Котельные агрегаты на биотопливе

Топливные характеристики биомассы довольно широко варьируются в зависимости от типа сырья и предварительной обработки. Например, влажность топлива может составлять от 25 до 55 весовых % (влажная основа) (кора, отходы лесопильного производства) или менее 10 весовых % (гранулированное топливо, брикеты, отходы обработки сухой древесины). Тем не менее, высокая доступность и активное развитие технологий утилизации позволяют рассматривать биомассу и торф как эффективные потенциальные заменители ископаемых топлив в определенных сферах.

В 2011 году каменный уголь обходится предприятиям в Северо-Западной части РФ порядка 3200-3800 руб/т в зависимости от сорта.

Ресурсы древесины в Российской Федерации огромны. Общая площадь лесного фонда Российской Федерации составляет порядка 1174,7 млн.га, запас древесины превышает 82 млрд.м³ (23% мировых запасов). По статистическим данным, энергия, заключенная в корневом запасе леса оценивается в 38-41 млрд.т.у.т., а в расчетной лесосеке 360-390 млн.т.у.т. при производстве пиломатериалов доля отходов составляет 15-25%, фанеры – 40-60%, целлюлозы – 50-60% от исходного сырья.

Отходы, полученные на производственных участках, такие как кора и опилки – на лесопильных заводах, кора на целлюлозно-бумажных предприятиях, в настоящее время является наиболее крупным промышленно используемым источником биомассы.

Запасы торфа в России составляют порядка 68 млрд. т у.т. (46 % от мировых), уступают только углю (97 млрд.т у.т.) и превышают нефть и газ вместе взятые (31 и 22 млрд.т у.т соответственно). Объём добычи 2,1 млн.тонн/год. Конкурентоспособность торфяного топлива существенно повышают его экологическая безопасность, простота утилизации торфяной золы (по сравнению с угольными шлаками), низкий уровень вредных выбросов в атмосферу. При сжигании торфа выбросы в атмосферу содержат оксидов серы в 50 раз меньше, по сравнению с углем. Оксиды углерода, содержащиеся в выбросах, компенсируются за счет поглощения неосушенными болотными экосистемами, в которых происходит накопление торфа.

Первичный воздух равномерно распределяется по отдельным каналам под решёткой. Процесс подачи воздуха можно эффективно регулировать с помощью специальных заслонок. Кроме того, в топочную камеру подаётся необходимый для процесса горения вторичный и третичный воздух по отдельным воздуховодам. Топочная камера соединена с жаротрубным котлом, который вырабатывает необходимое количество горячей воды или пара.

Некоторые отличительные особенности технологии, применяемой в котлах с решёткой BioGrate:

• Первичный воздух равномерно распределяется через пластины решетки, обеспечивая эффективное горение топлива;
• Незначительные требования к размерам частиц топлива;
• Конструкция решётки позволяет равномерно распределять топливо по её площади;
• Трёхэтапная подача воздуха горения, обеспечивающая снижение выбросов NO_X;
• Подача топлива в центр топочной камеры;
• Влажное удаление зольного остатка;
• Запатентованная конструкция.

Cжигание в кипящем слое является достаточно старой и проверенной технологией. Сжигание в стационарном КС во многих отношениях напоминает сжигание на решетке. Основным преимуществом сжигания является лучшее регулирование и контроль температур.

В котлах с КС топливо подается в плотный слой песка, который поддерживается в псевдокипящем состоянии потоком газовой смеси, состоящей из смеси первичного воздуха и части дымовых газов. Полное сгорание осуществляется в верхней части топки при участии вторичного и третичного воздуха. Образующиеся дымовые газы очищаются в специальных очистных системах и выбрасываются в атмосферу через трубу.

Компания Metso обладает многолетним опытом работы в данной технологии и является одним из лидеров на рынке, на её счету более чем 170 установок котельных агрегатов со стационарным кипящим слоем по всему миру.

Рис.3 Топочная камера котла со стационарным кипящим слоем

Преимущества технологии, применяемой в установках Biopower 8:

• Технология разработана для сжигания трудногорючих видов топлива (высокая влажность и зольность);
• Возможно использование топлив с влажностью до 65%, низший предел теплотворной способности – 5 МДж/кг;
• Под из водоохлаждаемых балок;
• Открытая нижняя конструкция со свободным сечением, составляющим 30% от общего сечения - расширенная свободная зона для удаления материала;
• Не требуется подсветка топлива;
• Высокая эффективность горения благодаря продуманной технологии подачи окислителя;
• Эффективное удаление примесей (возможность использования различных добавок в слой);
• Высокая надежность, низкие эксплуатационные затраты;
• Минимизация выбросов CO и NO_Х;
• Запатентованная конструкция.