ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ СУШИЛЬНЫХ КАМЕР

Газогенератор - утилизатор отходов деревообрабатывающих производств для получения дешевого теплоносителя в лесосушильных камерах.

Работающая энергетическая установка сушильной камеры. На выносках 1 и 2 соответственно показаны: факел горения в топке котла и смотровой глазок газогенератора.

Сушильные камеры ставят серьезную проблему обеспечения их необходимой энергией. В деревообрабатывающей промышленности очень часто для теплоснабжения производственных площадей и зданий, получения горячей воды, воздуха, пара, при сушке пиломатериалов в сушильных камерах применяются водогрейные, паровые котлы и теплогенераторы, использующие дорогостоящие: электроэнергию, каменный уголь, мазут, природный газ. Газогенераторные установки предназначены для превращения низкосортного, бросового топлива, состоящего из отходов деревообработки - древесной щепы, опилок, обрезков, стружки и горбыля а также торфа, проса, шелухи подсолнечника, отходов ламината и упаковки пищевых продуктов в высококалорийное топливо. Из топлива можно получать и тепловую и электрическую энергию. Помимо устойчивого обеспечения отопительного оборудования сушильной камеры топливом, газогенераторы в значительной степени решают экологические проблемы производства, проблемы утилизации отходов, тем самым, снижая себестоимость выпускаемой продукции.

Нашей компанией проведена экологическая экспертиза выброса в атмосферу загрязняющих веществ при работе отопительной установки сушильной камеры от газогенератора и при непосредственном сжигании отходов в топке котла. Экспертиза проводилась с целью определения эффективности использования вихревого газогенератора.

Сравнительный анализ полученных результатов показал значительно меньшее негативное воздействие на атмосферный воздух отопительных систем с вихревым генератором.

Посмотреть:

• Протокол количественного химического анализа отопительной системы на базе котла КВА-1,0Г-ЭЭС с вихревым генератором.
• Протокол количественного химического анализа котла КВР-0,25 отопления сушильной камеры.
• Сравнительный анализ показателей выброса в атмосферу загрязняющих веществ.
• Санитарно-эпидемиологическое заключение анализа работы вихревого газогенератора.
• Протокол результатов количественного химического анализа промышленных выбросов.

Испытания установки для сушки опилок топочными газами (производительностью 100-130 кг/час). В состав установки входят: газогенератор с рекуперативно-смесительным устройством, расходного топливного бункера со шнековой подачей, сушильной камеры и транспортера подачи сырой опилки.

Входное отверстие работающего газогенератора в топке котла.

Газогенераторный модуль для выработки генераторного газа для газодизельного генератора мощностью 200 кВт. Подробно читайте здесь

В основе работы газогенератора лежит принцип преобразования твердого топлива в газообразное под воздействием высокой температуры без доступа кислорода. В результате процесса, называемого пиролизом, вырабатывается генераторный, древесный газ. Минимальная теплотворная способность газа составляет 1100 ккал/м³. Газогенераторная установка предельно проста по конструкции, не требует специально обученного обслуживающего персонала в эксплуатации. Газогенераторная установка состоит из трех основных частей: камеры газообразования, камеры возгорания и загрузочного бункера. Детали установки, работающие при повышенных температурах, изготавливаются из жаропрочных материалов. Анализ затрат на отопление сушильных камер и промышленных зданий и сооружений, применяющих газогенераторные установки показывает, что затраты на топливо в 3 - 25 раз меньше, чем при традиционном его сжигании в котлах или отоплении электронагревательными установками.

При использовании в качестве топлива отходов деревообработки собственного производства экономический эффект возрастает. Опыт эксплуатации отопительного оборудования с использованием газогенераторов в составе сушильных камер показал, что срок их окупаемости находится в пределах от 2-х месяцев до 1 года. Газогенераторные установки на нашем предприятии выпускаются в 3-х исполнениях: прямоточные, факельные и вихревые со слоевым способом горения.

Прямоточные газогенераторы позволяют сжигать вышеназванные виды топлива и обрезки деревообработки от 0,5 до 1,1 метра длиной (в зависимости от мощности газогенератора) до 30% по объему. Основным недостатком газогенераторов являются габаритные размеры и вес, затрудняющие транспортировку. Поэтому производственный выпуск прямоточных газогенераторов ограничивается мощностью до 350 КВт. В отдельных случаях, мы комплектуем заказчика техдокументацией с порядовой укладкой огнеупорного кирпича для возведения газогенератора на месте эксплуатации. Конструктивно прямоточные газгены нашего производства аналогичны выпускавшимся фирмой "Импет", отличаются футеровкой и отсутствием колосниковой решетки

Применение вихревых газогенераторов существенно расширило область использования утилизаторов отходов. При увеличении мощности газогенератора его габаритные размеры и вес значительно снизились относительно прямоточных газгенов. Благодаря этому стало возможным изготовление и транспортировка газогенераторов мощностью от 0,125 до 5 МВт. За счет охлаждения стенок газогенератора вторичным воздухом и формирования высокотемпературного конуса горения в центральной части, увеличился срок службы газогенератора без ремонта.

 Топка позволяет сжигать следующие виды топлива: древесную щепу, кору, лузгу подсолнечника, опилки, стружку, и т.д. Загрузка топлива в вихревые газогенераторы шнековая, отсюда вытекают требования к топливу - размер фракции не более 50х40х10мм (при стандартном диаметре шнека). Фракция возможна и больших размеров, при заказе размер фракции специально оговаривается. Температура сгорания 1300°С достигаемая при влажности топлива 40% (влажность опилок при распиловке древесины в свежесрубленном состоянии). При КПД топки = 0,8 реальная температура газов будет около 1200°С.

Принципиальная схема теплогенератора сушильной камеры с вихревым газогенератором. 1.Твердотопливный (газовый) котел. 2.Камера горения. 3.Вихревой газогенератор. 4.Подача первичного воздуха. 5.Расходный бункер.6.Шнековый транспортер. 7.Редуктор. 8.Электродвигатель.

При этом достигается оптимальное содержание двуокиси углерода СО2. При уменьшении влажности топлива, мощность газгена увеличивается. При увеличении влажности топлива, мощность теплогенератора падает. Главное отличие вихревых газогенераторов от импортных автоматических систем сжигания отходов, заключается в большей приспособленности к отечественным условиям эксплуатации. Теплогенераторы нашего производства работают на отходах любой влажности вплоть до теоретически возможной. Объясняется это конструктивными особенностями топочных устройств. По своей классификации по методу сжигания топлива топочные устройства данных газогенераторов относятся к слоевым, вихревым. По конструктивному расположению по отношению к поверхности нагрева котла - к внешним топкам. При слоевом способе процесс горения стабилизируется при неоднородности топлива по влажности, сглаживаются провалы по температуре горения и, исключается вероятность прекращения процесса горения при попадании партии опилок повышенной влажности. За время своего перемещения топливо подсушивается, газифицируется и загорается. Для дожигания вынесенных из слоя турбулентным, первичным воздухом горящих частиц, предусмотрена подача вторичного воздуха по специальным каналам, расположенным тангенциально по отношению к камере сгорания. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении воздуха, несгоревшие частицы топлива отбрасываются к цилиндрическим стенкам камеры и продолжают многократное вращение до своего полного выгорания. В слоевых топках более надежна и долговечна работа самого шнека, т.к. в зоне зеркала горения он находится только в период растопки газогенератора. В основное рабочее время он постоянно закрыт слоем опилок разной влажности толщиной от 300 до 450 мм. Слоевой метод сжигания топлива обеспечивает равномерное горение топлива любой влажности, т.к. подача топлива в топочное устройство производится снизу и, слой топлива постепенно перемещается в верхнюю часть, в зону активного горения. На подготовку топлива уходит больше времени, поэтому процесс горения не прекращается даже при влажности топлива 140% (практические данные, полученные на установках, отапливающих наши собственные производственные цеха), когда влаги больше количества сухой древесной части. Технические характеристики вихревых топок читайте здесь.

Факельные газогенераторы или топки с факельным сгоранием отличает от вихревых и прямоточных меньшее время, отводимое на подготовку топлива. Поэтому у них более жесткие требования к влажности топлива до 25% и более мелкий размер фракции. Как прямоточные и вихревые, газогенераторы с факельным сгоранием - бесколосниковые. Хотя теплонапряженность топочного пространства у данных газгенов выше, ломаться в них практически нечему. Габаритные размеры у таких топок значительно меньше, чем у вышеперечисленных, а значит и стоимость гораздо ниже. При наличии на деревообрабатывающем предприятии в достаточном количестве сухих стружек и опилки, топки с факельным сгоранием предпочтительнее из-за меньших габаритов и большей рентабельности. КПД факельных газогенераторов - 70%. Часть шнека, находящаяся в непосредственной близости от открытого пламени, помимо охлаждения первичным воздухом для увеличения срока эксплуатации, изготавливается из жаропрочных сплавов. Мощностной ряд от 30 КВт до 3 МВт.

Твердотопливный котел с факельным газогенератором.

При изготовлении более мощных по теплопроизводительности газогенераторов, с целью более устойчивой работы установки при неоднородной влажности топлива, возможно изготовление теплогенераторов с совмещенным слоевым и факельным способом горения. Например при изготовлении газогенератора для сушильного комплекса сушки опилок мощностью 3 МВт, работающего по 3х сменному графику, была увеличена слоевая составляющая. Габариты установки с учетом системы искрогашения несколько увеличились, зато увеличилась надежность. Технические характеристики читайте здесь

Форсирование мощности газогенераторов осуществляется типовыми эжекторами низкого давления. Регулирование тяги - системой шиберных заслонок. Регулирование тепловой мощности газогенератора в зависимости от потребляемого сушильными камерами или другими потребителями количества теплоты, осуществляется автоматически, увеличением или уменьшением площади зеркала горения, изменением количества топлива подаваемого в единицу времени и изменением тяги в дымовой трубе. Управление автоматической подачей опилок для поддержания заданной температуры теплоносителя осуществляется специальным шкафом управления. В системе автоматики предусмотрена возможность установки задачи необходимой температуры теплоносителя через пароль, чтобы исключить возможное вмешательство в работу котельной неподготовленного персонала.

Для транспортировки и загрузки опилок в бункер - накопитель, теплогенератор может быть оборудован шнековым загрузочным транспортером. Длина и конфигурация транспортера будут кратными длине отдельных шнековых секций. При приобретении сушильной камеры с газогенераторной установкой в комплект теплогенератора входят: твердотопливный котел (базовая модель), шкаф автоматики для поддержания заданной температуры теплоносителя, вихревой или прямоточный газогенератор, боров с типовым эжектором низкого давления, дымовая труба расчетного сечения и высоты. При приобретении сушильной камеры с вихревым газогенератором в комплект поставки дополнительно входят: бункер - накопитель с приводом шнекового транспортера для подачи опилок в камеру сгорания, вентилятор наддува. При наличии у заказчика природного газа, сушильные камеры комплектуются газовыми котлами (ГОСТ 10617-83) или мобильной котельной.

Ниже, на диаграмме продуктов сгорания и фотографиях смотрового глазка работающего генератора, проиллюстрирована зависимость температуры продуктов сгорания от влажности топлива и коэффициента избытка воздуха при регулировании воздушных заслонок газогенератора для теплогенерирущих установок сушильных камер.

График параметров продуктов сгорания при теоретическом горении древесины. Кривые 1,2,3 показывают зависимость параметров продуктов сгорания от влажности топлива и коэффициента избытка воздуха.

Принципиальная схема работы вихревого газогенератора лесосушильной. Шнековая подача опилок.

Приемо-сдаточные испытания вихревого газогенератора энергетической установки сушильной камеры. Инженер лаборатории КИПиА проводит контрольные измерения пирометром зависимости температуры горения от влажности опилок и коэффициента избытка воздуха.

Фотографии смотрового глазка работающего генератора энергетической установки сушильной камеры работающей на отходах деревообработки.

При коэффициенте избытка воздуха больше единицы, происходит неполное сгорание топлива. Над дымовой трубой появляется дым. Кривая 1 на графике.

Коэффициент избытка воздуха приближается к единице, пламя ярко - соломенного цвета. Дымление дымовой трубы отсутствует. Кривая 2 на графике.

При коэффициенте избытка воздуха равным единице, пламя ярко - соломенного цвета. Дымление дымовой трубы отсутствует. Кривая 3 на графике.

При приобретении сушильной камеры с генераторной установкой в комплект теплогенератора входят: твердотопливный котел (базовая модель), вихревой или прямоточный генератор, бункер - накопитель со шнековым транспортером, шкаф автоматики для поддержания заданной температуры теплоносителя, боров с типовым эжектором низкого давления, дымовая труба расчетного сечения и высоты.

    в начало