Модель теплогенератора - ТГСВ-5.1
Назначение теплогенератора - для производства тепловой энергии из отходов деревообработки и утилизации ее на нагрев теплоносителя (воды).
Область применения - предприятия деревообработки, сфера ЖКХ.
Вид климатического исполнения - УХЛ 3.1 с температурой окружающей среды от -35°С до +40°С, элементов управления теплогенератора - УХЛ4 по ГОСТ 15150.
Сведения о системе тепловодяного снабжения (далее система ТВС). Назначение системы - подача теплоносителя (воды) поступающей от теплогенератора к потребителям с установленными показателями температуры, давления и расхода).
Технические характеристики теплогенератора ТГСВ-5.1
Теплопроизводительность, МВт (Гкал/час)
(0,5-2,5) 0,43 - 2,17
Производительность по нагретой воде, м/час • от 20 до 80°С • от 80 до 105°С
7 - 36 17 - 86
Расход топлива на максимальных режимах (в пересчете на твердое топливо), м/час
2,5 - 3,0
Тягодутьевая машина (дымосос)
Дн-10
Потребляемая мощность на расчётных режимах, кВт
3-30
Габаритные размеры (без загрузочного устройства, газоходов, дымовой трубы и эстакады для обслуживания), ДхШхВ, мм
8600х6350х7900
Масса (с огнеупорной кладкой), т
50
Высота дымовой трубы, м
20
Норма обслуживания в смену, Оператор
1
Вид топлива
Сырые не измельчённые отходы деревообработки
Характер эксплуатации
Непрерывный, с регламентными перерывами (остановками) на чистку
Устройство и органы управления, регулирования
Контейнер
Переворотное устройство
Предтопок
Зольник боковой
Шибер поддувала
Дымоход кирпичный
Расширительная камера
Зольник задний (шибер дожигания)
Огневой ряд труб
Калориферы экономайзера
Крышка труб огневого ряда
Крышка экономайзера
Люк технологический
Раструб
Дымосос
Шибер дымососа
Мотор-редуктор привода переворотного устройства
Блок привода открытия крышки предтопка.
Общая компоновка и принцип работы теплогенератора
Теплогенератор состоит из следующих составных частей, функционально расположенных последовательно друг за другом в порядке их перечисления:
Механизм загрузки топлива: переворотное устройство (поз. 2, 17) и крышка предтопка (поз. 18) с приводами, контейнер (поз. 1) служат для загрузки топлива в предтопок (поз. 3);
Предтопок - камера, в которую загружается топливо и в которой происходит его высыхание, нагрев, пиролиз и частично горение. Температура в предтопке зависит от объёма сгораемого топлива, которое определяется количеством воздуха, поступающего на горение, и регулируется шиберами поддувал (поз .5), расположенными в передней стенке предтопка. Открытие шиберов приводит к увеличению объёма воздуха, поступающего на горение и, следовательно, к увеличению температуры в предтопке.
Арочный дымоход (поз.6) - канал, изготовленный из огнеупорного материала, соединяющий предтопок и расширительную камеру.
Расширительная камера (поз.7) - пространство за арочным газоходом под огневым рядом труб в котором происходит сгорание газов, образовавшихся в предтопке, а также догорание несгоревшего в предтопке топлива. Количество воздуха, поступающего в расширительную камеру, регулируется шибером дожигания (поз.8) и влияет на качество горения топлива. Благодаря наклонным стенкам и увеличивающемуся сечению в верхней части, расширительная камера также выступает в качестве золоуловителя для уменьшения выброса золы в атмосферу;
Шибер дожигания (поз.8) - задний зольник вместе с механизмом управления служит для обеспечения полноты сгорания топлива; Качество горения топлива определяется газоанализатором по содержанию кислорода в дымовых газах. Газоанализатор регулирует поступление воздуха в теплогенератор, подавая команды на открытие или закрытие шиберов поддувал и шибера дожигания по определённому алгоритму.
Огневой ряд труб (поз.9) и два блока калориферов (экономайзер) (поз. 10) вместе с системой трубопроводов и циркулирующей в них водой служат для съема тепла от дымовых газов и передачи его потребителю.
Крышка предтопка, крышка труб огневого ряда (поз. 11), крышка экономайзера (поз. 12), раструб (поз. 14), шибер дымососа (поз. 16), дымосос (поз. 15), система газоходов и дымовая труба служат для обеспечения разрежения в камере сгорания, поступления воздуха для поддержания горения и удаления продуктов сгорания (дымовых газов), отдавших свое тепло.
Технологические люки (поз. 13) предназначены для чистки от продуктов горения труб огневого ряда и калориферов экономайзера.
Перечисленные составные части оснащены электрооборудованием, которое дает возможность управления всеми механизмами теплогенератора с одного пульта (шкафа управления), контроля температуры в камере сгорания, температуры и состава дымовых газов, температуры теплоносителя (воды), выдачи соответствующей световой и аварийной звуковой сигнализации, а также обеспечивает необходимые технологические связи и блокировки работы механизмов теплогенератора. Вся электроаппаратура расположена в шкафу, на нем же смонтированы пульт управления, сигнализирующие и показывающие приборы и кнопки управления.
Принцип работы теплогенератора
В контейнер (поз.1) загружается топливо-древесные отходы: шпон-рванина, обрезь, «карандаши», сырые опилки, дробленка и др. Примерный вид топлива представлен в фотогалерее.
Использование недревесных отходов недопустимо вследствие быстрой засаженности и зашлакованности пластин калориферов и снижения эффективности работы теплогенератора.
Максимальная длина отходов 1750мм - ограничена длиной контейнера. Контейнер устанавливается в переворотное устройство (поз.2) и выгружается в предтопок.
За счет того, что направления подачи топлива и вывода продуктов горения из предтопка не совпадают, в первую очередь сгорают нижние слои топлива, а верхние подсушиваются. По мере сгорания нижних слоев верхние под действием силы тяжести опускаются и поддерживают горение на одном уровне. При загрузке новой порции топлива через загрузочное окно режим горения не меняется, т.к. новая порция практически не контактирует с основной зоной горения.
В предтопке происходит нагрев топлива, и частично его горение. Воздух засасывается через поддувала в передней стенке и частично через загрузочное окно. Из предтопка продукты частичного пиролиза древесины вместе с не догоревшими углями по арочному дымоходу (поз.5) поступают расширительную камеру (поз.7). Расширительная камера представляет собой коробчатую металлическую конструкцию пирамидальной формы с наклоном боковых стенок от 65 до 85 градусов, имеющих снаружи ребра жесткости, изнутри облицованных шамотным кирпичом без связующих материалов. Площадь сечения расширительной камеры значительно превышает площадь арочного газохода. При этом скорость движения газов резко падает, крупные и средние частицы непрогоревших углей догорают и в виде золы оседают на пирамидальные боковые стенки и дно расширительной камеры, то есть происходит самоочистка дымовых газов.
От дымовых газов тепло отбирается теплоносителем (водой), проходящим по трубам огневого ряда (поз.9) и калориферам экономайзера (поз. 10). Проходя трубы огневого ряда (I ступень теплообмена) дымовые газы остывают до температуры 250-500°С, проходя калориферы экономайзера (II ступень теплообмена) - до температуры 80-220°С. За счет низкой скорости движения дымовых газов в камере теплообменника (крышка труб огневого ряда - поз. 11) происходит дополнительная их самоочистка.
Производительность теплогенератора по теплу в определенных пределах может быть уменьшена или увеличена за счет уменьшения (увеличения) производительности дымососа (поз. 15). Производительность дымососа регулируется при помощи частотного преобразователя или, при его отсутствии, при помощи шибера дымососа (поз. 16) (при закрытии шибера - уменьшается производительность). При высокой температуре горения значительно увеличивать производительность дымососа не рекомендуется, так как это может привести к перегреву теплоносителя. Оптимальная производительность дымососа при использовании частотного преобразователя - 60-80% (30-40Гц).
Для оптимизации режимов горения и исключения неполного сгорания топлива используется газоанализатор кислорода непрерывного действия ТДК-3М, датчик которого установлен на раструбе (поз. 14) газохода за дымососом. Сигнал от датчика о количестве кислорода в дымовых газах через газоанализатор подается на исполнительные механизмы, которые регулируют положение шибера поддувала (поз.5) и шибера дожигания (заднего зольника) (поз.8). Уменьшение содержания кислорода в дымовых газах меньше оптимального (13%) свидетельствует о неполном сгорании топлива. При этом газоанализатор ТДК-3М подаёт сигнал об открытии шибера поддувала и при его полном открытии подаёт сигнал об открытии шибера дожигания. При увеличении содержания кислорода выше оптимального значения газоанализатор подаёт команду на закрытие шиберов в обратной последовательности.
Контроль температуры осуществляется дистанционно термоэлектрическими датчиками, подключенным к приборам в шкафу управления.
Датчики расположены в следующих местах:
В расширительной камере сгорания (поз. 13) указывает на качество горения топлива в камере сгорания. Температура горения ниже 150°С указывает на отсутствие топлива в предтопке или на необходимость принятия мер по улучшению горения в камере сгорания;
В крышке труб огневого ряда (поз. 11). При нормальном горении это температура 150-400°С.
В газоходе за дымососом (поз. 12). Температура отходящих газов в пределах 80-200°С свидетельствует о нормальной работе теплогенератора, температура свыше 200°С свидетельствует о засаженности и забитости золой системы теплосъема I и II контура и о необходимости чистки теплогенератора. Уменьшить температуру можно путем снижения производительности дымососа (при этом теряется теплопро-изводительность). Длительная работа при температуре свыше 220°С может привести к выходу дымососа из строя.
Модель теплогенератора - ТГСВ-5.1