Технологии вихревого сжигания "ТОРНАДО"

 Данная технология позволяет модернизировать, с минимальными затратами, котельные установки с целью перевода на сжигание более дешевых, местных видов топлива, повышения КПД и улучшения экологических показателей.

Скапливающиеся на территории предприятий растительные и древесные отходы представляют сегодня экологическую и пожарную опасность. 

Огневая утилизация - это наиболее дешевый, простой и эффективный способ кардинального решения проблемы защиты окружающей среды от загрязнения.

 Использование лузги, отходов переработки зерна, древесных и других горючих отходов позволяет предприятиям решить вопрос утилизации и значительно снизить себестоимость энергии. 

Для утилизации лузги и измельченных горючих отходов нами предлагаются Котлы с вихревыми топками.

В вихревых топках благодаря аэродинамической схеме обеспечивается глубокое низкотемпературное выжигание горючих из частиц с одновременным устранением образования внутритопочных и натрубных отложений, характерных для высокотемпературных топочных процессов. Котельные установки позволяют использовать различные измельченные растительные отходы, например, торф, опилки и т.д.

Принципы работы вихревой топки

Топка механизирована, шурующая планка распределяет уголь по длине колосниковой решетки и предотвращает спекание.

Удаление шлака с колосниковой решетки производится также шурующей планкой через опрокидывающиеся колосники. В надслоевом объеме котла организуется вторичное дутье, обеспечивающее вихревое перемешивание летучих веществ с воздухом и центробежное удержание частиц топлива до их полного выгорания. 

Колосниковая решетка имеет три зоны воздушного дутья с независимым регулированием. Кроме того, из-под конвективного пучка организуется возврат уноса, выполняющий одновременно роль острого дожигающего дутья выгружаемого шлака. 

Реализованная схема воздушного дутья обеспечивает высокую маневренность котла, высокую эффективность топочного процесса и широкий диапазон регулирования нагрузок (до 120%). 

Топка с шурующей планкой имеет цепной привод, что обеспечивает плавность хода и высокие эксплуатационные характеристики. 

Продукты сгорания на выходе из топки дожигаются по экологически эффективной схеме ступенчатой подачи дутья в вихре, в потоке острого дутья, удерживающего частицы в топке. Далее дымовые газы охлаждаются в камере дожигания, двухходовом конвективном пакете.

Вихревая топка имеет следующие достоинства и преимущества:

1. Система подачи дожигающего острого дутья обеспечивает:

• низкие выбросы оксидов (СО, NOх, SO2 - зависит от состава золы) в атмосферу;
• низкий химический и механический недожог и соответственно высокий К.П.Д. и экономию топлива;

2. Механизированные водоохлаждаемые дожигательные решетки просты в эксплуатации, надежны в работе и обеспечивают:

• шуровку слоя и выгрузку догоревшего шлака;
• возможность полной автоматизации топочного процесса;

3. Активная вихревая аэродинамика обеспечивает:

• появление заметной доли конвективной составляющей теплообмена топочных экранов;
• удержание частиц в топке и заполнение вихря излучающим потоком частиц и соответственно сглаживание неравномерностей тепловыделения и подавление излучающего ядра факела;
• повышение степени черноты топки и конвективного теплообмена даже при увеличении теплонапряженности топки снижают максимумы температуры в топке и создают низкотемпературный топочный процесс, тепловосприятие экранов пониженное и равномерное, что увеличивает надежность их работы;
• низкотемпературный топочный процесс подавляет эмиссию вредных оксидов и возгонку золы, экраны топки не шлакуются;
• за счет конвекции от циркуляции вихря, чистых экранов, большего и равномерного излучения от удерживаемых в вихре частиц интенсивность теплообмена возрастает, температурное поле в топке более равномерное, а температура снижается, таким образом, обеспечивается более надежный и эффективный низкотемпературный топочный процесс.

Вихревые топки могут встраиваться в топочные объемы типовых котлов типа КЕ, ДКВР, КВТС и др.

Особенности сжигания растительных и древесных отходов

Схема пригодна для изготовления новых котлов, а так же и для реконструкции котлов типа КЕ, ДКВр, ДЕ и Е 1/9, (рис.), с паропроизводительностью от 0,5 до 25 т/час. КПД котлов около 82%. Котельная установка проектируется и комплектуется на базе новых или реконструированных котлов типа КЕ, ДКВр, ДЕ, Е 1/9. 

За котлом устанавливается легко очищаемый стальной экономайзер. Топка выполняется по индивидуальному проекту (с учетом вида основного и резервного топлива, типа котла и др.) и вписывается в имеющийся топочный объем, в том числе с сохранением габаритов котла. Это важно, т.к. позволяет обойтись минимумом работ при реконструкции. 

В котлах при организации топочного процесса по предлагаемому способу, за вихревой топкой практически нет выноса искр, интенсивное горение сосредоточено в камере сгорания. Температура в вихревой камере не превышает уровня начала размягчения и интенсивной возгонки золы. Продукты сгорания охлаждаются в топке, не содержат липких, расплавленных частиц золы и могут направляться для охлаждения в конвективный газоход котла без опасности его зашлаковывания. Активная аэродинамика, формируемая в топке, позволяет обеспечить равномерное заполнение топки факелом, что благотворно влияет на работу экранов паровых котлов. Система раздачи вторичного дутья, организуемая на выходе из вихревой топки, позволяет обеспечить глубокое дожигание. По имеющемуся опыту данная вихревая технология за счет обеспечения хорошего перемешивания потоков может быть приспособлена для дожигания горючих в шлаке уносе и химнедожоге и повышения экономичности типовых слоевых котлов. В качестве резервного топлива может использоваться природный газ, мазут или уголь.

Реконструкция может применяться и для повышения экономичности типовых слоевых котлов путем организации более глубокого выжигания горючих в слое, уносе и из дымовых газов.

Реконструированные типовые котлов паропроизводительностью 1-25 т/ч позволяют эффективно сжигать подсолнечную, гречневую, рисовую лузгу и другие измельченные растительные отходы, а так же древесные отходов, торфа и местных топлив. 

Таким образом, вихревая технология это:

• Высокий КПД и экономичность;
• Высокие экологические показатели;
• Возможность сжигания любых марок углей, в том числе с высокой зольностью (>25%), а также измельченных отходов, отсевов и шламов.

Вихревые топки имеют широкое использование, особенно для сжигания измельченных углей, отсевов, шламов и других углесодержащих отходов.

Особенности сжигание водоугольного топлива (ВУТ)

Водоугольное топливо (ВУТ) является одним из эффективных заменителей угля, дорогих жидких топлив и природного газа.

По расчетам, при замене мазута на ВУТ стоимость тепла снижается в 3 раза.

Применение ВУТ эффективно, т.к. создает экологическую чистоту, высокую культуру в котельной и обеспечивает экономичность за счет глубокого выжигания горючих. 

Технология применения ВУТ является чистой, т.к. используется мокрый помол без выделения пыли. Подготовка, подача и сжигание ВУТ технологически напоминает и подобна работе на мазуте, но с меньшими загрязнениями. ВУТ хранится и перевозится в емкостях. Для внутреннего перемещения, используются трубопроводы и насосы.

К настоящему времени технология приготовления и использования ВУТ достигла уровня промышленного внедрения. Вместе с тем большое количество воды, наличие минеральных компонентов в частицах крупностью до 100 - 350 мкм и сравнительно невысокая низшая теплота сгорания - 12-17 МДж/кг требуют определенных условий для надежного воспламенения, устойчивого и эффективного горения ВУТ в топках.

Свойства топлива предопределяют схему его сжигания. Для стабилизации горения ВУТ применяется подогрев дутья и используются механизмы внутренней стабилизации горения характерные для вихревых топок. Стабилизация горения в вихревых топках обеспечивается тем, что горячие продукты горения направляются в корень факела и этим обеспечивают его надежное воспламенение при сравнительно низкой температуре. Распыление ВУТ осуществляется центробежными форсунками специальной конструкции. 

Тонкораспыленное топливо, подаваемое совместно с первичным воздухом через специальную горелку ВУТ воспламеняется и горит по двухступенчатой схеме, смешиваясь в вихревой топке с потоком вторичного воздуха..

Низкотемпературный вихревой способ сжигания ВУТ осуществляется при относительно низкой температуре, не превышающей 1100 С, обеспечивает приемлемый уровень интенсивности горения и отсутствие шлакования топки. Содержание горючих в золе ВУТ не превышает 4-5% в то время как в слоевых котлах на угле содержание горючих в уносе и провале достигает 50-60% и шлак крупный. В вихревой топке при нормальном режиме работы отложения золы незначительны и не влияют на работу котла. 

Внутри топки за счет идеального перемешивания создаются благоприятные условия для глубокого выжигания летучих, коксового остатка и уноса, подавляется эмиссия вредных веществ и стабилизируется топочный процесс. Газы и частицы уноса, образующиеся при сгорании топлива, движутся в виде вихревого факела. Первоначально они охлаждаются экранами в вихревой топке и затем в топочном объёме трубном пучке котла за дополнительной перегородкой. 

Из топочного объёма дымовые газы и летучая зола поступают на охлаждение в конвективный блок, где отдают тепло нагреваемой воде. Охлажденные дымовые газы далее дымососом подаются в золоуловитель, очищаются от золы в циклоне и через дымовую трубу рассеиваются в атмосфере. Благодаря охлаждению вихревой топки поверхностью правого экрана, в котле по ходу факела организуется двухступенчатый низкотемпературный топочный процесс.

При настройке топочного процесса в вихревой топке желательно установить режим с минимальной концентрацией вредных выбросов в дымовых газах.