1598005426-3a8e62b819d30b4177bf436fefc2ba03 (811212), страница 8
Текст из файла (страница 8)
ЗЛ. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ КАК ТОПЛИВА Важной особенностью древесной биомассы как топлива является отсутствие в ней серы и фосфора. Как известно, основной потерей тепла в любом котлоагрегате является потеря тепловой энергии с уходящими газами. Величина этой потери оп- 34 ределяется температурой отходящих газов. Эта температу а пр сжигании топлив, содержащих серу, во избежание серно- и атура кислотной коррозии хвостовых поверхностей нагрева поддерживается не ниже 200...
250 'С. При сжигании же древесных отходов, не содержащих серу, эта температура может быть понижена до 110...120 'С, что позволит существенно повысить КПД котлоагрегатов. Таким образом, одним из реальных мероприятий по зкономии топлива в котельных лесопромышленных предприятий является установка дополнительных хвостовых поверхностей нагрева к котлоагрегатам, работающим иа древесных отходах.
В лажность древесного топлива может изменяться в очень широких пределах. В мебельном и деревообрабатывающем произ. водствах влажность некоторых видов отходов составляет 10... о ог ...12 /о, в лесозаготовительных предприятиях влажность основной части отходов составляет 45... 55%, влажность коры при окорке отходов после сплава нлн сортировки в водных бассейнах достигает 80%. В дальнейшем будет показано, что повышение влажности древесного топлива снижает производительность и КПД котлоагрегатов. В целях экономии энергии необходимо в котельных лесопромышленных предприятий пред- смотреть проведение мероприятий по снижению влажности дреу весного топлива, поступающего в топочные устройства.
Выход летучих при сжигании древесного топлива очень высок — он достигает 85 %. Это является также одной из особенностей древесной биомассы как топлива и при полугазовых топках позволяет иметь большую протяженность факела, в котором осуществляется сгорание выходящих из слоя горючих компонентов, создающее условия для эффективной работы радиационных поверхностей нагрева котлоагрегата.
П родукт коксования древесной биомассы — древесный уголь отличается высокой реакционной способностью по сравнению с ископаемыми углями. Высокая реакционная способность древесного угля обеспечивает возможность работы топочных устройств при низких значениях коэффициента избытка воздуха, что положительно влияет на эффективность работы котельных установок при сжигании в них древесной биомассы. Однако наряду с этими положительными свойствами древесина имеет особенности, отрицательно влияющие на работу котлоагрегатов. К таким особенностям, в частности, относится способность поглощения влаги, т. е.
увеличение влажности в водной среде. При сплаве древесины, сортировке ее в водных бассейнах, хранении под открытым небом влажность древесины повышается. Предельное количество воды, которое может поглотить древесина, складывается из максимального количества связанной и свободной влаги. Наиболыпее количество связанной влаги определяется пределом насыщения стенок клеток, а количество свободной влаги зависит от объема пустот межд ду клетками н внутри них.
В первом приближении максимальное количество влаги может быть подсчитано по формуле (Т "а Во+ "4 ' 100, 1,54 (3. 1) 3.2. ЖАРОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДРЕВЕСНОГО ТОПЛИВА Жаропроизводитель ность ю обычно называется максимальная температура горения, развиваемая при полном сгорании топлива без избытка воздуха, т, е. в условиях, когда все выделяющееся при сгорании тепло полностью расходуется на нагрев образующихся продуктов сгорания. Термин жаропроизводительность предложен в свое время Д.
И. Менделеевым как характеристика топлива, отражающая его качество с точки зрения возможности использования для осуществления высокотемпературных процессов. Чем выше жаро- 36 где Ю™,'а — максимально возможная абсолютная влажность древесины; уо — плотность древесины в абсолютно сухом состоянии. Формула (3.1) является приближенной, так как влажность при точке насыщения стенок клеток и плотность древесинного ве,цества взяты средние. Кроме того, при выводе формулы сделано предположение, что все пустоты древесины заполняются влагой. В действительности в некоторую часть пустот вода проникнуть не может, поэтому результаты, полученные по формуле, будут превышать опытные данные.
Однако для целей теплотехнических расчетов это имеет даже положительное значение— полученные результаты являются как бы предельными с точки зрения определения наихудших условий. Характерной особенностью древесины как топлива является незначительное содержание внутренней золы (не превышает 1 %). В то же время внешние минеральные включения у отходов лесозаготовок иногда достигают А'=20%. Зола, образующаяся при сгорании чистой древесины тугоплавка, и удаление ее из зоны горения топки не представляет особой технической сложности.
Минеральные включения в древесной биомассе легко- плавки. При сгорании древесины со значительным их содержанием образуется спекшийся шлак, удаление которого из высокотемпературной зоны топочного устройства затруднено и требует для обеспечения эффективной работы топки особых технических решений. Спекшийся шлак, образующийся при сжигании высокозольной древесной биомассы, имеет химическое сродство с кирпичом, и при высоких температурах в топочном устройстве спекается с поверхностью кирпичной кладки стенок топки, что затрудняет шлакоудаление. производительность топлива, тем выше качество тепловой энергии, выделяющейся при его сжигании, тем выше эффективность работы паровых и водогрейных котлов. Жаропроизводительность представляет собой предел, к которому приближается реальная температура в топке по мере совершенствования процесса сгорания.
Жаропроизводительность древесного топлива зависит от его влажности и зольности. Жаропроизводнтельность абсолютно !9. Жвропроизводительность топливных древесных отходов жаронронаводнтельность, 'С. прн рабочей влажности, Н Зольность др, 70 40 10 20 00 Зо !943 !85! сухой древесины всего на 5% ниже жаропроизводнтельности жидкого топлива. При влажности древесины )570=70% жаропроизводительность древесины понижается более чем в 2 раза. Влияние зольности древесины на ее жаропроизводительность значительно слабее влияния на этот фактор влажности. Это ясно из табл.
19, отражающей зависимость жаропроизводительности топливных древесных отходов от зольности и влажности. 3.3. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯ!ОЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА СЖИГАНИЯ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ Факторы, определяющие эффективность процесса сжигания древесной биомассы, следующие: влажность древесной биомассы; ее зольность; соответствие фракционного состава измельченной древесины применяемому для ее сжигания виду топочного процесса; соответствие конструкции котлоагрегата используемому виду древесной биомассы; приспособленность топочного устройства для сжигания биомассы высокой зольности. 37 ! 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 ! 942 ! 941 1940 1939 1938 1937 !936 1935 !934 1849 1846 1844 1842 !840 1838 1836 1833 1830 1741 1737 1734 1730 1726 1722 1717 17!3 1709 !704 1603 ! 602 ! 596 1590 1583 1576 1569 1562 1554 1547 1443 1433 1423 1413 1402 !391 1380 1368 1356 !343 1229 !214 !198 1182 !164 !!47 1128 !!08 !088 1067 939 914 888 860 831 800 768 734 69? 659 Влияние влажности древесной биомассы на эффективность работы котельных установок чрезвычайно сушественно.
При сжигании абсолютно сухой древесной биомассы с малой зольностью эффективность работы котлоагрегатов как по их производительности, так и по КПД приближается к эффективности работы котлоагрегатов на жидком топливе и превосходит в некоторых случаях эффективность работы котлоагрегатов, использующих некоторые виды каменных углей. Повышение влажности древесной биомассы неизбежно вызывает снижение эффективности работы котельных установок. Это следует знать всем энергетикам лесопромышленных предприятий и постоянно разрабатывать и проводить мероприятия по недопущению попадания в древесное топливо атмосферных осадков, почвенных вод и т.
п. В перспективе надо вернуться к внедрению на производстве атмосферной сушки древесного топлива. Зольность древесной биомассы затрудняет ее сжигание. Наличие в древесной биомассе минеральных включений обусловлено применением недостаточно совершенных технологических процессов заготовки древесины и ее первичной обработки.
Необходимо отдавать предпочтение таким технологическим процессам, при которых загрязнение древесных отходов минеральными включениями может быть сведено к минимуму. Фракционный состав измельченной древесины должен быть оптимальным для данного вида топочного устройства. Отклонения в размере частиц от оптимального как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения снижают эффективность работы топочных устройств. Рубительные машины, применяемые для измельчения древесины в топливную щепу, не должны давать больших отклонений в размере частиц в сторону их увеличения.
Вместе с тем наличие большого количества слишком малых частиц также нежелательно. Для обеспечения эффективного сжигания древесных отходов необходимо, чтобы конструкция котлоагрегатов отвечала особенностям этого вида топлива. Здесь имеется в виду то, что у котлоагрегатов для сжигания влажной древесной биомассы должны быть увеличенные конвективные поверхности нагрева н дополнительные площади хвостовых поверхностей нагрева, обеспечивающие снижение температуры отходящих газов до 110...! 20 'С. Проведенные в Ц11ИИМЭ работы показали, что отделение от древесной биомассы минеральных включений представляет сложную задачу, решение которой даже в первом приближении экономически неоправданно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
