Bez ohľadu na typ kotla na tuhé palivá majú všetky vysokú účinnosť vďaka konštrukcii a princípu zariadenia. Na tejto stránke zvážime a pokúsime sa pochopiť, ako fungujú kotly na tuhé palivá. Hlavný rozdiel medzi klasickými kotlami na tuhé palivá a dlho spaľujúcimi kotlami na tuhé palivá je ten, že v druhom prípade trvá spaľovanie vďaka princípu spaľovania oveľa dlhšie. Pozrime sa teda na princíp činnosti kotlov na tuhé palivá a na to, ako kotly na tuhé palivá fungujú, aby sme pochopili, ako si vybrať kotol.
Princíp činnosti kotla na tuhé palivá s dlhým spaľovaním.
Typicky tieto kotly na tuhé palivá pracujú na princípe "horného spaľovania". Ako funguje dlho horiaci kotol? Pred vstupom kyslíka priamo do pece, kde dochádza k spaľovaniu, sa ohrieva. Zahrieva sa, aby sa nakoniec znížilo množstvo odpadu zo spaľovania: sadze, popol. Kyslík sa dodáva nie zdola nahor, ale zhora nadol. Horí tak iba horná vrstva tuhého paliva uloženého v kúrenisku. Vďaka tomu, že vzduch vstupuje zhora, nepreniká smerom nadol a spaľovací proces je tam nemožný. Horí iba horná vrstva paliva. Keď horná vrstva vyhorí, je zapnuté napájanie do spodnej vrstvy. Takže postupne, ako spaľovanie postupuje, je vzduch privádzaný stále nižšie. Vďaka tomuto prístupu horná vrstva paliva vždy horí a tá dole zostáva nedotknutá, kým nepríde na rad. To umožňuje veľmi ekonomickú spotrebu paliva a riadenie spaľovacieho procesu. Práve touto technológiou spaľuje tuhé palivo veľmi dlho.
Takéto kotly sú nielen ekonomické, ale aj ekologické. Samozrejme za predpokladu, že sa použijú protipožiarne stavebné materiály, ktoré zabezpečia nielen maximálnu účinnosť kotla, izolačné teplo, ale aj ochranu pred prípadnými požiarmi.
Z tohto videa môžete jasne pochopiť, ako funguje pyrolýzny kotol:
Na spaľovanie paliva v kotloch sa používajú hlavne vrstvové a spaľovacie metódy.
Vrstvené spaľovanie paliva slúži na spaľovanie tuhého paliva na rošte. Vzduch na spaľovanie paliva sa dodáva pod roštom. V takom prípade môže palivová vrstva zaujímať jednu z nasledujúcich polôh:
· Stacionárne stojte na rošte (obr. 4 a). Palivo sa do roštu privádza lopatou cez plniaci otvor, ktorý sa tiež používa na odstraňovanie trosky. Vzduch je dodávaný pod roštom a cez otvory v rošte vstupuje do palivovej vrstvy. Pretože dodávka paliva, brúsenie vrstvy, odstraňovanie trosky z roštu a popola spod roštu sa vykonáva ručne, tieto pece sa nazývajú ručne ovládané pece;
· Stojte na rošte, ktorého roštom je možné otáčať, aby ste odstránili trosku (obr. 4b). Palivo dodáva rotačný rozmetač. Takéto pece sa nazývajú semi-mechanické;
Obr. 4. Schémy vrstvených pecí:
a - manuálna kúrenisko; b - semi-mechanická kúrenisko.
Obr. Schéma mechanickej vrstvenej pece:
1 - pohyblivá mriežka spätného chodu; 3 - uhoľná skrinka; 5 - vzduchové kanály; 6 - trosková baňa; 7 - rotačný rozmetač.
· Pohybujte sa spolu s roštom opasku na reťaze nízkou rýchlosťou smerom k prednej časti kotla. Palivo sa vrhá na zadnú časť pohyblivého roštu a pri pohybe sa vznieti, zhorí a zmení sa na trosku. Pretože procesy dodávky paliva, údržby lôžka a odstraňovania trosky nevyžadujú manuálnu prácu, sú také pece tiež mechanické (obr. 5);
· Zaveste sa nad rošt, ktorý vytvára vysokotlakový prúd vzduchu (až do 10 kPa). Vzduch sa privádza do lôžka a jeho rovnomerné rozloženie po časti pece sa vykonáva oceľovým roštom so vzduchovými uzávermi. Hrudky uhlia sa zdvíhajú a spúšťajú a horia v pozastavenom stave a popol padá na rošt. Aby sa zabránilo roztaveniu trosky, vrstva sa ochladí ponorenou vykurovacou plochou na teploty nepresahujúce 800 - 950 ° C. Takéto lôžko sa nazýva fluidné lôžko s nízkou teplotou. Vo fluidnom lôžku sa výrazne zlepšujú procesy oxidácie uhlíka, čo umožňuje kvalitné spaľovanie vysoko popolnatého uhlia s obsahom minerálnych nečistôt až 50 - 70% pri plnej mechanizácii činnosti pece.
Obr. 6. Schéma pece s fluidným lôžkom:
1 - kôš na popol; 2 - mriežka na distribúciu vzduchu; 3 - ponorená vykurovacia plocha; 4 - fluidné lôžko paliva.
Spaľovanie paliva(ryža. 7) .Metóda vzplanutia spaľuje horľavé plyny, kvapalné palivá a jemne rozdelené tuhé palivá. Zariadenia, ktoré zavádzajú palivo a vzduch do pece a zabezpečujú ich zmiešanie, sa nazývajú horáky.
Obr. Schéma palivového vzplanutia
Častice paliva horia za behu a pohybujú sa cez kúrenisko spolu s prúdením vzduchu a plynov. V porovnaní s vrstvenými pecami zostávajú častice paliva v peci obmedzený čas, prívod paliva do pece je malý, v dôsledku čoho je spaľovací proces citlivý na akékoľvek zmeny v prevádzkovom režime pece. Napríklad pri nadmernom zvýšení prietoku vzduchu počas spaľovania plynu sa môže plameň od horáka oddeliť a horák môže zhasnúť.
Pece na spaľovanie spaľovania paliva sa nazývajú komorové pece a v závislosti od typu paliva - plynového oleja alebo práškového uhlia.
Horiaci horák má vysoké tepelné žiarenie. Preto, aby sa chránili steny pece pred zničením tepelným tokom, sú pozdĺž stien inštalované radiačné vykurovacie plochy (obrazovky).
Ako funguje pyrolýzny kotol. Zariadenie a princíp činnosti pyrolýzneho kotla.
Princíp činnosti pyrolýzneho kotla na tuhé palivá je založený na procese rozkladu tuhého paliva na pyrolýzny plyn a koks. To sa dosiahne nedostatočným prísunom vzduchu. Vďaka slabému prívodu vzduchu palivo tlie pomaly, ale nehorí, v dôsledku čoho vzniká pyrolýzny plyn. Vďaka tomu sa plyn spája so vzduchom. dôjde k horeniu a uvoľní sa teplo, ktoré ohrieva chladiacu kvapalinu. Vďaka tomuto procesu je v dyme veľmi málo škodlivých látok a sadze a popol sú zanedbateľné. Takže v prípade pyrolýznych kotlov môžete hovoriť aj o ohľaduplnosti k životnému prostrediu.
Pozrime sa teda podrobnejšie na princíp činnosti pyrolýzneho kotla.
- Čo je to pyrolýza? Pyrolýza je proces spaľovania za podmienok nedostatku kyslíka. Výsledkom tohto spaľovania sú tuhé produkty spaľovania a plyn: tuhým odpadom je popol a zmes prchavých uhľovodíkov plus oxid uhličitý.
- Princíp činnosti plynového generátora(alebo pyrolýzny kotol), je to, že taký kotol na tuhé palivo rozdeľuje proces ohrevu na dva procesy. Po prvé, toto je obvyklý proces spaľovania tuhého paliva pri súčasnom obmedzení prísunu kyslíka. Ak je nedostatok vzduchu, tuhé palivo tlie veľmi pomaly a uvoľňuje sa z neho plyn. Obmedzuje prívod kyslíka, kotol je veľmi jednoduchý, s mechanickým tlmičom, ktorý sa v závislosti od množstva vzduchu v peci buď otvára, alebo zatvára. V takom prípade môžete manuálne „zapnúť teplo“ miernym otvorením klapky.
- Druhá časť spaľovacieho procesu palivo, spočíva v spálení prchavého odpadu zo spaľovacieho procesu v prvej peci. V druhej peci horí takzvaný pyrolýzny plyn - výsledok spaľovania tuhého paliva v prvej peci.
- Úprava v tomto prípade, rovnako ako v prípade prívodu vzduchu do prvej pece, je to veľmi jednoduché.Termostat riadi proces spaľovania a mení činnosť kotla toľko, koľko je potrebné na generovanie potrebného množstva tepla. V zásade sa veľmi nelíši od termostatu pre ohrievač vody.
- Účinnosť pyrolýznych kotlov. Jednoznačne najefektívnejšie sú kotly, v ktorých sa spaľovanie uskutočňuje zhora nadol. To samozrejme prináša určité ťažkosti, napríklad v takýchto kotloch sa musí robiť nútený ťah, pretože druhé dodatočné spaľovanie pyrolýzneho plynu je umiestnené pod roštom. Zjednodušene povedané: palivo je rozptýlené do odpadových produktov spaľovacieho procesu - do popola. V takom prípade sa vytvára plyn, ktorý sa tiež dodatočne spaľuje. Výsledok: maximálne uvoľnenie tepla s prakticky bezodpadovým spaľovaním. Popol sa dá navyše použiť ako hnojivo.
Princíp činnosti pyrolýzneho kotla je navrhnutý tak, aby okrem najefektívnejšieho spaľovania paliva máme aj minimálny odpad zo spaľovacieho procesu... Hlavnou nevýhodou je cena pyrolýznych kotlov, ale v skutočnosti existuje veľa pozitívnych aspektov:
- Minimum odpadu a minimálne čistenie pece v porovnaní s inými kotlami na tuhé palivá.
- Dlhá výdrž batérie žiadne ďalšie zaťaženie v dôsledku ekonomického prívodu vzduchu.
- Automatizácia spaľovací proces. Samotný kotol reguluje, kedy zvýšiť spaľovanie a kedy naopak znížiť.
- Veľké tuhé palivá vhodné pre také kotly, pretože v každom prípade dohorenie paliva prebieha takmer úplne.
Prednáška na tému: „Metódy spaľovania paliva v kotlovej peci“
1 TYPY PALIVA
Tuhé palivo
- horľavé látky, ktorých hlavnou zložkou je uhlík. Medzi tuhé palivá patrí uhlie a hnedé uhlie, ropná bridlica, rašelina a drevo. Vlastnosti paliva sú do značnej miery určené jeho chemickým zložením - obsahom uhlíka, vodíka, kyslíka, dusíka a síry. Rovnaké množstvo paliva poskytuje počas spaľovania odlišné množstvo tepla. Preto sa na posúdenie kvality paliva určuje jeho výhrevnosť, to znamená najväčšie množstvo tepla uvoľneného pri úplnom spaľovaní 1 kg paliva (najvyššou výhrevnosťou je uhlie). V zásade sa tuhé palivá používajú na získavanie tepla a iných druhov energie, ktoré sa vynakladajú na získanie mechanických prác. Okrem toho je možné z tuhého paliva vhodným spôsobom (destiláciou) získať viac ako 300 rôznych chemických zlúčenín; veľmi dôležité je spracovanie hnedého uhlia na cenné druhy kvapalného paliva - benzín a petrolej.
Brikety
Brikety sú tuhé palivá vznikajúce pri lisovaní odpadu z drevospracujúceho procesu (hobliny, štiepky, drevný prach), ako aj komunálneho odpadu (slama, plevy), rašeliny.
Palivové brikety sú vhodné na skladovanie, pri výrobe sa nepoužívajú žiadne škodlivé spojivá, preto je tento druh paliva šetrný k životnému prostrediu. Počas horenia neiskria, nevypúšťajú spaliny, horia rovnomerne a hladko, čo zaisťuje dostatočne dlhý proces horenia v komore kotla. Okrem kotlov na tuhé palivá sa používajú v domácich krboch a na varenie (napríklad na grile).
Existujú 3 hlavné typy brikiet:
1. RUF brikety. Tvarované obdĺžnikové tehly.
2. NESTRO brikety. Valcové, môžu byť tiež s vnútornými otvormi (krúžky).
3. Pini & Kau - brikety. Fazetové brikety (4,6,8 bočných strán).
Výhody palivových brikiet:
- Priateľský k životnému prostrediu.
- Dlhé a pohodlné skladovanie. Vďaka tepelnému ošetreniu na ne nepôsobia plesne. A vďaka formácii sa pohodlne používajú.
- Dlhé a rovnomerné horenie je spôsobené vysokou hustotou brikiet.
- Vysoká výhrevnosť. Takmer dvakrát vyššia ako u obyčajného palivového dreva.
- Konštantná teplota horenia.Vďaka rovnomernej hustote.
- Nákladovo efektívne.
- Minimálny obsah popola po spálení: 1-3%
Pelety alebo palivové pelety.
V zásade rovnaký výrobný princíp ako pri briketách. Ako spojivo sa používa lignín (rastlinný polymér).
Materiály sú rovnaké ako pre brikety: kôra, hobliny, slama, lepenka. Najskôr sa surovina rozdrví do stavu peľu, potom po vysušení špeciálny granulátor vytvorí z hmoty granule špeciálneho tvaru. Používa sa v kotloch na pelety. Ceny tohto typu tuhého paliva sú najvyššie - je to spôsobené zložitosťou výroby a obľúbenosťou u kupujúcich.
Existujú nasledujúce typy tohto tuhého paliva:
- Spracovanie guľatiny z tvrdých a mäkkých druhov stromov na pelety.
- Rašelinové pelety
- Pelety získané spracovaním slnečnicových šupiek.
- Slamené pelety
- Výhody peliet:
- Priateľský k životnému prostrediu.
- Skladovanie. Vďaka špeciálnym výrobným technológiám je možné pelety skladovať priamo na čerstvom vzduchu. Neopučiavajú, nezakrývajú sa plesňami.
- Dlhé a rovnomerne horiace.
- Nízke náklady.
- Pelety sú vďaka svojmu malému tvaru vhodné pre kotly s automatickým plnením.
- Široká škála aplikácií (kotly, kachle, krby)
Palivové drevo
Kusy dreva určené na získavanie tepla spaľovaním v kotloch na kúrenie na tuhé palivá, kúreniská určené na kúrenie. Pre väčšie pohodlie je dĺžka guľatiny zvyčajne 25 - 30 cm.Na čo najefektívnejšie použitie je potrebná najnižšia možná úroveň vlhkosti. Na ohrev je potrebné spaľovanie čo najpomalšie. Okrem kúrenia sa dá palivové drevo použiť napríklad aj v kotloch na tuhé palivá. Pre tieto parametre sú najvhodnejšie listnaté druhy: dub, jaseň, lieska, hloh, breza. Horšie - ihličnaté palivové drevo, pretože prispieva k usadzovaniu živice a má nízku výhrevnosť, zatiaľ čo rýchlo vyhorí.
Palivové drevo sa dodáva v dvoch typoch:
- Pílené.
- Štiepané.
2 ZLOŽENIE PALIVA
Na tvorbu uhlia je nevyhnutná hojná akumulácia rastlinnej hmoty. V starodávnych rašeliniskách, počnúc obdobím devónu, sa hromadila organická hmota, z ktorej sa formovali fosílne uhlíky bez prístupu kyslíka. Väčšina komerčných ložísk fosílneho uhlia pochádza z tohto obdobia, aj keď existujú aj mladšie ložiská. Najstaršie uhlie sa odhaduje na asi 350 miliónov rokov. Uhlie sa vytvára, keď sa hnijúci rastlinný materiál hromadí rýchlejšie, ako dôjde k bakteriálnemu rozkladu. Ideálne prostredie pre to sa vytvára v močiaroch, kde stojatá voda ochudobnená o kyslík narúša životne dôležitú aktivitu baktérií a chráni tak rastlinnú hmotu pred úplným zničením? V určitej fáze procesu bránia kyseliny uvoľňované počas procesu ďalšej bakteriálnej aktivite. Takto sa vytvára rašelina - východiskový produkt pre vznik uhlia. Ak je potom pochovaný pod inými sedimentmi, rašelina sa stláča a pri strate vody a plynov sa premieňa na uhlie. Pod tlakom sedimentárnych vrstiev s hrúbkou 1 kilometer sa z 20-metrovej vrstvy rašeliny získa vrstva hnedého uhlia s hrúbkou 4 metre. Ak hĺbka zakopania rastlinného materiálu dosiahne 3 kilometre, potom sa rovnaká vrstva rašeliny zmení na vrstvu uhlia s hrúbkou 2 metre. Vo väčšej hĺbke, asi 6 kilometroch a pri vyššej teplote sa z 20-metrovej vrstvy rašeliny stane antracitová vrstva s hrúbkou 1,5 metra. V dôsledku pohybu zemskej kôry došlo k zdvíhaniu a skladaniu uhoľných slojov. Vyvýšené časti boli časom zničené v dôsledku erózie alebo samovznietenia a spustené zostali v širokých plytkých kotlinách, kde je uhlie najmenej 900 metrov od zemského povrchu.
Hnedé uhlíky.Obsahujú veľa vody (43%), a preto majú nízku výhrevnosť. Okrem toho obsahujú veľké množstvo prchavých látok (až 50%). Vzniká z mŕtvych organických zvyškov pod tlakom záťaže a pod vplyvom zvýšených teplôt v hĺbkach asi 1 kilometer.
Uhlie. Obsahujú až 12% vlhkosti (3 - 4% vnútornej vlhkosti), preto majú vyššiu výhrevnosť. Obsahujú až 32% prchavých látok, vďaka čomu sú dosť horľavé. Vytvorené z hnedého uhlia v hĺbkach asi 3 kilometre.
Antracit. Takmer úplne (96%) je uhlík. Majú najvyššiu výhrevnosť, sú však zle horľavé. Vyrobené z uhlia a vo forme oxidov HOX. Vzťahujú sa na škodlivé zložky produktov spaľovania, ktorých množstvo by malo byť obmedzené.
Síra - obsiahnutá v tuhých palivách vo forme organických zlúčenín SO a pyritu Sx, sú kombinované do prchavej síry Sl. Síra je tiež zahrnutá v palive vo forme siričitých solí - síranov - ktoré nie sú schopné horenia. Síranová síra sa zvyčajne označuje ako palivový popol. Prítomnosť síry významne znižuje kvalitu tuhých palív, pretože sírne plyny SO2 a SO3 sa spoja s vodou a vytvárajú kyselinu sírovú - ktorá následne ničí kov v kotle a prenikanie do ovzdušia poškodzuje životné prostredie. Z tohto dôvodu je obsah síry v palivách - nielen v tuhých - veľmi nežiaduci.
Popol - palivo je balastná zmes rôznych minerálov, ktoré zostávajú po úplnom spálení celej horľavej časti mesta. Popol priamo ovplyvňuje kvalitu spaľovania paliva - znižuje účinnosť spaľovania.
Otázky:
1. Aké sú hlavné typy tuhých palív?
2. Čo je to popol?
3 APLIKÁCIA PALIVA
Využitie uhlia je rôznorodé. Používa sa ako domácnosť, energetické palivo, surovina pre metalurgický a chemický priemysel, ako aj na extrakciu vzácnych a stopových prvkov z nej. Skvapalnenie (hydrogenácia) uhlia za vzniku kvapalného paliva je veľmi sľubné. Na výrobu 1 tony ropy sa spotrebujú 2 - 3 tony uhlia, niektoré krajiny si vďaka tejto technológii takmer úplne zabezpečili palivo. Umelý grafit sa získava z uhlia.
Hnedé uhlie sa navonok líši od uhlia farbou čiary na porcelánovom plaste - vždy je hnedé. Najdôležitejším rozdielom od bitúmenového uhlia je jeho nižší obsah uhlíka a výrazne vyšší obsah VOC a vody. To vysvetľuje, prečo hnedé uhlie horí ľahšie, dáva viac dymu, zápachu, ako aj vyššie spomínaná reakcia s lúhom draselným a vytvára málo tepla. Pre vysoký obsah vody na spaľovanie sa používa v prášku, na ktorý sa pri sušení nevyhnutne premení. Obsah dusíka je výrazne nižší ako v prípade uhlia, ale obsah síry je zvýšený.
Používanie hnedého uhlia - ako palivo sa hnedé uhlie v mnohých krajinách používa oveľa menej ako uhlie, avšak kvôli nízkym nákladom v malých a súkromných kotolniach je populárnejšie a niekedy dosahuje až 80%. Používa sa na práškové spaľovanie (počas skladovania hnedé uhlie vysuší a rozpadne sa), niekedy aj celé. V malých provinčných zariadeniach na kombinovanú výrobu elektriny a tepla sa tiež často spaľuje na teplo. V Grécku, najmä v Nemecku, sa však hnedé uhlie používa v parných elektrárňach, kde sa v Grécku vyrába až 50% elektrickej energie a v Nemecku 24,6%. Výroba kvapalných uhľovodíkových palív z hnedého uhlia destiláciou sa šíri vysokou rýchlosťou. Po destilácii je zvyšok vhodný na výrobu sadzí. Extraktuje sa z neho horľavý plyn a získavajú sa uhlíkovo-alkalické činidlá a metán-vosk (horský vosk). V malom množstve sa používa aj na remeslá.
Rašelina je horľavý minerál, ktorý vzniká v procese prirodzeného vysychania a neúplného rozpadu močiarnych rastlín v podmienkach nadmernej vlhkosti a sťaženého prístupu vzduchu. Rašelina je produktom prvej fázy vzdelávacieho procesu o uhlí. Prvé informácie o rašeline ako o „horľavej pôde“ používanej na varenie pochádzajú z 26. storočia nášho letopočtu.
Sedimentárna hornina rastlinného pôvodu, zložená z uhlíka a iných chemických prvkov. Zloženie uhlia závisí od veku: antracit je najstarší, uhlie je mladšie a najmladšie hnedé. V závislosti od starnutia má iný obsah vlhkosti. Čím mladší, tým viac vlhkosti. Uhlie v procese spaľovania znečisťuje životné prostredie, navyše sa speká do trosky a ukladá sa na rošte v kotle. Tým sa zabráni normálnemu horeniu.
Otázky:
- Aplikácia paliva?
- Je spaľovanie paliva škodlivé pre životné prostredie a ktorý typ je najviac
?
4 SPÔSOBY Spaľovania paliva
Existujú tri spôsoby spaľovania paliva: vrstva, svetlica alebo komora a vír.
1 - rošt; 2 - dvere zapaľovača; 3 - nakladacie dvere; 4 - vykurovacie plochy; 5 - spaľovacia komora.
Obrázok 4.1 - Schéma vrstvenej pece
Tento nákres zobrazuje vrstvený spôsob spaľovania paliva, pri ktorom vrstva hrudkovitého paliva nehybne leží na rošte a je vyfukovaná vzduchom.
Na spaľovanie tuhých palív sa používa vrstvená metóda.
A tu je znázornený svetelný a vírivý spôsob spaľovania paliva.
1 - horák; 2 spaľovacia komora; 3 - podšívka; 4 - sito pece; 5 - stropný sálavý prehrievač pary; 6 - hrebenatka.
Obrázok 4.2 - Komorová pec
Obrázok 4.3 - Vortexové spaľovanie paliva
Pri použití metódy vzplanutia a vírenia je možné spaľovať všetky druhy paliva, iba tuhé palivo je predbežne vystavené rozbitiu, ktoré z neho urobí prach. Pri spaľovaní paliva sa všetko teplo prenáša na produkty spaľovania. Táto teplota sa nazýva teoretická teplota spaľovania paliva.
V priemysle sa kontinuálne kotly používajú na spaľovanie tuhých palív. Princíp kontinuity podporuje rošt, do ktorého sa neustále dodáva tuhé palivo.
Pre racionálnejšie spaľovanie paliva sa budujú kotly, ktoré sú schopné ho spaľovať v prašnom stave. Kvapalné palivá sa spaľujú rovnakým spôsobom.
Otázky:
- Aká je najracionálnejšia metóda spaľovania?
- Vysvetlite výhody spôsobu spaľovania v komore.
5 PREVÁDZKOVÉ PROCESY V KOTLE
Pracovné procesy v kotloch:
- Tvorba pary
- Korózia vykurovacích plôch
V kotolniach prebiehajú také procesy ako tvorba pary:
- Podmienky, za ktorých sa v kotloch vytvára para, sú konštantný tlak a nepretržitý prísun tepla.
- Kroky v procese odparovania: ohrev vody na teplotu nasýtenia, odparovanie a zahrievanie parou na vopred stanovenú teplotu.
Aj v kotloch možno pozorovať koróziu vykurovacích plôch:
- Zničenie kovu pod vplyvom životného prostredia sa nazýva korózia.
Korózia zo strany produktov spaľovania sa nazýva vonkajšia a zo strany ohriateho média - vnútorná.
Existuje nízka a vysoká teplota korózie.
Na zníženie deštruktívnej sily korózie je potrebné monitorovať vodný režim kotla. Preto sa surová voda pred použitím na napájanie kotlov predčistí, aby sa zlepšila jej kvalita.
Kvalitu kotlovej vody charakterizujú suché zvyšky, celkový obsah solí, tvrdosť, zásaditosť a obsah korozívnych plynov
- Filter na katión sodný - kde sa čistí voda
- Odvzdušňovač - odstraňujú sa agresívne látky, vzdušný kyslík a oxid uhličitý.
- Vzorky potrubí, ktoré korodovali zvonka aj zvnútra.
Korózia vykurovacích plôch
Vnútorná korózia parných a teplovodných kotlov je hlavne nasledujúcich typov: kyslík, para - voda, alkalické a kaly.
Hlavným prejavom kyslíkovej korózie sú vredy, zvyčajne s oxidmi železa.
Pri prevádzke kotlov so zvýšeným tepelným zaťažením sa pozoruje korózia parou a vodou. V dôsledku tejto korózie dochádza k vnútorným povrchom stenových rúr a krehkému poškodeniu miest, kde sa odparuje voda z kotla.
Jamy sa tvoria v dôsledku korózie spodného kalu.
Vonkajšia korózia môže byť nízka teplota a vysoká teplota.
Pri spaľovaní paliva môže dôjsť k nízkoteplotnej korózii. Pri spaľovaní vykurovacieho oleja môže dôjsť k vysokoteplotnej korózii.
Automatizácia a mechanika kotlov na tuhé palivá.
Napriek všetkým úrovniam riadenia spaľovacích procesov a prevádzkovej bezpečnosti vo všeobecnosti kotly na tuhé palivá prakticky neobsahujú zložité automatické zariadenia. Vzhľadom na to, že teplotu najčastejšie reguluje mechanika, v kotloch sa prakticky nedá nič pokaziť. Samotná konštrukcia kotlov je navyše jednoduchá a spoľahlivá. Preto je realistické urobiť inštaláciu kotla na tuhé palivo vlastnými rukami, ale je lepšie kontaktovať špecialistu. Dokonca si môžete kotolňu vyrobiť aj vlastnými rukami, ale načo zbytočné problémy, keď môžete všetko zveriť profesionálom?
Pece
Pece
V kotlových jednotkách sa používajú tieto spaľovacie zariadenia: na spaľovanie v peci a na spaľovanie v komore. Tieto spaľovacie zariadenia sa môžu svojou konštrukciou veľmi líšiť, čo súvisí s vlastnosťami paliva - uvoľňovanie prchavých látok, obsah popola, obsah vlhkosti, veľkosť hrudky, vlastnosti trosky, obsah síry v palive atď.
Vrstevné spaľovanie kúskov tuhého paliva sa vykonáva roštom umiestneným v objeme pece a vzduch potrebný na spaľovanie paliva vstupuje pod rošt.
Komorové spaľovacie zariadenia spaľujú v pozastavenom stave v prúde vzduchu (tuhý v prašnom stave) a vzduch potrebný na spaľovanie sa dodáva v rovnakom objeme. Objem určený na spaľovanie celého alebo časti paliva sa nazýva spaľovacia komora (komora) a označuje sa Vt. Spaľovacie zariadenie sa zvyčajne vyznačuje svojou tepelnou silou, plochou roštu R a objemom spaľovacej komory. Množstvo tepla uvoľneného v spaľovacom zariadení za hodinu sa nazýva výkon, MW alebo kcal / h a určuje sa z výrazu
Vrstvené spaľovacie zariadenia rozlišujú medzi celkovou plochou roštu R a „spaľovacím zrkadlom“ Rz.g. V peciach s pevným roštom zvyčajne R = Rz.g. pre pece s reťazou, šikmo tlačiacimi mriežkami, je plocha spaľovacieho zrkadla menšia ako celá plocha kvôli prítomnosti rôznych zariadení.
Prevádzku vrstvenej pece možno odhadnúť na základe hodnoty zjavného tepelného napätia roštu alebo spaľovacieho zrkadla, kW / m2 alebo kcal / (m2-h):
to znamená množstvo uvoľneného tepla za jednotku času na jednotku plochy.
Množstvo uvoľneného tepla za jednotku času na jednotku objemu spaľovacej komory sa nazýva zjavné tepelné namáhanie spaľovacieho priestoru a určuje sa z výrazu, kW / m3 alebo kcal / (m3Xh):
Pre komorové pece používajú aj koncepciu zdanlivého tepelného napätia časti spaľovacej komory Ftop, MW / m2 alebo Mcal / (m2Xh), ktorá je definovaná ako
kde Ftop je horizontálny úsek komory na úrovni osí horáka, m2.
Ak sa palivo v podstate vznieti z horiacej vrstvy ležiacej na rošte a zo stacionárnej horiacej vrstvy, nazýva sa toto zapaľovanie spodným zapaľovaním. Ak sa palivo zapáli v dôsledku žiarenia plameňa nad horiacou vrstvou, potom sa také zapálenie nazýva horné.
V peciach s pevným roštom prebiehajú oba typy zapaľovania paliva; keď sa rošt pohybuje, prevažuje horšie zapaľovanie horného paliva.
Pece na vrstvené spaľovanie paliva sa delia v závislosti od spôsobu prívodu, povahy pohybu paliva pozdĺž roštu, pohybu roštu a stavu palivovej vrstvy. Pri pevnom lôžku paliva, absencii mechanizmov na jeho pohyb po dĺžke alebo šírke roštu je spaľovacie zariadenie najjednoduchšie; obyčajne sa načerpá ručne ručne a nazýva sa to manuálna kúrenisko. Takéto spaľovacie zariadenie sa používa iba pre malé kotly s výkonom do 1,16 MW (1 Gcal / h).
V súlade s predpismi Gosgortekhnadzor musia mať všetky kotlové jednotky s výkonom viac ako 1,16 MW (2 t / h alebo viac ako 1 Gcal / h) určené na spaľovanie tuhého paliva mechanizované spaľovacie zariadenia. Táto mechanizácia môže pokrývať prívod paliva do bunkra umiestneného nad spaľovacím zariadením, prívod paliva do roštu a jeho pohyb pozdĺž tohto zariadenia.
Medziproduktom medzi vrstvovými a komorovými pecami na spaľovanie tuhého paliva sú pece s fluidným alebo „fluidným“ lôžkom paliva. V nich prúd vzduchu a plynov pôsobí na jemnozrnné častice paliva, vďaka čomu sa častice paliva stávajú mobilnými a pohybujú sa - cirkulujú vo vrstve a objeme. Rýchlosť vzduchu a vyvíjaných plynov by nemala prekročiť určitú hodnotu, pri ktorej dosiahnutí začne unášanie častíc paliva z vrstvy. Prietok, pri ktorom sa častice začnú pohybovať - „vriace“, sa nazýva kritický. Takéto pece vyžadujú rovnakú veľkosť hrudiek paliva. Vrstvové pece sa používajú pre jednotky s vykurovacím výkonom do 30 - 35 MW (25 - 30 Gcal / h); pre väčšie kotly sa používajú pece so spaľovaním v komore a predbežnou prípravou paliva. Pred vstupom do komorových pecí sa palivo rozdrví na veľkosť častíc niekoľkých mikrometrov. Primárny vzduch prepravujúci tuhé palivo má nižšiu teplotu ako sekundárny vzduch a jeho množstvo je menšie ako množstvo potrebné na spaľovanie. Palivo a vzduch sú do pecí komory privádzané špeciálnymi horákmi, ktorých umiestnenie na stenách spaľovacej komory môže byť odlišné. Niekedy sa časť sekundárneho vzduchu dodáva vo forme ostrého výbuchu cez dýzy pri vysokých rýchlostiach, aby sa zmenila poloha plameňa v spaľovacej komore.
Na spaľovanie kvapalného paliva sa používajú komorové pece, na ktorých stenách sú spredu alebo opačne umiestnené dýzy s mechanickou, vzduchovou, parnou alebo zmiešanou atomizáciou paliva. Vzduch potrebný na spaľovanie paliva sa privádza do zariadenia na inštaláciu trysky tak, aby prúdil čo najbližšie k základni (koreňu) plameňa a aby mal minimálny prebytok vzduchu; vykurovací olej sa niekedy spaľuje v spaľovacích komorách s pred-pecami - cyklónmi. Plynné palivo sa spaľuje v komorových peciach pomocou rôznych typov horákov. Posledné uvedené sa vyznačujú mnohými vlastnosťami: tlak plynu pred horákmi - nízky, stredný a vysoký; dizajnové prvky; charakter zmiešania - čiastočného alebo úplného - plynu a vzduchu v horákoch; metódou prívodu plynu a vzduchu: jednodrátový - iba s dodávkou plynu a dvojvodičový - keď sa plyn a vzduch privádzajú do horáka cez špeciálne potrubia a potrubia; povahou plameňa - svetelného alebo slabo svietiaceho a dĺžkou horáka - dlhým alebo krátkym.
Spravidla sa v komorových peciach vyžaduje zabezpečenie spaľovania dvoch druhov paliva - pevného a kvapalného, kvapalného a plynného, tuhého a plynného. Výsledkom je, že horáky sú z väčšej časti konštruované tak, aby bolo možné stanoviť ich minimálny počet, to znamená, že sa vyrábajú kombinovane pre dva alebo dokonca tri druhy paliva.Komorové pece sú vyrábané pre kotly takmer akejkoľvek kapacity.
Všetky spaľovacie zariadenia boli podľa ich polohy vzhľadom na kotlovú jednotku predtým rozdelené na vnútorné, spodné a vonkajšie. V moderných jednotkách sú spaľovacie komory vyrobené s maximálnym možným tienením.
Automatizované kotly s mechanickým prívodom paliva
a frakčné zloženie.
Vplyv obsahu vlhkosti drevnej biomasy na účinnosť kotolní je mimoriadne významný. Pri spaľovaní absolútne suchej drevnej biomasy s nízkym obsahom popola sa účinnosť kotlových jednotiek, čo sa týka ich produktivity a účinnosti, približuje účinnosti kotlových jednotiek na kvapalné palivo (kotly na motorovú naftu, vykurovací olej atď.) av niektorých prípadoch presahuje prevádzkovú účinnosť kotlov využívajúcich niektoré druhy uhlia.
Zvýšenie obsahu vlhkosti drevnej biomasy nevyhnutne vedie k zníženiu účinnosti kotolní. So zvyšovaním vlhkosti vzduchu sa nižšie spaľovacie teplo rýchlo znižuje, zvyšuje sa spotreba paliva a spaľovanie sa stáva zložitejším. Pri obsahu vlhkosti 10% a popole 0,7% bude čistá výhrevnosť 16,85 MJ / kg a pri vlhkosti 50% iba 8,2 MJ / kg. Spotreba paliva kotla pri rovnakom výkone sa teda pri prechode zo suchého na mokré palivo zmení viac ako dvakrát. Mali by ste to vedieť a neustále vyvíjať a uskutočňovať opatrenia na zabránenie vnikaniu atmosférických zrážok, pôdnej vody atď. Do dreveného paliva.
Obsah popola v drevnej biomase sťažuje spaľovanie. Prítomnosť minerálnych inklúzií v drevnej biomase je dôsledkom použitia nedostatočne dokonalých technologických postupov ťažby a jeho primárneho spracovania. Je potrebné uprednostniť také technologické postupy, pri ktorých je možné minimalizovať kontamináciu drevného odpadu minerálnymi inklúziami.
Frakčné zloženie drveného dreva by malo byť optimálne pre tento typ spaľovacieho zariadenia. Odchýlky vo veľkosti častíc od optima, smerom hore aj dole, znižujú účinnosť spaľovacích zariadení. Štiepkovače používané na sekanie dreva na palivové štiepky by nemali vykazovať veľké odchýlky vo veľkosti častíc smerom k ich zvyšovaniu. Prítomnosť veľkého množstva príliš malých častíc je však tiež nežiaduca.
Dosiahnutie úspory paliva v kotolniach prevádzkovaných na drevný odpad závisí od toho, ako veľmi údržbársky personál zabezpečí včasný kvalifikovaný vývoj a implementáciu opatrení na efektívnu a ekonomickú prevádzku kotolní na základe znalostí špecifických vlastností drevnej biomasy považovanej za palivo.
Nízkoteplotné fluidné parné kotly 10 - 50 ton / hodinu
Popis
Reklamná brožúra - Parné kotly s pecou NTKS
Prezentácia - Vybavenie pre
vysoko efektívnePoužitie
biomasa o
výroba tepla a elektriny
Parné kotly so spaľovacou komorou nízkoteplotného „fluidného“ lôžka (NTKS) sú určené na spaľovanie rôznych biologických palív (drevná štiepka, mletá rašelina, lignín atď.) a sú určené na výrobu prehriatej pary, tlaku od 14,0 do 39,0 bar a teploty prehriatia až do 440 ° C. Prehriata para sa môže používať na výrobu elektriny, ako aj na technologické a ekonomické potreby spotrebiteľa.
- parná kapacita: od 10,0 do 50,0 ton / hod;
- prevádzkový tlak: od 14,0 do 45,0 barov;
- teplota prehriatia: až 440 ° C;
- faktor účinnosti: najmenej 87%.
|
Medzi pece so spaľovaním vrstveného paliva patrí šikmý tlačný rošt, reťazový rošt atď. Spaľovacie zariadenie kotlov s NTKS má v porovnaní s tradičnými spaľovacími zariadeniami množstvo výhod, a to:
- Vysoká účinnosť - nie menej ako 87%
V kotloch s pecou NTKS je organizovaný proces vysoko efektívneho spaľovania paliva s vysokým stupňom automatizácie, čo umožňuje dosiahnuť maximálnu účinnosť pri spaľovaní biomasy. Potvrdená účinnosť u kotlov s NTKS je najmenej 87%, čo je v prípade kotlov so spaľovaním vrstveného paliva prakticky nedosiahnuteľná.
- Nízke emisie znečisťujúcich látok
Proces zónového spaľovania paliva je organizovaný na šikmých tlačných mriežkach. V prvej zóne prebieha tepelná príprava a vznietenie čerstvého paliva, v druhej zóne je aktívne spaľovanie, v tretej - dohorievanie horľavých zložiek paliva. Je veľmi ťažké zorganizovať stabilný proces a rovnomernú vrstvu po celej ploche grilu. Prívod primárneho vzduchu sa tiež vykonáva pod zónou grilu po zóne a vyžaduje si kontrolu nad vzduchom v každej zóne. Tieto pece sú však veľmi citlivé na granulometrické zloženie spaľovaného paliva a zmeny jeho tepelných charakteristík. So zvýšením zloženia spáleného paliva jemných frakcií, poklesom jeho obsahu vlhkosti alebo rýchlosťou pohybu pozdĺž roštu sa zóna zapaľovania pohybuje v smere k prednej stene pece. Včasné zapálenie paliva, sprevádzané intenzívnym uvoľňovaním prchavých látok, spôsobuje výrazné zvýšenie tepelných strát pri chemickom podpaľovaní paliva a zníženie účinnosti a spoľahlivosti pece a kotla ako celku. Všetky tieto faktory vedú v konečnom dôsledku k zhoršeniu životného prostredia a k vysokým emisiám znečisťujúcich látok vo výfukových plynoch.
V kotloch s pecou NTKS nedochádza k deleniu na zóny, všetky procesy vznietenia a spaľovania paliva prebiehajú rovnomerne v celom objeme vrstvy inertného materiálu, ktorej teplotu je možné riadiť a presne udržiavať v danom rozmedzí . Primárny vzduch je privádzaný zdola pod celú mriežku. Varenie pieskovej vrstvy prispieva k stálemu vysokokvalitnému miešaniu a rovnomernému rozloženiu paliva po celej vrstve. Celý proces je automatizovaný. Všetky pece NTKS prechádzajú predbežnou počítačovou simuláciou spaľovacích procesov. Všetky tieto faktory majú za následok dobrý environmentálny výkon a nízke emisie znečisťujúcich látok v spalinách.
- Nie je potrebná predbežná príprava paliva
V kotloch s pecou NTKS nie je potrebné predbežné sušenie paliva, briketovanie, peletovanie atď., Zatiaľ čo spaľovanie vo vrstvových peciach má určité obmedzenia týkajúce sa obsahu vlhkosti a frakčného zloženia paliva.
- Možnosť spaľovania zmesi rôznych palív
V kotloch s pecami NTKS je možné spaľovať zmes rôznych palív. Nezáleží na rozdielnej teplote vznietenia, rozdiele obsahu vlhkosti a dobe horenia rôznych palív v zmesi.
Spaľovanie zmesi rôznych palív na roštoch je problematické, pretože každý druh paliva vyžaduje svoju vlastnú dĺžku roštu, svoje vlastné rýchlosti roštu atď., Preto dôjde k spaľovaniu zmesi rôznych palív na rošte s poklesom efektívnosti a zvyšovania emisií znečisťujúcich látok.
- Nedostatok mechanických komponentov v spaľovacom zariadení
V spaľovacom zariadení NTKS nie sú žiadne mechanické zostavy. Počas prevádzky kotla nie sú potrebné pravidelné opravy mechanických komponentov, výmena obrúsených prvkov, spaľovacie zariadenie je skonštruované na celú životnosť kotla.
Krby so spaľovaním vrstveného paliva znamenajú prítomnosť roštov, reťazí, šikmého tlačenia atď., Ktoré obsahujú mechanické jednotky, vyžadujú pravidelné opravy, výmenu opotrebovaných prvkov, výmenu roštov atď. To všetko zvyšuje prevádzkové náklady a skracuje intervaly generálnych opráv.
- Jednoduchý dizajn, nízke náklady
Rošt NTKS je tvorený bočnými sitami pece, do ktorých rúr sú privarené čiapky na distribúciu primárneho vzduchu. Dizajn je veľmi jednoduchý a spoľahlivý a má nízke počiatočné náklady. Prevádzkové náklady sú obmedzené na pravidelné doplňovanie pieskovej vrstvy v dôsledku abrazívneho opotrebenia a závisia od typu použitého paliva. Odhadovaná spotreba - do 120 kg / deň.
Vrstvené spaľovacie rošty sú konštrukčne veľmi zložité, majú vysokú spotrebu kovov, a teda vysoké počiatočné náklady a vysoké prevádzkové náklady.
- Malá plocha zrkadlovej spaľovacej mriežky NTKS
Pece NTKS majú malú plochu spaľovacieho zrkadla v porovnaní s vrstvovými spaľovacími mriežkami kvôli prítomnosti vrstvy piesku a spaľovaniu paliva v celom objeme vrstvy. Napríklad plocha roštu NTKS v časti kotla s parným výkonom 30 t / h je 11,5 m², zatiaľ čo plocha výklopno-tlačného roštu bude približne 32 m². Táto vlastnosť umožňuje racionálnejšie usporiadanie kotla a dosiahnutie maximálneho pomeru plochy článku kotla k inštalovanému výkonu zariadenia.
- Vysoký stupeň automatizácie
Kotly s pecami NTKS majú vysoký stupeň automatizácie s plynulou kontrolou a úpravou nastavených parametrov a umožňujú automatickú prevádzku na rôzne druhy paliva, na rôzne zmesi palív, na prechod z jedného paliva na druhé bez zastavenia kotla s minimálnou účasťou personál údržby.
| Pri spaľovaní určitých druhov biopalív, napríklad slamy, obilných šupiek atď. je potrebné vziať do úvahy množstvo funkcií tohto typu paliva. Teplota začiatku deformácie popola, napríklad pre suchú slamu, je 735-840 ° C. Toto je najzákladnejší problém, ktorý treba brať do úvahy pri výbere kotla. Táto vlastnosť rastlinného odpadu ako paliva môže viesť k tvorbe popola a troskových aglomerátov v kotlovej peci a na konvekčných povrchoch na výmenu tepla s následnou koróziou v miestach usadenín a bráni spaľovaniu a normálnej prevádzke kotla. Jediným správnym riešením tohto problému je organizácia procesu riadeného spaľovania, ktorý vylučuje vytváranie vysokoteplotných zón. V tradičných peciach s vrstveným spaľovaním paliva, ako napríklad sklopno-tlačný rošt, reťazový rošt atď. takže je nemožné to dosiahnuť, v zónach intenzívneho horenia sa vytvárajú lokálne miesta s vysokou teplotou presahujúcou bod topenia popola. V peciach NTKS vstupuje palivo do intenzívne miešaného inertného materiálu vrstvy (kremenný piesok), pričom je rovnomerne rozložené po celom objeme vrstvy, teplota ktorej je možné regulovať a presne udržiavať v danom rozmedzí. |
|
| Pri navrhovaní kotlov sa osobitná pozornosť venuje počítačovému modelovaniu spaľovacích procesov, ktoré umožňuje vo fáze projektovania vidieť problémové oblasti a zvoliť najoptimálnejšiu konfiguráciu pece, dosiahnuť najlepšie zmiešanie produktov spaľovania so vzduchom a tiež optimálne zvoliť miesta na vstup do sekundárneho, a ak je to potrebné, terciárneho vzduchu, čo zase prispieva k organizácii optimálnych režimov spaľovania a nízkych emisií znečisťujúcich látok. |
|
|
|
