Отраслевая конференция 
«Теплоснабжение-2019»
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Новая технология экологическо-чистого сжигания твёрдого топлива

В.Л. Звягинцев, главный инженер Сумского государственного университета, г. Сумы, Украина.

В настоящей статье хочу проинформировать специалистов теплоэнергетики, производителей котлов малой мощности 200 квт-2000квт, владельцев индивидуальных и квартальных топочных и котельных о новой технологии сжигания твёрдого топлива экологически на порядок более чистой и о котле, в топке и конструкции которого осуществляется эта прогрессивная технология.

Собственно, новая технология сжигания твёрдого топлива мною специально не создавалась, её подсказала и дала неожиданно положительные результаты после 30 летней работы сама конструкция котла традиционной модификации - водотрубного (дымогарного ) шатрового типа. У котла есть прототип - это широко известный котёл НИИСТУ-5, от которого универсальный котёл системы Звягинцева (далее УКСЗ) принял, можно сказать, пустое место - геометрические размеры топки, общие очертания конструкции (тепловые экраны - фронтальный, задний, боковые, верхний) и эксплуатационные преимущества: простота в изготовлении , ремонте и обслуживании, надёжность и универсализм.

В далёком 1982 году в количественном отношении в Украине котлы НИИСТУ – 5 составляли 75% от общего количества котлов. При интенсивной газификации населённых пунктов их обрекли неэффективными и бесперспективными, но заменить одновременно все котлы было невозможно. Поэтому были предприняты попытки повысить эффективность котла модернизациями института НИИСТУ (разрешение в центре топки двухсветного экрана), инженером Тютюнник в Луганске, инженером Князевым в Харькове, а чуть ранее инженером Болотниковым в России, тогда же к этой интересной теме присоединился и я.

С тех пор занималось неотступно созданием нового котла без спонсорской помощи в жесткой конкуренции с жаротрубными котлами.

Новизна конструкции поверхностей нагрева котла УКСЗ - это создание двухсветного газоплотного экрана, но освещённого факелом горелки топки с одной стороны, с новым самокомпенсирующимся плавником. (См. рис.1) Новизна конструкции подтверждается 9 Авторскими Свидетельствами на изобретения СССР и Патентами Украины и России. В результате чего произошёл скачок в теплообмене на поверхностях нагрева котла в 2 раза, получили развитие не только радиационные поверхности нагрева топки, но и увеличились в несколько раз поверхности нагрева первых газоходов двухсветного экрана, улучшился теплообмен в более развитых обособленных конвективных газоходах, сечение которых уменьшилось в 4 раза, примерно во столько же раз увеличилась скорость топочных газов в них. КПД брутто котла УКСЗ с учетом воздухоподогрева составляет 93-94% при работе топки на природном газе и 82% при работе топки на угле.

Котёл УКСЗ универсален по сжигаемому топливу(См. табл. 1), после незначительного и непродолжительного переоборудования топка переводится на резервный вид топлива и обратно на основной вид топлива..

Котлоагрегат УКСЗ и котельная установка универсальны по использованию в работе альтернативных видов энергии:

- энергия естественной тяги дымовой трубы и энергия ветра позволяет конструкции котла работать без дымососа(См. рис.2);

- энергии атмосферного холода в системе подогрева и досушивания воздуха, вмонтированной в габаритных размерах котла, при этом холодный воздух не касается теплообменных труб и подогревается до 60о С;

- вторичное и эффективное использование энергии тепловых потерь вентиляции собственных нужд котельной;

-использование энергии дожигания уходящих газов из котла УКСЗ, в частности СО, других пиролизных газов и кислорода в высокотемпературной зоне топки при температуре свыше 660 оС;

ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ УГЛЕРОДА ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Первичные реакции: С + О2= СО2

2С +О2= 2СО

Вторичные реакции: 2СО +О2= 2СО2

Основные реакции, протекающие на внешней поверхности частицы и на поверхности пор:

1. С + О2= СО2+395 кДж/моль;

2. 2С + О2= 2СО+219 кДж/моль;

3. С + СО2= 2СО - 175,5кДж/моль;

4. С + Н2О= СО+ Н2 - 130,5кДж/моль;

5. С + 2Н2О= СО2 + 2Н2 - 132кДж/моль;

6. С + 2Н2 = СН4- 74,9кДж/моль;

Реакции вблизи углеродной поверхности и в топке:

1. 2СО +О2 = 2СО2 + 571 кДж/моль;

2. 2Н22= 2Н2О + 231кДж/моль;

3. СН4+2О2 = СО2 + 2Н2О+892кДж/моль;

4. СО + Н2О=СО2 + Н2 +40,4кДж/моль;

Реакция дожигания пиролизных газов в высокотемпературной зоне топки

1. 2СО +2NО = 2СО2 + N2 +80,9 кДж/моль;

2. 2СО +О2 = 2СО2 + 571 кДж/моль;

- ускорение в топке экологически чистой формулы окислительно-восстановительной реакции ядовитых для окружающей среды газов СО и NО с выделением тепловой энергии и получением неядовитых газов СО2 и N2 без дополнительного подвода холодного воздуха с применением простого катализатора, тоже топлива, но содержащего азот. При горении катализатора производится избыток NО, который взаимодействует при горении с СО, получая на выходе из котла продукты сгорания с избытком воздуха 1,4-1,6 и следы СО и NО. Таким образом, дрова, брикеты из опилок, древесную щепу, брикеты из шелухи семечек подсолнечника, каменный уголь нужно сжигать совместно с азотосодержащим топливом, например брикетами из торфа, навоза, городского мусора, осадка городских очистных сооружений.

Подобной технологии сжигания твердого топлива и котла нет ни в Европе, ни в мире, котёл сам является фильтром от вредных выбросов в атмосферу, при этом снижение выбросов регулируется;

- вторичное использование тепловой энергии рециркуляционных уходящих газов на поверхностях нагрева котла (вторичный теплообмен);

- котёл сам поддерживает КПД брутто в паспортных значениях во время длительной работы поверхностей нагрева на твёрдом топливе посредством постоянного и периодического усиленного вниз сходящего обдува рециркуляционными уходящими газами вертикальных конвективных газоходов.

Венцом энергоэффективности котла, котлоагрегата, котельной установки является КПД нетто. Именно этот КПД является основным в формировании энергозатрат котельной. Именно КПД нетто во время энергетического кризиса при стремительном росте цен на ТЭР является индикатором , по которому определяется экономическая энергоэффективность системы теплоснабжения , применяемого котельного топлива и теплогенератора, которая может превышать в ряде случаев 200%(См, табл.2).

Экономически эффективные твердотопливные локальные котельные с предлагаемой технологией сжигания топлива и котлами просто необходимы для обширных государств как Россия, Китай, Канада, США, Аргентина, Украина, Казахстан и т.д.

В.Л. Звягинцев, Новая технология экологическо-чистого сжигания твёрдого топлива

Источник: Портал по теплоснабжению, РосТепло.ру, www.rosteplo.ru

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru

СИСТЕМА 
ДОБРОВОЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ 
СХЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 
И ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОГРАММ 
ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ ОРГАНИЗАЦИЙ
Программы Auditor
Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Возрастная категория Интернет-сайта "18+"
© РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению, 2003-2019
О проекте | Карта портала | Реклама на РосТепло.ru |
Top.Mail.Ru

Отраслевая конференция «Теплоснабжение-2019»

Москва, 22-24 октября 2019 г.
Примите участие!

Подробнее