Котлы на щепе

Котлы на щепе СДК.

Автоматические промышленные котлы на щепе СДК 100–5000 кВт

Автоматический промышленный котел на щепе SDK — это универсальный твердотопливный энергетический комплекс мощностью от 100 кВт до 5 МВт, предназначенный для автономного теплоснабжения промышленных предприятий, деревообрабатывающих комбинатов и объектов коммерческой инфраструктуры. Котлы СДК работают в рабочем диапазоне давления 3–6 бар, оснащены экранированной топкой с шамотной футеровкой и вертикальным скоростным теплообменником. Оборудование спроектировано для непрерывного прямого сжигания древесной щепы (местного неделового топлива) фракцией от 1  мм 1мм 1 мм  до 20 мм 20 мм 50мм и экстремальной влажностью от 6% до 65–70% со стабильным эксплуатационным КПД 83–85%.

Щепа-как топливо.

Древесная щепа — это так называемое местное топливо, то есть его нецелесообразно транспортировать на большие расстояния. Но, в то же время, на сегодняшний день, щепа является самым дешевым топливом для котлов отопления.

Соответственно, если наши заказчики имеют в ближайшем расположении лесные ресурсы или занимаются деревообработкой, то котел на щепе СДК — идеальный выбор, который позволит получать тепловую энергию по минимальной цене и существенно сэкономит финансовые средства предприятия.

Технологии сжигания биомассы: почему выбрана колосниковая решетка

В промышленном сегменте мощностью свыше 100 кВт архитектура топочной камеры определяет экономическую эффективность системы. Конструкторское бюро СДК отказалось от использования ретортных (стокерных) горелок в пользу классической и наиболее регулируемой технологии — сжигания на наклонных или подвижных колосниковых решетках (в зависимости от мощности установки).

Сравнительный анализ топочных технологий:

  • Ретортная (стокерная) подача: На мощностях свыше 50 кВт подача «кучей» снизу приводит к циклическому падению мощности в моменты чистки, неравномерному зеркалу горения и высокому химическому недожогу. Требуется ручной труд оператора для распределения топлива по решетке и очистки от шлака. КПД стабильно падает.

  • Колосниковая технология SDK: Обеспечивает послойное, непрерывное перемещение щепы по зеркалу горения. Топливо плавно проходит все стадии: подсушку, газификацию (пиролиз), дожиг коксового остатка и автоматический сброс золы. Процесс полностью автоматизирован, контролируется приборами учета (теплосчетчики, газоанализаторы) и гарантирует паспортный КПД 83–85% без ручного вмешательства.

От сжигания в ретортах, столь популярных в нашей стране, мы отказались, так как ретортная подача и сжигание на мощностях выше 50 кВт имеет массу недостатков: таких как неравномерное горение, циклическое падение мощности(после чистки), химический недожег, много ручного труда, так как топливо лежит кучей и его надо вручную расбрасывать по колосниковой решетке(и это при автоподаче топлива) , так же ручная чистка золы в топке. ну и соответсвенно низкий КПД.

Все данные подтверждны практикой и измерительными приборами .

газоанализатор

Конструктивные особенности и защита от факторов риска

Сжигание древесной щепы сопряжено с двумя технологическими проблемами: высокой влажностью и засоренностью сырья. В котлах СДК эти факторы нивелированы инженерными решениями:

1. Работа на сыром топливе (влажность до 70%)

При сжигании свежесрубленной или влажной щепы (45–70%) расход топлива на получение 1 Гкал тепла возрастает в 2–2,5 раза, а обычные котлы затухают из-за падения температуры.

  • Решение СДК: Высокая объемная топка с поворотной камерой дожига полностью футеруется шамотным кирпичом ША-5 (производства ЧАО «ЗАПОРОЖОГНЕУПОР») или огнеупорным бетоном. Между водоохлаждаемым стальным корпусом и кладкой проложена муллитокремнеземная теплоизоляционная плита. Шамот аккумулирует тепловую энергию, создавая высокотемпературное ядро. Поступающая сырая щепа мгновенно подсушивается лучистым теплом, переходит в фазу интенсивного пиролиза и стабильно горит без потери паспортной мощности.

2. Защита от абразивного износа и спекания (песок, земля)

При заготовке леса в щепу неизбежно попадает грязь и кора, что увеличивает зольность топлива с 1% до 5% и приводит к образованию жидких шлаков.

  • Решение СДК: Для котлов на щепе применяются усиленные колосники из высоколегированного хромистого чугуна (ГОСТ 2176-67), содержащего 26–36% хрома ($Cr$). Этот сплав сохраняет жаростойкость до 1100–1200 °C, обладает экстремальной твердостью и сопротивляется абразивному износу. В модификациях с подвижными колосниками песок и зола непрерывно скалываются и удаляются механически, исключая зашлаковывание решетки.

Преимущества котлов на щепе, предлагаемых компанией СДК-котел.

Широкий ряд номинальных мощностей наших котлоаграгатов представлен в диапазоне от  100 до 5000 кВт. Один из плюсов котлов на щепе — это то, что их можно полностью автоматизировать. Бункер для топлива может иметь объем от 2 до 45 кубов.

Топочная камера обкладывается огнеупорным кирпичом или огнеупорным бетоном. Между стенкой котла и кирпичом устанавливается муллитокремнеземная плита-утеплитель,-это делается для того что бы огнеупорный кирпич не охлаждался об водоохлаждаемые стенки котла и держал высокую температуру горения. А для сжигания  древесного топлива температура-главный показатель качественного горения и высокого КПД.

Автоматическая система топливоподачи и безопасность
Транспортировка и дозирование щепы осуществляются посредством усиленного шнекового конвейера, который признан наиболее надежным решением в мировой практике котелестроения.

Особая геометрия шнека: Конструкция короба и витков предотвращает заклинивание при попадании нестандартных крупных фракций, щепы с корой или случайных веток.

Тяжелые мотор-редукторы: В качестве приводов используются двух- и трехступенчатые промышленные редукторы марок МП-40 или МП-50. Они обладают высоким крутящим моментом и рассчитаны на непрерывную жесткую эксплуатацию.

Защита от зависания: Внутри топливного бункера (объем от 2 до 45 м³) установлен гидравлический или механический ворошитель, исключающий сводообразование и зависание щепы. Дополнительно возможна поставка механизированных складов типа «живое дно» для больших объемов.

Пожаробезопасность: Шнековый питатель в базовой комплектации оснащается автоматической системой аварийного пожаротушения с датчиками контроля температуры. При угрозе обратного пламени шнек блокируется и заливается водой, минимизируя риск возгорания бункера.

Скоростной вертикальный теплообменник
Конвективная часть котла SDK представляет собой высокоэффективный скоростной блок, вынесенный за пределы топки:

Материалы: Трубный пучок изготавливается из бесшовных цельнотянутых котельных труб диаметром 51–57 мм. Коллекторы и трубные доски вырезаются на высокоточных станках лазерного раскроя из конструкционной низколегированной стали марки 09Г2С толщиной от 6 до 12 мм.

Самоочищение: Вертикальная архитектура в сочетании с высокой расчетной скоростью движения дымовых газов создает аэродинамический эффект, снижающий интенсивность нарастания золы на поверхностях труб.

Эргономика: Все люки обслуживания конвективных ходов легко доступны. Двери топки и смотровые люки защищены массивными отбойниками, теплоотражателями и футерованы чугуном, огнеупорным бетоном или немецкой жаропрочной нержавеющей сталью AISI 310, что полностью отсекает тепловой поток от помещения котельной.

Гибкость автоматики и универсальность по топливу
Управление процессами горения и тяги (вентиляторы наддува, дымососы) осуществляется через микропроцессорный щит автоматики.

Мультитопливный режим: В качестве резервного топлива котел может использовать опилки, тырсу, лузгу подсолнечника, пыль МДФ/ДСП, торф или пеллеты. Для перевода котла со щепы на другое сырье достаточно изменить предустановленные параметры времени подачи и расхода воздуха на контроллере. Конструкция топки также допускает параллельную работу: автоматическую подачу сыпучего топлива и ручную загрузку кусковых отходов через верхнюю дверь.

Управление приводами: Базово регулирование расхода воздуха и разрежения идет через шиберные задвижки, опционально щиты комплектуются частотными преобразователями для плавной модуляции.

Факторы, усложняющие сжигание щепы:

Засор щепы песком или землей: грязь в щепу обычно попадает вместе с корой, еще в период заготовки древесины в лесу. Это увеличивает выход шлака и золы во время работы котла (повышается зольность с 1% до 5%). Но на работу наших промышленных котлов эта проблема существенно не влияет. А в котлах с подвижными колосниками отсутствует вовсе.

Топливо плавно перемещается вдоль топки, проходит все стадии горения.
повышенная влажность (45%-70%): сырое топливо сильно понижает общий КПД котлов, расход щепы на получение 1 гКалл тепловой энергии увеличивается в 2-2,5 раза. Многие котлы просто отказываются работать на щепе с большой влажностью.

Наш же котел, благодаря кладке из шамотного кирпича, имеет большую температуру в топке, за счет чего горит даже сырая щепа. Расход при этом, конечно же, увеличивается, но котел работает стабильно в режиме интенсивного горения и выдает заявленную паспортную тепловую мощность.

Автоматическая подача щепы.

Автоматическая подача топлива(щепы) в наши котлы осуществляется шнеком. По оценкам ведущих мировых производителей котлов на щепе с автоматической подачей — этот вариант самый надежный по сравнению с другими видами подачи и транспортировки топлива.

Шнек и короб имеет особую конструкцию, позволяющий подавать щепу разных фракций с включениями относительно больших частиц или веток.

Топливо подается небольшими порциями, попадая в топку котла, оно разогревается и подсушивается, следующая порция топлива толкает её дальше в топку, где начинается выделение летучих компонентов(пиролиз) и дальнейшее горение с выделением тепловой и лучистой энергии.

В качестве  привода на шнеки, мы используем проверенные временем, мощные- двух-трех ступенчатые редуктора марки МП-40 или МП-50. Этот вид мотор-редукторов, в процессе долговременной эксплуатации показал себя как очень стойкий и надежный механизм.

Еще одно большое преимущество наших котлов на щепе, это, возможность установки бункера слева или справа. Такая конструкция легче вписывается в уже существующие помещения котельных. Что так же облегчает работу и обслуживание котла.

Гидравлический ворошитель в бункере не дает зависать топливу.

Все котлы оснащаются системой пожаротушения и оповещения о нагреве или перегреве шнека подачи топлива. Поэтому верпоятность возгорание топлива в бункере минимальная.

Общие характеристики котлов на щепе СДК:

Рабочее давление: 3-6 бар
Высокая и объемная топка с поворотной камерой дожига.
Футеровка камеры сгорания и камеры дожига шамотным кирпичем ША-5, производства ЧАО «ЗАПОРОЖОГНЕУПОР»

Усиленные колосники колосники из хромистого  чугуна (ГОСТ 2176-67) Хромистые чугуныв своем составе содержат 26-36% хрома. Жаростойкость такого чугуна сохраняется до 1100-1200°С, он имеют высокую твердость, и хорошо сопротивляется износу.

Скоростной высокоэффективный вертикальный теплообменник. Изготовлен из котельной цельнотянутой трубы диаметром 51 -57мм. Трубные доски и коллектора  изготовлены из листового металла марки 09Г2с,  толщиной от 6 до 12 мм.

Уникальная конструкция теплообменника позволяет максимально снимать все тепло дымовых газов, а высокая скорость дымогазов уменьшает засорение и наросты золы на трубах теплообменика.

Все поверхности теплообмена легко доступны для обслуживания и чистки.

Раскрой и порезка металла осуществляется на высокоточном станке лазерной резки.
Удобная смотровая дверь. Все загрузочный двери комплектуются отбойниками и теплоотражателями.

Это делается для того что бы высокая температура в топке не передавалась в помещение котельной. В качестве материалов для изготовления топочных люков и дверей, в зависимости от модели котла, мы используем: чугун, огнеупорный бетон, жаропрочную нержавеющую сталь марки AISI 310 немецкого производства.

Вентиляторы наддува и дымососы комплектуем шиберными задвижками, но по желанию заказчика есть возможность установки частотных преобразователей.

Дополнительные опции и инжиниринг котельных «под ключ»

Завод СДК производит комплектацию промышленных котельных вспомогательным оборудованием собственного производства и ведущих мировых брендов:

  • Циклоны-мультициклоны (золоуловители) и дымососы;

  • Системы автоматической пневмоимпульсной очистки теплообменника;

  • Утилизаторы тепла (экономайзеры) для повышения общего КПД системы;

  • Насосные группы, гидрострелки, элементы запорной арматуры и системы водоподготовки.

Специалисты компании СДК осуществляют полный комплекс инжиниринговых услуг: проектирование, подбор компоновки (с возможностью левого или правого расположения бункера под существующее помещение), монтаж тепловых сетей и обвязку промышленных котельных суммарной мощностью до 10 МВт.