Энергия древесины

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ В КОТЕЛЬНЫХ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИИ

В тепловом балансе котельного агрегата наибольшими яв­ляются потери тепла с уходящими газами При сжигании высоковлажных древесных отходов (Wp>50%) эти потери могут достигать 15% от располагаемого тепла топлива. Сниже­ние температуры уходящих газов ведет к существенному росту КПД котлоагрегата и обычно достигается развитием хвосто­вых поверхностей нагрева. Теоретически она могла бы сни­жаться до температуры воды, входящей в водяной экономай­зер, или воздуха, входящего в воздухоподогреватель. Практи­чески нижний предел температуры уходящих газов при сжигании влажных древесных отходов определяется из усло­вия предотвращения конденсации водяных паров на поверхно­сти нагрева. Температура точки росы дымовых газов определя­ется температурой конденсации водяных паров в дымовых газах при их парциальном давлении. При влажности древес­ного топлива Wv = 55% и коэффициента избытка воздуха а= 1,2... 1,5 эта величина колеблется в пределах 57... 65° С. Вероятность возникновения сернокислой коррозии низкотемпе­ратурных поверхностей нагрева при сжигании древесных отходов очень мала. Однако снижение температуры уходящих газов до нижнего предела связано с резким увеличением по­верхностей нагрева. При этом возрастает их стоимость и рас­ходы на электроэнергию для снабжения тягодутьевых уст­ройств и насосов. Определение оптимальной температуры уходящих газов производится на основании технико-экономиче - ских расчетов с учетом затрат на древесное топливо, на ремонт

Поверхностей нагрева, их стоимость, установку необходимого оборудования. Величина оптимальной температуры уходящих газов находится в пределах 120° С.

После проведения анализа работы котлов ДКВр паропроиз - водительностью 4; 6,5; 10 т/ч, работающих на древесных от­ходах, была предложена схема компоновки хвостовых поверх­ностей (рис. 42). В качестве дополнительных поверхностей нагрева за воздухоподогревателем по ходу дымовых газов устанавливается экономайзер питательной воды и теплофика­ционный экономайзер. Теплофикационный экономайзер служит для подогрева воды, которая затем поступает в водяной калорифер и в свою очередь подогревает воздух. Воздух, на­гретый в калорифере, поступает в воздухоподогреватель, в ре­зультате чего, температура дымовых газов за воздухоподо­гревателем и температура воздуха, нагнетаемого в топку, по­вышается. Увеличение температуры дымовых газов позволяет между воздухоподогревателем и теплофикационным экономай­зером вставить экономайзер питательной воды и нагревать воду, поступающую в котел. Нагрев воздуха промежуточным теплоносителем необходим, так как в противном случае из-за малого температурного напора за воздухоподогревателем по­требуется дополнительная поверхность нагрева недопустимо больших размеров. Расчет хвостовых поверхностей котлоагре­гатов проводится по общеизвестной методике.. В ЦНИИМЭ были выполнены расчеты хвостовых поверхностей котлоагрега­тов производительностью 4; 6,5; 10 т пара в час, при работе этих котлоагрегатов на древесных отходах лесозаготовитель­ных и деревообрабатывающих предприятий. Обобщение резуль­татов этих расчетов позволило определить в первом приближе­нии оптимальные температурные показатели работы отдельных элементов предложенной ЦНИИМЭ схемы хвостовых поверхно­стей нагрева для котельных, работающих на древесных от­ходах.

При проектировании хвостовой части рекомендуется выдер­живать следующие температурные характеристики.

Температура дымовых газов, °С:

На входе в воздухоподогреватель..................................... 300. . .330

На выходе................................................................... 200. . .220

На входе в экономайзер питательной воды. . 200. . .220

На выходе................................................................... 140. . .160

На входе в теплофикационный экономайзер. . . 140. . .160

На выходе................................................................... 120

Температура воздуха, °С:

На входе в калорифер............................................................... 30

На выходе.......................................................................... 50. . .80

На входе в воздухоподогреватель...................................... 50. . .80

На выходе.......................................................................... 250. . .280

Температура воды, °С:

На входе в экономайзер питательной воды. . 100. . .105

На выходе................................................................... 125. . .130

На входе в теплофикационный экономайзер... 65. . .70

На выходе................................................................... 90. . .105

На входе в калорифер................................................. 90. . .105

На выходе.......................................................................... 65. . .70

Расходы электроэнергии на тягодутьевые устройства и пита­тельные насосы необходимо подсчитывать с учетом величины удельного расхода электроэнергии (0,5 ... 1) Ю-2 кВт/м2 до­полнительных поверхностей нагрева.

Предлагаемая схема утилизации вторичных тепловых ресур­сов позволит увеличить КПД котлоагрегатов на 4... 5%. Эко­номия топлива при реализации предложенной схемы для кот­лов различной мощности составит: для котлов типа ДКВр-4-13 120 т усл. топлива в год, для котлов ДКВр-6,5-13 190; для ДКВр-10-13 300.

Срок окупаемости дополнительных затрат составит 1,5... ... 2 года. Некоторые данные по поверхностям нагрева при­ведены в табл. 30.

Возможно также использование тепла отходящих газов ко­тельных установок в различных сушильных агрегатах, как от­дельно стоящих, так и встроенных в котельные установки. При­меняются для этой цели барабанные сушилки, трубы-сушилки, спирально-циклонные сушилки, где агентом сушки являются дымовые газы за котлом с температурой 250... 350 °С. На осно­вании предварительных проработок установлено, что барабан­ная сушилка способна обеспечить котел подсушенным топли­вом мелкого или крупного фракционного состава, но имеет большие габарит и металлоемкость. Труба-сушилка не может быть рекомендована для подсушки древесных отходов в обыч­ных условиях лесопромышленных предприятий, так как требует большой однородности фракционного состава топлива. Цик - лонно-спиральная сушилка при совместной работе с котлом может обеспечить последний сухим топливом, но только в слу­чае его мелкого фракционного состава. При подсушке же круп­ных частиц топлива она должна работать от индивидуальной топки. Приведенные соображения позволяют считать, что эко­номически более целесообразно применять традиционные схемы использования тепла отходящих газов с помощью воз­духоподогревателей и экономайзеров.