14.577.21.0116

Разработка и создание котельной установки для раздельного сжигания газообразного, жидкого и твердого топлив, производительностью не менее 50 кг/ч условного топлива для расширения топливной базы предприятий коммунальной и промышленной энергетики

Актуальность исследования обусловлена необходимостью вовлечения в топливный баланс предприятий малой распределенной энергетики
местных топлив, включая низкосортные угли и биомассы, при повышении эффективности их сжигания до уровней, соответствующих сжиганию жидкого и газообразного топлива и сокращении вредных выбросов. Новизна исследования заключается в разработке такого воздухораспределительного устройства, которое позволяет формировать оптимальную с точки зрения экологии и эффективности сжигания гидродинамическую структуру кипящего слоя при использовании в качестве наполнителя слоя мелкодисперсного катализатора

На четвертом этапе выполнялись следующие работы:

Проведение испытаний экспериментальной котельной установки по разработанной программе и методикам.

Корректировка конструкторской  документации на  экспериментальную котельную установку по результатам испытаний.

Доработка экспериментального образца котельной установки  по результатам испытаний.

На четвёртом этапе были выполнены следующие работы:
1.    Проведены испытания экспериментальной котельной установки по разработанным на третьем этапе программе и методикам.  Было подтверждено соответствие технических характеристик разработанной экспериментальной котельной установки требованиям технического задания: 
- комплект технической документации и экспериментальный образец котельной установки соответствуют требованиям п. 4.3.1 Технического задания,
- производительность экспериментального образца котельной установки составляет 66 – 98 кг/ч по условному топливу, что соответствует требованиям п. 4.2.1 Технического задания (не менее 50 кг/ч),
- концентрация золы в уходящих газах после зоны горения составляет 10 – 35 г/м3, что соответствует требованиям п. .2.3 Технического задания (30 – 40 г/м3),
- концентрация золы в уходящих газах после узла очистки составляет 0,1 – 0,4 г/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.4 технического задания (0,3 – 0,5 г/м3),
- концентрация СО в дымовых газах 100 – 200 мг/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.3 технического задания (200 – 300 мг/м3),
- концентрация NOх в дымовых газах составляет 110 – 160 мг/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.3 технического задания (100 – 200 мг/м3),
- концентрация SOх в дымовых газах составляет 0 – 40 мг/м3, что соответствует требованиям п. 4.2.3 технического задания (20 – 70 мг/м3).
- класс опасности золы от сжигания твёрдого топлива – 5 –й, что превышает требования п. 4.2.4 технического задания 9 класс опасности золы – 4 –й),
- коэффициент полезного действия топки составляет 95 – 96,5 %, что соответствует требованиям п. 4.2.4 технического задания (КПД топки 95 %)..
 2. Проведена корректировка конструкторской документации по результатам испытания экспериментальной котельной установки. Для ускорения процесса разогрева кипящего слоя высота расположения фурмы для установки растопочной горелки над воздухораспределительной решётки снижена до 1000 мм. В схему экспериментальной котельной установки включен конденсор – теплообменный аппарат с оребрёнными алюминиевыми трубками, внутри которых протекает охлаждающая вода, а наружная поверхность которых омывается дымовыми газами.  За счет этого происходит глубокое охлаждение дымовых газов до температур ниже температуры «росы», что вызывает конденсацию содержащихся в дымовых газах влаги. Это позволяет поднять КПД котельной установки до 100 % (по низшей теплоте сгорания топлива).
3. Доработан экспериментальный образец котельной установки, в схему которую включён выше упомянутый конденсор с необходимыми газоходами и трубопроводами.

 

Областью применения результатов ПНИ являются предприятия коммунальной и промышленной энергетики, эксплуатирующих твердотопливные котельные, а также котельные, в перспективе под-лежащие переводу на природный газ. Потребителями результатов ПНИ могут проектные организации, занимающиеся разработкой проектов отопительных и промышленных котельных, котлостроительные организации, организации коммунальной и промышленной энергетики.
2) Технические решения, полученные в результате выполнения ПНИ, позволят в будущем со-здавать котельные установки, имеющие близкие показатели по эффективности и экологической чи-стоте, как при сжигании природного газа, так и при сжигании твердого низкосортного топлива. Подобные политопливные установки, в том числе такой малой мощности (часовой расход условного топлива 50 кг) в мире не производятся, не смотря на эффективность предложенных решений при сжигании низкосортного твёрдого топлива. Поэтому, при коммерциализации результатов разработки, речь может идти об экспорте продукции, а не об импортозамещении. Данное обстоятельство подтверждается включением разработанного устройства в состав энерготехнологического комплекса, планируемого к созданию в рамках исследовательского проекта, выполняемого совместно с австрийским и греческими исследователями