Установка семи котлов газогенераторного типа, работающих на местных видах топлива, в котельных линейных пунктов вагонного депо Брест

В настоящее время для отопления складских, бытовых и производственных помещений линейных пунктов вагонного депо Брест используются отопительные котлы, работающие на каменном угле марки ДГПКОМ. Предлагается установить семь котлов газогенераторного типа, работающих на местных видах топлива, в котельных линейных пунктов вагонного депо Брест (ППВ Брест-Восточный, ППВ Брест-Северный-1, КП Жабинка, КП Берёза-Картузская, маршрутный парк станции Брест-Восточный, подгорочный парк станции Брест-Восточный).

Газогенераторные установки предназначены для превращения низкого, бросового топлива, состоящего из отходов деревообработки - древесной щепы, опилок, обрезков, стружки, горбыля, а также торфа, проса, отходов ламината и упаковки пищевых продуктов в высококалорийное топливо. Из топлива можно получать тепловую и электрическую энергию. При работе газогенератора в составе твердотопливного котла можно сжигать отходы практически любой длины. Одновременно решаются проблемы экологии и утилизации отходов, снижается себестоимость выпускаемой продукции.

В основу работы газогенератора заложен принцип преобразования твердого топлива в газообразное под воздействием высокой температуры без доступа кислорода. В результате процесса вырабатывается генераторный древесный газ. Минимальная теплотворная способность газа составляет 1100 ккал/м³. Газогенераторная установка предельно проста по конструкции, не требует специально обученного обслуживающего персонала в эксплуатации. Газогенераторная установка состоит из трёх основных частей: камеры газообразования, камеры возгорания и загрузочного бункера. Детали установки, работающие при повышенных температурах, изготавливаются из жаропонижающих материалов. Анализ затрат на отопление промышленных зданий и сооружений, применяющих газогенераторные установки показывает, что затраты на топливо в 3-25 раз меньше, чем при традиционном его сгорании в котлах или отоплении электронагревательными установками.

Газогенераторные котлы бывают:

. Прямоточные газогенераторы, которые позволяют сжигать вышеназванные виды топлива и обрезки деревообработки от 0,5 до 1,5 метра длинной (в зависимости от мощности газогенератора) и любой влажности. Основным недостатком данных газогенераторов являются габаритные размеры и вес, затрудняющие транспортировку. Поэтому производственный выпуск прямоточных газогенераторов ограничивается мощностью до 350 КВт.

. Вихревые газогенераторы. Применение вихревых газогенераторов существенно расширило область использования утилизаторов отходов. При увеличении мощности газогенератора его габаритные размеры и вес значительно снизились относительно прямоточных газогенераторов. Благодаря этому стало возможным изготовление и транспортировка газогенераторов мощностью от 0,125 до 5 МВт. За счет охлаждения стенок газогенератора вторичным воздухом и форматирования высокотемпературного конуса горения в центральной части увеличился срок службы газогенератора. Топка позволяет сжигать следующие виды топлива: опилки, стружку, древесную щепу, кору, лузгу подсолнечника. Загрузка топлива в вихревые газогенераторы шнековая, отсюда вытекают требования к топливу - размер фракции не более 50х40х10мм (при стандартном диаметре шнека). Фракция возможна и больших размеров. Температура сгорания 1300оС, достигаемая при влажности топлива 40% (влажность опилок при распиловке древесины в свежесрубленном состоянии). При КПД топки 0,8 реальная температура составляет около 1200оС. При этом достигается оптимальное содержание двуокиси углерода. При уменьшении влажности топлива мощность газогенератора увеличивается. При увеличении влажности топлива мощность теплогенератора падает. Главное отличие вихревых газогенераторов от импортных автоматических систем сжигания отходов заключается в большей приспособленности к отечественным условиям эксплуатации. Теплогенераторы работают на отходах любой влажности. Это объясняется конструктивными особенностями топочных устройств. По своей квалификации, методу сжигания топлива топочные устройства данных газогенераторов относятся к слоевым вихревым. По конструктивному расположению и отношению к поверхности нагрева котла - к внешним топкам. При слоевом способе процесс горения стабилизируется при неоднородности топлива по влажности, сглаживаются провалы по температуре горения при попадании партии опилок повышенной влажности. За время своего перемещения топливо подсушивается, газифицируется и загорается. Для дожигания, вынесенных из слоя турбулентным, первичным воздухом, горящих частиц предусмотрена подача вторичного воздуха по специальным каналам, расположенным тангенциально по отношению к камере сгорания. Под действием центробежных сил, возникающих при вращении воздуха, несгоревшие частицы топлива отбрасываются к цилиндрическим стенкам камеры и продолжают многократное вращение до своего полного выгорания. В слоевых топках более надежная и долговечная работа самого шнека, так как в зоне зеркала горения он находится только в период растопки газогенератора. В основное время он постоянно закрыт слоем опилок разной влажности толщиной от 300 до 450 мм. Слоевой метод сжигания топлива обеспечивает равномерное горение топлива любой влажности, так как подача топлива постепенно перемещается в верхнюю часть, в зону активного горения. На подготовку топлива уходит больше времени, поэтому процесс горения не прекращается даже при влажности топлива 140%, когда влаги больше количества сухой древесной части.

. Факельные газогенераторы. Они отличаются от вихревых и прямоточных меньшим временем, отводимым на подготовку топлива. Поэтому у них более жесткие требования к влажности топлива - до 25%, более мелкий размер фракции. Как прямоточные и вихревые, газогенераторы с факельным сгоранием - безколосниковые. Хотя теплонапряженность зеркала горения и топочного пространства у данного типа топок выше, влажность топлива меньше, надежность работы не ниже, чем у вихревых. Габаритные размеры у таких топок значительно меньше, чем у вышеперечисленных, а, значит, стоимость гораздо ниже. При наличии на деревообрабатывающих предприятиях в достаточном количестве сухих стружек и опилок, топки с факельным сгоранием предпочтительнее из-за меньших габаритов и большей рентабельности. КПД факельных газогенераторов - 70%. Часть шнека, находящаяся в непосредственной близости от открытого пламени, помимо охлаждения первичным воздухом, для увеличения срока эксплуатации изготавливается из жаропонижающих сплавов. Мощностной ряд от 30 КВт до 3 МВт.

Таким образом, установка котлов газогенераторного типа, работающих на местных видах топлива в котельных линейных пунктов вагонного депо Брест приведет к значительному сокращению затрат на топливо (затраты на утилизацию дровяных отходов и завоз каменного угля будут вовсе исключены), очень низкому уровню эмиссии загрязнений (дровяные отходы - это экологически чистое топливо), высокому КПД и высокой устойчивости параметров работы по сравнению с существующими.