещения, вроде предприятий, школ, больниц, фабрик и цехов можно отапливать и электрическими, газовыми и комбинированными агрегатами.

Почему промышленные агрегаты на твердом горючем гораздо более выгодные?

Покупка подобного оборудования обычно считается более выгодным вариантом с точки зрения топлива.


Гораздо более экономично для какого-нибудь завода по переработке древесины или угля эксплуатировать именно такой агрегат, вместо электрического или газового, ввиду доступности и дешевизны топлива.
Таким образом, владелец убивает двух зайцев.

К тому же твердое топливо, может не только представлять из себя каменный уголь и дрова – вполне сойдут пеллетные брикеты, тот же антрацит, торф и бурый уголь. Данное горючее широко распространено по всей России, и характерно дешевизной и доступностью.

Дополнительный бонус:

При ситуации с предприятиями, специализирующимися на обработке древесины или угля, также решается вопрос об утилизации отходов. Вы не только избавляетесь от ненужного, но и используете отходы в качестве «подпитки» промышленного теплогенератора.

Разновидности промышленного отопительного оборудования:

Безусловно, современные котлы промышленного типа «Лаворо» (это агрегаты, у которых мощность не менее 100 кВт) включают в себя полный набор оборудования, позволяющий «поглощать» любые виды твердого топлива и генерировать полезную энергию. Но, также, существуют:

– Брикетные котлы

– Котлы на буром угле

– На древесине.

– Смешанные, комбинированные водогрейные устройства, позволяющие использовать практически любые виды твердого топлива.

Чаще промышленные котлы на твердом горючем «Lavoro eco» выбирают в роли более дешевой и экономичной альтернативы газовому оборудованию, либо, если владелец имеет доступ к недорогому сырью.

Еще немного «вкусных» преимуществ промышленного теплогенератора на твердом горючем:

1. Абсолютная автономность механизма. Вам не требуется ежечасно находиться поблизости. Даже загрузку топлива система выполняет самостоятельно.

2. Позволяет утилизировать отходы и получать из них тепло.

3.”Всеядность” – подойдет любое горючее твердого типа.

4. Надежная система безопасности.

5. Быстрый и простой монтаж и легкость бытового эксплуатирования.

6. Высокая мощность и КПД.

Хотите узнать больше о способах отопления и промышленных котлах?
Напишите нашему консультанту, и он ответит на ваши возникшие вопросы!

Котел на дровах промышленный ЦЕНА от

Промышленные котлы на дровах

Котельный завод «РЭП» г Барнаул производит широкий выбор промышленных котлов на дровах для отопительных и производственных котельных – с ручными топками на дровах. На нашем официальном сайте вы можете подобрать и купить промышленный дровяной котел по доступной цене, большинство предложенных моделей в наличии. К каждой модели опубликованы отзывы, фото, видео, технические характеристики, чертежи, устройство, принцип работы, схемы подключения, необходимое сопутствующее оборудование, стандартная комплектация и стоимость. Сравните модели промышленных котлов на дровах, соответствующие вашим требованиям, и выбирайте подходящие цены. Специалисты нашего завода проконсультируют Вас и помогут в подборе оборудования, как для отопления, так и для технологических нужд вашего производства. Кроме того, наш завод принимает заявки на изготовление котлов по индивидуальному техническому заданию. Мы поставляем промышленные котлы на дровах во все регионы России, Казахстана, Монголии, Таджикистана, Узбекистана, Белоруссии, Армении, Литвы.

Из-за особенностей топливообеспечения России отечественные стальные промышленные водонагревательные дровяные котлы являются одними из самых востребованных потребителями, наш барнаульский котельный завод производит промышленные котлы на дровах малой и большой мощности. Выбрать модель необходимой мощности достаточно легко, так как существует широкий модельный ряд котлов для сжигания древесного топлива.

Промышленные котлы на дровах имеют следующие преимущества:

• короткие сроки ввода в эксплуатацию;
• отсутствие необходимости регистрации в надзорных органах;
• длительный срок службы: 10-15 лет;
• низкая стоимость топлива;
• отсутствие сложных систем топливоподачи;
• экологичность.

Промышленные котлы на дровах: конструкция и принцип работы

Промышленные отопительные котлы на дровах и древесных отходах – стальные водотрубные компактные с ручной топкой в готовой обмуровке с различными топками.

Наш завод производит несколько вариантов производственных отопительных дровяных котлов:

• ручные модели дровяных котлов с чугунной колосниковой топкой или охлаждаемой уголковой решеткой;
• универсальные модели твердотопливных котлов уголь – дрова;
• котлы на дровах с подовыми кирпичными топками для топлива повышенной влажности и различной фракции – опилок, щепы, коры, больших поленьев, поддонов с гвоздями и скобами;
• автоматические котлы на древесном топливе с бункером и шнековой подачей для отходов деревопереработки с возможностью ручного сжигания поленьев.

Каждый стальной промышленный дровяной котел состоит из двух частей – топочной и конвективной. Топка котла в свою очередь состоит из нескольких панелей: боковых, потолочной, задней и фронтовой. Она экранируется газоплотными панелями, а вход в конвективную часть оборудуется поворотной камерой.

Горение древесного топлива в ручном котле осуществляется на колосниковой решетке из чугуна со специальными отверстиями для золы. Зола, проваливаясь сквозь эти отверстия, подпадает в короб. Еще один такой короб располагается под конвективной частью. Для рациональной загрузки топлива фронтовая плита оснащается двумя загрузочными дверцами, расположенными друг под другом. Также для облегчения загрузки большего количества топлива топка выполняется в увеличенном размере, что способствует и лучшему сгоранию мелких и летучих частиц.

При сгорании дров в котле излучается тепло, передающееся панелям путем радиационного и конвективного обмена и нагревающее воду. Горячие газы выходят вверх через дымовую трубу. Для предотвращения подсоса холодного воздуха промышленные трубные котлы на дровах имеют наружную изоляцию, выполненную из плит ПТЭ с обшивкой из листовой стали. Конвективная часть котла представляет собой два блока, состоящих из конвективных пакетов. Каждый пакет – это стальные трубы, которые ввариваются в шахматном порядке в стояки.

Промышленный водогрейный котел для сжигания сырых, влажных дров и древесных отходов изготавливается с подовой топкой из шамотного кирпича. Кирпич, нагреваясь дополнительно подсушивает влажное топливо, а большая топочная камера, позволяет загружать негабаритные дрова. Такие модели промышленных дровяных котлов обычно изготавливаются по индивидуальному техническому заданию, с учетом фракции топлива и особенностей котельной и технологии заказчика.

Необходимая высокая скорость и турбулентность воды достигается за счет большого количества перегородок. Температура теплоносителя на выходе достигает 95 -115 °С при рабочем давлении 0,3 – 0,6 МПа. Таких показателей вполне достаточно для отопления и водоснабжения жилых и производственных помещений дровяным промышленным котлом.

Очистка промышленного дровяного котла

Очистка конвективных поверхностей от продуктов сгорания осуществляется через специальные лазы и люки. Для удаления шлама, образующегося в трубах, нижние коллекторы снабжены дренажными устройствами, а в верхних коллекторах для спуска лишнего воздуха предусмотрены воздушники. Грамотная настройка дутья и тяги помогает избегать излишнего образования сажи и золы.

Котлы промышленные на дровах работают по принципу сжигания топлива в топочной камере и передачи тепла одному из теплоносителей – пару или воде. Для эффективной циркуляции воды в котлы используются сетевой и подпиточный насосы. Они обеспечивают усиленную турбулизацию и большую скорость воды, что предотвращает возникновение зон застоя, предупреждает образование накипи и коррозии.

Дровяные промышленные котлы выполняются в легкой обмуровке. Топочный блок изолируется газоплотными панелями, вокруг устраивается каркас из профильной трубы. Непосредственно на котельный блок укладываются теплоизоляционные панели ПТЭ, затем котельный блок обшивается стальными листами. Температура наружной стенки котла в процессе эксплуатации не более 40 °С.

Для обеспечения безопасной эксплуатации промышленные дровяные теплогенераторы оснащаются запорно – регулирующей и предохранительной арматурой, а также контрольно-измерительными приборами. Подача воздуха в топку регулируется автоматикой.

КИП и А промышленных котлов на дровах и древесных отходах

При монтаже на участке водоподводящего трубопровода после задвижки, непосредственно перед входом во входной и на выходном трубопроводах котла устанавливаются по одному манометру и термометру.

Предохранительные клапаны предназначены для защиты котла от превышения давления, без их установки промышленные водогрейные котлы на дровах не могут эксплуатироваться. На выходном трубопроводе устанавливаются не менее двух предохранительных клапана. Конструкцией клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы котла. Предохранительные клапаны следует размещать в местах, доступных для осмотра. Предохранительные клапаны должны иметь устройства (отводные трубы) для защиты обслуживающего персонала от ожогов при срабатывании клапанов. Среду, выходящую из предохранительных клапанов, отводят за пределы помещения. Конфигурация и сечение отвода должны быть такими, чтобы за клапаном не создавалось противодавление. Отводящие трубопроводы должны быть защищены от замерзания и оборудованы устройствами для слива конденсата, причем как на отводящих трубопроводах, так и на сливных устройствах не должно быть запорных органов. Срабатывание предохранительных клапанов для защиты котлов от превышения в них давления должно быть отрегулировано более чем на 10 % расчетного (разрешенного).

Щит управления совместно с электрооборудованием предназначен для управления работой промышленного дровяного котла и защиты его при возникновении аварийных ситуаций. На двери щита расположены сигнальная лампа и органы управления работой котла, с табличками, указывающими их назначение. По месту либо на стенке щита крепится сигнальная сирена.

Автоматика котлов на дровах

Отечественные промышленные котлы на дровах управляются автоматикой. Назначение автоматики – предупреждение аварий при работе с помощью световой и звуковой сигнализации, а также ручного управления дутьевым вентилятором и дымососом. К автоматике может быть подключено дополнительное электротехническое оборудование, управление которым, как и базовым оборудованием, может осуществляться вручную, так и автоматически в зависимости от контролируемых параметров работы котла.

Функциональные возможности автоматики позволяют произвести ручной пуск и автоматическую остановку установки.

Аварийная остановка с индикацией причины аварии и подачей звукового сигнала производится при:

• понижении и повышении давления на выходе из котла;
• повышении температуры на выходе из котла;
• понижении разряжения в топке котла.

Автоматика не позволяет пуск котла при выходе за пределы аварийных параметров. Перечень контролируемых параметров может быть расширен в соответствии с техническим заданием Заказчика.

Также наш завод производит полностью автоматические котлы на древесных отходах, в которых автоматика регулирует все процессы сжигания топлива – розжиг, температуру и качество сжигания топлива.

Размещение промышленных котлов на дровах

Размещение и монтаж промышленного дровяного котла в котельной должно производиться в соответствии с:

• проектом,
• СП 89.13330. 2012 «Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76», «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок (утв. приказом Минэнерго РФ от 24 марта 2003 г. N 115)»
• «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 388 К (115 °С)».

Купить промышленный котел на дровах

Для того чтобы купить промышленный дровяной котел, вы можете оформить заявку в отделе сбыта по телефону (38-52) 29-97-41 (42), либо оформить заявку онлайн. Наши менеджеры дадут консультацию по подбору вспомогательного оборудования для выбранных вами моделей и рассчитают стоимость доставки до вашего региона и населенного пункта. Также предлагаем вам выполнить проект реконструкции котельной.

угольное и дровяное оборудование, промышленные котлы

Все более популярными и востребованными становятся специальные твердотопливные водогрейные котлы. В процессе работы устройства используют исключительно твердое топливо, которое считается в настоящее время наиболее доступным и недорогим. Несомненное достоинство этого оборудования – создание автономной отопительной системы при отсутствии возможности подключения к газовой магистрали.

Содержание

Классификация: угольные и дровяные котлы

Твердотопливные котлы успешно применяют для устройства системы отопления и горячего водоснабжения жилых помещений и промышленных объектов.

Котлы на твердом топливе можно разделить на три группы:

Современные устройства, которые осуществляют свою работу на твердом топливе, выпускаются в нескольких основных модификациях. Несмотря на некоторые отличия, они характеризуются определенным количеством общих особенностей.

Например, для работы системы отопления используется тепло, получаемое от сгорания определенных материалов – уголь, торф или дрова (например, котел водогрейный дровяной). Температура теплоносителя в процессе выхода из отопительного агрегата не превышает 100 градусов.

Водогрейные котлы используются для обеспечения дома горячей водой и теплом. Поэтом сегодня такая услуга, как установка водогрейных котлов стала сегодня весьма популярной.

Подробнее о водогрейных котлах читайте здесь.

Современные производители предлагают покупателям устройства, изготовленные из стали, которая отличается высокой устойчивостью к разрушительной коррозии при высокой температуре, и чугунные, которым также не страшна коррозия, при этом присутствуют более высокие показатели прочности.

Чугунные считаются более долговечными в сравнении со стальными, но характеризуются достаточно большим весом. Даже при относительно невысокой мощности, требуется установка оборудования на прочный фундамент.

Универсальное твердотопливные и промышленное оборудование

При необходимости можно приобрести универсальные твердотопливные устройства, которые в состоянии работать на нескольких видах горючего.

Процесс их эксплуатации отличается относительной простотой. Подобные устройства, в отличии от котлов, работающих на одном виде топлива, имеют более низкий показатель КПД.

Универсальный твердотопливный котел оснащается  камерой для сжигания дров, кокса, угля, брикетов. Кроме того, при необходимости можно установить специальные горелки для газа или жидкого топлива.

Промышленные котлы на твердом топливе используются для отопления помещений и получения горячей воды для таких объектов, как производственные цеха, школы, больницы, многоквартирные дома и другие административные здания.

Применение таких систем позволяет снизить затраты на отопление на 30-50% в сравнении с агрегатами, которые в качестве топлива используют газ.

Почти все промышленное отопительное оборудование образует в результате работы отходы в виде дыма, газа или пепла. Для обеспечения безопасности необходимо устанавливать дополнительные дымоходы, обеспечивать естественную или принудительную вентиляцию. При сгорании, например, пеллетов, образованный пепел можно использовать как удобрение.

Современные котлы оснащаются системами автоматического регулирования различной степени сложности, предназначенными для обеспечения безопасной работы котла без постоянного присутствия людей.

О том, какие бывают марки водогрейных котлов, читайте здесь.

Наиболее бюджетным вариантом среди твердотопливных устройств является отопительное оборудование, которое работает на дровах и торфе, а самыми дорогими считаются  – котлы угольные водогрейные.  Чем дешевле топливо для системы, тем больше будет стоимость отопительного устройства.

В настоящее время становятся популярными пиролизные промышленные котлы. В своей работе они не только используют энергию сжигаемого топлива, а и вторичный газ. Стоимость пиролизного устройства несколько выше, чем других видов твердотопливных котлов, но система быстро окупается.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества:

• Доступность. Данное оборудование представлено в широком ассортименте. Всегда можно подобрать наиболее оптимальный котел, который соответствует тем или иным требованиям.
• Невысокая стоимость топлива. Это одно из главных достоинств. Экономический эффект будет ощутим на протяжении всего срока эксплуатации оборудования.
• Экологичность. Продукты горения, которые выделяются в процессе работы, не оказывают вред на окружающую среду.
• Высокая автономность. В регионах, где нет возможности подключится к газовой магистрали и электросети, или данные ресурсы являются дорогостоящими, вариант твердотопливного оборудования является эффективным и позволяет организовать автономную отопительную систему и горячее водоснабжение.
• Безопасность и простота эксплуатации.

Водный режим котла – поддержание определенных качеств, показателей поступающей в паровой котел питательной и циркулирующей в нем котловой воды.

О том, какие работают водогрейные котлы, читайте здесь.

К недостаткам следует отнести:

• Необходим периодический контроль топлива, которое находится в котле и дозагрузка при необходимости.
• Если топливо некачественное, то уменьшается эффективность работы оборудования.
• Периодическая чистка котла от золы, пепла и сажи.
• Наличие помещения для запаса топлива.
• Только напольный вариант установки, так как оборудование имеет значительный вес.

Несмотря на имеющиеся недостатки, данное оборудование отлично себя зарекомендовало и успешно применяется для устройства эффективных и экономически выгодных отопительных систем и обеспечения горячего водоснабжения в бытовых и производтвенных условиях.

Котлы на твердом топливе | Бойлер Hurst

Котельные системы на биомассе HURST укрепят вашу прибыль за счет сокращения или даже полного устранения ваших затрат на энергию и утилизацию за счет сжигания возобновляемых источников топлива, также известных как биомасса.

Сорок лет опыта в проектировании и производстве систем котлов на твердом топливе и биомассе и более 10 000 установок по всему миру сделали Hurst самым популярным в отрасли котлом на твердом топливе.

Херст Boiler предоставляет своим клиентам поддержку и знания, необходимые для проектирования, изготовить и установить полные твердотопливные котельные системы из системы хранения топлива через снижение выбросов выхлопных газов. Различные конструкции гибридных дровяных котлов подходит для производства пара высокого давления или горячей воды в различных диапазонах от 3,450 до 60,000 фунтов / час (3,4 ммBTU – 60 ммBTU) производительность от 100 до 900 PSI.

Паровые котлы, работающие на биомассе, водогрейные котлы и установки STAG прямого нагрева для твердотопливных систем


Конфигурации влажного и сухого топлива

Котлы Hurst, работающие на твердом топливе, специально разработаны для использования широкого диапазона стандартных и альтернативных видов топлива для котлов на твердом топливе и биомассе, например:

Сельскохозяйственная биомасса Волокно агавы Резервное копирование: газ и / или нефть Кора Колотые отходы мельниц Куриный помет Уголь

Строительный мусор Корпуса Топливо для свиней King Grass MSW Бумага для стружки Строгальный станок

Рисовая шелуха Резина Шлифовальная пыль Опилки Стружка Шлам Багасса сахарного тростника

Сервис

Hurst Boiler располагает полностью обученным персоналом инженеров по обслуживанию твердотопливных котлов, а также обширным запасом запасных частей.Чтобы быстро реагировать на потребности наших клиентов, мы обслуживаем сложное оборудование, чтобы обеспечить самые последние улучшения в поддержке котлов, оборудовании, производстве, установке, устранении неисправностей и помощи в эксплуатации. Наша приверженность качеству и быстрому обслуживанию непревзойденна.

Другие твердотопливные системы и компоненты, поставляемые с котлом Hurst

• Деаэратор (системы подпиточной воды)
• Хранение угольных бункеров
• Конвейеры для топлива
• Вентиляторы с принудительной тягой и воздушные системы
• Конвейеры для золоудаления
• Вентиляторы с принудительной тягой и воздушные системы
• Hurst Brand Refractories Automated Control Systems
• Системы дозирования топлива
• Системы обратной закачки золы
• Выхлопные трубы и дымоходы
• Контроль и мониторинг выбросов
• Противопожарные двери и решетки
• Системы нагнетания сажи

Универсальность, надежность, простота эксплуатации

Используя стандартные детали, компоненты и конфигурации, мы можем изготовить, часто в очень короткие сроки, конфигурации паровых установок, адаптированные к конкретным требованиям заказчика.Мы также приветствуем нестандартные, экспериментальные и сложные работы.

Мы встраиваем качество и надежность в каждую систему, потому что ничего меньшего не подойдет. Наш многолетний опыт и приверженность нашим клиентам позволили разработать надежную систему, способную выдерживать непрерывную работу в суровых промышленных условиях.

Разработан, сконструирован и проштампован в соответствии с требованиями Американского общества инженеров-механиков. Проверено и зарегистрировано Национальным советом инспекторов котлов и сосудов высокого давления.

Твердотопливные котлы Viadrus Продуктовая линейка

Viadrus, основанная в 1888 году, более века Имея опыт, изготавливает одни из лучших изделий из чугуна быть иметь. Котлы Viadrus – одно из их высших достижений компания создала как по форме, так и по функциям. Котлы профессионально спроектированы для обеспечения максимальной теплопередачи и эластичности чтобы позволить себе долгий срок службы.

Котлы Viadrus – очень экономичный вариант и предлагают множество возможностей твердого топлива. Как с автоматом, так и с Доступны котлы с ручным питанием: дрова, пеллеты или уголь – это наука. Котлы Viadrus прошли сертификацию согласно UL391 и CSA-B366.1.

Теперь доступно в США и Канаде через AHONA Heating Products & Distribution LLC и их филиалы.

	Hefaistos П1 Котел Hefaistos P1 чугунный пиролитический секционный. спроектирован котел низкого давления с загрузочным бункером из листового металла. для сжигания кусковой древесины. Котел неисправен в Серии выходной мощности 30-100 кВт по номеру сегментов.
	Геркулес ECO – Стиль прибора Автоматический котел на древесных пеллетах на выходе из 7 до 42 кВт предназначены для экономичного и экологичного отопления. с требованиями к автоматическому режиму работы и минимальным спросом по обслуживанию котла.
	Геркулес ECO – Индустриальный стиль Автоматический котел на древесных пеллетах на выходе из 7 до 42 кВт предназначены для экономичного и экологичного отопления. с требованиями к автоматическому режиму работы и минимальным спросом по обслуживанию котла.
	Лигнатор Lignator – это современный котел, предназначенный для сжигания дров. Агрегат соответствует самым строгим экологическим стандартам и также достигает отличной эффективности.Котел спроектирован для закрытых систем с принудительной циркуляцией отопительной воды. В обязательном порядке закрытое отопление в системах используется предохранительный клапан для защиты от перегрева. устройство для предотвращения перегрева и обеспечения защиты котла.
	Геркулес U 26 Котел чугунный на твердом топливе, предназначенный для сжигания из кокса, каменного угля и древесины классическим огневым способом.Котел выпускается мощностью от 8 до 72 кВт. Это может использоваться для систем с гравитационной циркуляцией и принудительная циркуляция воды.
	Геркулес U 24 Котел чугунный для сжигания твердого топлива бурый уголь, твердый уголь и кокс путем сжигания в строжайших экологических достижение требований.Котел выпускается в выходной мощности. от 13 до 74 кВт в зависимости от единиц и отработанного топлива. Может использоваться в системах с гравитационной циркуляцией. и принудительная циркуляция воды.
	Экорет Автоматический котел на древесных пеллетах, каменном и буром угле. уголь предназначен для экономичного отопления с автоматическим включением эксплуатация и минимальные требования к обслуживанию котла.В котел выпускается мощностью от 4,5 до 25 кВт.
	Вулканус Автоматический котел на древесных пеллетах и ​​/ или угле в его мощность от 6 до 35 кВт предназначена для экономичного и экологического отопление с требованиями к автоматическому режиму и минимальным требование на обслуживание котла.
	Геркулес DUO Котел чугунный комбинированный с двумя камерами сгорания предназначен при работе в ручном режиме для сжигания кокс, каменный уголь и кусковая древесина.В автоматическом режиме вы можете сжигать каменный уголь, бурый уголь или древесные гранулы, поставляемые из резервуар. Мощность котла от 7 до 25 кВт в автоматическом режиме. режим, от 5 до 22,5 кВт в ручном режиме.
	Геркулес Зеленый Eco Therm Котел автоматический на пеллетах.Доступны два размера – 25 кВт и 32 кВт. Green Eco Therm разработан с автоматическая подача топлива. Его работа обеспечивает простую и надежный комфорт отопления при минимальных эксплуатационных посещаемость. Качественный чугунный котельный барабан котла обеспечивает долговечность котла.

Котлы отопительные твердотопливные – Урал-Пауэр

Котлы отопления на твердом топливе

ЗАКАЗАТЬ СО СКИДКОЙ

Компания «Урал-Пауэр» производит отопительные котлы, работающие на твердом топливе (Твердотопливные отопительные котлы) мощностью от 0,1 МВт до 15 МВт.Отопительные котлы «Урал-Пауэр» изготавливаются по модельному ряду.

Водогрейные котлы (промышленные котлы) выпускаются с ручной и автоматизированной системами подачи топлива.

• угольные котлы;
• котлов на древесном топливе;
• котлов на пеллетах;
• котлов на древесных брикетах;
• лузговых котлов;
• котлы на древесном топливе;
• котлов на опилках;
• стружечных котлов;
• торфяных котлов.
Промышленные котлы

имеют ряд преимуществ перед аналогами:

• отопительные котлы КПД не менее 85% за счет эффективной конструкции котла и топки;
Твердотопливные котлы
• имеют большой объем камеры сгорания для уменьшения кратности загрузки в ручном режиме;
• высокая скорость дымовых газов и теплоносителя отопительных котлов;
• не требуется установка водоподготовки для промышленных котлов большой мощности;
Промышленные котлы
• – малогабаритные, оптимальное соотношение веса и мощности для установки в блочно-модульных котельных;
• удобство обслуживания, простота обслуживания и чистка поверхностей котлов отопления;
Отопительные котлы
• не требуют строительства специального фундамента;
Высокопроизводительные промышленные котлы
• полностью «готовы к работе», легкая теплоизоляция позволит Вам сократить работы и затраты при установке;
• отопительные котлы, оборудованные топкой из огнеупорного кирпича и воздухонагревателями, могут гореть при влажности топлива до 65%;
• котла с подтвержденным сроком эксплуатации не менее 12 лет ;
• сертифицирован в РФ и странах СНГ;
• автоматические зерноуловители со шнековым устройством в бункер или отвал;
• автоматическая подача топлива из топливного бункера в топку котла.

Отопительные котлы «Урал-пауэр» доступны для покупки уже сейчас или вы можете оформить заказ на котел, изготовленный опционально по вашим требованиям. Цена промышленного котла зависит от номинальной тепловой мощности и комплектации котла.

Вы можете получить бесплатную консультацию у наших специалистов, связавшись с нами по телефону или используя форму обратной связи.

ПОЛУЧИТЬ СМЕТУ

Промышленный котел

– обзор

Комплектные котлы

В нижнем диапазоне промышленных котлов, 16–45 т / ч, настоящий комплектный котел, а именно комплектный моноблочный энергоблок, является стандартным типом поставляемого водотрубного котла. .

Они имеют явные преимущества: они дешевле, чем обычные котлы, устанавливаемые на месте, могут быть предварительно испытаны, проверены и все элементы управления могут быть настроены перед отправкой; время подключения на месте при правильной организации может составлять максимум 2–3 недели, что позволяет добиться более раннего ввода в эксплуатацию. Кроме того, согласование сборки всего агрегата одним производителем должно привести к производству более удовлетворительного агрегата, чем котел, установленный и введенный в эксплуатацию на месте.

Хотя в этих установках обычно используются относительно чистые виды топлива, такие как газ и нефть, твердое топливо можно сжигать, но это не рекомендуется.Однако развитие технологий с псевдоожиженным слоем по сравнению с обычным оборудованием для сжигания указывает на возможности увеличения производительности, так что устройства, сжигаемые таким образом, могут стать более конкурентоспособными по сравнению с газом и нефтью.

Из Рисунок 17 видно, что в общих интересах компактности и простоты изготовления поставляется двухбарабанный котел с естественной циркуляцией. Котел специально разработан в соответствии со стандартами Великобритании для автомобильного транспорта, особенно в отношении поперечного сечения, но без каких-либо особо строгих обязательных ограничений по длине.

Рисунок 17. Типовой котел, работающий на газе и масле

Испарение при MCR: 36 т / ч

Давление пара на выходе из котла: 2,52 МПа

Температура пара на выходе из котла: 343 ° C

Температура питательной воды: 88 ° C

Другие виды топлива, жидкие и газообразные, могут сжигаться при наличии практических проблем с обращением с топливом и количествах, обусловленных теплотворной способностью.

Доступны прямоточные и прямоточные котлы; они гибки в эксплуатации, не ограничены чрезмерно габаритными ограничениями, но, как правило, несколько выше по стоимости, чем агрегаты с естественной циркуляцией.Они особенно подходят для работы в нижних диапазонах мощности, а также в областях высокого и даже сверхкритического давления. Однако необходимо учитывать водные условия, и, как правило, они используются в особых случаях.

Поскольку очевидно, что напор ограничен и связан с камерой сгорания с относительно высокими характеристиками, для обеспечения безопасности рабочее давление ограничено до 6,9–8,3 МПа. Если при транспортировке или превращении агрегатов в транспортируемые секции можно увеличить вертикальные центры, тогда возможно более высокое рабочее давление.В качестве альтернативы возможна установка с одним барабаном с использованием внешних сливных стаканов, подходящая для любого нормального рабочего давления.

Котлы с принудительной и регулируемой циркуляцией не имеют этого ограничения, будучи удовлетворительным при 13,8 МПа (единственная проблема – достаточный напор для циркуляционных насосов), без ограничений для прямоточных конструкций. В то время как котлы 45 т / ч могут поставляться комплектно, компактные котлы 73–91 т / ч могут поставляться как в стандартном исполнении, так и в комплектных.Доступны специальные исполнения на производительность 127–136 т / ч в трех и более секциях.

Все эти агрегаты любого типа имеют низкую тепловую инерцию; следовательно, их способность выдерживать колебания нагрузки без резких колебаний давления может быть поставлена ​​под сомнение. Однако при сжигании газа и мазута и современных быстрых и точных средствах управления это не представляет трудностей, и они, безусловно, так же хороши, если не лучше, чем аналогичные котлы традиционной конструкции, устанавливаемые на месте.

Типовой котел, поставляемый на электростанцию ​​химического комбината для отопления, отопления и т. Д.Обозначен на Рисунок 17 . Установка работает на газе и / или масле; соответствующие решения относительно выбора принимаются по экономическим причинам.

Предусмотрена одинарная поворотная чашечная горелка, размеры камеры сгорания разработаны и расположены специально для этого оборудования. Большая длина печи гарантирует, что скорость тепловыделения снижается до умеренного значения 0,62 МВт / м ³ , и что температура газа на выходе из печи на входе в экран перед перегревателем снижается до удовлетворительного значения в течение длительного времени. непрерывная работа с хорошей доступностью.

Камера сгорания полностью охлаждается водой, за исключением стенки горелки, либо из трубок касательной (трубы соприкасаются друг с другом), либо из трубок, к которым прикреплены ребра, а именно конструкция мембрана-стенка.

Газы из камеры сгорания проходят через упомянутый экран перед пароперегревателем, затем через основную группу поверхностей нагрева, прежде чем достичь выхода газа в передней части котла. Фактически, газ образует полный поток U-образного типа.

От выхода из котла газы поступают в дальнейшие системы рекуперации тепла, в которых используются экономайзеры с плоскими или пластинчатыми трубами или воздухонагреватели, в зависимости от требований установки и необходимой эффективности. На иллюстрации показан большой экономайзер с неизолированной трубой.

Форма камеры сгорания более или менее соответствует системе с одной горелкой; таким образом, если горелку необходимо погасить или снять для какой-либо цели, мощность падает очень быстро, и, очевидно, это неприемлемо для однокотловой установки, обеспечивающей электроэнергию и технологические потребности.Однако в большинстве установок с одной горелкой конструкция предусматривает два 100% распылителя, что обеспечивает полную надежность. Все обычные меры безопасности, необходимые для нормальной работы, полного управления горелкой и защитных блокировок, встроены в эти агрегаты в соответствии с теми же стандартами, что и для котлов, устанавливаемых на месте.

Типы паровых котлов и их применение в различных отраслях промышленности

С момента своего создания в 1867 году паровой котел продолжает оставаться источником энергии в нескольких отраслях промышленности.Производители паровых котлов преуспевают в этой технологии сегодня, даже после 150 лет ее открытия, в различных формах и размерах для различных применений. От сельского хозяйства до автомобилестроения, от производства электроэнергии до производства цемента, в нескольких отраслях промышленности используются паровые технологии. Паровой котел – это сосуд под давлением, который использует тепловую энергию для производства пара из воды. Производители котлов традиционно используют кованое железо, а котлы цилиндрических размеров вырабатывают пар с помощью горелки, работающей на природном газе.Промышленный паровой котел отличается невысокой стоимостью конструкции и высоким тепловым КПД. Кроме того, они просты в использовании и эксплуатации, занимают меньше места и портативны.

Использование парового котла:

Основная функция парового котла – производство, хранение и транспортировка пара. Тепловая энергия, получаемая при сжигании топлива, нагревает воду внутри цилиндрического сосуда. В результате котел вырабатывает пар с заданной температурой и давлением. Некоторые из основных компонентов парового котла включают кожух, топку, клапаны, датчики, указатели уровня воды, трапезную, крепления и т. Д.Современные паровые котлы могут справляться с колеблющимися нагрузками и обеспечивать пар нужной температуры, давления, скорости и качества.

Типы паровых котлов:

Хотя паровые котлы можно разделить по размеру, принципу и применению, их классификация во многом зависит от типа используемого топлива – жидкого топлива и твердого топлива.

1. Паровой котел, работающий на жидком топливе:

Парогенераторы, работающие на жидком топливе и газе, имеют прочную конструкцию котла, необходимую для работы на жидком топливе.Паровые котлы очень эффективны и обычно имеют встроенный экономайзер. Некоторые из основных технических характеристик паровых котлов, работающих на жидком топливе, включают:

• Производительность: от 500 до 1000 кг / час
• Давление пара: 10 кг / см ²
• КПД: до 90%
• Топливо: Природный газ, топочный мазут, СНГ, биогаз и т. Д.
2. Твердотопливный паровой котел:

В котлах, работающих на твердом топливе, преимущественно используется топливо с низким содержанием влаги и низкое потребление компонентов.Эти котлы подходят для отраслей, требующих одновременной работы турбин или выработки электроэнергии. Передовые, предварительно собранные модульные системы требуют минимальных работ на стройплощадке. Некоторые из важнейших характеристик типичного твердотопливного котла:

• Производительность: от 1000 до 2000 кг / час
• Давление пара: 10-15 кг / см ²
• КПД: до 80%
• Топливо: Опилки, уголь, древесина и т. Д.
Виды топлива, используемого для работы парового котла:

Паровые котлы обычно используют ископаемое топливо для выработки тепла. Некоторые из наиболее часто используемых видов топлива в промышленных паровых котлах:

• Уголь
• Мазут
• Природный газ
• Биомасса
Применение паровых котлов в различных отраслях промышленности:

Осознаем мы это или нет, но паровые котлы, вероятно, так или иначе приносят пользу всему миру.Некоторые из наиболее известных прямых или косвенных применений промышленных паровых котлов включают:

1. Электростанции: Процесс преобразования энергии сжатого пара в электричество с помощью турбин восходит к 19 ^-м Угольные электростанции, а также ядерные реакторы используют паровые котлы для производства электроэнергии.
2. Сельское хозяйство: От стерилизации почвы до дезинфекции сельскохозяйственных инструментов и машин паровые котлы помогают поддерживать питательную ценность почвы и ее оздоровление.
3. Производство цемента: Благодаря своей высокой эффективности и низкой стоимости, паровые котлы перерабатывают отработанную энергию, выделяемую в виде тепла при производстве цемента. Этот метод помогает снизить потребность в электроэнергии на 20–30%.
4. Пищевая промышленность: От приготовления пищи до упаковки, от отопления до санитарии – паровые котлы продолжают революционизировать различные процессы в пищевой промышленности.
Преимущества парового котла:
1. Высокая эффективность: Пар имеет лучшие свойства теплопередачи по сравнению с системами горячей воды или термомасла.Для сравнения, массовый расход для передачи того же количества тепла в паровом котле меньше в ~ 10-50 раз по сравнению с системами горячего водоснабжения и на ~ 20-80 раз по сравнению с системами на термомасле.
2. Низкая стоимость строительства: Для труб меньшего поперечного сечения требуется меньше материала, что снижает стоимость строительства. В отличие от систем горячего водоснабжения или термомасла, паровые котлы не требуют циркуляционных насосов или теплообменников.
3. Модульная конструкция: Можно расширить емкость системы модульным способом.Портативная конструкция обеспечивает простоту обслуживания и гибкость при установке или снятии дополнительных компонентов в зависимости от применения парового котла.
4. Высокая Производительность: Из-за высокого коэффициента теплопередачи паровым котлам требуется меньшая площадь поверхности теплообменника во время конденсации, что приводит к снижению стоимости системы. Можно добиться равномерного и быстрого нагрева, поскольку пар выделяет большое количество энергии при постоянном давлении. Точно так же можно точно и быстро контролировать температуру, регулируя давление пара.
5. Экологичность: Термомасляные системы должны работать с маслами-теплоносителями, которые представляют опасность для окружающей среды. В результате для этих систем требуются системы обнаружения утечек и специальные уплотнения во всех насосах и клапанах. Кроме того, им требуются теплообменники и системы пожаротушения. С другой стороны, паровые котлы искробезопасны и экологичны.
Как увеличить КПД котла:

Типичная котельная система забирает холодную воду, преобразует ее в пар и использует тепло пара.Чтобы максимизировать эффективность котла, нужно найти способы минимизировать потери тепла, горячей воды или пара. Вот несколько советов по увеличению КПД котла:

• Уменьшите температуру дымовой трубы для снижения рабочего давления.
• Убедитесь, что паровой котел получает достаточно кислорода для сгорания. Недостаток кислорода приводит к неполному сгоранию топлива, что снижает его эффективность.
• Установка частотно-регулируемого привода (ЧРП) позволяет управлять потоком с помощью скорости насоса и экономить электроэнергию при переменных нагрузках.
• Изолируйте вентили в котельной, чтобы предотвратить потерю тепла.
• Проверять, нет ли отложений на поверхности топки труб котла, и периодически их очищать. Этот осажденный слой действует как изолятор и снижает скорость теплопередачи.
• Аналогичным образом проверьте водную сторону трубы котла на предмет утечек или накипи. Накипь или грязь внутри водяных трубок препятствуют правильной передаче тепла.
• Рассмотрите возможность предварительного нагрева воздуха для горения, чтобы произвести такое же количество пара при меньшем количестве топлива.

Паровые котлы претерпели множество усовершенствований за последние 150 лет. Благодаря своей простой конструкции и эффективной эксплуатации паровые котлы по-прежнему являются предпочтительным выбором для нескольких отраслей промышленности. Понимание типа, принципа действия и конструкции парового котла поможет вам следовать передовым практикам для безотказной работы. Он также поможет вам при периодическом обслуживании, чтобы продлить срок его службы. Однако, если у вас возникнут какие-либо проблемы с паровым котлом, лучше всего обратиться за помощью к профессионалу.

Компания Bozzler Energy Private Limited (BEPL), обладая многолетним техническим опытом, доверяет нам все ваши требования к паровым котлам. От понимания ваших требований до разработки нестандартных конструкций, от производства до установки, от обучения до технического обслуживания, как ведущий производитель паровых котлов в Индии, мы можем предложить индивидуальные решения для всех ваших потребностей.

границ | Разработка и производительность многотопливного жилого котла, сжигающего сельскохозяйственные отходы

Введение

Рост населения, истощение и рост цен на ископаемое топливо и климатический кризис во всем мире требуют быстрого развития технологий использования возобновляемых источников энергии с минимальным воздействием на окружающую среду.Топливо из биомассы обладает значительным потенциалом для удовлетворения этих потребностей благодаря своему обилию, низкой стоимости и сокращению выбросов парниковых газов. К 2050 году до 33–50% мирового потребления может быть обеспечено за счет биомассы (McKendry, 2002).

ЕС поставил цель увеличить долю возобновляемых источников энергии в общем потреблении энергии до 27% к 2030 году (ЕС, 2014). Древесное топливо преимущественно использовалось как в крупных, так и в малых системах для производства тепла или электроэнергии. Однако растущая конкуренция за такие виды топлива в секторе отопления, лесопилении и бумажной промышленности, а также рост производства древесных гранул привели к росту цен на древесину и нехватке сырья (Uslo et al., 2010). Таким образом, для достижения цели роста использования биомассы потребуется более широкий ассортимент сырья (Carvalho et al., 2013; Cardozo et al., 2014; Zeng et al., 2018), что создаст дополнительную потребность в топливе. технологии переработки и контроля выбросов.

Для южноевропейских стран, где популярно отопление жилых домов с использованием топлива из биомассы как более дешевой альтернативы, предпочтительным сырьем являются сельскохозяйственные и агропромышленные отходы. Они легко доступны в больших количествах и обладают высоким энергетическим потенциалом, уменьшая путем сжигания объем отходов и увеличивая экономическую отдачу для сельских общин.В Греции доступно около 4 миллионов тонн в год, что эквивалентно примерно 50% валового потребления энергии (Vamvuka and Tsoutsos, 2002; Vamvuka, 2009).

Наиболее распространенными типами бытовых топочных устройств являются дровяные печи, дровяные котлы, печи на древесных гранулах и устройства для сжигания древесной щепы. Помимо дровяных печей и обычных котлов с бесконечными винтами, используются котлы смешанного горения с надстройками автоматизации, решениями для хранения и разнообразными механизмами подачи (Vamvuka, 2009; Sutar et al., 2015; Ан и Джанг, 2018). В прошлых исследованиях изучались выбросы дымовых газов, эффективность и проблемы, связанные с золой, при сжигании сельскохозяйственных остатков. Крупномасштабные агрегаты или небольшие пеллетные устройства для домашнего или жилого центрального отопления, некоторые из которых используют верхнюю подачу, вращающиеся или подвижные решетки (Vamvuka, 2009; Carvalho et al., 2013; Rabacal et al., 2013; Garcia-Maraver et al., 2014). ; Pizzi et al., 2018; Zeng et al., 2018; Nizetic et al., 2019). Однако по-прежнему недостаточно информации о характеристиках необработанного сырья с точки зрения эффективности и выбросов загрязняющих веществ в соответствии с пороговыми значениями в зависимости от различных конструкций небольших систем и условий эксплуатации.В основном использовалась древесная щепа (Kortelainen et al., 2015; Caposciutti and Antonelli, 2018), тогда как разработка котлов в странах Средиземноморья идет медленно.

Было доказано, что маломасштабные системы биомассы вносят значительный вклад в качество местного воздуха за счет выбросов загрязняющих веществ, таких как CO, SO ₂ , NO _x , полиароматических углеводородов и твердых частиц, которые могут серьезно повлиять на здоровье человека и климат. Эти выбросы зависят от свойств топлива, применяемой технологии и условий процесса, и их мониторинг и контроль очень важны для соблюдения экологических ограничений и экономической эффективности требований рынка.Было обнаружено, что выбросы CO варьируются от 600 до 680 частей на миллион _v для персиковых косточек (Rabacal et al., 2013), 50-400 частей на миллион _v для скорлупы бразильских орехов и 100-400 частей на миллион _v для шелухи подсолнечника ( Cardozo et al., 2014). Было показано, что выбросы NO _x находятся в диапазоне 300-600 мг / м ³ для персиковых косточек (Rabacal et al., 2013), 180-270 мг / м ³ для скорлупы бразильских орехов и 50-720 мг / м ³ для лузги подсолнечника (Cardozo et al., 2014). Для последнего выбросы SO ₂ варьировались от 78 до 150 мг / м ³ .Сообщается, что КПД котла (Rabacal et al., 2013; Fournel et al., 2015) составляет от 63 до 83%, в зависимости от типа топлива.

Поскольку сельскохозяйственные остатки доступны только в течение ограниченного периода времени в течение года, их смеси увеличивают возможности поставок для действующих предприятий. Однако, когда смеси используются в качестве исходного сырья, совместимость топлив в отношении характеристик сгорания должна быть должным образом оценена для эффективной конструкции и работы блоков сжигания.Переменный состав этих материалов предполагает тщательное знание их поведения в тепловых системах, чтобы избежать топливных комбинаций с нежелательными свойствами. Насколько известно авторам, смеси таких отходов, которые можно найти по низкой цене или бесплатно, не исследовались в бытовых приборах. Для определения выбросов твердых частиц и образования шлака использовались только гранулы древесного топлива или энергетических культур (Carroll and Finnan, 2015; Sippula et al., 2017; Zeng et al., 2018).

Основываясь на вышеизложенном, целью настоящего исследования было сравнить характеристики горения выбранных не гранулированных материалов сельскохозяйственных остатков, которые широко распространены в странах Южной Европы, и их смесей, чтобы изучить любые аддитивные или синергетические эффекты между компонентами топлива и получить выгоду. знания об использовании таких смесей в небольших котлах.Цель состояла в том, чтобы оценить производительность прототипа малозатратной установки для сжигания, позволяющей осуществлять предварительную сушку топлива и воздуха для горения выхлопными газами для производства тепловой энергии в зданиях, фермах, малых предприятиях и теплицах с точки зрения важности параметры, такие как сгорание и КПД котла, температура дымовых газов и выбросы в окружающую среду.

Экспериментальная секция

Топливо и характеристика

Сельскохозяйственные остатки для данного исследования были отобраны на основе их обилия и доступности в Греции и странах Средиземноморья в целом.Это были ядра оливок (OK), предоставленные AVEA Chania Oil Cooperatives (Южная Греция), ядра персика (PK), предоставленные Союзом сельскохозяйственных кооперативов Giannitsa (Северная Греция), скорлупа миндаля (AS), предоставленная частной компанией ( Agrinio, C. Греция) и скорлупа грецких орехов (WS), предоставленные компанией Hohlios (Северная Греция).

После сушки на воздухе, гомогенизации и рифления материалы измельчали ​​до размера частиц <6 мм, используя щековую дробилку и вибрационное сухое просеивание. Типичные образцы были измельчены до размера частиц -425 мкм с помощью режущей мельницы и охарактеризованы с помощью экспресс-анализа, окончательного анализа и теплотворной способности в соответствии с европейскими стандартами CEN / TC335.Содержание летучих измеряли термогравиметрическим анализом с использованием системы TGA-6 / DTG в диапазоне 25–900 ° C, в потоке азота 45 мл / мин и при линейной скорости нагрева 10 ° C / мин. Химический анализ золы проводили на рентгенофлуоресцентном спектрофотометре (XRF) типа Bruker AXS S2 Ranger (анод Pd, 50 Вт, 50 кВ, 2 мА). Тенденция осаждения золы была предсказана с помощью эмпирических индексов. Эти показатели, несмотря на их недостатки из-за сложных условий, которые возникают в котлах и связанном с ними теплопередающем оборудовании, широко используются и, вероятно, остаются наиболее надежной основой для принятия решений, если они используются в сочетании с испытаниями пилотной установки.

Отношение оснований к кислотам (уравнение 1) является полезным показателем, поскольку обычно высокий процент основных оксидов снижает температуру плавления, в то время как кислотные оксиды повышают ее. Это принимает форму (Vamvuka et al., 2017):

Rb / a =% (Fe2O3 + CaO + MgO + K2O + Na2O)% (SiO2 + TiO2 + Al2O3) (1)

, где на этикетке каждого соединения указывается его массовая концентрация в золе. Когда R _{b / a} <0,5 склонность к осаждению низкая, когда 0,5 b / a <1 склонность к осаждению средняя и когда R _{b / a} > 1 склонность к осаждению высокая.Для значений R _{b / a} > 2 этот индекс нельзя безопасно использовать без дополнительной информации.

Влияние щелочей на склонность золы биомассы к шлакованию / загрязнению является критическим из-за их тенденции к снижению температуры плавления золы. Один простой индекс, индекс щелочности (уравнение 2), выражает количество оксидов щелочных металлов в топливе на единицу энергии топлива в ГДж (Vamvuka et al., 2017):

AI = кг (K2O + Na2O) ГДж (2)

Когда значения AI находятся в диапазоне 0.17–0,34 кг / ГДж загрязнение или шлакообразование вероятно, тогда как при этих значениях> 0,34 практически наверняка произойдет обрастание или образование шлаков.

Для испытаний на сжигание были приготовлены смеси вышеуказанных материалов с соотношением компонентов до 50% по весу с наиболее распространенными в Греции сельскохозяйственными отходами – ядрами оливок.

Описание прототипа системы сгорания

Блок сжигания схематично показан на рисунке 1. Основными частями являются два бункера, эксикатор, система непрерывной подачи сырья и бойлер с поперечным потоком.Номинальная мощность 65 кВт _т .

Рисунок 1 . Принципиальная схема многотопливного котла (сплошные стрелки показывают направление потока воздуха, пунктирные стрелки показывают направление потока биомассы).

Топливо хранится в главном бункере (A), боковые поверхности которого перфорированы для физического осушения топлива. В зависимости от наличия биомассы и особых потребностей в энергии открывается регулирующий клапан, и в систему подается соответствующее топливо. Затем биомасса переносится из бункера в эксикатор через наклонную стойку с направляющими, скорость которой регулируется в соответствии с потребностями котла.Горячий воздух поступает из выхлопных газов через систему обратной связи (H, J). В сушилке установлены две внутренние конвейерные ленты (B), состоящие из перфорированных медленно вращающихся роликов со стальной сеткой, позволяющих горячему воздуху проходить через него в восходящем направлении потока. Осушитель (B) имеет несколько отсеков, чтобы позволить воздуху перемещаться и в конечном итоге потерять часть своей температуры, создавая тем самым разницу температур. Специальная стальная сетка обладает высокой износостойкостью и довольно эффективно выдерживает экстремальные перепады температур.Скорость роликов тесно связана с влажностью биомассы и может изменяться в зависимости от потребностей автоматического управления. Затем сухая биомасса переносится (C) во временный бункер (D) и смешивается с теплым воздухом, поступающим из системы обратной связи (E), прежде чем направить его в горелку и зону сгорания котла. Используя горизонтальный теплый шнек диаметром 1 и 1/2 дюйма, обработанная биомасса подается в горелку (G). Скорость подачи регулируется двумя электронными регуляторами яркости. Первый диммер соответствует времени работы системы питания, а второй диммер соответствует времени задержки (винт выключен).Таким образом, подача сырья осуществляется полупериодическим способом. Первичный воздух для горения вводится через трубу в передней части топки и регулируется с помощью воздуходувки. Соотношение первичного и вторичного воздуха регулируется с помощью регулятора, установленного в дымоходе (K), с механическим регулятором, который позволяет изменять тягу в дымоходе. Котел (G) является гидравлическим и в основном производит горячую воду в замкнутой циркуляционной системе (F). Эта система имеет меры безопасности, чтобы поддерживать постоянное давление воды и транспортировать горячую воду к высокоэффективным фанкойлам для обогрева помещений.Датчики температуры Pt используются для измерения температуры воды в прямом и обратном потоке, а также в потоке внутри котла. Измеритель теплотворной способности измеряет расход воды и полезную энергию, получаемую водой. Выхлопные газы котла перед тем, как попасть в дымоход, проходят через теплообменник. Теплообменник (I) использует выхлопные газы для нагрева воздуха, который затем используется для сушки влажной биомассы.

Новинкой этого прототипа является конструкция эксикатора, питаемого выхлопными газами, выдерживающего экстремальные перепады температуры и работающего в соответствии с потребностями котла, теплообменника также питаемого выхлопными газами, а также прилагаемых датчиков температуры и измерителя теплотворной способности.Поскольку все основные части устройства являются стандартными, стоимость изготовления такой установки остается низкой. Аналоговые датчики и уже установленные детали будут заменены цифровыми датчиками и механическими деталями с цифровыми входами и выходами, в соответствии с результатами экспериментов по отклику агрегата. Ограничением системы является невозможность отрегулировать оптимальный коэффициент избытка воздуха, поэтому существует потребность в надежном управлении подаваемым воздухом для горения. Следует принять определение оптимальных параметров пользовательской системы автоматического управления, чтобы установка могла работать автономно.

Методика эксперимента и измерения данных

Эксперименты были структурированы таким образом, чтобы можно было построить аналитический профиль каждого материала, а также исследовать поведение типа топлива на различных стадиях процесса. Были проведены две серии экспериментов, чтобы изучить поведение и реакцию каждого остатка на технологическую цепочку устройства. Во время первой серии испытаний для каждого биотоплива проводилась калибровка скорости подачи в зависимости от диммерных переключателей.Скорость подачи определялась последовательностями интервалов задержки включения-выключения первого и второго диммера соответственно. Расход дымовых газов для каждой подачи сырья определялся путем измерения скорости вентилятора на выходе газа, установленного в положении (K), с помощью анемометра. Следовательно, каждое биотопливо было протестировано в установке для сжигания, чтобы оптимизировать тепловой КПД путем настройки его специальных параметров с учетом качества выбросов. Важными независимыми переменными были скорость подачи сырья, скорость вентилятора, регулирующего поток воздуха в котле, и внутренняя температура котла.В настоящем исследовании представлены результаты для одного набора этих параметров с целью сравнения характеристик сгорания между испытанными сельскохозяйственными остатками, а также их смесями при постоянных рабочих условиях. Параметрическое исследование для оптимизации процесса будет представлено в следующем отчете.

Для запуска котла было подожжено топливо, были включены питатель твердого вещества и воздуховоды и выставлены желаемые значения (вкл. / Выкл. 10/30 с / с). Перед снятием первых показаний печи давали поработать 30 мин.Циркуляционная система горячей воды была настроена на работу после того, как температура достигла ≥55 ° C. Когда температура воды превышала 70 ° C, подача сырья временно прекращалась.

Состав дымовых газов непрерывно контролировался во время испытаний с помощью многокомпонентного газоанализатора, модель Madur GA-40 plus от Maihak, оборудованного двухрядным фильтром и осушителем. Отбор проб производился с помощью нагревательной линии с зондом в соответствии с греческими стандартами ELOT 896. В анализаторе используются электрохимические датчики для измерения концентрации газа.Содержание CO ₂ , CO, O ₂ , SO ₂ , NO _x в потоке выхлопных газов, индекс сажи, тепловые потери дымовых газов, температура дымовых газов и коэффициент избытка воздуха ( λ) непрерывно регистрировались анализатором. Аналоговый выходной сигнал анализатора передавался в компьютер, где сигналы обрабатывались и вычислялись средние значения за период дискретизации 0,5 мин.

После проведения измерений в установившемся рабочем режиме и давая печи поработать в течение примерно 3 часов, питатель топлива и воздуховод были отключены, смотровое окно было открыто, а вытяжной вентилятор был установлен на высокую мощность для охлаждения агрегата.Зольный остаток был осушен, взвешен и проанализирован на предмет потерь при сгорании из-за несгоревшего углерода. Эксперименты были повторены дважды, чтобы определить их воспроизводимость, которая оказалась хорошей.

Тепловой КПД системы был определен как пропорция полезной энергии, полученной водой котла, к энергии, потребляемой топливом:

ηt = QoutQin = qwcpwΔTwΔtmfQf (%) (3)

где, q _w : массовый расход воды (кг / ч), c _pw : теплоемкость воды (МДж / кг · K), ΔT _w : разница температур прямого и обратного потока воды (° K), Δt: общее время горения при температуре воды 70 ° C, m _f : масса сожженного топлива / смеси (кг), Q _f : теплотворная способность топлива / смеси (МДж / кг).

Эффективность сгорания определялась следующим образом:

ηc = 100-SL-IL-La (%) (4)

где,

SL = (Tf-Tamb) (A [CO2] + B) (5) IL = a [CO] [CO] + [CO2] (6) La = 100 мес. (7)

где: T _f : температура дымовых газов (° C), T _amb : температура окружающего воздуха (° C), [CO] и [CO ₂ ]: концентрации CO и CO ₂ в дымовых газах (%), A, B, a: параметры горения, характерные для каждого вида топлива (данные анализатором), m _o : общая масса сожженного органического вещества топлива (кг), m _a : масса органического вещества в золе (кг).

Для каждого экспериментального испытания проверялось, достаточно ли имеющегося тепла дымовых газов для предварительного нагрева входящего воздуха для сжигания топлива до 70 ° C, а также для сушки биомассы в эксикаторе системы:

или

mflcpflΔTf≥mambcpambΔTamb + Qd (9)

где: m _fl , m _amb : масса дымовых газов и воздуха на кг сожженной биомассы (кг), c _pfl , c _pamb : удельная теплоемкость дымового газа и воздуха (кДж / кг ° K), ΔT _f , ΔT _amb : разница температур дымовых газов на выходе и входе в дымоход, а также предварительно нагретого и окружающего воздуха, соответственно (° K), Q _d : теплота сушки биомассы ( Мойерс и Болдуин, 1997).Согласно последующим результатам, указанное выше неравенство сохранялось всегда.

Результаты и обсуждение

Анализы сырого топлива

В Таблице 1 указаны приблизительный и окончательный анализы изученных сельскохозяйственных остатков. Как можно видеть, все образцы были богаты летучими веществами и имели низкую зольность. В скорлупе миндаля самый высокий процент летучих веществ, а в скорлупе грецких орехов – самый низкий процент золы. Концентрация кислорода была значительной для всех образцов, а теплотворная способность колебалась в пределах 17.5 и 20,4 МДж / кг, что сопоставимо с верхним пределом для низкосортных углей. Содержание серы во всех остатках было практически нулевым, что свидетельствует о том, что выбросы SO ₂ не вызывают беспокойства для этого биотоплива. С другой стороны, содержание азота в скорлупе миндаля было значительным, что могло быть проблемой во время термической обработки с точки зрения выбросов NO _x .

Таблица 1 . Предварительный и окончательный анализы и теплотворная способность образцов (% от сухого веса).

Химический анализ золы, выраженный обычным способом для топлива в виде оксидов, сравнивается в Таблице 2 вместе с индексами шлакообразования / обрастания и тенденцией к осаждению. Общей чертой этих золошлаковых материалов является то, что они были богаты Ca и K и в меньшей степени P и Mg. Отношение основания к кислоте было намного больше 2 из-за низкого содержания кремнезема и глинозема в этой золе, так что нельзя дать никаких определенных рекомендаций по поведению при шлаковании. Потенциал образования шлака / засорения, вызванного щелочью, можно более точно предсказать с помощью щелочного индекса.Таким образом, согласно значениям AI, для оливковых ядер и скорлупы миндаля неизбежна склонность к обрастанию из-за большого количества щелочи по отношению к единице топливной энергии, которую они содержат (для миндальной скорлупы склонность намного ниже), в то время как для ядер персиков и скорлупы грецких орехов не ожидается загрязнения котлов. Когда ядра оливок были смешаны с другими остатками при соотношении компонентов смеси до 50%, таблица 2 показывает, что значения AI были значительно снижены. Однако следует отметить, что для небольших систем, таких как та, которая использовалась в этой работе, работающей при температуре ниже 1000 ° C и в течение относительно короткого периода времени, явления шлакообразования или загрязнения из-за золы не наблюдались.

Таблица 2 . Химический анализ золы сырья и склонности к шлакованию / засорению.

Характеристики сжигания биотоплива из сельскохозяйственных остатков

Температура котловой воды

Изменение температуры воды на выходе из котла во время полной работы топочного агрегата показано на рисунке 2. Ясно, что ядра персика и скорлупа грецких орехов начали гореть раньше, чем два других остатка, передавая свою тепловую энергию воде примерно На 6 мин раньше оливковых ядер для повышения температуры с 25 до 70 ° C.Однако поведение скорлупы грецкого ореха было совершенно другим. Температура воды во время фазы запуска поднялась до 78 ° C (второй диммер выключен), так что для трех полных циклов (включение / выключение) время горения было увеличено примерно на 20 минут по сравнению с оливковыми ядрами. Для скорлупы грецкого ореха и миндаля три цикла в исследованных условиях длились около 1 часа.

Рисунок 2 . Изменение температуры воды на выходе из котла для сырого топлива при полной работе агрегата.

Температура дымовых газов и выбросы

Температура дымовых газов (Таблица 3) представляет собой зависимость от топлива.Таким образом, оно было выше для миндальных скорлуп, 267 ° C, для полной работы котла (в установившемся режиме), и ниже для ядер персика, 245 ° C, что означает большие и меньшие тепловые потери из печи, соответственно. Все значения температуры дымовых газов были достаточно высокими для предварительной сушки сырья (уравнение 9).

Таблица 3 . Характеристики горения топлива (средние значения) в установившемся режиме.

Концентрация

CO в дымовых газах при установившемся режиме работы печи (диммер включен) для четырех исследуемых остатков сравнивается на Рисунке 3.Повышенный уровень CO в биотопливе из ядер оливок, скорее всего, был связан с большим количеством летучих веществ, которые увеличивают концентрацию углеводородов в реакторе, препятствуя дальнейшему окислению CO до CO ₂ , а также, в меньшей степени, более высокой зольностью это топливо, которое ослабляло проникновение кислорода к частицам полукокса. Тем не менее, все значения CO были ниже законодательных пределов для малых систем (ELOT, 2011).

Рисунок 3 . Концентрация CO в дымовых газах для сырого топлива в установившемся режиме.

Средние концентрации загрязняющих веществ (± стандартная ошибка) в установившемся режиме и в течение всей работы установки представлены и сравнены на рисунках 4A, B, соответственно. Выбросы SO ₂ от всех видов биотоплива, являющиеся чрезвычайно низкими (0–13 частей на миллион _против ), были исключены из графиков. На рисунке 4A показано, что наибольшие выбросы CO были получены при сжигании ядер оливок, а наименьшие – при сжигании ядер персиков. Однако даже если во время полной работы котла (включая интервалы без подачи топлива, т.е.е., второй диммер выключен) Значения CO были выше (Рисунок 4B), они не превышали допустимых пределов (ELOT, 2011). Кроме того, выбросы NO _x от всех изученных материалов были низкими и в соответствии с руководящими принципами стран ЕС (EC, 2001; ELOT, 2011) для небольших установок (200–350 мг / Нм ³ ). Более низкие уровни NO _x в скорлупе миндаля, несмотря на их более высокий топливный N среди протестированных видов биотоплива, могут быть результатом временной восстанавливающей среды, создаваемой большим количеством летучих веществ в этом остатке (81.5%), что способствовало разложению NO _x .

Рисунок 4 . Средние концентрации загрязняющих веществ в газах от сырого топлива (A) в установившемся режиме и (B) в течение всей работы установки.

Нынешние значения выбросов газов сопоставимы с теми, которые указаны в литературе для аналогичных видов топлива, в то время как значения NO _x были значительно ниже. Для косточек персика выбросы CO варьировались от 600 до 680 частей на миллион от _до (Rabacal et al., 2013), для скорлупы бразильских орехов от 50 до 400 частей на миллион _v (Cardozo et al., 2014), для ядер пальмовых орехов от 2000 до 14000 частей на миллион _v (Pawlak-Kruczek et al., 2020), для жмыха в гранулах от 1900 до 6500 частей на миллион _против (Kraszkiewicz et al., 2015), а для гранул для обрезки оливок – 1800 частей на миллион _против (Garcia-Maraver et al., 2014). С другой стороны, выбросы NO _x были обнаружены для косточек персика 300–600 мг / м ³ (Rabacal et al., 2013), для скорлупы бразильских орехов 180–270 мг / м ³ (Cardozo et al. ., 2014), для пальмовых ядер от 90 до 200 частей на миллион _v (Pawlak-Kruczek et al., 2020), для гранул жмыха 230-870 мг / м ³ (Kraszkiewicz et al., 2015) и для оливкового гранулы для обрезки 680 мг / м ³ (Garcia-Maraver et al., 2014).

Горение и тепловой КПД

Характеристики сгорания четырех остатков представлены в таблице 3. Эффективность сгорания считается удовлетворительной для небольших систем (77% в соответствии с европейскими стандартами EN 303-5) и колеблется от 84 до 86%.Эти значения контролировались температурами дымовых газов, которые отражали чувствительные тепловые потери и концентрацию CO в дымовых газах, которые представляли основные потери тепла из-за неполного сгорания. Таким образом, ядра персика с наименьшими потерями SL и IL горели с наибольшей эффективностью. Интересно отметить, что большее количество воздуха в случае оливковых ядер (коэффициент избытка воздуха λ = 1,9), увеличивая поток дыма, казалось, каким-то образом снижает температуру камина и, следовательно, увеличивает уровень CO и газообразные тепловые потери (IL).Кроме того, на тепловой КПД системы, показанный в Таблице 3, влияла эффективность сгорания топлива, и она была выше для ядер персика из-за улучшенного сгорания в печи и улучшенной рекуперации тепла в трубках системы за счет повышения температуры. разница между прямым и обратным потоком воды в котел (ΔT _w = 26,2 ° C). Колебания, наблюдаемые в таблице, связаны с различным количеством сжигаемого биотоплива в зависимости от времени, когда котел работал с определенными интервалами включения / выключения диммеров, регулирующих подачу.Оптимизация расхода топлива и коэффициента избытка воздуха в сторону более низкого значения может привести к более высокой температуре камина (высокий поток подаваемого воздуха охлаждает печь), более низким выбросам CO из-за лучшего сгорания, более низкого содержания кислорода и более высоких концентраций CO ₂ в дымах и, следовательно, снижение потерь тепла или топлива и повышение эффективности сгорания. Это, в свою очередь, улучшит рекуперацию тепла в трубках и повысит тепловой КПД. Кроме того, некоторые модификации печи для увеличения времени пребывания дымовых газов снизят их температуру на выходе и, следовательно, чувствительны к потерям тепла.

Тем не менее, КПД котла соответствует литературным данным. Значения 91%, 83–86% и 75–83% были зарегистрированы для древесных гранул (Kraiem et al., 2016), древесины сосны и персика (Rabacal et al., 2013), соответственно. Более того, для многотопливного котла, сжигающего древесные материалы, было обнаружено (Fournel et al., 2015), что термический КПД зависит от зольности каждого сырья, т. Е. При содержании золы 1% КПД составляет 74%, а для золы содержание 7% упало до 63%. В другом блоке, сжигающем лесные остатки и энергетические культуры, эффективность варьировалась от 69 до 75% (Forbes et al., 2014).

Характеристики сгорания смесей сельскохозяйственных остатков

Температура котловой воды

На рисунках 5A – C показано изменение температуры воды на выходе из котла как функция времени во время полной работы печи для смесей остатков ядер оливок с ядрами персика, скорлупой миндаля и грецкого ореха. Из этих рисунков можно заметить, что как фаза запуска, так и фаза, когда система работала на полную мощность, были задержаны при подаче смесей топлива, смещая кривые в сторону более высоких значений времени примерно на 4–6 мин.Кажется, что подача смесей и, как следствие, выгорание не были такими однородными, как ожидалось теоретически.

Рисунок 5 . Изменение температуры воды на выходе из котла при полной работе агрегата для смесей (A), OK / PK, (B), OK / AS и (C), OK / WS.

Температура дымовых газов и выбросы

Таблица 4 показывает, что температуры дымовых газов, которые влияют на чувствительные тепловые потери дымовых газов, для всех смесей в установившемся режиме варьируются между значениями компонентов топлива.Это показывает, что характеристики горения смесей зависели от вклада каждого остатка в смеси.

Таблица 4 . Характеристики горения топливных смесей (средние значения) в установившемся режиме.

Средние выбросы CO и NO _x (± стандартная ошибка) в установившемся режиме для всех смесей сравниваются с выбросами сырого топлива на рисунках 6A – C. Выбросы SO ₂ не представлены на графиках, так как они были чрезвычайно низкими (4–20 ppm _v ).Значения CO в диапазоне от 1,121 до 1212 частей на миллион _v находились в пределах значений, соответствующих компонентным видам топлива, и находились в допустимых пределах для малых установок (ELOT, 2011). Более того, уровни NO _x (87–129 ppm _v , или 174–258 мг / м ³ ) следовали той же тенденции и поддерживались ниже пороговых значений стран ЕС (EC, 2001; ELOT, 2011). . Наилучшие показатели выбросов были достигнуты при использовании смеси ОК / ПК 50:50.

Рисунок 6 .Средние выбросы CO и NO _x газов в установившемся режиме из смесей (A) OK / PK, (B) OK / AS и (C) OK / WS.

Горение и тепловой КПД

Эффективность горения смесей ядер оливок с ядрами персика, миндаля и скорлупы грецких орехов варьировалась от 84,2 до 85,6%, как показано на Рисунке 7. Эти значения находились между значениями, соответствующими материалам компонентов, но не пропорциональными процентному содержанию каждого остатка в смесь.Как показано в Таблице 4, эффективность сгорания зависела от типа сырья и массового расхода, а также от коэффициента избытка воздуха, который определял температуру камина и дымовых газов и, следовательно, потери тепла. Наибольшая эффективность была достигнута в случае смеси ОК / ПК 50:50, что, в свою очередь, отразилось на тепловом КПД котла за счет улучшенной рекуперации тепла из потока воды.

Рисунок 7 . Эффективность сгорания топливных смесей.

Выводы

Изучаемые сельскохозяйственные остатки характеризовались высоким содержанием летучих и низким содержанием золы.Их теплотворная способность составляла от 17,5 до 20,4 МДж / кг. Выбросы CO и NO _x от всех видов топлива в течение всего периода эксплуатации агрегата в изученных условиях были ниже установленных законом пределов, в то время как выбросы SO ₂ были незначительными. Эффективность горения была удовлетворительной, от 84 до 86%. Ядра персика, за которыми следует скорлупа грецких орехов, сожженные с максимальной эффективностью из-за более низких чувствительных тепловых потерь и потерь от неполного сгорания топлива, выделяют более низкие концентрации токсичных газов и повышают эффективность котла за счет улучшения рекуперации тепла в трубах системы.

Совместное сжигание сельскохозяйственных остатков можно в значительной степени предсказать по сжиганию компонентов топлива, что может принести не только экологические, но и экономические выгоды. Путем смешивания ядер оливок с ядрами персика, миндаля или скорлупы грецких орехов в процентном соотношении до 50% была улучшена общая эффективность системы с точки зрения выбросов и степени сгорания. Эффективность борьбы с вредителями была достигнута при смешивании ядер оливок и ядер персика в соотношении 50:50.

Эффективность сгорания зависит от типа сырья, массового расхода и коэффициента избытка воздуха.Необходим надежный контроль подачи воздуха для горения и определение оптимальных параметров.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / дополнительный материал.

Взносы авторов

DV: руководитель, оценка результатов и написание статей. DL: эксперименты. ES: эксперименты. АВ: эксперименты. СС: оценка результатов. ГБ: техническая поддержка и оценка результатов. Все авторы: внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

ГБ использовала компания Energy Mechanical of Crete S.A.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы любезно благодарят AVEA Chania Oil Cooperatives, Союз сельскохозяйственных кооперативов Янницы и частные компании Agrinio и Hohlios за предоставленное топливо, а также лаборатории химии и технологии углеводородов и неорганической и органической геохимии Технического университета Крита. , для анализов CHNS и XRF.

Список литературы

Ан, Дж., И Янг, Дж. Х. (2018). Характеристики сгорания 16-ти ступенчатого котла на древесных гранулах с колосниковой решеткой. Обновить. Энергия 129, 678–685. DOI: 10.1016 / j.renene.2017.06.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Caposciutti, G., and Antonelli, M. (2018). Экспериментальное исследование влияния вытеснения воздуха и избытка воздуха на выбросы CO, CO ₂ и NO _x небольшого котла, работающего на биомассе с неподвижным слоем. Обновить.Энергия 116, 795–804. DOI: 10.1016 / j.renene.2017.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кардозо, Э., Эрлих, К., Алехо, Л., и Франссон, Т. Х. (2014). Сжигание сельскохозяйственных остатков: экспериментальное исследование для небольших приложений. Топливо 115, 778–787. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.07.054

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кэрролл Дж. И Финнан Дж. (2015). Использование добавок и топливных смесей для снижения выбросов от сжигания сельскохозяйственного топлива в небольших котлах. Biosyst. Англ. 129, 127–133. DOI: 10.1016 / j.biosystemseng.2014.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карвалью Л., Вопиенка Э., Пойнтнер К., Лундгрен Дж., Кумар В., Хаслингер В. и др. (2013). Производительность пеллетного котла на сельскохозяйственном топливе. Заявл. Энергия 104, 286–296. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2012.10.058

CrossRef Полный текст | Google Scholar

EC (2001). Директива 2001/80 / ЕС Европейского парламента и Совета от 23 октября 2001 г. об ограничении выбросов определенных загрязнителей в воздух от крупных установок для сжигания топлива .

Google Scholar

ELOT (2011). EN 303.05 / 1999. Предельные значения для CO и NO _x Выбросы для новых тепловых установок, использующих твердое биотопливо . FEK 2654 / B / 9-11-2011.

Google Scholar

Forbes, E., Easson, D., Lyons, G., and McRoberts, W. (2014). Физико-химические характеристики восьми различных видов топлива из биомассы и сравнение сгорания и выбросов приводят к получению малогабаритного многотопливного котла. Energy Conv. Managem. 87, 1162–1169.DOI: 10.1016 / j.enconman.2014.06.063

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fournel, S., Palacios, J.H., Morissette, R., Villeneuve, J., Godbout, S., Heitza, M., et al. (2015). Влияние свойств биомассы на технические и экологические показатели многотопливного котла при внутрихозяйственном сжигании энергетических культур. Заявл. Энергия 141, 247–259. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2014.12.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гарсия-Маравер, А., Заморано, М., Фернандес, У., Рабакал, М., и Коста, М. (2014). Взаимосвязь между качеством топлива и выбросами газообразных и твердых частиц в бытовом котле на пеллетах. Топливо 119, 141–152. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.11.037

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kortelainen, M., Jokiniemi, J., Nuutinen, I., Torvela, T., Lamberg, H., Karhunen, T., et al. (2015). Поведение золы и образование выбросов в маломасштабном реакторе сжигания с возвратно-поступательной решеткой, работающем с древесной щепой, тростниковой канареечной травой и ячменной соломой. Топливо 143, 80–88. DOI: 10.1016 / j.fuel.2014.11.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крайем Н., Ладжили М., Лимузи Л., Саид Р. и Джегуирим М. (2016). Рекуперация энергии из тунисских агропродовольственных отходов: оценка характеристик сгорания и характеристик выбросов зеленых гранул, приготовленных из остатков томатов и виноградных выжимок. Энергия 107, 409–418. DOI: 10.1016 / j.energy.2016.04.037

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крашкевич, А., Пшивара, А., Качел-Якубовска, М., и Лоренцович, Э. (2015). Сжигание пеллет растительной биомассы на решетке котла малой мощности. Agricul. Agricul. Sci. Proc. 7, 131–138. DOI: 10.1016 / j.aaspro.2015.12.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мойерс, К. Г., и Болдуин, Г. У. (1997). «Психрометрия, испарительное охлаждение и сушка твердых тел», в Справочнике инженеров-химиков Perry, 7-е изд. , ред. Р. Х. Перри и Д. У. Грин (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Mc Graw Hill).

Google Scholar

Низетич, С., Пападопулос, А., Радика, Г., Занки, В., и Ариси, М. (2019). Использование топливных гранул для отопления жилых помещений: полевое исследование эффективности и удовлетворенности пользователей. Energy Build. 184, 193–204. DOI: 10.1016 / j.enbuild.2018.12.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pawlak-Kruczek, H., Arora, A., Moscicki, K., Krochmalny, K., Sharma, S., and Niedzwiecki, L. (2020). Переход домашнего котла с угля на биомассу – Выбросы от сжигания сырых и обожженных оболочек ядра пальмового дерева (PKS). Топливо 263, 116–124. DOI: 10.1016 / j.fuel.2019.116718

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пицци А., Фоппа Педретти Э., Дука Д., Россини Г., Менгарелли К., Илари А. и др. (2018). Выбросы отопительных приборов, работающих на агропеллетах, произведенных из остатков обрезки виноградной лозы, и экологические аспекты. Обновить. Энергия 121, 513–520. DOI: 10.1016 / j.renene.2018.01.064

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рабакал, М., Фернандес У. и Коста М. (2013). Характеристики горения и выбросов бытового котла, работающего на пеллетах из сосны, древесных отходах и персиковых косточках. Обновить. Энергия 51, 220–226. DOI: 10.1016 / j.renene.2012.09.020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сиппула, О., Ламберг, Х., Лескинен, Дж., Тиссари, Дж., И Йокиниеми, Дж. (2017). Выбросы и поведение золы в котле на пеллетах мощностью 500 кВт, работающем на различных смесях древесной биомассы и торфа. Топливо 202, 144–153.DOI: 10.1016 / j.fuel.2017.04.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сутар, К. Б., Кохли, С., Рави, М. Р., и Рэй, А. (2015). Кухонные плиты на биомассе: обзор технических аспектов. Обновить. Устойчивая энергетика Ред. 41, 1128–1166. DOI: 10.1016 / j.rser.2014.09.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вамвука Д. (2009). Биомасса, биоэнергетика и окружающая среда. Салоники: Публикации Циоласа.

Google Scholar

Вамвука, Д., Трикувертис, М., Пентари, Д., Алевизос, Г., и Стратакис, А. (2017). Характеристика и оценка летучей и зольной пыли от сжигания остатков виноградников и перерабатывающей промышленности. J. Energy Instit. 90, 574–587. DOI: 10.1016 / j.joei.2016.05.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вамвука Д. и Цуцос Т. (2002). Энергетическая эксплуатация сельскохозяйственных остатков на Крите. Energy Expl. Эксплуатировать. 20, 113–121. DOI: 10.1260 / 014459802760170439

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзэн, Т., Поллекс, А., Веллер, Н., Ленц, В., и Неллес, М. (2018). Гранулы из смешанной биомассы в качестве топлива для маломасштабных устройств сжигания: влияние смешения на образование шлака в зольном остатке и варианты предварительной оценки. Топливо 212, 108–116. DOI: 10.1016 / j.fuel.2017.10.036

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Control Engineering | Оптимизация работы многотопливного котла с помощью современных средств управления

Роберт П. Сабин 12 июля 2012 г.

Промышленные производственные предприятия сталкиваются с множеством проблем, но для электроэнергетики и коммунальных предприятий несколько проблем стоят особенно остро, поскольку рост населения и потребление энергии на душу населения ведет к неумолимому росту цен на энергию в долгосрочном плане.Чтобы выжить, компании должны адаптироваться за счет снижения затрат на электроэнергию и коммунальные услуги: они должны повышать эффективность, использовать более дешевое топливо и устранять отходы. В то же время требования к контролю за выбросами становятся все более жесткими и труднодостижимыми.

Этот набор фактов представляет собой серьезные проблемы для промышленности, но в то же время открывает огромные возможности. Учтите, что, по данным Управления энергетической информации США, промышленные предприятия потребляют до 50% всей энергии в мире.В то же время, по данным Международного энергетического агентства, в промышленном секторе реализовано только 50% потенциальных улучшений жизненного цикла систем в области энергетики. Учитывая, что энергия, как правило, является самой крупной контролируемой стоимостью производства, на которую можно повлиять локально на объекте, экономия энергии идет непосредственно на чистую прибыль. В зависимости от размера деятельности компании даже 2% -ное повышение эффективности энергоснабжения и коммунальных услуг может приносить прибыль в размере 1 миллиона долларов в год. Потенциально даже более значительным является замена 20% традиционного потребления ископаемого топлива недорогими альтернативными источниками топлива.Это может принести дополнительные 2–3 миллиона долларов годовой прибыли. Такие программы усовершенствования могут быть самофинансируемыми вначале, а затем приносить прибыль за счет устойчивых выгод с дополнительным преимуществом за счет улучшения технического обслуживания и избежания штрафов и остановок.

Штрафы за производство CO ₂ и «налоги на выбросы углерода» уже действуют в некоторых частях мира и, вероятно, будут более широко распространены в будущем. На рисунке 1 показано, что с учетом налогов на CO ₂ переход с нефти или электроэнергии на биомассу может снизить затраты на топливо почти до нуля, а использование отработанного газа в качестве источника энергии может фактически принести эффективную прибыль за счет снижения штрафов за выбросы.

Вариант топлива в БТЕ

Но оптимизировать процесс сгорания в электростанции для максимального повышения эффективности и постоянного использования недорогих видов топлива сложно, особенно при попытке работать очень надежно и быстро. Изменение нагрузки в промышленной электростанции – это сложная задача при самых благоприятных условиях и еще более серьезная проблема, связанная с изменчивостью топлива.

Природный газ считается стабильным и стабильным топливом, но даже это обычное топливо может изменяться в БТЕ на объем на ± 10% с течением времени.Системы управления горением должны управлять даже этим уровнем изменчивости, чтобы оптимизировать результаты затрат на энергию.

Стремясь снизить затраты, большая часть промышленных котлов использует как традиционные, так и нетрадиционные виды топлива. Чаще всего эти нетрадиционные виды топлива производятся как побочные продукты основных производственных операций предприятия. Примеры включают отходящие газы на химических заводах и нефтеперерабатывающих заводах, коксовый газ и доменный газ на сталелитейных заводах, древесные отходы на целлюлозно-бумажном комбинате или биогаз на пищевом заводе.Эти источники часто являются, по сути, бесплатными источниками энергии для энергоснабжения и коммунальных служб, но они обычно не доступны при постоянном энергоснабжении и обычно значительно различаются по содержанию энергии на единицу объема с течением времени. Химический состав отходящих газов или жидких отходов нефтеперерабатывающего или химического завода может резко измениться по мере изменения исходного сырья и ассортимента продукции. Это несоответствие не способствует стабильному протеканию процессов горения, и поэтому использование нетрадиционных источников топлива традиционно ограничивалось.Недорогое топливо чаще всего использовалось в режиме базовой нагрузки, потребляя фиксированный объем, с традиционным ископаемым топливом, используемым для достижения стабильности и следования нагрузке. Это часто приводило к неэкономичным случаям, когда отходящий газ сжигают на факеле, а природный газ используется для производства пара для производственных нужд.

Управление изменчивостью

Концепция кривых соотношения топлива и воздуха началась, когда впервые были разработаны методы автоматического управления горением с использованием пневматического управления.«Кривая» на самом деле была механическим кулачком в пневматическом приводе. Когда система управления процессом сгорания была введена в эксплуатацию, кулачки в исполнительных механизмах для управления топливом и воздухом имели такую ​​форму, что безопасное количество воздуха подавалось для потока топлива во всем диапазоне нагрузок. Кулачки в пневматических приводах обеспечивали фиксированное соотношение воздух-топливо для любой конкретной скорости стрельбы. Эти реализации были простыми и надежными, обычно предотвращали небезопасное состояние обогащенного топлива и даже обеспечивали определенный уровень управления избытком воздуха с функцией корректировки кислорода.Но был также запас прочности на дополнительный воздушный поток, встроенный в реализации, что приводило к снижению эффективности сгорания, и из-за величины изменчивости кислородная коррекция не могла полностью оптимизировать работу.

Пневматические элементы управления были в конечном итоге заменены электронными, которые содержали схемы, имитирующие действия кулачков в пневматических элементах управления. Эти элементы управления были несколько более отзывчивыми и удобными в обслуживании, но стратегии управления, связанные с этой технологией, были по существу такими же, как и те, которые были разработаны ранее.

В 80-е годы на сцену вышли компьютеры. Их разработки дали инженерам по управлению процессом горения возможность выполнять сложные расчеты и различные методы управления, обеспечивающие более жесткий контроль. Но даже по сей день традиционный метод реализации кривых соотношения топлива и воздуха для управления сгоранием в значительной степени сохранился без изменений.

Использование этой техники контроля, разработанной 60 лет назад, больше не вариант. Слишком много переменных, и требования к производительности стали намного более строгими.

Слишком много для традиционных методов контроля

Традиционное управление горением, основанное на кривых соотношения воздух-топливо, не может обеспечить оптимизацию с различными источниками топлива, поскольку оно основано на фиксированных предположениях, сделанных в один конкретный момент времени. Как объяснялось ранее, сегодня на типичной промышленной площадке подача топлива может быть разной. Кроме того, характеристики оборудования меняются со временем, а окружающие условия меняются каждый день. Чтобы избежать небезопасных условий эксплуатации, слишком распространенной реакцией было просто увеличить скорость воздушного потока.Эти буферы добавляются, как показано на рис. 3, для управления вариациями, но они приводят к неэффективности и выбросам. Большое количество дорогостоящей энергии направляется вверх в дымовую трубу вместе с избыточным воздухом, в то время как нагрузка на вентиляторы увеличивается, а оборудование для выбросов перегружается. Но как можно контролировать процесс горения с такой изменчивостью?

Можно

В конечном итоге котел или нагреватель имеет один управляющий вход: потребность в БТЕ. Эта потребность может быть выражена в терминах давления пара или расхода для бойлера или температуры жидкости для огневого нагревателя, но все сводится к одной этой переменной.Задачей процесса сгорания и его системы управления является оптимальное удовлетворение этого спроса (что на практике означает минимальные затраты и выбросы), несмотря на колебания содержания топлива в БТЕ и быстрые изменения спроса. При правильном выполнении это может превратить котел из центра затрат в центр прибыли, поскольку он позволяет использовать топливо, которое в противном случае было бы выброшено как отходы, или, поскольку оно получено из возобновляемых источников, может обеспечить компенсацию выбросов парниковых газов.

Самые современные системы управления сгоранием, доступные на сегодняшний день, способны определять содержание БТЕ в топливе непрерывно и в реальном времени.Это позволяет системе согласовывать сигнал потребности с сигналом расхода топлива и точно рассчитывать количество воздуха, необходимое для оптимальной работы. Кроме того, эти реализации позволяют легко заменять BTU одного топлива другим, так что использование предпочтительных видов топлива всегда может быть максимизировано. Как они это делают?

Ответ заключается в том, чтобы исключить использование кривых отношения топлива к воздуху и перевести управление горением в полностью математическую и модельную реализацию. Система управления должна включать математическую модель котла и набор ограничений с использованием многопараметрического прогнозирующего управления.В этом решении используются стандартные приборы котла для определения относительного показателя тепловыделения в топке. Как только это станет известно, можно определить конкретные требования к скорости горения, а топливо можно отрегулировать в режиме реального времени для стабилизации тепловыделения печи. Регулировка дополнительной подачи топлива вместе с динамической корректировкой потребности в избыточном воздухе приводит к созданию надежной и надежной методологии управления. Это гораздо больше, чем просто усовершенствование существующей технологии; это квантовый скачок в управлении.

Некоторые примеры

Этот метод успешно применяется в промышленности. Одним из примеров является многотопливный котел. До оптимизации он страдал от больших непоследовательностей пара от альтернативного топлива. Базовая нагрузка выполнялась на альтернативном топливе, а ископаемое топливо использовалось для управления коллектором. При нормальной работе от 60% до 70% пара было произведено с использованием альтернативного топлива. Но из-за ограничений управления котел работал с высоким избытком кислорода от 8% до 10%, и возникали проблемы с выбросами.

Применение математического управления и управления на основе моделей привело к увеличению количества пара, вырабатываемого на наиболее дешевом топливе, на 5–10%, повышению эффективности на 1–2%, значительному увеличению реакции на колебания спроса и улучшенным характеристикам выбросов.

Другие примеры включают:

• Химический завод перенаправил поток отработанного водорода в новый котел. Оптимизированный контроль позволяет максимально использовать водород при сохранении стабильности. Годовое использование природного газа было сокращено на 1 миллион БТЕ, а выбросы CO ₂ сократились на 30%.
• Целлюлозно-бумажный комбинат хотел заменить уголь биомассой. Были модернизированы три котла, добавив ряд передовых решений по контролю горения. Это привело к сокращению потребления угля на пять тонн в день, а также к увеличению продолжительности рабочего цикла котла и устойчивости электростанции.
• В другом случае на пищевом заводе был установлен варочный котел для производства биогаза из отходов переработки и он был переведен на работу на двух газах. Применение оптимизации сжигания увеличило использование биогаза и снизило потребление природного газа на 15–30%.

В сегодняшней деловой среде процессы сжигания должны всегда работать оптимально, несмотря на колебания нагрузки, содержания БТЕ и даже типа топлива. Используя новейшие методы контроля, хорошо работающие многотопливные котлы часто могут вырабатывать 90% пара завода из отходов и альтернативных видов топлива, работать в автоматическом режиме более 95% времени и поддерживать выбросы на заданном уровне.