В Архангельской области за последние годы типично увеличение роли местного горючего — древесной породы, торфа и древесных отходов в энергообеспечении, потому животрепещуща неувязка действенного использования обозначенных видов твердого горючего.
Для выработки термический энергии обширное применение отыскали слоевые газогенераторные установки (ГГУ), которые конвертируют в газ тонкодисперсное горючее с размером частиц до 70 мм и влажностью ниже 40%. Они могут эксплуатироваться в комплексе с серийно выпускаемыми водогрейными и паровыми котлами, также с воздушными теплообменниками и теплогенераторами. Позволяют переводить котлы, работающие на угле, мазуте на жесткое горючее, а именно, на отходы лесопиления, деревообработки и торф.
Одним из действенных направлений использования в энергетике твёрдых топлив и горючих отходов промышленного производства является, не считая прямого сжигания в топках, их подготовительная переработка в горючие газы различного предназначения. Получаемый в газогенераторах газ может быть применен как горючее в энергетических установках, технологических процессах, транспортных и стационарных силовых машинах.
К истинному времени в Рф и странах СНГ создано огромное количество различных способов газификации твердого горючего и конструкций газогенераторов зависимо от предназначения газа, свойства начального горючего и конструкций газогенераторов, вида дутья, давления и т.д. Преимуществом генераторного газа является возможность поддержания высокотемпературных процессов, наилучшие условия сжигания и управления технологическим процессом, также то, что его можно получать из низкосортных, наименее дефицитных, видов твердого горючего.
Как понятно, горючий газ выходит в процессе термохимических перевоплощений твердого горючего как в критериях без доступа воздуха (полукоксование, коксование) при нагревании до 500-1000 0С с теплотой сгорания 3000-4000 ккалнм3, так и в процессе горения при недочете воздуха по реакции С+О2=СО2+Q , дальше СО2+С=2СО-Q , С+Н2О=СО+Н2-Q с теплотой сгорания 900-1600 ккал/нм3. На поддержание процесса газогенерации обычно расходуется 20-27% органического вещества начального твердого горючего. Существенное воздействие на выход, состав и теплоту сгорания газа оказывает вид дутья (воздушное, кислородное и т. д.), качество горючего и условия проведения процесса.
Образование горючих газов может протекать как в недвижном слое горючего, так и «кипящем» (циркулирующем) слое. Зависимо от критерий процесса можно получать газ данной теплоты сгорания (800-8000 ккалнм3) и данного состава. Газы с теплотой сгорания до 1600 ккал/нм3 используют в энергетике и для технологических целей. Газы с теплотой сгорания выше 1600 ккал/нм3 получают с применением парокислородного дутья под давлением. Теплота сгорания генераторного газа, приобретенного из древесной породы либо торфа, с применением паровоздушного дутья составляет 1300-1500 ккал/нм3.
Существует несколько схем газогенераторных процессов: прямой, обращенный, перекрестный, с «ожиженным» слоем и смешанный. Прямой процесс — газификации протекает в плотном слое при встречной подаче воздуха и горючего; при обращённом процессе горючее и воздух движутся в одном направлении, газ выводится через колосниковую решётку, происходит разложение паров смолы, теплота сгорания 950-1200 ккал/нм3. Смешанные схемы газификации твёрдого горючего включают элементы прямого и обращённого процессов, употребляется горючее в виде кусочков размером больше 20мм. Обширное распространение получает также метод газификации в «кипящем» слое горючего.
Для выработки термический энергии можно использовать все виды газогенераторов, но в текущее время предпочтение следует дать газогенераторам Пинча, которые конвертируют в газ тонкодисперсное горючее с размером частиц до 70 мм и влажностью ниже 40%. Термическая мощность газогенераторов 30…200 кВт. Они работают в комплекте с паровыми и водогрейными котлами, теплогазогенераторными и воздушными теплообменниками.
Соответствующей особенностью газогенераторов Пинча будет то, что приобретенный горючий газ не охлаждается, а поступает в жаровую трубу, сохраняя при всем этом физическое тепло и образуя факел горения с температурой 1000-13000 С, который контактирует с котлом либо воздушным теплообменником, что позволяет проводить процесс с малой потерей тепла. Общий суммарный коэффициент излишка воздуха составляет 1,4…1,6,. КПД газогенератора без котла 0,90…0,93, с котлом либо с теплообменником 0,81…0,85.
Таким макаром, применение газогенератора в комплекте с серийно выпускаемыми котлами на жестком горючем либо воздушными теплообменниками соответственной мощности позволяет повысить эффективность использования горючего за счет сотворения более высочайшей температуры в жаровой трубе по сопоставлению с температурой в слое на колосниковой решетке. Издержки на получение тепла уменьшаются в 5 — 8 раз по сопоставлению с внедрением высококалорийных энергоэлементов.
Разглядим устройство и принцип деяния оборудования для отопления промышленных помещений на базе работы газогенератора.
Газогенератор состоит из корпуса, который изнутри выложен огнеупорным кирпичом. В высшей части газогенератора установлен сводчатый рассекатель с вертикальной пластинкой, установленный на креплениях. Под рассекателем размещено отверстие для отвода газов со вставленной в него жаровой трубой, которая снабжена патрубком с крышкой для подачи и регулирования вторичного воздуха. Жаровая труба покрыта слоем огнеупорной глины. К фронтальной стене газогенератора прикреплена горловина, на которой установлена дверца для растопки и чистки колосниковой решётки и дверца для подачи и регулирования первичного воздуха. Для направления потока воздуха шарнирно установлена шторка, опирающаяся нижним концом на колосниковую решётку. Колосниковая решётка установлена на кулачках механизма подъёма-опускания. Поворот кулачков осуществляется при помощи рычагов. Под колосниковой решёткой размещен зольник с дверью для удаления золы. В высшей части газогенератора установлен бункер для горючего с крышкой. Внешняя стена газогенератора и жаровая труба покрыты термический изоляцией и обшивкой. Регулирование подачи первичного и вторичного воздуха осуществляется при помощи винтов, установленных в крышках.
Жаровая труба газогенератора вставляется в топку котла, либо в воздушный теплообменник, созданный для передачи тепла товаров сгорания генераторного газа и горючего теплоносителю — воздуху. Снаружи корпус теплообменника покрыт изоляцией и обшивкой. Жаркие дымовые газы поступают в секции теплообменника, а потом удаляются через дымовую трубу. Приточный воздух после нагревания подается в помещение при помощи воздуховодов либо сосредоточенными струями.
На нашем предприятии, 3-ий отопительный сезон, обозначенный газогенератор работает в паре со железным водяным котлом своей конструкции мощностью 25-27квт. От котла отапливаются производственные мастерские и служебно — бытовые помещения, общей площадью более 300 кв. метров. В прохладное время года параллельно основному котлу, через общий коллектор подключается 2-ой аналогичный котел, адаптированный для работы, как на дровах, так и на древесных опилках и стружке. Довольно отлично сжигаются опилки, стружка в консистенции с рассыпным торфом. Кусковые отходы древесной породы, щепа в достаточном объеме не использовались ввиду их отсутствия и относительной накладностью (опилки мы получаем безвозмездно, на одном из малых компаний, занимающихся деревообработкой). За 2х летний период эксплуатации каких-то суровых аварий, поломок в работе газогенератора не было. Раз в год в межсезонный период проводился маленький ремонт узлов генератора, подмена рассекателя (реактора), очистка котла и генератора, устранение подсосов воздуха через образовавшиеся неплотности и восстановление термоизоляции. Все регламентные (ремонтные) работы проводились одним слесарем в течение 1-го рабочего денька. Средний расход горючего – опилок -8-10кг/час, стружки – 12-14 кг/час либо 4-5 куб. метров (кузов самосвала на шасси ЗИЛ-130) в неделю. Издержки на проектирование, изготовка, переделки в процессе доводки до нужных характеристик, окупились в течение 3-4 месяцев, если отопление проводилось бы дровами и за 2-3 месяца при отоплении помещений от централизованного теплоснабжения, без учета цены строительства и эксплуатации теплотрассы. Топку газогенератора проводит охранник, он же истопник.
Беря во внимание полезный эффект при эксплуатации газогенераторов, возможность их использования в комплексе с более всераспространенными котлами, КЧМ, КСВ и другими термическими агрегатами, предприятие налаживает выпуск обозначенных изделий мощностью от 30 до 100 кВт. Планируется изготов-ление, с учетом спроса потребителей, воздушных термических агрегатов для отопления производственных помещений, маленьких сушилок пиломатериалов, универсальных водяных котлов (газогенератор – элек-тричество), что позволит – в дневное и вечернее время использовать газогенератор, в ночное – электроэнергию, что прибыльно при использовании «ночного» тарифа на электроэнергию.
Приблизительная стоимость на газогенератор мощностью 30-60 кВт от 18 до 22 тыщ рублей, с комплектом дополнительного оборудования (дымосос с электроприводом, дымовая труба с растяжками, запасные части и материалы) по договорным ценам на основании согласованных смет и калькуляций.