Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Hostené na http://www.allbest.ru/

abstraktné

na tému: Technologické aspekty spaľovania biopalív

Prečo je vôbec výhodné využívať biomasu ako palivo? Existujú dve všeobecne akceptované odpovede: existujú ekonomické a environmentálne dôvody. Ekológia je dôležitá najmä pre západných spotrebiteľov, ale v Rusku na životné prostredie myslí len málo „vyspelých“ výrobcov energie, či už ide o jednotlivca, ktorý si vykuruje svoj dom, firma vykurujúca výrobné a administratívne priestory, alebo veľkú obecnú kotolňu. Je to škoda! Pre všetkých spotrebiteľov je však veľmi dôležitá otázka ekonomiky. Nedávne výpočty a analýzy cien hlavných palív ukazujú, že biomasa v mnohých prípadoch prekonáva tradičné palivá (nielen drevo či uhlie, ale aj kvapalné palivá – naftu a vykurovací olej) z hľadiska hospodárnosti využívania. Samozrejme, v tomto prípade je potrebné pozerať nie na cenu 1 tony paliva, ale na cenu 1 kW energie vyrobenej pomocou tohto paliva. Dávame do pozornosti porovnávaciu tabuľku nákladov na 1 kW vyrobenej energie rôzne druhy palivo:

Ako vidíte, biopalivá sú dobrou alternatívou pre regióny, kde sú zásoby dreva a náklady na drevný odpad nie sú vzhľadom na ich značné množstvo príliš vysoké. Zvlášť výhodné je inštalovať kotly na biopalivá v drevospracujúcich a drevospracujúcich podnikoch. Okrem toho trendy vo vývoji ruského palivového a energetického komplexu naznačujú, že ceny kvapalných palív a plynu budú neustále stúpať na svetovú úroveň. Využitie biomasy ako paliva je preto pre vás aj mňa čoraz aktuálnejšie.

Je veľmi dôležité pochopiť, že každý typ biopaliva má svoju vlastnú špeciálnu a špecifickú technológiu. Kotly určené na biomasu s vlhkosťou nižšou ako 30 % nebudú efektívne na spaľovanie mokrých biopalív s obsahom vody okolo 50 %, ani na rafinované biopalivá. Mokré suroviny nebudú horieť, pretože potrebujú veľmi teplo vnútri kotla, čo nemá zmysel, ak používate suchšiu biomasu. Rafinované palivo, pelety, budú spaľovať v takomto kotle, ale zároveň stratia ekonomickú realizovateľnosť, keďže náklady na kotol na pelety sú nižšie ako náklady na mokrú alebo suchú (do 35%) biomasy - piliny, drevo čipy atď. V nasledujúcich častiach stručne popíšeme existujúce technológie spaľovania biopalív rôzneho obsahu vlhkosti.

Mimochodom, prvé kotly na biopalivá sa objavili v Rusku (ako mnoho iných dômyselných vývojov). Až do 60. rokov minulého storočia bolo v ZSSR vyvinutých a inštalovaných veľa takýchto kotlov. Ekonomická a politická situácia však bola vtedy iná. Preto bola úloha pre konštruktérov kotlov nastavená inak: "Hlavná vec je využiť!". Európa na druhej strane úspešne využila sovietsky vývoj v tejto oblasti na vyriešenie trochu inej úlohy (presnejšie, radikálne inej): dosiahnuť maximálnu efektivitu s cieľom znížiť náklady na vyrobenú energiu. Aby to urobili, veľmi hlboko študovali povahu spaľovania rôznych druhov biopalív. Pri spaľovaní biopalív je veľa nuancií. Napríklad: ihličie je prítomné v palivovej štiepke z vrcholkov ihličnatých stromov. Pri pálení ihiel (v dôsledku reťaze chemické reakcie) v peci vzniká sodná zásada. Čo je sodná zásada pre oceľové kotly, nie je potrebné vysvetľovať. Existujú však technológie, ktoré dokážu škodlivé účinky neutralizovať – a uvedomujú si to aj európski výrobcovia.

Dnes sú však v Rusku výrobcovia kotlov, ktorí tvrdia, že dokážu efektívne spaľovať takmer každé biopalivo v kotli, ktorý je určený na spaľovanie 30 % vlhkej biomasy. Analýza vykonaná za účasti zahraničných expertov však ukázala, že účinnosť takýchto kotlov by bola extrémne nízka. Navyše spaľovanie biomasy v takýchto kotloch je v rozpore so samotnou myšlienkou využívania biomasy ako paliva šetrného k životnému prostrediu namiesto fosílnych palív, ktoré sú škodlivé pre životné prostredie. Škodlivé emisie z nesprávneho spaľovania biomasy sú veľké a majú veľmi škodlivý vplyv na životné prostredie, ľudia, zelenina a zvieracieho sveta. Ruskí výrobcovia a spotrebitelia dnes málo premýšľajú o dôsledkoch, no prejavia sa dlhodobo – na zdraví budúcich generácií. Ak sa bavíme o ekonomike používania takýchto kotlov, tak situácia je skôr žalostná – nízka účinnosť a nesmierne „vyžieranie“ paliva nevedie pri investícii do takéhoto kotla k zvýšeniu zisku, ale k jeho strate. Samozrejme, rozhodujúcim argumentom výrobcu sú náklady na stavbu; ale oplatí sa kúpiť dom, keď sa v ňom nedá bývať? V tomto prípade skutočne „bakomár platí dvakrát“, ak nie viac!

Kotly na surové (do 55 %) a suché (do 35 %) biopalivá.

V súčasnosti je v Európe vyvinutý pomerne široký sortiment a typ kotlov na biopalivá: sú to kotly na stlačené biopalivo - granule a brikety (pozri bod 9), ako aj na suché biopalivo (obsah vlhkosti do 30%) a mokré biopalivo (obsah vlhkosti do 55%).

Účel takýchto kotlov je veľmi rôznorodý: okrem tradičného spaľovania vysokokvalitného lisovaného biopaliva (z mäkkého dreva) a nekvalitného lisovaného biopaliva (z mäkkého a listnatého dreva), ako aj biomasy vo forme drevnej štiepky a pilín , boli vyvinuté kotly na spaľovanie rašeliny a rašelinových zmesí, na spaľovanie kôry a kôrových zmesí, na spaľovanie iných organických surovín (vrátane TKO, odpadkov) a dokonca aj na likvidáciu zle spáliteľných surovín.

Kotly na biopalivá, v závislosti od ich špecifických vlastností, môžu byť zamerané na rôzne segmenty trhu: od súkromných osôb cez mestské úrady, podniky, ktoré majú prístup k surovinám alebo vyrábajú suroviny, až po podniky vyrábajúce a spotrebiteľov tepelnej energie.

Ako už bolo spomenuté vyššie, priekopníkmi vo vývoji kotlov na biopalivá boli sovietski vedci, ale problém efektívneho spaľovania biopalív vyriešili západní špecialisti, predovšetkým zo severských krajín - Švédsko, Fínsko, Dánsko. Za základ vzali ruský vývoj a doviedli ho k dokonalosti. Stálo ich to obrovské investície, špeciálne zákony na motiváciu využívania biopalív, neustála podpora ekologických palív. Pre nich, ako aj pre Rusko je však primárna ekonomika. Akékoľvek nové zariadenie a kotly na biopalivá nie sú výnimkou, sú navrhnuté tak, aby vyriešili hlavnú úlohu - zarobiť peniaze pri výmene zastaraného zariadenia za nové; Koniec koncov, investície sa robia s cieľom zarobiť peniaze! Je nemorálne investovať do výmeny znehodnotených zariadení za nové len kvôli výmene. Aby sme zarobili na výrobe tepelnej energie, je potrebné inštalovať vysokoúčinné kotly s vysokou účinnosťou, pričom sú čo najviac automatizované, vyžadujúce minimálne náklady servisný a veľmi spoľahlivý. Odkazy na skutočnosť, že takéto zariadenia nemožno inštalovať v podnikoch drevárskeho priemyslu, sú neudržateľné. Aj v najodľahlejších lesných dedinkách sa jazdí na „cudzích autách“ a problémy so sofistikovaným vybavením nepociťujú. Môžete si vyškoliť vlastných zamestnancov alebo podpísať servisnú zmluvu.

Bohužiaľ, ruskí výrobcovia zatiaľ nie sú schopní ponúknuť takéto zariadenia na spaľovanie biopalív. Pokusy vyvinúť niečo efektívne sami boli neúspešné, hoci účinnosť je deklarovaná na úrovni 90 - 95% (o účinnosti si môžete pozrieť tu). Prečo sa doteraz nepodarilo vytvoriť niečo efektívne? Po prvé, vedia málo o teórii spaľovania rôznych druhov biopalív. Po druhé, pri každom vývoji existuje určitý druh know-how, ktorý nie je vždy viditeľný.

Príklad: v Rusku je stále v prevádzke veľa parných kotlov na biopalivá značiek E a DKVR s Pomerantsevovou pecou a podsvietením, t.j. s prídavným horákom na vykurovací olej alebo motorovú naftu. Verí sa, že je veľmi účinný. Záver odborníkov, ktorí skúmali takéto kotly, znie asi takto: "To je strašné!" A nepreháňajú. Tu Stručný opis dôsledky:

Pri spaľovaní kvapalného paliva a pilín teda v jednej komore vzniká troska, ktorá následne môže znížiť tepelné vyžarovanie kvapalného paliva. To malé množstvo tepla, ktoré sa získa ako výsledok žiarenia zo spaľovania pilín pri nízkych teplotách, sa dá celkom ľahko vypočítať.

Uvedené skutočnosti teda ukazujú, že spaľovanie pilín je zničením pilín a energetickou katastrofou, ak k horeniu dôjde súčasne so spaľovaním vykurovacieho oleja.

Vyššie uvedené informácie sú zjednodušené, pretože existuje množstvo ďalších faktorov, ktoré majú významný vplyv pri zvažovaní tejto otázky ... “

Keďže sme si spomenuli na vykurovací olej alebo motorovú naftu, povedzme si o zjavnom rozdiele medzi kvapalnými palivami a biopalivami. Aká je výhrevnosť tohto paliva? Ale mimochodom, nie je dôležitá samotná hodnota (kcal / kg), ale skutočnosť, že táto hodnota - výhrevnosť - je vždy konštantná. Preto proces spaľovania prebieha automaticky. A čo biopalivá (hovoríme tu o nelisovanej biomase)? Táto hodnota je takmer vždy premenlivá. Dá sa v tomto prípade manuálne riadiť spaľovací proces a zarobiť na predaji tepelnej energie? Domáci výrobcovia kotlov zatiaľ nedokážu ponúknuť kompletnú sadu automatizácie a kontroly nad uvoľňovaním tepla a spaľovacím procesom.

Ak takáto automatizácia neexistuje, o akej účinnosti 90% môžeme hovoriť? A ako môžeme hovoriť o ekologických emisiách? Naopak, nedokonalé spaľovanie biopalív vedie k tomu, že sa do atmosféry dostávajú mimoriadne škodlivé látky, ktoré dlhodobo zabíjajú všetko, čo rastie a žije v oblasti takejto kotolne - v prvom rade toto sa týka lesov, zvierat, ako aj budúcich generácií ľudí.

Ale to nie je to hlavné. Pre efektívne spaľovanie dreva je potrebné, aby teplota v celom objeme pece nebola nižšia ako 800°C. V navrhovanom domáce kotly to je v zásade nemožné, pretože konštrukčne majú pecný priestor s vodou chladenými stenami, ktoré bránia rovnomernému a dostatočne vysokému ohrevu pece. kotolňa na spaľovanie biopalív

Preto nateraz ostáva kupovať dovážané kotly a počkať, kým vyspelí ruskí výrobcovia, napríklad ZIOSAB alebo REMEKS, vyvinú a začnú vyrábať efektívne domáce kotly.

Čo ešte je dôležité mať na pamäti pre kupujúcich kotlov na biopalivá?

1. Bez predpeciek nie je možné efektívne spaľovať biopalivá s vlhkosťou do 30 % a navyše nad 30 %.

2. Kotly na biopalivá fungujú efektívne v nominálnom režime (75% - 80% výkonu), ako auto, pre ktoré je najlepšie jazdiť na piaty prevodový stupeň rýchlosťou 90 - 100 km/h.

3. Kotly na biopalivá majú spodnú hranicu spaľovania 30% maximálneho výkonu. Preto je dôležité, aby projektanti jasne určili výkon vybraného kotla. Prípad "viac - nie menej" tu nefunguje, pretože táto okolnosť výrazne ovplyvňuje účinnosť kotla.

4. A existuje mnoho ďalších rovnako dôležitých nuancií ...

Niekoľko slov o takom type biopaliva, ako je palivové drevo. V niektorých lesných regiónoch sa výmena znehodnotených kotlov za kotly na drevo povýšila na prioritu regionálnej politiky vykurovania. Na trhu sa objavilo množstvo nových kotlov na drevo s výkonom do 2 MW a viac a s deklarovanou účinnosťou 70% - 80%. Ako je to s cenou? … Lacnejšie len za nič! Fantastická ponuka: veľmi lacné kotly, žiadne náklady na spracovanie dreva, vysoká účinnosť atď. - to je to, o čom celý svetový energetický priemysel sníval posledných 50 rokov. Musíme sa urýchlene obrátiť na Nobelov výbor. prečo? Pretože na získanie 2 MW tepelnej energie za 1 hodinu je potrebné spáliť 1,5 metra kubického. palivové drevo strednej vlhkosti (30%) s účinnosťou 80%. Predstavte si, čo je 1,5 metra kubického. drevo:

Ako treba zorganizovať spaľovanie, aby toto množstvo vyhorelo za 1 hodinu s účinnosťou 80%? A na 1 deň je potrebné ťahať 36 metrov kubických. palivové drevo. Koľko fyzicky silných topičov treba na takú kotolňu? Koľko palivového dreva je potrebné pre takú kotolňu pre celok vykurovacej sezóny? Tu je potrebné vytvoriť brigádu s drevorubačskou technikou. Koľko bude stáť palivo a koľko bude stáť 1 Gcal vyrobeného tepla v takejto kotolni, ktoré zaplatí spotrebiteľ?

Ale máme palivové drevo s vlhkosťou 50%. O problémoch spaľovania materiálov s takouto vlhkosťou sme už hovorili vyššie. Skutočná účinnosť takýchto kotlov nemôže presiahnuť 30%! Aby ste neboli neopodstatnení, kto má takú kotolňu - dajte prosím merač tepla na hranicu kotolne. Ten vypočíta teplo vyrobené kotolňou za vykurovaciu sezónu. Viete, koľko dreva spálilo v tejto kotolni. Výhrevnosť palivového dreva je 2660 kcal/kg alebo 1,729 Gcal/m3. Účinnosť môžete ľahko vypočítať:

Účinnosť = E / Q x V,

kde E je množstvo vyrobenej energie, Q je výhrevnosť paliva a V je objem spáleného paliva v kubických metroch.

Účinnosť nebude vyššia ako 30%! Žiaľ, v takýchto kotolniach nie sú merače tepla a spotrebitelia musia platiť nie za prijaté teplo, ale za množstvo tepla, ktoré malo byť získané s účinnosťou 80%. zaujímavé? Skontrolovať to! A vypočítajte, aké sú skutočné náklady na 1 Gcal pri takejto kotolni.

Kotly a krby na pelety a brikety.

V Európe má v priemere 50 % výrobcov brikiet a 64 % výrobcov peliet kupujúcich, ktorí majú nainštalované kotly stredného výkonu – od 100 kW do 1 MW. Zvyčajne sú takéto pece inštalované vo veľkých súkromných domoch, kde žije veľa rodín, ako aj v školách, malých podnikoch a oficiálnych inštitúciách.

Výhodou kotlov na pelety v porovnaní s akýmikoľvek inými kotlami v meste je malá a ekologická úspora paliva, ktoré je možné umiestniť aj vo vnútri objektu. To nie je možné ani pre dieselový kotol, ani pre mokrý kotol na biomasu.

Obrázok 1. Kotol na pelety Tx 350 kW

Obrázok 2. Peletové kachle PelleX K6 6 kW v akcii

Špecifickým produktom sú krby na granule a brikety. Nefungujú ako kotly, ale ako ohrievače vzduchu, takže nevyžadujú potrubný systém. Častejšie sa používajú (ako tradičné krby) ako doplnkový spôsob vykurovania, hoci malý výkon do 10 kW stačí na vykurovanie súkromného domu, ak je správne umiestnený. Hlavnými výhodami krbov sú: automatický spaľovací proces, jednoduchosť obsluhy, nízky objem popola, regulácia tepla, rýchly ohrev vzduchu vo vykurovanej miestnosti. Okrem toho inštaláciou takéhoto krbu získate neporovnateľné estetické potešenie.

Spaľovne na inštaláciu na kotly na kvapalné palivá.

V súčasnosti počet predajov malých spaľovní v Európe rýchlo rastie. Ak sa v roku 2000 len vo Švédsku predalo 6 000 spaľovní, v roku 2001 sa toto číslo zvýšilo na 12 000 vo Švédsku.

86 % výrobcov peliet a 83 % výrobcov brikiet má zákazníkov, ktorí majú nainštalované malé horáky. Začiatkom 90. rokov takmer všetok predaj peliet pochádzal z veľkých kotlov, no dnes trh so spaľovňami rastie veľmi rýchlym tempom.

Obrázok 1. Spaľovňa peliet inštalovaná na bývalom kotle na naftu.

Obrázok 2. 20 kW horák na pelety inštalovaný na kotle na pelety.

Obrázok 3. Otvorený horák na pelety; ručný proces odstraňovania popola.

Kotly na kvapalné palivá malého výkonu (do 100 kW) dostali v 90. rokoch 20. storočia. rozšírené v Rusku. Boli inštalované v súkromných domoch, chatách, malých prevádzkach atď. Životnosť samotných kotlov je pomerne dlhá, ale horáky zlyhávajú rýchlejšie. Je potrebné ich vymeniť, čo je nákladná operácia.

Bežné v Európe lacné riešenie pri prechode z motorovej nafty na pelety - úprava (úprava) starého kotla s naftovým horákom s novým horákom na pelety (obrázok 1). Kotly na olej však nie sú určené na spaľovanie palív, ktoré zanechávajú popol, preto je v takýchto prípadoch potrebné horák dostatočne často čistiť, aby nedošlo k zníženiu účinnosti alebo zaplneniu spaľovacej komory popolom.

Ako často je potrebné túto jednoduchú operáciu vykonávať, závisí od sezóny, ako aj od kvality použitých peliet (obrázok 3).

Pre rýchlejšie a lepšie vyčistenie spaľovne od popola sa často uchyľujú k použitiu špeciálneho vysávača („čerpadlo na popol“). Ďalšou populárnou metódou je napchať vrecko na popol do bežného vysávača.

V súčasnosti sa v Európe čoraz viac rozširujú kogeneračné jednotky - kombinovaná výroba tepla a elektriny - na pelety.

Sčasti ide o novovzniknuté stanice centralizovaného zásobovania teplom pre sídla, mikrookresy a pod., sčasti sú to zmodernizované staré kotolne, ktoré pracovali na kvapalné palivo alebo uhlie.

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Zariadenie na vykurovací olej BTPP-2 je určené na príjem, skladovanie a dodávku vykurovacieho oleja na spaľovanie v kotloch vykurovacích splyňovaných kotolní. Fyzikálne a chemické vlastnosti vykurovacích olejov. Hlavné zariadenie palivového hospodárstva a čerpadlá dodávajúce vykurovací olej.

abstrakt, pridaný 18.05.2008


Perspektíva využitia derivátov repkového oleja ako motorového paliva. Problémy spojené s používaním repkového oleja. Analýza existujúcich návrhov ohrievačov paliva. Výpočet a návrh vykurovacieho telesa a ohrievača biopaliva.

práca, pridané 8.11.2011


Odrody a hlavné charakteristiky kvapalných kotlových palív. Spôsoby priemyselnej výroby jedlého etylalkoholu. Výroba odpadov etylalkoholu a spôsoby ich likvidácie. Druhy kotlových palív. Technická analýza modifikovaných palív.

práca, pridané 15.06.2010


Stanovenie tepelného zaťaženia a spotreby paliva výrobnej a vykurovacej kotolne; výpočet tepelnej schémy. Pravidlá pre výber kotlov, výmenníkov tepla, nádrží, potrubí, čerpadiel a komínov. Ekonomické ukazovatele efektívnosti prevádzky.

ročníková práca, pridaná 30.01.2014


Zmena hmotnosti nečistoty uloženej na stene s časom. Hlavné faktory ovplyvňujúce rýchlosť tvorby usadenín v kotloch. Povaha nečistôt odstránených počas predštartového čistenia kyselinou. Metódy konzervácie priamoprúdových a bubnových kotlov.

práca, pridané 15.07.2015


Rozvoj decentralizovaných (autonómnych) systémov zásobovania teplom v Rusku. Ekonomická realizovateľnosť výstavby strešných kotlov. Ich zdroje potravy. Napojenie na vonkajšie a vnútorné inžinierske siete. Hlavné a pomocné zariadenia.

abstrakt, pridaný 7.12.2010


Zváženie podstaty, cieľov a cieľov tepelných skúšok kotlov. Opis postupnosti vykonávania testovania vyváženia a nastavenia režimu jednotky. Použitie expresnej metódy na hodnotenie kvality opravy alebo modernizácie zariadení.

abstrakt, pridaný 28.06.2011


Návrh metodických pecí, ich klasifikácia. Výhody komorových pecí, vlastnosti horákov. Všeobecné zásady výberu racionálnych spôsobov spaľovania paliva v peciach. Obsluha zariadení na spaľovanie plynu (horáky) a kvapalných palív (vstrekovače).

semestrálna práca, pridaná 10.5.2012


Sada zariadení na výrobu vodnej pary pod tlakom (resp horúca voda). Komponenty kotolne, klasifikácia v závislosti od ukazovateľov výkonu. Kotly s prirodzeným a núteným obehom (priamy prietok).

abstrakt, pridaný 07.07.2009


Koncepcia a princíp činnosti paro-vodného cyklu kotolní, jeho štruktúra a charakteristiky prvkov. Dôvody tvorby usadenín vo výmenníkoch tepla. Proces zmäkčovania vody metódou katiónovej výmeny. Schematické diagramyúprava vody.

Vlastnosti biopalív

(Na základe materiálov Príručky "Kotle na biopalivá. Technológie a zariadenia na spaľovanie drevného odpadu a iných druhov ekologicky nezávadného paliva", 2006)

V súvislosti s neustálym zvyšovaním cien fosílnych palív (ropa a plyn) sa úloha využívania miestnych palív, najmä dreva a odpadu, stáva naliehavou poľnohospodárstvo(biopalivá) a prechod viacerých kotolní na spaľovanie týchto druhov palív.

Medzi biopalivá patrí drevo a odpad z jeho spracovania - kôra, drevná štiepka, piliny, hobliny, drevný prach, konáre, nekvalitné drevo, drevené pelety (pelety a brikety); odpad z poľnohospodárskej výroby: slnečnicové šupky, slama, odpad z cukrovej trstiny (bagaso), ryžové šupky, proso, arašidy atď.; špeciálne plantáže „energetických“ lesov, kríkov atď.; kvapalné a plynné palivá získané z biopalív tým či oným spôsobom.

V niektorých prípadoch sa rašelina označuje aj ako biopalivo. Toto palivo zaujíma medzipolohu medzi obnoviteľnými a neobnoviteľnými zdrojmi energie. Ročný nárast rašeliny v Rusku prevyšuje jej spotrebu, čo umožňuje považovať ju za obnoviteľný zdroj, hoci doba zhodnocovania rašeliny v mieste ťažby presahuje 200 rokov. Navyše pri jeho spaľovaní dochádza k narušeniu kyslíkovej rovnováhy zemskej atmosféry.

Biopalivá sú rozdelené do skupín podľa rôznych kritérií. V tabuľke. 3.9 uvádza charakteristiky rôznych druhov biopalív rozdelených do skupín.

Biopalivá sú najčastejšie odpady z lesníctva, drevospracujúceho a celulózo-papierenského priemyslu, ako aj poľnohospodárske produkty a poľnohospodársky odpad (slama, seno, plevy, hnoj, živočíšny odpad).

Významný energetický potenciál obsahuje živočíšny odpad, tuhý komunálny odpad (TKO) a odpad z rôznych priemyselných odvetví. Pevný domový odpad sa spaľuje alebo splyňuje v závodoch na spracovanie odpadu. Odpady z chovu zvierat a odpady z rôznych priemyselných odvetví (hnoj, tekuté domáci odpad) sa premieňajú na bioplyn.

Bioenergia je výroba elektrickej a (alebo) tepelnej energie využitím energetického potenciálu biopalív.

Tabuľka 3.9

Charakteristika druhov biopalív

Rastúce využívanie biopalív pomáha znižovať potrebu fosílnych palív, a keďže biopalivá sa vyrábajú lokálne, ich cena menej závisí od politických a ekonomických zmien v zahraničí alebo v iných regiónoch.

V budúcnosti sa v prípade zdražovania plynu, vykurovacieho oleja a uhlia zvýši ekonomická efektívnosť prechodu kotolní na lokálne palivá a zvýši sa objem spotreby biopalív.

Príklad okresu Priozersky v Leningradskej oblasti ukazuje, že náklady na výrobu tepla z biopalív môžu byť dvakrát nižšie ako náklady na výrobu tepla z tradičných palív. To znamená, že náklady na Gcal tepla vyrobeného spaľovaním biopaliva v roku 2006 boli 450 - 610 rubľov a náklady na Gcal pri spaľovaní uhlia - 800 rubľov, pri spaľovaní vykurovacieho oleja - 900 rubľov.

Druhy biopalív

tuhé biopalivá

Pevné biopalivá sú jedným z najbežnejších typov biopalív. Tuhé biopalivá sa delia na druhy v závislosti od pôvodu, zdroja surovín, stupňa spracovania.

V závislosti od pôvodu sa biopalivá delia na:

Woody;

Rašelina;

Poľnohospodárstvo získané z plodín alebo odpadu vytvoreného počas výroby slnečnicový olej, pohánka, ryža, iné obilniny (plevy, plevy, slama) atď.;

Domáce, získané z domového odpadu;

Iné typy biopalív získané v celulózovom a papierenskom priemysle a iných priemyselných odvetviach.

drevené biopalivo

Tradične najobľúbenejšie sú drevené biopalivá. Medzi výhody biopalív z dreva patria:

Nízky obsah popola (0,4-1,5%);

Nevýznamný obsah síry (menej ako 0,05 %);

Neutralita oxidu uhličitého;

Tabuľka 3.10

Spalné teplo drevného odpadu v závislosti od ich vlhkosti

Zdroje surovín na výrobu drevného paliva sú:

Odpad získaný z činností komplexu drevárskeho priemyslu;

Tradičný odpad z ťažby dreva vznikajúci v oblasti rezania (odpad z rezania);

Primárne zdroje zo špeciálne pestovaných rýchlorastúcich výsadieb stromov a kríkov.

Drevené pelety a brikety

Drevené palivové pelety (pelety, DTG) sú malé valcové lisované drevené výrobky s priemerom 4-12 mm, dĺžkou 20-50 mm, spracovávané zo sušených zvyškov pri spracovaní dreva a pílení: piliny, hobliny, drevná múčka, drevná štiepka , drevený prach atď. .d.

Pelety môžu byť vyrobené aj z rašeliny, slamy, sena, kuracieho hnoja a iných biopalív.

Pelety sa spaľujú v kotloch na výrobu tepla a elektrická energia. Výhodou použitia drevených peliet oproti iným druhom paliva je:

· zníženie škodlivých emisií do ovzdušia: drevné biopalivo je uznané ako CO 2 - neutrálne, t.j. pri jeho spaľovaní množstvo oxidu uhličitého uvoľneného do atmosféry nepresahuje množstvo emisií, ktoré by vzniklo prirodzeným rozkladom dreva;

· vysoká výhrevnosť v porovnaní s drevnou štiepkou a kusovým drevným odpadom. Výhrevnosť jedného kilogramu drevených peliet zodpovedá 0,5 litru kvapalnej motorovej nafty;

· nízke náklady v porovnaní s naftou a elektrickým vykurovaním;

Možnosť automatizácie kotolní.

Kvalita a druh drevených peliet závisí od surovín. Kôrové (s kôrou alebo z kôry) pelety sú zvyčajne tmavej farby, pelety z pilín a čistého smrekového alebo brezového odpadu sú biele. Najčastejšie sú všetky drevené pelety rozdelené do dvoch typov, aj keď v rozdielne krajiny platia rôzne klasifikácie:

Vysokokvalitné (extra) granule - používajú sa na vykurovanie obytných budov, do malých kotlov, kachlí a krbov. Zvyčajne sú biela farba a preto sa nazývajú "biele", s dĺžkou menšou ako 50 mm;

Priemyselné pelety - používajú sa spravidla vo veľkých tepelných elektrárňach na výrobu tepla a elektriny pre sídla a / alebo podniky. Priemyselné pelety majú zvyčajne väčší priemer a môžu obsahovať kôru, čím sú tmavšie.

drevené brikety- je to ako granule, výlisky, ale väčšie. Ich nevýhoda je spojená so zložitosťou automatizácie prívodu do pece. Výhody sú porovnateľné s drevenými peletami.

rašelinové palivo

Rašelinu tvoria prevažne čiastočne rozložené rastlinné zvyšky a humus. Ložiská rašeliny vznikajú zo zvyškov rastlín pri ich čiastočnom rozklade v prostredí s prebytkom vody a nedostatkom kyslíka.

Druhy rašeliny:

Mletá rašelina, má rozmery menšie ako 10 mm;

Drnová rašelina, valcovité častice tejto rašeliny majú veľkosť viac ako 50 mm, čo závisí od typu zariadenia použitého pri ťažbe;

Rašelinové brikety majú rovnaké rozmery ako drevené brikety;

Rašelinové pelety sa veľkosťou nelíšia od drevených peliet.

Rašelinové brikety a rašelinové pelety sú vylepšené rašelinové palivá. Rašelinové brikety a pelety sa v podstate vyrábajú z mletej rašeliny.

Agrogranule

Poľnohospodárske granule alebo agrogranule sa vyrábajú zo slamy, sena, slnečnicových šupiek, ryžových a pohánkových šupiek, špeciálne pestovanej trávy. Lídrom vo výrobe a používaní agrogranúl je Taliansko.

Energetická výsadba trávy na výrobu peliet existuje v rôznych krajinách. Tráva alebo slama sa zbiera pomocou špeciálnych strojov, ktoré ju lisujú do roliek rôznych veľkostí.

Okrem energetickej trávy sa pestuje aj energetický les (alebo drevo). Energetický les – špeciálne pestované stromy (hlavne rôzne druhy vŕb). Stromy sa rúbu každé štyri roky. Ročná úroda, rovnako ako pri energetickej tráve, môže byť 7 ton na hektár.

Získava popularitu a horiace slnečnicové šupky. Šupky slnečnice majú v porovnaní s drevom pomerne vysokú výhrevnosť, relatívne nízku vlhkosť a značný obsah popola.

Pri spaľovaní rôznych biopalív sa uvoľňuje určité percento síry, popola a oxidu uhličitého. Ukazovatele pre rôzne typy biopalív sú uvedené v tabuľke. 3.11. Ako je zrejmé z tabuľky, slamené a rašelinové pelety majú vyšší obsah popola ako drevené pelety alebo drevná štiepka.

Tabuľka 3.11

Porovnávacie charakteristiky palív

Kvapalné palivo

Kvapalné biopalivo je možné získať takmer z každej rastliny: pšenica, cukrová repa, repka, drevo, drevospracujúci odpad a pod. vznikajú chemické vedľajšie produkty.produkty. Kvapalné biopalivá sa najčastejšie používajú ako motorové palivo alebo ako prísada do motorovej nafty.

Bioplyn

Bioplyn sa využíva na výrobu tepla, elektriny a využíva sa aj ako motorové palivo.

Bioplyn, získaný biochemickým spracovaním zo živočíšnych a hydinových odpadov a čiastočne zo spracovania dreva a iných druhov odpadov, zvyčajne vzniká ako výsledok anaeróbnej digescie biomasy v bioplynových elektrárňach. V dôsledku tohto procesu sa organická hmota odpadu premieňa na bioplyn určitými kmeňmi baktérií. Zvyčajné zloženie bioplynu je do 70 % metánu a 30 % oxidu uhličitého. Okrem výroby energie slúžia takéto zariadenia ako spracovateľské zariadenia.

V Rusku sa ročne vyprodukuje asi 60 miliónov ton tuhého komunálneho odpadu; asi 130 miliónov ton ročne – odpad z dobytka a hydiny a 10 miliónov ton ročne – zrážky Odpadová voda. Ich energetický potenciál je 190 miliónov ton ekvivalentu paliva.

Zariadenia na splyňovanie biomasy zatiaľ nenašli široké rozšírenie kvôli ich vysokým nákladom.

Pomocou tepla z biomasy:

- variť jedlo, vykurovať dom Takmer polovica svetovej populácie používa drevo a iné biopalivá na varenie a iné potreby v domácnosti. Priemerná úroveň spotreby paliva je cca 0,5...1 kg suchej biomasy na osobu a deň (10...20 MJ/deň, čo zodpovedá cca 150 W);

- sušenie priemyselných plodín(kopra, kakao, káva, čaj, ovocie) na zaistenie ich bezpečnosti býva sprevádzané spaľovaním dreva alebo odpadu zo samotného spracovania plodín, prípadne využívaním prebytočného tepla z výroby elektrickej energie.

- spaľovanie odpadu – racionálnym spôsobom používanie biopalív umiestnených v blízkosti miesta spotreby energie. Spaľovaním v účinných peciach vznikajú čisté, horúce výfukové plyny s teplotou okolo 1000 °C, ktoré je možné primiešať na požadovanú teplotu primiešaním studeného vzduchu.

- výroba tepla a elektriny. Para na výrobu sa zvyčajne získava spaľovaním rôznej odpadovej biomasy v peciach parných kotlov. Ako príklad uvažujme zariadenie na kombinovanú výrobu biomasy s organickým Rankinovým cyklom (ORC) v Admonte. V roku 1999 bola v drevospracujúcom závode STIA v Admonte (Rakúsko) uvedená do prevádzky kombinovaná výroba tepla a elektriny na biomasu (KVET) s ORC. Ako palivo sa používajú piliny a drevný odpad, ktorý nebol chemicky upravený.

Alkoholové kvasenie (fermentácia)

Spôsoby získavania alkoholu. Etylalkohol (etanol) С2Н5ОН v prírodných podmienkach vzniká z cukrov príslušnými mikroorganizmami v kyslom prostredí, pH - od 4 do 5. Podobný proces alkoholovej fermentácie sa používa na celom svete na výrobu pitného alkoholu. Najčastejšie používané mikroorganizmy, kvasinky druhu Saccharomyces cerevisiae, sa zabíjajú pri koncentrácii alkoholu nad 10 , preto sa na zvýšenie koncentrácie používa destilácia alebo frakcionácia. Po destilácii (destilácii) sa získa zmes vriaca pri konštantnej teplote: 95 % etanol a 5 % voda.

nevyhnutné termálna energia možno získať spaľovaním zvyšného odpadu z biomasy.

Výroba etanolu z rôznych plodín vo vzostupnom poradí podľa náročnosti spracovania.

1. Priamo z cukrovej trstiny.

2. Cukrová repa najprv vyrába cukor na kvasenie, ale repa neprodukuje dostatok odpadu na výrobu tepla. Z tohto dôvodu je etanol stále drahší.

3. Z rastlinného škrobu, napríklad z obilnín alebo maniok; škrob môže byť tiež hydrolyzovaný na cukor. Toto je hlavný uhľohydrát rastlín, ktorý akumuluje energiu.

4. Z celulózy, ktorá obsahuje až 40 % všetkej suchej biomasy a je potenciálne rozsiahlym obnoviteľným zdrojom energie. Má polymérnu štruktúru väzieb molekúl glukózy. Priemyselný proces je založený na použití drvenej drevnej buničiny alebo starých novín.

Použitie etanolu ako paliva. kvapalné palivá mimoriadne dôležité kvôli jednoduchému použitiu a dobrej kontrole spaľovania v motoroch. Do mierne prerobených benzínových motorov je možné zaviesť priamo 95% etanol, alebo je možné do bežného motora privádzať zmes 100% etanolu (dehydrovaného) s benzínom v pomere 1:10.

Ďalšou možnosťou je zmiešať benzín s bezvodým etanolom (20% obj.) a použiť túto zmes (gasohol) v bežných benzínových motoroch.

Gasohol v súčasnosti je to bežné palivo v Brazílii (etanol sa tam vyrába z cukrovej trstiny a manioku), používa sa aj v USA (etanol z kukurice). Dôležitou vlastnosťou etanolu je schopnosť odolávať nárazovým zaťaženiam bez výbuchu, preto je oveľa vhodnejší ako prísady z tetraetylolova, ktoré spôsobuje vážne znečistenie ovzdušia. Vynikajúce vlastnosti etanolu ako paliva poskytujú motorom 20% nárast výkonu v porovnaní s čistým benzínom. Hmotnostná hustota a výhrevnosť etanolu je nižšia ako u benzínu, respektíve výhrevnosť (24 MJ/m3) je o 40  nižšia ako u benzínu (39 MJ/m3). Lepšie spaľovanie etanolu však kompenzuje tento pokles výhrevnosti.

Cena etanolu vo veľkej miere závisí od miestnych podmienok a cien alternatívnych palív. Vládna politika v tejto oblasti je mimoriadne dôležitá. Zvyčajne, za priaznivých okolností, môže byť cena etanolu ako paliva porovnateľná s cenou benzínu (v cenách z roku 1984)

Drvený drevný odpad (kôra, drevná štiepka, piliny) má výhrevnosť suchého spaľovania 18,20 MJ/kg. Po mechanickej dehydratácii v žmýkačkách majú vlhkosť W P = 55...60% a výhrevnosť cca 6 MJ/kg. Odpad sa zvyčajne spaľuje v kotloch na odpadové teplo vybavených doskovými pecami so šikmými roštmi. Pod rošt je privádzaný ohriaty vzduch. Na šikmom rošte vplyvom sálavého tepla vnímaného zo spalín dochádza k ohrievaniu, sušeniu a zapáleniu odpadu a následne k uvoľňovaniu a spaľovaniu prchavých látok - CO, H 2, uhľovodíkov. Zvyšok koksu sa dodatočne spaľuje na pohyblivom mechanickom reťazovom rošte.

Na zapálenie kotla a zabezpečenie stabilného horenia sa používajú olejové alebo plynové horáky. Spaliny opúšťajúce kotol sa využívajú na sušenie odpadu. Znížením vlhkosti odpadu na 40% sa zvyšuje účinnosť a stabilita kotla, znižuje sa spotreba vykurovacieho oleja alebo plynu

V celulózkach a papierňach sa popri výrobe celulózy využíva technológia termochemického spracovania drevného odpadu na získavanie cukrov a živíc, na základe ktorých sa vyrábajú kŕmne kvasnice a priemyselné alkoholy. Vedľajším produktom tejto výroby je lignín vrátane polysacharidov, fenolových skupín a živíc. Pôvodný lignín je mokrá hmota obsahujúca až 65 % vody, 21 % uhlíka, 2 % vodíka, 1,4 % síry. Výhrevnosť sušiny je cca 20 MJ/kg. Produkcia lignínu v celulózovom a papierenskom priemysle v Rusku je asi 5 miliónov ton ročne.

Lignín sa spaľuje v komorových peciach parných kotlov vybavených ventilátorovými mlynmi. Palivo sa predsuší ohriatym vzduchom a výfukovými plynmi z kotla.

Vlastnosti lignínu sú blízke čiernemu lúhu obsahujúcemu asi 60 % organickej hmoty. Suchý lúh má výhrevnosť asi 16 MJ/kg. V komorových peciach kotlov sa lúh rozprašuje mechanickými hrubými rozprašovacími tryskami. Po odparení z kvapiek vlhkosti sa jemné častice zlepia do koksovaných granúl, ktoré sa v prevádzke nazývajú škvára. Popol padá na dno pece, takže horenie prebieha čiastočne vo vrstve a čiastočne v objeme pece. V súlade s tým sa používa dvojstupňový prívod vzduchu do pece: primárny vzduch sa privádza do vrstvy škváry, sekundárny vzduch sa privádza do oblasti dýz. Primárny prietok vzduchu je 50,60 % z celkového prietoku. Uvoľnené teplo sa čiastočne spotrebuje na reakciu rozkladu lúhu (pyrolýzu).

Spaľovanie vo fluidnej vrstve a práškové spaľovanie (používa sa aj termín „komorové spaľovanie“) sa používa menej často, najmä bližšie k hornej hranici špecifikovaného rozsahu výkonu. Najmodernejšia a najefektívnejšia technológia - cirkulačné fluidné lôžko (angl. cirkulujúce fluidné lôžko) sa používa spravidla pri spaľovaní paliva vo výkonných energetických kotloch.

Uvažujme o hlavných spôsoboch vrstveného spaľovania biopalív, ako aj o niektorých pecných zariadeniach, v ktorých sa uskutočňuje syntéza vrstveného a vírivého spaľovania. Naša recenzia neberie do úvahy inštalácie na vykurovanie súkromných domov alebo chát (napríklad pomocou horákov na pelety), ako aj ohniská s ručným prívodom paliva ako zastarané a environmentálne nebezpečné. Pece, ktoré využívajú princíp vrstveného spaľovania, sú zvyčajne roštové pece a pece so spodným prívodom. Primárny vzduch prechádza cez pevnú vrstvu paliva, ktorá schne a v dôsledku horenia sa z neho uvoľňujú prchavé látky a spaľujú sa zvyšky koksu. Vznikajúce horľavé plyny sú po privedení sekundárneho vzduchu dopaľované nad roštom, často v spaľovacej zóne, konštrukčne oddelené od palivovej vrstvy (v prídavnom spaľovaní).

Ohniská na biopalivá vybavené roštmi

Pri konštrukcii vrstvených pecí sa používa niekoľko typov roštov. Ide o pevné rošty, rošty s oscilačnými (preklápacími) roštmi, posuvné rošty (šikmé a vodorovné), rošty vo forme nekonečnej stojiny (stuha, šupinatá reťaz), otočné a vibračné rošty. Každý spôsob spaľovania má svoje klady a zápory, ktoré sa prejavujú pri spaľovaní rôznych druhov paliva, takže výber by sa mal vykonať po serióznej analýze, berúc do úvahy vlastnosti paliva a prevádzkové podmienky zariadenia.

Vo všeobecnosti sú pece vybavené roštmi vhodné na spaľovanie biopalív s vysokou vlhkosťou, rôznym frakčným zložením (obmedzené objemom jemných prachových častíc) a vysokým obsahom popola. Spaľovanie zmesi viacerých druhov palív je povolené, avšak miešanie palív drevného pôvodu so slamou, plevami, plevami a inými môže spôsobiť vážne problémy z dôvodu odlišného správania sa týchto druhov palív pri spaľovaní, čo je spôsobené nízkou vlhkosťou a nízka teplota topenia slameného popola a iného poľnohospodárskeho odpadu. V tomto prípade je potrebné zabezpečiť rovnomerné rozloženie zloženia zmesi po priereze mriežky.

Moderné pece pozostávajú zo štyroch hlavných jednotiek: systém prívodu paliva, rošt s pohonom, systém privádzania sekundárneho vzduchu do prídavného spaľovania a systém vykladania odpadu popola a trosky.

Pre kvalitné spaľovanie je potrebné zabezpečiť rovnomerné rozloženie paliva a vrstvu trosky po celom priereze roštu. Je to dôležité z hľadiska optimálneho prívodu primárneho vzduchu do rôznych oblastí roštu. Nerovnomerné, nesprávne privádzanie primárneho vzduchu môže spôsobiť tvorbu trosky, zvýšené unášanie jemného popola a častíc paliva a zvýšenie prebytočného objemu vzduchu potrebného na úplné spálenie paliva. Malo by sa tiež zabrániť režimu takzvaného „kráterového“ spaľovania, keď vzduch preniká cez malé časti roštu, v skutočnosti bez toho, aby sa podieľal na spaľovaní, čo vedie k zvýšeniu strát ako troskou, tak aj strhávaním. Vznik takéhoto režimu je uľahčený porušením rovnomernosti vrstvy trosky a fokálnych zvyškov na rošte.

Prostriedky na dosiahnutie kvalitného spaľovania: flexibilný systém riadenia pohybu roštu, kontrola hladín trosky a zvyškov vreciek (napríklad pomocou infračervených snímačov) a regulácia (najlepšie frekvencia) primárneho vzduchu privádzaného do rôznych zón roštu - pre zabezpečenie jeho optimálneho objemu potrebného pre zóny sušenie, uvoľňovanie prchavých látok a dodatočné spaľovanie zvyškov koksu. Pokročilý systém prívodu primárneho vzduchu tiež umožňuje dosiahnuť hĺbku regulácie v rozsahu 25-100% menovitého zaťaženia pri zachovaní redukčnej atmosféry v spaľovacej komore, čo je dôležité z hľadiska znižovania emisií NO x . Zovšeobecnená schéma spaľovania biopaliva na rošte je znázornená na obr. jeden.

Ďalší dôležitý aspekt technológia roštového spaľovania je organizácia stupňovitého spaľovania rozdelením spaľovacej komory na spaľovaciu komoru a dohorievaciu komoru, čo umožňuje eliminovať Negatívny vplyv prúdy sekundárneho vzduchu na procesy prebiehajúce na rošte a na oddelenie zón splyňovania a oxidácie. Kvalitné premiešanie vzduchu so splodinami horenia v (primárnej) spaľovacej komore je limitované požiadavkou na zachovanie „pokojnej“ vrstvy fokálnych zvyškov na rošte. Konečné premiešanie vzduchu a splodín horenia musí prebiehať v prídavnom spaľovaní a je zabezpečené geometriou tejto komory a nastavenou rýchlosťou sekundárneho vzduchu na výstupe z dýz. Použité technické riešenia: zúženie výstupného okna plynu alebo usporiadanie vírivého prúdenia na výstupe zo spaľovacej komory, ako napríklad v kotli na spaľovanie ovsených šupiek, v ktorom je na výstupe plynov zo spaľovania usporiadaný vertikálny cyklón komora.

Ryža. 2. Schémy vrstveného spaľovania (zľava doprava): protiprúd,
priamy tok, kríž

Existujú tri schémy vrstveného spaľovania na rošte v závislosti od vzájomného smeru pohybu paliva a splodín horenia (obr. 2).

Protiprúdová schéma je najvhodnejšia na spaľovanie palív charakterizovaných vysokou vlhkosťou a nízkou výhrevnosťou. Horúce spaliny pritlačené klenbou k prednej stene prechádzajú po povrchu čerstvého paliva, vďaka čomu sa konvekčná zložka prenosu tepla dopĺňa so zložkou sálavou, ktorá zabezpečuje zrýchlenie odparovania vlhkosti a uvoľňovanie prchavých látok. Táto metóda vyžaduje efektívne miešanie spalín so sekundárnym vzduchom (turbulizácia), aby sa zabránilo vzniku stabilného (podmienečne laminárneho) prúdenia obohateného o nespálené plyny.

Prietokové spaľovanie sa používa pri spaľovaní suchých palív, ako je drevný odpad alebo slama, alebo v zariadeniach s primárnym predhrievaním vzduchu. Táto metóda zvyšuje dobu zotrvania nespálených plynov uvoľnených z palivového lôžka v spaľovacej komore a ich kontakt s palivovým lôžkom v zadnej časti roštu, čo pomáha znižovať emisie NO x. Nevýhodou schémy prietokového spaľovania je zvýšené unášanie častíc popola a paliva z roštu.

Schéma priečneho prúdenia, ktorá je kombináciou schém priameho a protiprúdového prúdu, sa najčastejšie používa v zariadeniach s vertikálnymi sekundárnymi spaľovacími komorami.

Na udržanie optimálneho teplotného rozsahu v spaľovacej komore sa praktizuje recirkulácia. spalín a/alebo tienenie stien s povrchmi chladiča. Uprednostňuje sa tienenie, pretože umožňuje nezväčšovať objem spalín a zabraňuje tvorbe trosky na stenách spaľovacej komory. Pri spaľovaní vlhkého paliva slúži výstelka ako tepelný akumulátor, ktorý umožňuje vyrovnávanie kolísania vlhkosti a teploty paliva v komore a vytvára podmienky pre stabilné dohorenie produktov nedokonalého spaľovania. Recirkulácia spalín má svoje výhody, najmä môže prispieť k lepšiemu premiešaniu vzduchu so splodinami horenia. Spaliny na recirkuláciu by sa mali odoberať po fáze sanitárneho čistenia. Ak sa odsávanie vykonáva za odsávačom, zvyšuje sa prietok plynov cez odsávač, čomu sa možno vyhnúť v prípade odsávania pred odsávačom, ale treba si uvedomiť, že v tomto prípade musí ventilátor na čerpanie recirkulačných plynov vytvárať vysoký tlak na prekonanie podtlaku v hlavnej spalinovej ceste. Za ďalšiu výhodu recirkulácie spalín možno považovať možnosť plynulej regulácie teploty v spaľovacej komore.

Použitie vodou chladených roštov umožňuje predĺžiť obdobie medzi opravami a znížiť počet problémov s tavením popola a troskou, čo je obzvlášť dôležité pri spaľovaní rôzneho poľnohospodárskeho odpadu.

Mriežky vo forme nekonečnej siete

V literatúre v ruštine sa takéto mriežky častejšie nazývajú podľa typu trakčného telesa: páska, reťaz - alebo podľa typu použitého roštu: šupinatá. V anglickej literatúre sa používa výraz travelling rošt. Princíp spaľovania na roštoch v podobe nekonečnej pavučiny je u nás všeobecne známy a rozšírený, využíva sa najmä pri spaľovaní uhlia. V zahraničí, predovšetkým v USA, sa rošty tohto typu používajú aj na spaľovanie biopalív, najmä v podnikoch v celulózovom a papierenskom a drevospracujúcom priemysle. Roštové kotly (zvyčajne reverzné) úspešne konkurujú fluidným kotlom vo výkone od 20 do 250 t/h, spaľujú prevažne kôru a drevný odpad, často v zmesi s uhlím.

Medzi výhody roštov vo forme nekonečného pásu možno zaznamenať rovnaké podmienky spaľovania pre také rôzne druhy paliva, ako sú drevené štiepky a pelety, ako aj nízke emisie prachu v dôsledku skutočnosti, že vrstva odpadu z popola a trosky nepociťujú mechanické alebo aerodynamické poruchy. Dôležitá je aj jednoduchosť údržby takéhoto zariadenia, najmä výmena roštu nespôsobuje problémy.

Existujú aj nevýhody. V pevnej vrstve paliva je prístup vzduchu ku každej častici obtiažny, problém sa stáva kritickým, keď sa palivo dodáva s veľkým podielom frakčného zloženia, v dôsledku čoho sa na rošte vytvárajú upchávky a dochádza k extrémne nerovnomernému rozdeleniu primárneho vzduchu. miesto. Problém je minimalizovaný použitím spätných roštov s kolieskami (otočné, pneumatické), ktoré umožňujú rovnomerné rozloženie paliva po rošte, avšak hádzanie paliva prispieva k intenzívnejšiemu odstraňovaniu jemných častíc paliva a popola z vrstvy.

Na príklade schémy spaľovania kôry a drevného odpadu na šupinovom vratnom rošte parného kotla stredného výkonu (výrobca Jansen Inc., USA) sú znázornené charakteristické problémy pri spaľovaní kôry a drevného odpadu (obr. 3). Aby sme boli spravodliví, niektoré z týchto problémov sú spoločné nielen pre nekonečné procesy spaľovania pavučín, ale aj pre mnohé technológie spaľovania biopalív.

Zatlačte mriežky

Piestové rošty môžu byť šikmé alebo vodorovné. Najpoužívanejšie sú šikmo-odpudzujúce rošty, ktoré pozostávajú z po sebe nasledujúcich radov pevných a pohyblivých roštov (obr. 4).

Pohyblivé rošty vykonávajú vratné pohyby, čo zabezpečuje pohyb paliva po rošte. Častice horiaceho paliva sa zmiešajú s časticami čerstvého paliva, obnoví sa povrch palivovej vrstvy smerujúci do priestoru pece a dosiahne sa rovnomerné rozloženie vrstvy paliva po dĺžke roštu. Rošt je zvyčajne rozdelený na niekoľko sekcií roštu s nezávislými pohonmi, čo umožňuje pohybovať palivom rôznymi rýchlosťami v závislosti od stupňa spaľovania: sušenie, prchavé emisie a dodatočné spaľovanie zvyškov koksu. Zónami - samostatne pre každú sekciu roštu - je tiež privádzaný primárny vzduch, ktorý umožňuje spaľovať rôzne druhy biopalív na výklopno-tlačných roštoch. Rošty chladené len primárnym vzduchom, ktorý prechádza bočnými kanálikmi medzi roštami, sa používajú pri spaľovaní vlhkého paliva: kôra, piliny, drevná štiepka. Pre suché biopalivá alebo pre palivá s nižšou teplotou topenia popola má zmysel uvažovať o použití vodou chladených roštov.

Ryža. 5. Moderný nízkovýkonový kotol so šikmo-tlačným roštom, vybavený infračerveným systémom kontroly hladiny paliva na rošte, zónovým prívodom primárneho vzduchu, systémom recirkulácie spalín (I - spaľovacia komora, II - dohorovacia komora )

Algoritmus na riadenie spínacej frekvencie rôznych sekcií poľa je pomerne komplikovaný. Malo by sa zabrániť tvorbe upchávok a dutín na rošte, ako aj príliš rýchlemu pohybu paliva do popolníka, čo vedie k výraznému zvýšeniu strát s nedohorením v troske. kritérium správna prevádzka roštové úseky môžu slúžiť ako rovnomernosť plnenia roštu vrstvou paliva. Najlepšia možnosť Organizáciu riadenia procesu a riadenie pohybu paliva po rošte je možné vybaviť infračervenými senzormi, ktoré monitorujú hladinu paliva nad každou sekciou roštu, ako je znázornené na obr. 5.

Horizontálne posuvné rošty (HPR) zabezpečujú spaľovanie paliva v horizontálnej vrstve. Pohyb paliva sa uskutočňuje vďaka špeciálnej diagonálnej polohe roštu. Schematicky je proces spaľovania na vodorovne tlačnom rošte znázornený na obr. 6. Za výhodu tejto technológie možno považovať schopnosť riadiť pohyb paliva vplyvom gravitácie. Navyše, keďže potrebná „tlačná“ sila na rošty horizontálnych posuvných roštov je vyššia ako na roštoch sklopno-tlačných roštov, vrstva paliva na rošte je rozložená rovnomernejšie (v dôsledku efektu „predlisovania“). , čo znižuje riziko trosky v dôsledku zón so zvýšenou teplotou. Napokon, horáky s horizontálnymi posuvnými roštmi sú kompaktnejšie ako horáky so sklopnými posuvnými roštmi. Nevýhodou GPR, a to závažnou, je vysoký stupeň výpadku paliva cez rošt, čo zhoršuje spoľahlivosť roštu.

V západnej Európe prevláda v segmente malých a stredných kotlov (3-15 MW) spôsob spaľovania biopalív na výklopno-tlačných roštoch. Táto technológia bola komplexne vyvinutá; uzly a mechanizmy systémov prívodu paliva, vykladanie popola, rošty - sú optimalizované z hľadiska použitých materiálov a konštrukčných riešení. Na zabezpečenie čo najvyššieho stupňa vyhorenia paliva s minimálnym prebytkom vzduchu v spalinách sa používajú veľmi zložité schémy prívodu vzduchu na dohorenie. Dodávatelia z škandinávskych krajinách, ako aj Polytechnik (Rakúsko) a Vyncke (Belgicko). Z ruských výrobcov treba vyzdvihnúť spoločnosť Kovrovskiye Kotly LLC, ktorá spustila výrobu vysokokvalitných zariadení na spaľovanie suchého a mokrého dreveného paliva, rašeliny a rastlinného odpadu v pare a teplovodné kotly s výkonovým rozsahom od 300 kW do 10 MW.

Názor autora na kvalitu produktov spoločnosti Kovrovskiye Kotly LLC je okrem iného založený na vlastných skúsenostiach získaných pri skúškach uvedenia do prevádzky teplovodného kotla KVm-3.0 D, ktorý je vybavený výklopno-tlačným roštom. V takomto kotli sa spaľovalo nekonštruktívne palivo, náročné pre vrstvené pece: jemnozrnný odpad so zvýšenou suchosťou. Po úprave vzduchového režimu boli dosiahnuté pôsobivé výsledky prevádzky kotla: stupeň vyhorenia paliva nad 99 %, prebytok vzduchu pred odsávačom dymu menší ako 1,4, hrubá účinnosť kotla 87,7 %.

Za povšimnutie stojí nová séria parných kotlov s výkonom 2 až 10 ton pary za hodinu so šikmým posuvným roštom. Konvekčná časť je vyhotovená vo forme dvojcestného (pre plyny) spaľovacieho bubna, spaľovacia komora je tienená vodorúrkovými sitami a stupeň tienenia sa môže meniť v závislosti od obsahu vlhkosti spaľovaného biopaliva. Vývoj projektu kotla realizovala ITs KotloProekt LLC.

Vibračné mriežky

Vibračný rošt pozostáva zo šikmého sita z rebrovaných rúrok namontovaných na pružinových podperách (obr. 7). Palivo je možné dodávať skrutkovými podávačmi, hydraulickými tlačníkmi alebo rotačno-pneumatickými vrhačmi. Pohyb paliva a fokálnych zvyškov po rošte je zabezpečený prevádzkou dvoch alebo viacerých vibrátorov. Primárny vzduch je privádzaný zospodu, pre jeho prechod cez rošt sú v rebrách medzi rúrkami otvory.

Vibrátory sa periodicky zapínajú na krátky čas, čo bráni tvorbe veľkých aglomerátov trosky. Vibračné rošty sa používajú pri spaľovaní palív, ktoré sú náchylné na tavenie a troskovanie (slama, poľnohospodársky odpad). Nevýhodou tejto technológie je veľký prenos popola (kvôli vibráciám); zvýšené emisie CO (v dôsledku periodických porúch palivovej vrstvy v dôsledku vibrácií); zvýšené podhorenie v troske (kvôli ťažkej kontrole pohybu paliva a fokálnych zvyškov).

Otočné rošty

Spaľovanie paliva na otočnom rošte so spodným prívodom paliva - moderná technológia spaľovanie, ktorý vyvinula fínska spoločnosť Wärtsilä Biopower Oy. Rošt je kužeľ tvorený množstvom prstencových roštových sekcií, ktorých úroveň od stredu k okraju klesá (obr. 8). Sekcie sa otáčajú v opačných smeroch, vďaka čomu dochádza k intenzívnemu miešaniu čerstvého a horiaceho paliva. To umožňuje na roštoch tohto typu spaľovať palivo s veľmi vysokou vlhkosťou - až 65% (kôra, piliny, drevná štiepka). Primárny vzduch je privádzaný zospodu pod roštovými sekciami, splodiny nedokonalého spaľovania sú po privedení sekundárneho vzduchu dohorené vo vertikálnom alebo horizontálnom prídavnom spaľovaní, oddelenom od spaľovacej komory. Palivo sa privádza do stredu kužeľa zospodu pomocou závitovkového podávača, takmer ako v peciach so spodným prívodom. Veľkosť kusu paliva by nemala presiahnuť 50 mm. Palivo sa pohybuje od stredu k okraju roštu a je vypúšťané do popolového kanála naplneného vodou.

V peciach s otočnými roštami je možné spaľovanie zmesi tuhé palivo s biologickým kalom. Nevýhody takýchto mriežok možno rozpoznať ako ich zložitosť a vysokú cenu.

Banské pece

1 - prívod vzduchu pod vodorovný reťazový rošt;
2 - reťazová šupinatá mriežka;
3 - prívod vzduchu pod šikmý rošt;
4 - šikmý rošt;
5 - predpec; 6 - sitové rúry;
7 - spaľovacia komora kotla; 8 - prehrievač;
9 - čistenie výstrelov; 10 - sekcie ekonomizéra;
11 - balíky ohrievačov vzduchu

Ohniská s pevným roštom a vodorovnou alebo zvislou vrstvou paliva sú určené predovšetkým na spaľovanie dreva v malých kotloch. Podobné zariadenia by mali byť uznané za zastarané, z tohto dôvodu sa v tomto článku obmedzíme len na ich uvedenie. Spôsob spaľovania na pevnom šikmom rošte (angl. stacionárny šikmý rošt) je v Rusku hojne využívaný na spaľovanie jemného drevného odpadu. Podobné pecné zariadenia, známejšie ako banské pece, sa používali pri kotloch malého a stredného výkonu, vrátane viacpalivového parného kotla E-75-40 (KM-75-40) vyrábaného kotolňou Belgorod (obr. 9). . Tieto kotly boli inštalované najmä v podnikoch celulózo-papierenského priemyslu a boli určené na spaľovanie mokrej kôry a drevného odpadu spolu s plynom, vykurovacím olejom resp. uhlia. Kotly vyrábali paru s nasledujúcimi parametrami: р = 40 kgf/cm 2, t = 440 °C; deklarovaný výkon pary bol 50 t/h pri spaľovaní odpadu a 75 t/h v kombinácii s olejovo-plynovými horákmi alebo horákmi na práškové uhlie inštalovanými na bočných stenách spaľovacej komory. Pec kotla je vybavená pevným šikmým rúrovým roštom pokrytým liatinovými roštmi a pohyblivým vodorovným reťazovým roštom so šupinovými roštami. Mokrý odpad sa privádza na šikmý rošt, pri zostupe sa vysuší a zapáli, na vodorovnom rošte dochádza k dohoreniu, čím sa do systému na odstraňovanie popola vysypú aj troska a ohniskové zvyšky.

Napriek tomu, že kotly KM-75-40 sa vo všeobecnosti vyrovnali s problémom využitia mokrého odpadu vznikajúceho v celulózke a papierni, ich prevádzka sa vyznačovala nízkou účinnosťou a nedostatkom energie. Prítomnosť značného množstva paliva v predpeci sťažovala riadenie spaľovacieho procesu. V dôsledku toho boli kotly tohto typu zrekonštruované takmer vo všetkých celulózkach a papierňach, pričom šachtová pec bola nahradená fluidnou pecou. Jednu z prvých takýchto rekonštrukcií realizovala v celulózke a papierni Kondopoga fínska spoločnosť Outokumpu Oy.

Rýchlo horiace pece

Spaľovanie s upnutým lôžkom (vo vysokorýchlostnej spaľovacej peci systému Pomerantsev) je jedinečným domácim vývojom, ktorý svojho času umožnil prelom v spaľovaní drevného paliva. Táto technológia vznikla v 40-tych rokoch 20. storočia: medzi spádovú šachtu paliva a spaľovaciu komoru kotla je inštalovaný vertikálny upínací rošt, čo je sito s nopovými rúrkami. Spaľovací vzduch sa privádza do spodnej časti palivovej šachty.

Upínací rošt zabraňuje odstraňovaniu častíc paliva do spaľovacej komory, vďaka čomu je možné aplikovať intenzívne tryskanie a dosiahnuť vysoké tepelné namáhanie spaľovacieho zrkadla (až 4 milióny Kcal/m 2 ·h) a efektívne dohorenie paliva . Vysokorýchlostné spaľovacie pece sa vyznačujú malými rozmermi a veľmi nízkou spotrebou kovu, čo predovšetkým predurčilo ich široké rozšírenie.

Okrem výhod (žiadne pohyblivé časti v peci, jednoduchá obsluha) majú Pomerantsevove pece množstvo nevýhod, ktoré im neumožňujú rovnocenne konkurovať moderným zariadeniam na spaľovanie biopalív. Predovšetkým sú to vysoká citlivosť na zmeny charakteristík dodávaného paliva (vlhkosť, frakčné zloženie), náchylnosť upínacieho roštu na tvorbu trosky, potreba pravidelného čistenia (spravidla ručne) podlahy predpecnej pece. a spaľovacej komory a neuspokojivé environmentálne vlastnosti. Vážnym problémom pri prevádzke kotlov s Pomerantsevovými pecami je zamŕzanie paliva v šachte zvodiča, čo vedie k jeho vznieteniu v palivových hadiciach.

Napriek tomu JSC "Biysk Boiler Plant" dodnes vykonáva sériovú výrobu kotlov typu KE-MT s vysokorýchlostnými spaľovacími pecami štandardnej veľkosti s výkonom pary 4 až 25 t / h.

Okrem toho na báze vysokorýchlostnej spaľovacej pece vznikajú originálne inovácie, ktoré umožňujú kombinovať túto technológiu spaľovania s inými. Najmä ten istý závod Biysk Boiler Plant dopĺňa parné kotly s výkonom 2,5 až 25 t / h s pecnými zariadeniami na spaľovanie drevného odpadu, čo je symbióza upínacieho roštu a pece so skrutkovou tyčou (séria OGMV). Spaľovacie zariadenia vyrábané spoločnosťou Sojuz LLC umožňujú kombinovať technológie spaľovania v retortovej peci a v upnutom lôžku.

NTV-Energo LLC vyvinula vrstvenú vírivú pec na spaľovanie nahrubo mletého drevného odpadu (štiepky, kôra a piliny) v kotloch s výkonom do 15 MW. Jeho konštrukcia je kombináciou upravenej vrstvenej vysokorýchlostnej spaľovacej pece s reverzným prúdom a vírivým prídavným spaľovaním. Vo vrstve paliva dochádza k vyhoreniu hlavnej hmoty drevnej štiepky. Nespálené častice paliva vynášané z lôžka vstupujú do vírivej zóny, kde cirkulujú až do úplného vyhorenia. Tým sa vytvárajú priaznivé podmienky pre spaľovanie zmesi kôry, drevnej štiepky a pilín širokého granulometrického rozsahu s minimálnymi stratami pri dohorení paliva.

Kombinácia rôznych známych technológií (niekedy nie určených na spaľovanie biopalív) má, samozrejme, právo na existenciu, ale len pod podmienkou, že sa využijú výhody týchto technológií, nie nevýhody, čo nie je vždy možné.

Nízka kvalita palivových horákov

Jednou z optimálnych technológií spaľovania paliva nízkej kvality je na šikmom rošte na princípe vratného pohybu roštu. Túto technológiu využívajú známe ohniská nemeckej firmy Martin GmbH, ktoré obsahujú elektrárne na spaľovanie tuhého komunálneho odpadu (TKO).

Martinské ohnisko je vratný rošt (iný názov je reverzný rošt) naklonený v smere pohybu paliva a pozostáva z radov roštov tvoriacich stupne (obr. 10). Rovnako ako u tradičných výklopných a posuvných roštov sa striedajú pohyblivé a pevné rady roštov. Pohyb roštu vedie k posunutiu vrstvy paliva v smere opačnom ako je sklon roštu. Pohyblivé rošty majú reverzný tlačný efekt na materiál pohybujúci sa smerom k tej strane pece, kde je vykladaná troska, čo umožňuje 15-20% horiacej hmoty odpadu privádzať k pohyblivej vrstve a vytvárať ohniská nižšieho vznietenia. S takouto schémou častice paliva cirkulujú pozdĺž zložitých trajektórií podobných slučkám a neustále sa navzájom pohybujú. Tento charakter pohybu poskytuje zlepšené mechanické miešanie častíc, čo umožňuje porovnávať proces s miešaním vo fluidnom lôžku. V dôsledku toho je možné pri spaľovaní palív, ktoré sú zaťažené popolom a sú náchylné na popolenie alebo troskovanie častíc, použiť tlačné rošty.

Tieto výhody sú však poskytované na úkor značnej komplikácie zariadenia; Pri tomto spôsobe vŕtania sú rošty vystavené vysokoteplotným podmienkam, čo si vyžaduje použitie špeciálnych materiálov (žiaruvzdorná chrómová oceľ, ktorej zloženie vyvinul Martin). Podľa aktuálnych údajov z Martina môže rošt stabilne pracovať pri procesných teplotách niekedy presahujúcich 1000 °C. Bočné plochy roštov sú pomocou špeciálneho zariadenia zbrúsené a pritlačené k sebe tak, že tvoria monolitický plech (v hlavovej časti pohyblivých aj pevných roštov sú úzke štrbiny pre prívod primárneho vzduchu). Životnosť mriežok - 5-6 rokov. Nie je prekvapujúce, že náklady na pece s vratným roštom sú veľmi vysoké, čo bráni ich širokému použitiu v priemyselnej a komunálnej energetike.

LLC "ITs KotloProekt" vyvinula originálne spaľovacie zariadenie - pec s reverzným posuvným roštom s otočnými tyčami. Základy konštrukčnej schémy tohto zariadenia pece:

• rošt je naklonený, s niekoľkými stupňami s premenlivým uhlom sklonu, pozdĺž ktorých sa otočné tyče vratne pohybujú. Uhly sklonu strán lamiel sú vytvorené tak, aby sa palivo pohybovalo nahor, v smere opačnom ako je klesanie paliva, v dôsledku sklonu roštu. Rošt má niekoľko nezávislých zón pre prívod vzduchu;
• palivo sa na rošt privádza pomocou mechanizmu nezávislého od pohonu lamiel - hydraulického posúvača alebo závitovkového podávača. Povinná podmienka: zabezpečenie tesnosti spaľovacej zóny a cesty prívodu paliva;
• lamely majú nezávislé hydraulické pohony. Pri veľkom počte krokov je možné pripojiť dve susedné tyče k jednému pohonu;
• vodou chladený potrubný rošt, pokiaľ možno zaradený do cirkulačného okruhu kotla. Skrutkovacie lišty sú tiež chladené vodou, spojenie sa robí pomocou pružných hadíc (návlekov).

Takéto ohnisko je určené na kombinovanie s kotlami, pecami, zariadeniami na tepelné spracovanie rôznych odpadov nízkej kvality. Tepelný výkon ohniska je obmedzený na 10 MW.

Ohniská so spodným podávaním

1 - závitovkový podávač, 2 - spodná zóna spaľovania, 3 - primárny vzduch, 4 - sekundárny vzduch, 5 - prídavné spaľovanie, 6 - výmenník tepla, 7 - cyklón, 8 - mechanizmus odstraňovania popola

Podkladové prikladače, nazývané aj retortové pece, sú lacné a pomerne ľahko ovládateľné zariadenia na realizáciu spôsobu spaľovania pripravených jemnozrnných biopalív v kotolniach s malým blokovým výkonom - do 6 MW. Palivo je privádzané do spaľovacej komory zospodu pomocou závitovkového dopravníka a rozvádzané po rošte od stredu k okraju. Rošty môžu byť ploché alebo so šikmými stenami, čo uľahčuje pohyb paliva z miesta jeho vytláčania v strede roštu na jeho okraj. Primárny vzduch je privádzaný pod rošt, sekundárny - nad vrstvou horiaceho paliva, spravidla v mieste prechodu zo spaľovacej komory do prídavného spaľovania.

Na obr. 11 je znázornená schéma pecí so spodným prívodom na spaľovanie suchých biopalív (peliet). Nevýhodou pecí tohto typu je problematická organizácia systému odstraňovania trosky a fokálnych zvyškov, a preto sa nepoužívajú na spaľovanie vysokopopolnatých biopalív ako je kôra, slama, odpad zo spracovania plodín. Medzi výhody patrí ľahká obsluha a dobrá manévrovateľnosť týchto pecí, pretože množstvo paliva v spaľovacej zóne je malé (v porovnaní s inými pecami na vrstvené spaľovanie). V Rusku sa rozšírili kotly s retortovými pecami lotyšskej spoločnosti Comforts JSC (séria AK, tepelný výkon od 150 do 1500 kW), retortové pece však nie sú zahrnuté v aktuálnych propagačných materiáloch spoločnosti a sú zastúpené spaľovacie zariadenia len pecami so šikmými pohyblivými roštmi, ďalej sú to rošty sklopno-prenášacie.

spaľovanie kumulov

Tabuľka. Porovnávacie charakteristiky spaľovacích technológií
biopalivá rôznych druhov

Ryža. 12. Haldová pec so spodným podávaním: 1 - šnek na prívod paliva; 2 - prívod primárneho vzduchu; 3 - rošt; 4 - tangenciálny prívod sekundárneho vzduchu; 5 - cyklónová komora

Tento spôsob spaľovania je celkom jednoduchý, jeho princípom je povrchové spaľovanie vrstvy hromady paliva, ktorá má tvar kužeľa. Mechanizmus tvorby haldy môže byť rôzny, v závislosti od spôsobu dodávky paliva do pece. Jednou z možností je spodné podávanie pomocou závitovkového dopravníka (obr. 12), v princípe ho možno považovať za druh pece so spodným podávaním za predpokladu, že dohorievanie je organizované vo forme vertikálneho cyklónu s tangenciálnym prívodom vzduchu. . Podobné technické riešenie realizuje Skupina spoločností ASTEK (Kolpino, Petrohrad) pri výrobe generátorov tepla pracujúcich na drevnom odpade. Tepelné generátory sa vyrábajú pre kombináciu so sušiacimi komplexmi a kotlami (pozri obr. 13), pričom ich spodná časť nie je vytvorená vo forme roštu, ale vo forme betónovej retorty, do ktorej sú zapustené rúrky na prívod primárneho vzduchu. . V oboch prípadoch je odstraňovanie trosky a zvyškov vreciek hlavným prevádzkovým problémom. V generátoroch tepla skupiny ASTEK si tento postup vyžaduje zastavenie prevádzky kotla.

Podobné technické riešenie sa používa aj v kotloch radu KVD, ktoré vyrába OOO SMU Spetsmontazh, Tver. Šnek privádza palivo do spodnej časti lievika pece, ktorý má tvar obráteného zrezaného kužeľa. Bočné steny kužeľa sú obložené šamotové tehly, v nich je v určitej výške od roštu ohniska po obvode umiestnený rad vzduchových dýz. Primárny vzduch je privádzaný pod rošt ohniska a do trysiek. Sekundárny vzduch je privádzaný tangenciálne do valcovej časti pece, nad miestom, kde do nej prechádza lievik pece.

Iný variant spôsobu dodávania paliva - zhora priamo na kopu paliva vo forme kužeľa - realizuje americká spoločnosť Wellons Inc. (pozri obr. 14). Sekundárny vzduch je privádzaný tangenciálne v niekoľkých vrstvách, na rošte je vytvorená hromada, pod ktorú sa privádza malý objem primárneho vzduchu a cez ktorý sa vykladajú ohniskové zvyšky. Zaujímavé riešenie je kombinácia niekoľkých pecných článkov pod jedným kotlom s pomerne veľkým výkonom - 50 t / h a viac (obr. 15). Takéto riešenie zabezpečuje potrebnú plochu povrchového spaľovania, ako aj prevádzkovú spoľahlivosť celého systému.

Ohniská na cigary

Ohniská tohto typu boli vyvinuté v Dánsku, kde sú pomerne široko používané, hlavne na spaľovanie slamy. Balíky slamy sú vedené hydraulickým posúvačom cez podávací tunel na vodou chladený pohyblivý rošt. Schematicky je proces spaľovania v cigarovej peci znázornený na obr. 16. Proces dodávky paliva možno za určitých predpokladov považovať za nepretržitý. Splyňovanie paliva začína pred vstupom do spaľovacej komory, spaľovanie zvyškov koksu je ukončené na rošte. Regulácia teploty na rošte a v spaľovacej komore je mimoriadne dôležitá z dôvodu tendencie paliva k taveniu a troske a tiež z dôvodu vysokej adiabatickej teploty v dôsledku nízkeho obsahu vlhkosti paliva. Teplota v spaľovacej komore by nemala presiahnuť 900 °C, preto sa aktívne využíva tienenie stien spaľovacej komory a recirkulácia spalín. K intenzívnej tvorbe usadenín na konvekčných výhrevných plochách prispieva zvýšený obsah alkalických kovov v popole, ako aj vysoká vetrivosť a odstraňovanie častíc paliva a popola, preto musia byť kotly vybavené účinnými prostriedkamičistenie.

Pred zavedením pecí na cigary na spaľovanie balíkov slamy sa používali pece s dávkovým spaľovaním, ktorých prevádzka spôsobovala vážne ťažkosti v dôsledku teplotných špičiek a emisií CO pri vznietení a spaľovaní ďalšej časti paliva. V tabuľke sú uvedené výhody a nevýhody technológií spaľovania pre rôzne typy biopalív. Technológie fluidného a práškového spaľovania nie sú v článku popísané, ale v tabuľke sú aj informácie o nich.

Pre technológie s fluidným a cirkulačným lôžkom, na rozdiel od vrstvené spaľovanie, nižšie emisie CO a NO x sú charakteristické, čo možno vysvetliť rovnomernejšími a lepšie kontrolovanými podmienkami spaľovania. Technológia vrstveného spaľovania v porovnaní s technológiami CS a CFB zase poskytuje menšie množstvo emisií tuhého prachu a nižší obsah horľavín v strhávaní.

Artur KARAPETOV