Промышленные водогрейные котлы на торфе

Котлы серии КТУ мощностью от 300 до 10 МВт представляют собой модульную конструкцию в едином корпусе. В состав котла входят следующие узлы:

 

1. Теплообменник

2. Прочистной люк теплообменника

3. Топочная дверь

4. Топка

5. Колосниковая решетка

6. Механизм подачи топлива

 

Из оперативного бункера-дозатора с помощью механизма подачи топлива - 6 (шнековый транспортер) топливо поступает в топочный блок -4. Сжигание топлива происходит на наклонной колосниковой решетке - 5, на которой происходит горение как сыпучей (опилки, стружка, щепа, торф, отходы растениеводства), так и кусковой древесины. Топливо в топочной камере проходит четыре этапа горения
  Первый- этап сушки, второй - этап выделения летучих частиц топлива и их возгорание, третий - этап интенсивного горения, четвертый - этап дожига СО в факеле топки котла. На каждом этапе соразмерно подаче топлива различной влажности организована подача кислорода атмосферного воздуха несколькими вентиляторами (дутьевыми и дожиговыми). После полного сжигания остаточного углерода зола падает через решетку колосника в зольник, откуда вручную (или механически в зависимости от комплектации котла) удаляется через прочистной люк непосредственно в режиме работы. Стенки и свод топочного блока офутерованы жаростойким кирпичом и обшиты металлическим теплоизолирующим кожухом. Воздушная прослойка между кирпичом и металлом позволяют минимизировать потери теплоэнергии через стенки котла и, как следствие, довести КПД до 85%.  

Теплообменник - 1 представляет собой “бочку” с большим количеством прямых трубок, пронизывающих его от фронта котла к тыльной стороне и построен по двухходовой схеме с поворотом газов на 180°. Дымовые газы, проходя по трубкам, нагревают теплоноситель, циркулирующий внутри теплообменника и омывающий наружные стенки труб. На входе теплообменника применяется обмуровка для защиты обшивки от высокотемпературных газов.

Используются антивзрывные клапаны по дымовым газам и клапаны группы безопасности по теплоносителю – горячей воде. Подвод теплоносителя осуществляется через входной, а отвод - через выходной коллектор. На коллекторах установлены датчики температуры теплоносителя. Информация с датчиков поступает на пульт управления, позволяя регулировать подачу топлива в топку, тем самым, удерживая заданные параметры теплоносителя. Корпус теплообменника облицован листовым профилем. Жаротрубная конструкция теплообменника минимизирует необходимость химводоподготовки (ХВП) и позволяет проводить обслуживание теплообменника непосредственно в режиме эксплуатации котла. Подача топлива может осуществляться как автоматическим, так и ручным способом. Топливом для котлов этой серии могут служить высоковлажные древесные отходы, фрезерный торф (относительная влажность до 55%) без предварительного подсушивания, сухие древесные отходы. При подаче автоматическим методом фракция топлива не должна превышать 50х50х5 мм, при ручной подаче максимальные размеры дров до 1 м. Котлы полностью совместимы с автоматической системой управления, предлагаемой нашим предприятием, что повышает безопасность и бесперебойность работы котла в круглосуточном режиме. Для создания запасов топлива и автоматизации топливоподачи котлы этой серии дополнительно комплектуются топливными накопителями различной емкости, в зависимости от мощности котла и поставленного задания. Использование воды в качестве теплоносителя, позволяет применять котлы этой серии для передачи тепловой энергии на значительные расстояния, а так же для использования их в сушильных камерах. Дополнительное преимущество применения воды в качестве теплоносителя - это возможность создать многоконтурную систему теплоснабжения, и распределить потоки от одного теплового пункта к нескольким независимым зонам потребления посредством «гребенок». Для увеличения срока службы котла применяется многоконтурная гидравлическая схема с разделенными независимыми контурами, с применением межконтурных теплообменников.

Общие технические характеристики котлов 

		КТУ 300	КТУ 500	КТУ 750	КТУ 1000	КТУ 1250	КТУ 1500	КТУ 2000	КТУ 2500
Тепловая мощность	Гкл	0,258	0,43	0,645	0,86	1,075	1,29	1,72	2,15
КПД котла	%	85	85	85	85	85	85	85	85
Max температура воды	oC	95-110	95-110	95-110	95-110	95-110	95-110	95-110	95-110
Расход топлива	кг/час	120-140	200-220	300-320	400-430	500-540	600-660	800-890	1000-150
Напряжение электросети	В	380	380	380	380	380	380	380	380
Энергопотребление  дутьевого вентилятора	кВт	1,5	1,5	2,2	3	4	5,5	5,5	5,5
Энергопотребление мотор-редуктор шнека	кВт	3	3	3	3	4	5,5	5,5	5,5
Энергопотребление пульта управления	кВт	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65
Масса котла	т	10	15	20	22	24	26	29	32

 

Основные габаритные размеры котлов КТУ

Размер	D	B	H	H1	H2	H3	L	L1	L2	X
Марка котла	Ду	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм
КТУ 300	80	1400	3500	2385	2100	625	2600	2300	975	700
КТУ 500	100	1400	3750	2600	2430	955	3000	2300	1350	800
КТУ 750	100	1400	3750	2600	2610	1135	3300	2300	1600	800
КТУ 1000	150	2100	3750	2665	2430	955	3500	2300	1890	1030
КТУ 1250	150	2100	3750	2665	2610	1135	3800	2300	2190	1030
КТУ 1500	150	2400	4100	2665	2430	955	3600	2600	1600	1220
КТУ 2000	200	2400	4400	2665	2530	1255	4200	2600	1870	1220
КТУ 2500	200	2400	4700	3010	2600	1555	4500	2600	2170	1220

Механизированная котельная на торфе.

Котельная на торфе предназначена для получения тепловой энергии путем сжигания биотоплива и передачи ее потребителю посредством нагретого теплоносителя с целью отопления жилых и производственных зданий, а также технологических помещений с температурой теплоносителя 95–115^оС. Комплекс котельной представляет логическую систему взаимосвязей обеспечения и доставки биотоплива к зданию самой котельной, хранения и подачи торфа, его сжигания и получения тепловой энергии. 

Котельная на торфе, принципиальный состав оборудования:
- система приемки, складирования и подачи торфа (топливный приемник, загрузчик, топливный склад); 
- система сжигания торфа с производством тепловой энергии (водогрейный котел на торфе, или несколько котлов); 
- система аспирации дымовых газов (золоуловители циклонного или кассетного типа с дымососом, дымоходы, боровные части, дымовые трубы); 
- система золоудаления (устанавливается как опция на котлы на торфе с высоким процентом зольности); 
- система контроля и управления (система автоматического регулирования дозирования подачи торфа и управления процессами оптимального горения и теплообмена в котле).

В обеспечение технологичности изготовления, сокращения объема монтажных работ, повышения уровня ремонтопригодности и удобства обслуживания, оборудование котельной на торфе сгруппировано в модули:

Котельные на торфе, основные модули:
1 - приемно-выгрузочный модуль для приемки торфа из самосвального автотранспорта и выгрузки на перегрузочный транспортер; 
2 - накопительно-выгрузочный модуль для накопления необходимого объема торфа, обеспечивающего бесперебойную работу котельной с номинальной мощностью в течение 4-5 суток, и дозированной выгрузки торфа на транспортеры, подающие топливо в топку котлов; 
3 - водогрейные котлы работающие на торфе, и обеспечивающие производство тепловой энергии в форме нагретой до 85-95^оС воды; 
4 - система контроля и автоматизированного управления, обеспечивающая текущий контроль и регулирование параметров котельной: разрежение в топочном объеме котла; надлежащее качество сжигания торфа; теплопроизводительность котлов.

Котельные на торфе. Функциональная схема.

Доставка торфа к котельной осуществляется автотранспортом с использованием самосвальных прицепов, обеспечивающих как боковую так и заднюю выгрузку топлива в механизированный приемник. Механизированный приемник имеет защитную откидывающуюся крышку. Открытие крышки перед загрузкой торфа осуществляется механическим приводом. Загруженное в приемник топливо перемещается при помощи подвижных стокеров на наклонный скребковый транспортер, который поднимает топливо к оперативному бункеру-дозатору далее шнековым транспортером в котлы на торфе. Управление работой транспортеров и приемника производится с пульта управления в автоматическом режиме. Управление производительностью выгрузки подаваемого в котел торфа осуществляется изменением периода возвратно-поступательного движения стокерных толкателей задаваемого автоматической системой управления котла. Поддержание требуемой теплопроизводительности котла обеспечивается в автоматическом режиме системой управления по заданной температуре в прямой линии первого контура изменением производительности выгрузки топливного склада. В системе управления котельной предусмотрена защита от перегрузок оборудования и блокировка аварийных режимов работы при повышении предельных значений температуры в топке, температуры воды в прямой линии, при падении давления воды в системе ниже предельно допустимого значения.

Основное оборудование котельной (механизированный топливный склад, средства подачи торфа - скребковые и шнековые транспортеры, водогрейные котлы на торфе) располагается в быстровозводимом неутепленном здании ангарного типа. Дополнительное оборудование котельной (насосно-распределительные станции, средства контроля и автоматического управления, система водоподготовки, мембранные и расширительные баки, запорно-регулирующая арматура и прочие теплотехнические узлы и агрегаты) размещаются в отдельных отапливаемых помещениях операторской и машинном отделении.

В качестве биотоплива используются возобновляемые энергетические ресурсы, такие как торф (кусковой и фрезерный), отходы лесопиления (кора, щепа, опилки). На птицеводческих хозяйствах в качестве топлива можно применять подстилочный материал. Фракция топлива ограничена размерами 50х35х10 мм. 

Котел способен использовать топливо с высокой относительной влажностью без предварительной просушки. Влажность торфа может достигать 55%.

Рекомендации для проектирования зданий котельных и топливных складов

Котельные на торфе по назначению подразделяются на:
• отопительные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;
• отопительно-производственные - для обеспечения теплом систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и для технологического теплоснабжения; 
• производственные - для технологического теплоснабжения.

Котельные на торфе по размещению подразделяются на: 
• отдельно стоящие; 
• пристроенные к зданиям другого назначения; 
• встроенные в здания другого назначения; 

Для производственных зданий промышленных предприятий допускается проектирование пристроенных, встроенных котельных. Для котельных, пристроенных к зданиям указанного назначения, общая производительность устанавливаемых котлов, единичная производительность каждого котла и параметры теплоносителя не нормируются. При этом котельные должны располагаться у стен, где расстояние от стены котельной до ближайшего проема по горизонтали должно быть не менее 2 м. Расстояние от перекрытия котельной до нулевой точки по вертикали не менее 8 м. Не допускается проектирование пристроенных котельных непосредственно примыкающих к жилым зданиям со стороны входных подъездов и участков стен с оконными проемами, где расстояние от внешней стены котельной до ближайшего окна жилого помещения по горизонтали менее 4 метров, а расстояние от перекрытия котельной до ближайшего окна по вертикали менее 8 метров. Общая тепловая мощность индивидуальной котельной не должна кратно превышать потребности в теплоте здания или сооружения, для теплоснабжения которого она предназначена.

Технологическая схема и компоновка оборудования котельной на торфе должны обеспечивать: 
оптимальную механизацию и автоматизацию технологических процессов, безопасное и удобное обслуживание оборудования;
установку оборудования по очередям; наименьшую протяженность коммуникаций; оптимальные условия для механизации ремонтных работ;
возможность въезда в котельную напольного транспорта (автопогрузчиков, электрокаров) для транспортирования узлов оборудования и трубопроводов при производстве как ремонтных, так и монтажных работ.

Земельные участки для строительства котельных на торфе выбираются в соответствии со схемой теплоснабжения, проектами планировки и застройки городов, поселков и сельских населенных пунктов, генеральными планами предприятий, схемами генеральных планов групп предприятий с общими объектами (промышленных узлов). 
Размеры земельных участков котельных на торфе, располагаемых в районах жилой застройки, следует принимать в соответствии со строительными нормами и правилами по планировке и застройке городов, поселков и сельских населенных пунктов. При проектировании генерального плана котельной следует предусматривать возможность размещения укрупнительно-сборочных площадок, складских, а также временных сооружений, необходимых на период производства строительно-монтажных работ. 
Ограждение котельных следует проектировать в соответствии с Указаниями по проектированию ограждений площадок и участков предприятий, зданий и сооружений.
При проектировании зданий и сооружений котельных следует руководствоваться строительными нормами и правилами по проектированию производственных зданий, административных и бытовых зданий, сооружений промышленных предприятий. 
Размеры пролетов зданий и сооружений котельных следует принимать кратными 6 м. Шаг колонн следует принимать 6 м. При специальном обосновании шаг колонн допускается принимать 12 м. Здания котельных необходимо проектировать с пролетами одного направления. Компоновочные решения с пролетами разных направлений допускаются в условиях стесненной площадки строительства при проектировании реконструкции котельных. Объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений котельных могут допускать возможность их расширения. Для обеспечения возможности крупноблочного монтажа оборудования в стенах и перекрытиях зданий котельных должны предусматриваться монтажные проемы, согласно рекомендациям монтажных организаций. Такие проемы, как правило, следует предусматривать в торцевой стене со стороны расширения котельной. 

Встроенные котельные на торфе должны отделяться от смежных помещений противопожарными стенами 2 типа или противопожарными перегородками 1 типа и противопожарными перекрытиями 3 типа. Пристроенные котельные должны отделяться от основного здания противопожарной стеной 2 типа. При этом стена здания, к которой пристраивается котельная, должна иметь предел огнестойкости не менее 0,75 ч, а перекрытие котельной должно выполняться из негорючих материалов. Выходы из встроенных и пристроенных котельных надлежит предусматривать непосредственно наружу. Оконные переплеты выше указанного уровня следует проектировать с одинарным остеклением. Площадь и размещение оконных проемов в наружных стенах следует определять из условия естественной освещенности, а также с учетом требований аэрации по обеспечению необходимой площади открывающихся проемов. Площадь оконных проемов должна быть минимальной. Коэффициент естественной освещенности при боковом освещении в зданиях и сооружениях котельных надлежит принимать равным 0,5, кроме машинного зала, помещений со щитами автоматики и ремонтных мастерских, для которых этот коэффициент принимается равным 1,5.

Котлы на торфе серии КТУ мощностью от 300 до 1000 кВт могут устанавливаться без специального фундамента или на армированные монолитные бетонные плиты толщиной не менее 200 мм.

Котел на торфе серии КТУ мощностью от 1500 до 2500 кВт устанавливаются на специальный фундамент, проект которого высылается фирмой производителем.

Котел на торфе серии КТУ мощностью от 3000 до 10 000 кВт устанавливаются на специальный фундамент с привязкой к местным геодезическим условиям и футеруется на месте установки.