Котельная на угле принцип работы: Котельная на угле | Балашиха

Котельная на угле | Балашиха

1. 1. Преимущества котельной на угле
2. 2. Недостатки котельной на угле
3. 3. Виды и применение котельных на угле

С чем ассоциируется у большинства «котельная на угле»? Наверняка с трудоёмкой работой, бесконечным закладыванием в топку угля, сажей и грязью. К счастью, такие времена давно остались в прошлом, и сегодня угольная котельная — это автоматизированная установка, практически не требующая к себе внимания со стороны владельцев.

Принцип работы современной котельной на угле таков: уголь поступает из специального склада на ленточный конвейер, после чего перенаправляется в бункер запаса. Оттуда он попадает в засыпной ковш, а уже из ковша — в топку, где и сжигается. При этом большинство современных конструкций оборудованы автоматизированными системами, позволяющими быстро и легко убрать из установки шлаки и золу, пересыпать их в специальное хранилище и вывозить по мере накапливания.

Преимущества котельной на угле

Угольная котельная независима от газовых магистралей, что даёт возможность использовать её в негазифицированных районах, на временных объектах, в качестве аварийной системы при перебоях в подаче газа. Среднестатистическая современная установка имеет достаточно высокий КПД — до 84%, она экономична за счёт невысокой стоимости топлива и имеет низкие эксплуатационные расходы. Автоматизированной котельной не требуется постоянный надзор обслуживающего персонала, кроме того, она способна работать даже в тяжёлых климатических условиях, что в российских реалиях весьма актуально.

Недостатки котельной на угле

При принятии решения о покупке стоит иметь в виду, что она требует ёмкости для хранения запаса топлива, а также обладает довольно низкой экологичностью, особенно в отсутствии качественных фильтров. Периодически она требует полной чистки и регулярно — очистки топки от продуктов горения.

Виды и применение котельных на угле

Угольная котельная работает с любыми типами котлов, паровыми и водогрейными, может служить «резервом» в комбинированной модели, где основным топливом служит газ.

Большим спросом сейчас пользуются блочно-модульные котельные на угле, которые представляют из себя собранный на производстве и практически готовый к использованию контейнер, который необходимо просто подключить к отапливаемому объекту. Процесс подключения и пусконаладки занимает очень мало времени.

При необходимости такую котельную можно с лёгкостью транспортировать — например, в ситуации, когда угольная котельная выполняет функции аварийной.

Если требуется котельная мощностью от 30 МВт, то производится возведение стационарной постройки с капитальными фундаментом, стенами, кровлей, рассчитанными на длительное использование. По типу расположения стационарная котельная может быть отдельностоящей, пристроенной и встроенной: в зависимости от нужд и пожеланий.

Компания «АльянсТепло» осуществляет полный спектр работ по проектированию, обслуживанию, монтажу котельных на угле. Приглашаем заполнить опросный лист, чтобы наши специалисты смогли подобрать для Вас идеальный вариант.

Для расчёта стоимости котельной, пожалуйста,
заполните опросный лист на котельную.
Опросный лист можно заполнить в онлайн-режиме или скачать.

По всем возникшим вопросам:
телефон: 8 (906) 700-40-55
электронная почта: [email protected]

Вас также может заинтересовать

Как осуществляется обслуживание дизельных котельных?

В нашей стране дизельные котельные занимают достойное второе место по востребованности после газовых, особенно в тех регионах, куда по какой-то причине не имеется возможности провести полноценную газовую магистраль.

Котельные большой мощности и их особенности

Котельные большой мощности применяются для обеспечения потребителей централизованным теплоснабжением, для отапливания промышленных предприятий и производств. Мощность таких систем может достигать отметки в десятки МВт.

Уголь

Уголь — это вид топлива, полезное ископаемое, которое состоит из частиц растений и битумных масс, застывших при особых условиях. Уголь используется в качестве топлива очень давно, более того, именно уголь был одним из первых видов топлива, которые человек научился использовать в своих целях. Благодаря этому ископаемому произошла промышленная революция, подтолкнувшая человечество к научно-техническому прогрессу.

Водяной пар

Водяной пар — вода в газообразном состоянии. У него нет ни запаха, ни вкуса, ни цвета. Он постоянно находится рядом с нами, потому что водоёмы бесконечно испаряются и восполняются через осадки и конденсацию.

Котельная на угле | Севастополь

1. 1. Преимущества котельной на угле
2. 2. Недостатки котельной на угле
3. 3. Виды и применение котельных на угле

С чем ассоциируется у большинства «котельная на угле»? Наверняка с трудоёмкой работой, бесконечным закладыванием в топку угля, сажей и грязью. К счастью, такие времена давно остались в прошлом, и сегодня угольная котельная — это автоматизированная установка, практически не требующая к себе внимания со стороны владельцев.

Принцип работы современной котельной на угле таков: уголь поступает из специального склада на ленточный конвейер, после чего перенаправляется в бункер запаса. Оттуда он попадает в засыпной ковш, а уже из ковша — в топку, где и сжигается. При этом большинство современных конструкций оборудованы автоматизированными системами, позволяющими быстро и легко убрать из установки шлаки и золу, пересыпать их в специальное хранилище и вывозить по мере накапливания.

Преимущества котельной на угле

Угольная котельная независима от газовых магистралей, что даёт возможность использовать её в негазифицированных районах, на временных объектах, в качестве аварийной системы при перебоях в подаче газа. Среднестатистическая современная установка имеет достаточно высокий КПД — до 84%, она экономична за счёт невысокой стоимости топлива и имеет низкие эксплуатационные расходы. Автоматизированной котельной не требуется постоянный надзор обслуживающего персонала, кроме того, она способна работать даже в тяжёлых климатических условиях, что в российских реалиях весьма актуально.

Недостатки котельной на угле

При принятии решения о покупке стоит иметь в виду, что она требует ёмкости для хранения запаса топлива, а также обладает довольно низкой экологичностью, особенно в отсутствии качественных фильтров. Периодически она требует полной чистки и регулярно — очистки топки от продуктов горения.

Виды и применение котельных на угле

Угольная котельная работает с любыми типами котлов, паровыми и водогрейными, может служить «резервом» в комбинированной модели, где основным топливом служит газ.

Большим спросом сейчас пользуются блочно-модульные котельные на угле, которые представляют из себя собранный на производстве и практически готовый к использованию контейнер, который необходимо просто подключить к отапливаемому объекту. Процесс подключения и пусконаладки занимает очень мало времени.

При необходимости такую котельную можно с лёгкостью транспортировать — например, в ситуации, когда угольная котельная выполняет функции аварийной.

Если требуется котельная мощностью от 30 МВт, то производится возведение стационарной постройки с капитальными фундаментом, стенами, кровлей, рассчитанными на длительное использование. По типу расположения стационарная котельная может быть отдельностоящей, пристроенной и встроенной: в зависимости от нужд и пожеланий.

Компания «АльянсТепло» осуществляет полный спектр работ по проектированию, обслуживанию, монтажу котельных на угле. Приглашаем заполнить опросный лист, чтобы наши специалисты смогли подобрать для Вас идеальный вариант.

Для расчёта стоимости котельной, пожалуйста,
заполните опросный лист на котельную.
Опросный лист можно заполнить в онлайн-режиме или скачать.

По всем возникшим вопросам:
телефон: 8 (906) 700-40-55
электронная почта: [email protected]

Вас также может заинтересовать

Что такое приемка котельной?

Приемкой называется процесс проверки всех элементов котельной на соответствие требованиям, которые установлены в стандартах, конструкторской документации, договорах и ТУ, а также оформление подтверждающих это документов. Является частью пусконаладочных работ по вводу котельной в эксплуатацию.

Котельные системы

Представить себе жизнь без котельной системы сегодня невозможно даже в самых тёплых уголках нашей страны. В большинстве многоквартирных домов центральные котельные давно лишили нас практически всех проблем, связанных с горячей водой и тёплыми батареями…

Крышная котельная многоэтажного дома

Здесь Вы можете ознакомиться с предложением от компании «Альянстепло», узнать что такое котельная на крыше дома, зачем она нужна и какие ее преимущества, а также ознакомиться с часто задаваемыми вопросами о ней.

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) в блоке или на раме

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) предназначен для передачи тепловой энергии от ТЭЦ или котельной размещённым внутри объекта системам — радиаторным батареям, тёплым полам, вентиляции и системам горячего водоснабжения.

Бытовая котельная

В отличие от промышленной, бытовая котельная предназначена исключительно для «человеческих» нужд, а именно для предоставления тепла и горячей воды жителям частных или многоквартирных домов и сотрудников предприятий.

Автоматические угольные котлы для отопления частного дома

Содержание статьи:

Виды котлов и принцип работы

При выборе котла длительного горения важно разобраться во всём их многообразии и сопоставить с условиями предстоящей работы. Конечно, можно выбрать самый экономичный и современный агрегат, но какой от него толк, если половина функций будет не нужна, а топливо к нему сложно достать

В выборе котла нужно найти баланс между желаемыми условиями и возможностями котла и не забыть про место установки. Самыми оптимальными являются котлы длительного горения на щепе или угле.

К плюсам традиционного котла длительного горения можно отнести то, что он независим от электроэнергии: вся работа производится вручную, настраивается режим и регулируется подача кислорода в топку. Такой котел довольно прост в устройстве и функционировании, но для его настройки и постоянной работы обязательно нужен человек. Поэтому при длительном сезонном отоплении и подключении нескольких контуров могут возникнуть определенные проблемы, связанные с долгим отсутствием хозяина, ночным временем или с регулировкой температуры.

Комбинированные автоматические котлы  более выгодны для использования в качестве постоянного отопления, так как могут работать сразу на 2 различных видах топлива, например, угле и магистральном газе. В устройстве отопительной печи предусмотрены две топки, каждая предназначена для своего вида топлива. Такой котел требует меньше вмешательства человека, так как большинство процессов автоматизированы и прибор является энергозависимым.

Полуавтоматические котлы длительного горения – отличный выбор для бытовых нужд и небольших производств: высокий КПД, сведенные к минимуму затраты человека и неприхотливость к качеству топлива – вот его преимущества. Подача топлива осуществляется только при участии человека. Полуавтоматические котлы наиболее популярны для бытовых нужд, так как автоматизация процессов сведена к самым необходимым, а цена у таких печей более оптимальная.

Автоматические котлы длительного горения практически не требуют участия человека, тут предусмотрена полная автоматизация процесса. Котлы с автоматизацией могут обеспечить процесс горения до 10 суток! Твердотопливные котлы хорошо подойдут для производств или отопления больших по площади помещений. Единственные минусы – это размеры и высокая цена.

Устройство у всех котлов практически одинаковое, различается в зависимости от модели лишь количеством топок и горением – верхним или нижним.

Твердотопливные котлы на щепе имеют несколько конструктивных особенностей, самая важная из которых – наличие специального бункера. Бункер используется для загрузки топлива в твердотопливных котлах длительного горения, которые могут работать на угле, щепе, пеллетах. Топливо автоматически забирается в камеру. В топке происходит процесс горения или пиролиза, в результате чего выделяемое тепло нагревает теплообменники.

Главное при монтаже котла – разместить все согласно инструкции, тогда автоматика будет работать без помех, а коэффициент полезного действия не сократится. Для подстраховки можно посмотреть видеоуроки об установке. Также для достижения максимального эффекта нагревания твердотопливных котлов длительного горения важно правильно выбрать тип топлива. В инструкции обязательно должны быть прописаны требования к топливу: углю, щепе или влажности пеллетов.

Как устроены автоматизированные котлы на угле

• После включения котла, запускается шнековая автоматическая подача угля в котёл. Первая порция топлива поджигается посредством электрической плазмы. По мере прогорания, в топку подается новая порция угля. Если необходимо увеличить интенсивность нагрева, увеличивается скорость шнекового транспортера. После достижения определенной температуры, подача топлива останавливается.

• Одновременно с шнековой передачей, включается подача воздуха в топку. Контроллер следит за скоростью поступления воздушных масс, что влияет на интенсивность горения.

• В топке установлены автоматические колосники. По мере сгорания угля, происходит сбрасывание зола и несгораемого остатка в зольный ящик. Колосники переворачиваются, зола падает вниз, прямо на еще один шнек, посредством которого и осуществляется удаление продуктов сгорания. Система самоочистки проходит и под ломаными дымовыми каналами.Сажа, оставшаяся на стенках, очищается специальными пружинами, расположенными внутри каналов и осыпается на шнековую передачу системы самоочистки. Все продукты сгорания из топочной камеры и дымового канала, направляются в зольный ящик.

Если технические характеристики угольного котла-автомата подобраны правильно, на выходе из дымохода не будет остатков сажи, а температура дыма останется в пределах 150°С.

Принцип работы угольной горелки

1. Обеспечить оптимальные условия для полного сжигания топлива с минимальным количеством недогара.
2. Гарантировать поддержание факела огня, для максимальной теплоотдачи.
3. Предотвратить чрезмерный расход угля, посредством оптимизации порционной подачи топлива.

1. Ретортная горелка – предназначена для сжигания угля, сорта Эко-горошек, без наличия штыбы, мелких частиц породы (угольной мелочи). Оптимальная фракция топлива 5-25 мм.

2. Горелочное устройство АКМ – допускается сжигание угля с большим, до 60% содержанием штыбы. Размеры фракции 5-25 мм.

Выбирая бытовой автоматический котел на угле, учитывают особенности будущей эксплуатации устройства, в частности, тип и размер фракции топлива. От этого парам

Мощные промышленные угольные котлы – устройство и эксплуатация

Для обогрева помещений свыше 500 м², используют промышленные угольные котлы. При выборе котла, учитывают принцип работы и степень автоматизации. Во время проведения монтажных работ, соблюдают действующие СНиП и ППБ. Правильный подбор подходящего котла, обеспечит максимально комфортные условия эксплуатации.

Принцип работы промышленного котла, работающего на угле

Промышленные твердотопливные угольные котлы, предлагаемые отечественными и зарубежными производителями, отличаются внутренним устройством, конструкцией и используемым принципом работы.

Чтобы добиться минимального количества зольного остатка и максимальной теплоотдачи при сжигании угля, требуется создать определенные условия в топочной камере. Для горения требуется большое количество кислорода. Поэтому, в камере сгорания осуществляется монтаж колосников, важнейшей функцией которых является равномерное распределение воздуха в топке.

Конструкция промышленного котла на угле состоит из следующих элементов:

• Топочная камера – в пиролизных котлах установлено сразу две топки. В первой, происходит сжигание топлива, во второй, дожиг отходящих газов. Мощность и КПД угольных котлов промышленного назначения, благодаря процессу пиролиза, увеличивается на 15-30%.
• Система дымоотведения – в конструкции присутствует вытяжной вентилятор, обеспечивающий полное удаление дымовых остатков из топки. Принудительное дымоотведение предотвращает попадание дыма в котельную и улучшает характеристики тяги.
• Электророзжиг – розжиг промышленного котла на угле осуществляется с помощью электрической дуги и других способов. Наиболее эффективным является метод плазменного воспламенения пыли. В топочной камере присутствует оптический датчик, контролирующий наличие пламени. При затухании огня, подается сигнал на повторный розжиг.
• Загрузка угля в котел – в зависимости от модели, закладка осуществляется автоматическим способом (посредством шнековой передачи) или вручную.
• Контур – в конструкции предусмотрен контур отопления. Обеспечение ГВС осуществляется подключением бойлера косвенного нагрева.
• Автоматика – работу автоматических и полуавтоматических котлов (ручная загрузка), полностью контролирует чувствительная автоматика. Контроллеры обеспечивают необходимую интенсивность подачи воздуха, следят за наличием пламени, нагревом теплоносителя.
  В конструкции предусмотрена система безопасности, предотвращающая закипание теплоносителя. Современные модели подключаются к GSM – модулям, дающим возможность управлять котлом дистанционно.

Устройство и принцип работы угольного котла, во многом напоминает обычную печь. Конструкция теплообменника претерпела модификации, для увеличения КПД и производительности. Был повышен объем загрузочной камеры, установлена автоматика. В результате изменений в конструкции и использования процесса пиролиза, удалось получить экономичный котел с высокой теплоотдачей.

Промышленные котлы с автоподачей угля

Автоматические промышленные угольные котлы отличаются от полуавтоматических аналогов принципом подачи топлива в камеру сгорания. Автоподача угля позволяет увеличить время автономной работы до нескольких месяцев. При условии своевременного заполнения бункера, работа котла не прекращается в течение всего отопительного сезона.

Преимуществом полностью автоматических моделей является:

• Сокращение обслуживающего персонала. Весь процесс, начиная от розжига и заканчивая регулировкой интенсивности нагрева, контролирует автоматика. Подача топлива, удаление золы из топки, осуществляются автоматически.
• Увеличение КПД – современные водогрейные промышленные котлы с автоматической подачей угля, полностью зависят от настроек автоматики. Контроллер сопоставляет показания термодатчиков и подбирает наиболее экономичный и производительный режим работы.

В качестве недостатка автоматических станций, можно выделить необходимость в использовании угля определенной фракции. Большие куски породы, заклинивают шнековую передачу, что приводит к остановке агрегата. Чтобы этого не произошло, используют дробилку угля, позволяющую получить необходимые размеры фракции.

Промышленный угольный котел с автоматической подачей топлива, оснащается механической системой, предотвращающей заклинивание шнековой передачи. Защита есть не во всех моделях, предлагаемых производителями.

Промышленные котлы с ручной загрузкой угля

Водогрейный промышленный угольный котёл с ручной загрузкой, не настолько прихотлив к размерам фракции угля, как полностью автоматический аналог. За работой устройства также следит контроллер, управляемый микропроцессором. Преимуществом данной конструкции является:

1. Возможность использования угля любых фракций и сортов.
2. Простая конструкция, обеспечивающая КПД промышленного угольного котла до 88%.
3. Большой объем топочной камеры, гарантирующий длительный период работы от одной закладки топлива.
4. Меньшая стоимость, по сравнению с полностью автоматическими станциями.

У полуавтоматических котлов существует несколько недостатков:

1. За сезон, потребуется вручную загрузить в топку несколько десятков тонн топлива.
2. В результате загрузки, появляется большое количество угольной пыли, оседающей на стенках и полах котельной.

Полуавтоматические станции полностью идентичны автоматическим, за исключением: способа загрузки топлива и времени автономной работы.

Выбор промышленного котла на угле

Экономичные угольные котлы отопления выпускают несколько отечественных и зарубежных компаний. При выборе подходящей модели, учитывают несколько технических характеристик:

• Принцип работы – классические котлы, использующие обычное сжигание топлива, достаточно неэкономичны, что особенно заметно в промышленном применении. Пиролизные агрегаты обеспечивают экономию в 30%.
• Автоматизация процесса горения – полуавтоматические станции загружаются углем вручную, в полностью автоматических конструкциях, предусмотрена шнековая подача фракций в топочную камеру.
• Страна производитель – импортные котлы изготавливают компании Defro, Viessmann, OPOP и т.п. Немецкие, чешские и польские станции считаются лучшими в своем классе, но и стоят в 2-3 раза дороже российских аналогов. Отечественные промышленные водяные котлы, работающие на угле, предлагают несколько компаний. Модельный ряд представлен моделями «Ямал», «Буржуй», «Прометей».

Производство промышленных угольных котлов включает изготовление классических и пиролизных моделей, работающих в полуавтоматическом режиме и использующих полностью автономную загрузку топлива. Чтобы подобрать станцию, оптимально подходящую по характеристикам к отапливаемому зданию, стоит обратиться за квалифицированной консультацией.

Правила эксплуатации угольного котла большой мощности

Все промышленные котельные должны соответствовать высоким требованиям безопасности. Нормы затрагивают:

• Размеры и другие характеристики помещения, в котором устанавливается теплогенератор.
• Организацию хранения угля.
• Соблюдение техники безопасности во время эксплуатации котла.

Документы для ввода в эксплуатацию предоставляются производителем. Все котлы проходят обязательную регистрацию в Ростехнадзоре. Перед началом использования, выполняется экспертиза безопасности. После выполненной проверки, дается разрешение на ввод в эксплуатацию. В технической документации ставится соответствующая отметка.

Требования к помещению промышленной угольной котельной

Монтаж котла допускается в промышленном помещении, соответствующем следующим требованиям:

• Стены и пол котельной облицован негорючим материалом.
• Присутствует приточно-вытяжная вентиляция.
• Есть естественное и искусственное освещение.
• Помещение достаточно просторное, чтобы вместить сам котел, систему водоподготовки, насосное оборудование, водораспределительную рамку и остальное оборудование.
• В котельной устанавливают систему противопожарной сигнализации.

При подключении котла и монтаже дымохода, соблюдают правила, касающиеся противопожарных разделок.

Нормы организации хранения угля

Расход угля для средних регионов России (помещение в 500 м²), составит около 7 тонн в месяц. Для северных широт, затраты превысят данный показатель в 2-3 раза. Соответственно, хранению топлива уделяют особое внимание. Существует несколько требований, предъявляемых к хранилищу:

• Автоматические котлы отгораживаются от топливного бункера перегородкой с высокой степенью огнестойкости. Минимальное расстояние 1 м. Система подачи угля снабжается противопожарными устройствами.
• Промышленные тепловые котельные установки на угольном топливе с ручной подачей, устанавливаются в отдельной комнате. Хранить топливо и горючие материалы в одном помещении с котлом, категорически запрещается.
• Хранилище оборудуют противопожарными датчиками. Устанавливают сигнализацию.
• Обязательно проведение влажной уборки, не реже раза в месяц.

Главным требованием, предъявляемым к хранилищу, является обеспечение безопасной эксплуатации и предотвращение возгорания топлива, и угольной пыли.

Техника безопасности при работе котла

Нормы безопасности во время эксплуатации угольной котельной, направлены на предотвращение возникновения опасных ситуаций и раннего выхода из строя отопительного оборудования. Производители рекомендуют использовать следующие меры защиты:

• Система подготовки воды – снижение концентрации кальциевых осадков в теплоносителе, предотвращает ранний выход из строя теплообменника. Обязательным является установка угольного фильтра. В замкнутых системах отопления, систему фильтрации заменяют несколько раз. Первый – спустя несколько дней эксплуатации, второй – по мере загрязнения фильтра.
• Высокотемпературные промышленные водогрейные угольные котлы большой мощности с ручной загрузкой, топят исключительно топливом, указанным в инструкции по эксплуатации. Допускается использование дров. При сжигании последних, убираются колосники из топочной камеры.
• Автоматические промышленные котлы отопления на угле длительного горения, работают на угле типа эко горошек, с максимальной фракцией 25 мм. Система безопасности является обязательной. При перегреве теплоносителя, автоматика прекращает подачу топлива. Система безопасности сбрасывает лишнее давление из контура отопления.

Обс

Котельная на угле

Проблема газификации отдельных районов и областей нашей страны по сей день остаётся очень острой и, порой, трудно решаемой. Не во все отдалённые посёлки и населённые пункты есть возможность провести газопроводы, да и получить разрешения на газификацию не так-то просто. В этой сложной ситуации, всё-таки, выход есть. Лучше всего с этой проблемой справится котельная на угле. Котельные на твёрдом топливе широко востребованы именно в тех районах, где испытывается недостаток в природном газе и слабо развита газотранспортная система. Вариант достаточно удобный и эффективный. Основное преимущество угольных котельных — это минимальные затраты на электричество в том случае, если установка не автоматизирована и отсутствие необходимости в газе для обеспечения бесперебойной работы всей котельной. Самый существенный минус данного вида теплоснабжения — это выброс большого количества загрязняющих веществ в атмосферу. Кроме этого, за работой этого типа котельных требуется постоянный контроль, так как автоматизировать весь процесс не представляется возможным. К другим недостаткам можно отнести: необходимость в большом помещении, где можно было бы хранить уголь и ежедневная очистка топки, а также требуется периодически пополнять запасы угля. Несмотря на это, ввод в эксплуатацию и использование котельных на угле является целесообразным и с задачей по теплообеспечению зданий и сооружений справляется хорошо.

Котельная установка на угле использует теплоту сгорания угля для получения тепловой энергии в виде горячей воды или пара. Принцип работы котельной на угле достаточно прост. Уголь доставляют на место при помощи вертикального элеватора и распределяют по бункерам. Из бункера уголь попадает в засыпной ковш при котле и только потом в топку, где он подвергается горению. Вырабатываемое тепло отдаётся в водогрейный котёл и экономайзер. Дымовые газы через общий газоход выводятся в дымовую трубу. Зола, получаемая в процессе горения угля, удаляется конвейером в специальный бункер-накопитель шлаков. Далее зола удаляется из бункера и вывозится. Циркуляция воды в котельной осуществляется за счёт центробежного насоса и является принудительной. Имеющееся электрооборудование в котельной управляется посредством пульта управления. Котельные установки на угле надёжны, просты в эксплуатации и не требовательны в обслуживании. Предназначены для постоянного или временного тепло- и водоснабжения промышленных комплексов, административных сооружений, жилых зданий и пристроек.

автоматический вариант длительного горения на угле для частных домов, конструкция с полуавтоматической подачей топлива для отопления

Использование угля для отопления имеет давнюю историю. Но совсем необязательно применять именно классическую печь. Есть более современные конструкции – котлы, которые нужно выбирать максимально тщательно и скрупулезно.

Особенности

Современный угольный котел отличается универсальностью использования. Все системы, которые могут сжигать каменный уголь, довольно хорошо работают и на дровах, и на топливных брикетах, и на пеллетах, и на различном бытовом мусоре. Выделяемая при сгорании антрацита энергия довольно велика. Можно использовать ее для подогрева как напрямую воздуха, так и промежуточного водного контура. Используемая современная техника позволяет максимально продлить срок сгорания одной порции топлива.

Принцип работы

Котлы на угле для частных домов сжигают закладываемое топливо снизу вверх. Обязательным моментом при работе конструкции является отслеживание скорости притока свежего воздуха. А это значит, что процесс горения управляется от начала до конца. Очень важной характеристикой техники последнего поколения является автоматизированная подача топлива. Она в значительной мере освобождает владельцев от грязной, трудоемкой и весьма сложной работы.

Подача новых порций топлива в топку обычно осуществляется за счет работы шнекового конвейера. Различия в системах отопления обусловлены преимущественно конструкцией шнека: по сравнению с устройствами, работающими на пеллетах, он должен быть массивнее и крепче. Выполнить отопительную функцию аппарат сможет только в том случае, когда он будет сжигать горючее строго заданных характеристик. Четко лимитируется влажность, поскольку при ее превышении эффективность обогрева резко сокращается. Более подробные указания на этот счет, в том числе и по режимам работы горелки, содержит режимная карта на конкретный аппарат.

Не всегда рядовой потребитель может сам понять, что именно там написано. Но стоит сохранять подобную документацию, чтобы сервисные специалисты могли разобраться в тех или иных нюансах. Стандартная режимная карта формируется строго по образцу, утвержденному еще в 1984 году.

В ней указывают:

• рекомендуемую пропорцию угарного газа по отношению к кислороду и углероду;
• КПД тепловой системы;
• показатель тепловых потерь в целом;
• утрату тепла при работе нагревателя;
• величину генерации пара;
• давление газа и воздуха в горелке;
• температуру создающегося пара.

Особая форма карты применяется при использовании инжекторной горелки. Тогда указание по давлению воздуха заменяется описанием размещения узлов, таких как регулирующая заслонка и шторы поддувального листа. Дополнительно может расписываться, где расположены профильные заслонки и пропорционализатор байпасного окна. Почти всегда к котлам на угле прилагается режимная карта экономайзера. Важно: режимные карты обновляются в случае любого перепрофилирования системы, ее переоборудования.

Плюсы и минусы

Судя по отзывам пользователей, работающие на угле агрегаты проявляют себя нисколько не хуже газовых или жидкостных аналогов. Они очень хороши там, где требуется обеспечить подогрев при отсутствии подключения к центральной газовой магистрали. Температура горения и выхлопных газов определяется выбором конструкторами классической либо пиролизной схемы. В сравнении с другими видами топлива, уголь отличается очень высокой тепловой эффективностью.

Однако важно помнить о слабых местах конструкции:

• придется использовать вентилятор, который неработоспособен при отключении электричества;
• стоимость качественного угольного котла весьма велика, дровяные модели продаются заметно дешевле;
• по сравнению со сжиганием древесины, увеличивается выход угарного газа, что означает необходимость оборудовать котельную подальше от жилого пространства;
• выделяется больше копоти, сажи и пыли, которые неизбежно пачкают все вокруг.

С другой стороны, если выбирать между разными видами твердого топлива, уголь окажется самым мощным горючим. Особенно убедительна разница в больших домах, где требуется подавать в радиаторы много тепла. Несколько ослабить присущие угольному топливу недостатки и дополнительно повысить эффективность работы можно, выбирая пиролизные конструкции. В свою очередь, они обойдутся намного дороже простых твердотопливных аппаратов. И что немаловажно, уголь для одинакового обогрева стоит заметно дешевле, чем электричество.

Виды

Благодаря стараниям инженеров, угольные котлы перестали быть чем-то однородным и однообразным, как было еще несколько десятилетий назад. Широкое распространение автоматических систем длительного горения обусловлено растущей заботой об эффективности отопления. Стоимость любого топлива и получаемой энергии неуклонно растет. Польза от длительного сжигания единичной порции топлива состоит и в том, что это высвобождает в значительной мере людей от рутинного контроля. Отпадает потребность непрерывно следить за работой оборудования и подбрасывать все время новое горючее.

Характерная проблема старых печек, которые даже при жарком обогреве вечером к утру оказывались ледяными, решена успешно. Сокращение количества несгоревших остатков вещества позволяет уменьшить объем получаемой золы. А ее утилизация – серьезная проблема для любого частного дома; ведь отгоревший уголь, в отличие от древесины, нельзя использовать для удобрения огородов.

Появляется возможность выполнения регламентных работ в перерывах между закладками топлива, снижается выброс сажи. Устраняется характерная особенность твердотопливного оборудования ручного типа, которое легко перегревается.

Не стоит полагать, что котел длительного горения является идеальным устройством для всех вообще. Использование сложной и тщательно настроенной автоматики увеличивает стоимость механизма до 100%. Появляется зависимость от электросети, которая даже устройствами резервного питания не ликвидируется до конца. В значительной степени эти недостатки перекрываются впечатляющим КПД. Но все же там, где электроснабжение нестабильно, стоит подумать о выборе более традиционных устройств.

Переходным уровнем между этими видами техники оказываются полуавтоматические аппараты. Длительность автономного действия в лучших моделях такого рода достигает 20-24 часов. По сравнению с обслуживаемыми вручную котлами, увеличены размеры топки и теплообменника.

Обычно конструкция предусматривает:

• нижнюю дверцу для золы;
• средний проход для топки;
• очистку теплообменника через люк сверху.

Некоторые модели оснащаются всего только двумя дверями, в таком случае верхняя совмещает функции очистки теплообменного узла и входа для топлива. Розжиг должен быть произведен вручную, как только пламя загорится, в работу вступает автоматика. Обязательно есть микропроцессор, который следит за работой надувающего воздух вентилятора. Действие этого вентилятора задает темп подкачки воздуха в область, где горит уголь. Соответственно, изменяется скорость сгорания топливной массы.

В зависимости от сложности регулирующих систем, их действие может подразумевать ступенчатую или плавную корректировку. В простейшем режиме контроллер реагирует на спуск температуры ниже планового значения.

Практичнее считаются комплексы с PID-автоматикой, которые дополнительно принимают во внимание температуры:

• контура горячего водопровода;
• выхлопных газов;
• комнатного воздуха.

В полуавтоматическом котле можно сжигать уголь, не прошедший калибровку. Как буроугольное, так и каменноугольное горючее не должно иметь частицы размером менее 1 см. Для дров критична глубина топочной камеры, она ограничивает допустимую длину поленьев. Если планируется использовать щепки, каждая из них должна быть не меньше 1 см в длину. Рекомендуется также увлажнение щепы.

Шахтный принцип топки считается практичнее других вариантов. Вертикально загружаемое горючее не только пылает эффективнее, чем обычно. Оно выделяет тепло более долгое время и выбрасывает меньше токсичных газов в атмосферу. По сравнению с простыми «ящиками», эффективность работы оборудования действительно вырастает. Производители непрерывно проводят эксперименты, чтобы найти лучшие варианты исполнения теплообменников, футеровки, формы шахтного канала и так далее.

Немалая часть водогрейного оборудования работает одинаково хорошо на каменном угле и на древесном топливе. Существуют даже модели, работающие на древесном угле. Такие устройства собираются и в России, и за рубежом. Преимуществом их является повышенная экономичность и способность проработать на единственной порции топлива более 10 часов. Модификации различаются и по виду теплообменника.

Стальные узлы, обменивающие тепло, выделяются только дешевизной. Прочие параметры (срок использования, вырабатываемая мощность) невелики. Проблемой стальных изделий является и слабая адаптация к появлению конденсата, что требует выдерживать прогрев обратного водного контура от 65 градусов. Зато сталь легче очищать, а в такие котлы еще довольно просто закладывать новое топливо. Если для изготовления теплообменника используется чугун, тепловая эффективность, как и общая вырабатываемая мощность, оказывается весьма приятным бонусом.

При этом к чугунным котлам надо привыкать, подача топлива в них происходит спереди. Стоит заметить, что сам уголь не всегда представляет собой привычные куски. Некоторые модели хорошо работают на так называемом водоугольном топливе, которое делается при измельчении массы и перемешивании ее с водой. Иногда встречается и пылеугольное горючее, то есть просто раздробленная до очень мелкого состояния масса. Такое топливо используется главным образом в режиме факельного сжигания.

Монтаж

Пуск новой котельной «под ключ» для ПАО «Тяжстанкогидропресс»

КОТЭС Инжиниринг выполнили реконструкцию теплоснабжения газовой котельной ПАО «Тяжстанкогидропресс» мощностью 20 МВт в Новосибирске. Проект предусматривает замену выведенных из эксплуатации водогрейных котлов на новые (2 котла марки ENTROROS по 10 МВт каждый) и их полностью автоматизированную работу. КОТЭС Инжиниринг выполнила весь комплекс работ, включая: проектирование, монтаж, поставку, программирование, пусконаладочные работы и внедрение распределенной системы управления.Проект реализован с использованием механизма лизингового финансирования.

В июне 2017 года специалисты компании приступили к разработке проекта, а в декабре новая котельная уже была введена в эксплуатацию. На первом этапе смонтирован один котел мощностью 10 МВт и общее котельное оборудование первой очереди. Специально для этой котельной специалисты «КОТЭС Инжиниринг» разработали современный универсальный программно-аппаратный комплекс на базе программного и аппаратного обеспечения Siemens (Simatic S7 series PLC) и MasterSCADA.С декабря котельная работает в автоматическом режиме, без обслуживающего персонала. В зависимости от погодных условий на улице температура теплоносителя автоматически изменяется системой управления оптимальным контуром котла, что обеспечивает значительную экономию топлива и сбалансированную подачу тепла на установку.

Реконструкция котельной за счет использования нового оборудования и внедрения распределенной системы управления технологическим процессом позволила обеспечить полностью безопасное и экономичное теплоснабжение станции.На следующем этапе планируется установка второго водогрейного газового котла и ввод в эксплуатацию последнего комплекта общего котельного оборудования. Реализованный программно-технический комплекс позволяет вести учет производительности и отображать графики по всем параметрам котельной ретроспективно.

Трансформация 2-тонного угольного котла в Китае, образец отчетов

1 страница, 397 слов

Когда электрическая сеть Китая почти завершена (угольные электростанции, гидроэлектростанции и т. Д.), Больше инвестиций будет направлено вниз по течению в распределительную сеть, которая соединяет городские электростанции, промышленных и бытовых потребителей с сетью.Больше инвестиций также будет направлено на подключение распределенных энергетических проектов, в частности, ветряной и фотоэлектрической энергии (солнечные панели).

Изобретение относится к способу энергосбережения и устройству энергосбережения для угольного 2-тонного угольного котла. Устройство, снижающее воздействие, включает в себя трубопровод для подачи пара, пароперегреватель, а также множество распылительных стоек. Распылительные штанги расположены в приточной камере котла; множество маленьких отверстий выполнено для распылительных столбов; маленькие отверстия расположены вверх, к горящему слою угля; Распылительные столбы имеют выход из пароперегревателя через трубопровод или через регулирующий клапан в трубопровод.Метод экономии действий включает в себя следующие процедуры: (1) пар вводится из вашего вспомогательного цилиндра с котлом, плюс пар вводится в пароперегреватель вместе с паром, превращающимся в сухой пар с 500-800 градусами; (2) сухой пар направляется во множество распылительных штанг, расположенных в камере подачи воздуха на котле; (3) сухой пар выдувается из ваших маленьких отверстий в распылительных стойках, смешивается и сжигается при использовании слоя для сжигания угля. Энергосберегающий метод и устройство имеют отношение к техническим новшествам в существующих угольных котлах, особенно применительно к существующим цепным котлам и котлам с пожарным генератором.Таким образом, улучшаются характеристики энергосбережения и эффективность.

1 страница, 326 слов

Отчет о регулировании температуры угольных паровых котлов

Регулирование температуры угольного парового котла При работе угольного парового котла колебания температуры могут вызвать ряд опасностей, высокие температуры вызовут повышение температуры стенки трубы пароперегревателя, низкая температура повлияет на увеличение потребления газа потребителями газа , даже повредить оборудование, поэтому нам нужно отрегулировать температуру угольного парового котла.В этом …

Электроэффективный угольный котел, который состоит из одного — газопровода, трубопровода баллона, соединенного с угольным котлом на 2 тонны; пароперегреватель, пароперегреватель в виде змеевика установлен внутри камеры сгорания 2-тонного угольного котла, впускная труба пара пароперегревателя соединена с выпуском, упомянутый входной газовый канал, так что внутри расходомера пара, установленного последовательно, парорегулирующий клапан (3 ) и паровой манометр; множество распылительных штанг, указанная распылительная штанга образована 2-тонным воздухом в котельной, работающем на угле, распылительная штанга создает множество отверстий, отверстий отверстий, обращенных вверх угольного слоя, регулирующий клапан штанги в виде трубы или над сквозным каналом плюс перегреватель, подключенный к розетке.угольный котел: http://www.coalfiredboiler.com/Product/coalfiredboiler/

Обзор технологий сокращения выбросов СО2 от угольных электростанций

Чтобы предотвратить серьезное изменение климата, концентрация CO ₂ в атмосфере должна быть снижена за счет биологического поглощения CO ₂ из атмосферы или сокращения CO ₂ выбросов от источников. Существуют некоторые подходы к сокращению выбросов CO ₂ из стационарных источников, такие как сокращение потребления энергии, вырабатываемой с использованием ископаемого топлива, увеличение производства энергии из источников неископаемого топлива, таких как солнечная энергия, ветер, биомасса и ядерная энергия. и использование технологии улавливания и хранения углерода (CCS) для крупномасштабного производства.В CCS-технологиях CO ₂ отделяется от дымового газа любого источника и используется в других процессах или хранится в безопасном месте, например, в подземных хранилищах и океанских хранилищах. В этом исследовании только сокращение / улавливание CO ₂ из дымовых газов будет рассматриваться среди трех этапов (улавливание, транспортировка, хранение) технологии CCS.

Идея отделения и хранения CO ₂ для уменьшения его выбросов в атмосферу была впервые предложена в 1977 году (Marchetti, 1977).С тех пор была проведена большая исследовательская работа по возможным вариантам смягчения последствий. В настоящее время доступно множество технологий улавливания CO ₂ ; некоторые из этих технологий уже используются в коммерческих целях, а некоторые находятся в стадии разработки. В основном существует три пути (проиллюстрированных на Рисунке 4) для сокращения выбросов CO ₂ : после или после сжигания, до или до сжигания и кислородного сжигания с CO ₂ . В процессах перед сжиганием CO ₂ и другие загрязнители, такие как NOx и SOx, удаляются посредством газификации перед сжиганием (Kreutz et al., 2002; Уильямс, 2003). С другой стороны, CO ₂ удаляется после сжигания в технологии дожигания. При кислородном сжигании CO ₂ отделяется во время сжигания с образованием потока дымового газа, содержащего в основном CO ₂ и H ₂ O. Этот метод прост и включает в себя в основном стадии сжатия и охлаждения, и никаких дополнительных растворителей не требуется ( IPCC, 2005). Эта технология в основном используется в стекловаренных, алюминиевых и сталеплавильных печах для удаления CO ₂ , но в производстве электроэнергии она все еще является новой технологией, и некоторые крупномасштабные пилотные установки планируются или находятся в стадии реализации.

3.1. Предварительное сжигание CO ₂ улавливание

Этот процесс удаляет CO ₂ из любых промышленных источников до сжигания топлива, такого как уголь, нефть или газ, для производства энергии. В процессе предварительного сжигания топливо сначала превращается в синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода (CO). Этот CO реагирует с водой и производит CO ₂ , и, наконец, этот CO ₂ отделяется от водорода и сжимается для транспортировки и хранения.Затем оставшийся водород сжигается для получения энергии. С помощью этой технологии можно сократить около 90% -95% выбросов CO ₂ . Технологии предварительного сжигания показаны на рисунках 5. Эта технология в настоящее время используется на нефтеперерабатывающих заводах, но имеет ограниченное применение на электростанциях. Технология интегрированного комбинированного цикла газификации (IGCC) и сжигания в псевдоожиженном слое (FBC) используется для улавливания CO ₂ перед сжиганием. В настоящее время технология интегрированной газификации с комбинированным циклом (IGCC) используется для производства электроэнергии и сокращения выбросов электростанций.

Углерод улавливается с использованием технологии IGCC перед сжиганием с использованием низкого давления с физическим растворителем (например, процессы Selexol и Rectisol) или химическим растворителем (например, метилдиэтанолаймин (MDEA)). В этом процессе ископаемое топливо сначала превращается в CO ₂ и газообразный водород (H ₂ ). Затем газ H ₂ и газ CO ₂ отделяются друг от друга, и электричество производится путем сжигания газа, богатого водородом. Около 90% CO ₂ может быть удалено с электростанции путем предварительного сжигания CO ₂ , улавливаемого с использованием технологии IGCC, хотя технология предварительного сжигания в основном применима для новых электростанций, не будучи экономичной для существующих станций.Выяснилось, что в настоящее время во всем мире эксплуатируются четыре коммерческие установки IGCC (каждая из которых имеет мощность 250 МВт). Эффективность электростанции снижается с 38,4% (без улавливания CO ₂ ) до 31,2% (с улавливанием CO ₂ ) за счет внедрения технологии IGCC для сокращения выбросов (исследование MIT, Future of Coal, 2007).

Рис. 5.

Упрощенная иллюстрация (перерисовка) улавливания CO2 перед сжиганием (улавливание и хранение углерода в Шотландии, 2010 г.).

3.2. При сжигании CO ₂ улавливание или технология кислородного сжигания

Во время сжигания CO ₂ улавливание включает сжигание угля с кислородом (почти чистый кислород> 95%) вместо воздуха.Дымовой газ образуется, в основном, из высококонцентрированного CO ₂ и водяного пара. Эти два компонента дымового газа легко разделяются в процессе охлаждения. Затем вода конденсируется и образуется газовый поток, обогащенный CO ₂ . Этот кислородно-топливный процесс может удалить до 100% CO ₂ из дымовых газов. Кислородно-топливный процесс показан на рис. 6. Основная проблема этой технологии заключается в том, что отделение кислорода от воздуха приводит к снижению энергопотребления электростанции.CCS потребляет значительное количество энергии. Эта дополнительная энергия поступает из цикла выработки электроэнергии, вызывая меньшее количество доступной энергии (электричества) или требуя дополнительного количества энергии (в качестве входа) для выработки того же количества энергии (электричества) на выходе. Это (энергия, потребляемая CCS) называется штрафом за энергию, и в конечном итоге повышает стоимость производства электроэнергии. Разрабатываемая технология сгорания с химическим контуром потенциально может решить эту проблему за счет более легкого отделения кислорода от воздуха.

Проект Vattenfall (пилотная установка мощностью 30 МВт) в Германии и проект Callide Oxyfuel в Квинсленде, Австралия, являются крупнейшими разрабатываемыми демонстрационными проектами кислородного топлива. По оценкам Массачусетского технологического института, после установки кислородно-топливной технологии КПД электростанции снизится на 23% для нового строительства и на 31% -40% для модернизации существующей станции (исследование MIT, Future of уголь, 2007).

Рис. 6.

Упрощенная иллюстрация (перерисовка) кислородно-топливного улавливания CO2 (улавливание и хранение углерода в Шотландии, 2010 г.).

3.3. Улавливание CO ₂ после сжигания

Улавливание CO ₂ после сжигания на электростанциях происходит после сжигания воздуха и топлива для выработки электроэнергии и непосредственно перед тем, как образующийся выхлопной газ попадет в дымовую трубу. Преимущество технологии улавливания CO ₂ после сжигания состоит в том, что ее можно модернизировать на существующих установках без значительных модификаций; требуется только установка необходимого оборудования для улавливания. Упрощенная иллюстрация улавливания CO ₂ после сжигания показана на Рисунке 7.Доступны несколько методов улавливания CO ₂ после сжигания. Наиболее распространенным методом дожигания является химическая абсорбция аминовыми растворителями. Другими технологиями улавливания CO ₂ после сжигания являются мембраны, процесс PSA (адсорбция при переменном давлении) и процессы карбонизации минералов. Они описаны ниже.

Рис. 7.

Упрощенная иллюстрация (перерисованная) улавливания CO2 после сжигания (улавливание и хранение углерода в Шотландии, 2010 г.).

3.3.1. Абсорбционная технология

На сегодняшний день наиболее доступной и проверенной технологией улавливания для промышленного применения является процесс химической абсорбции с использованием аминов (моноэтаноламин (МЭА)). В этом процессе выхлопные газы, содержащие CO ₂ , проходят через абсорбер, где CO ₂ связывается с раствором MEA, а затем MEA, обогащенный CO ₂ , перекачивается в отпарную колонну для регенерации растворителя и отделения CO _{. 2} от MEA. В процессах химической абсорбции между газообразным CO ₂ и щелочными растворителями образуется химическая связь, и благодаря образованию этой связи процессы химической абсорбции происходят кинетически быстрее.Многие коммерческие электростанции используют процесс химической абсорбции для регенерации CO ₂ (IEA-GHG, 2000). Когда парциальное давление CO ₂ составляет менее 3,5 бар, предпочтительным является процесс химической абсорбции (GPSA, 2004). На рисунке 8 показан процесс химической абсорбции. Дымовой газ, содержащий CO ₂ , охлаждается перед поступлением в абсорбер, который поддерживает диапазон температур 40-60 ^o ° C. В абсорбере дымовой газ контактирует с абсорбирующим растворителем и связывается с абсорбером.Затем обедненный дымовой газ покидает верхнюю часть абсорбера, а богатый растворитель, содержащий CO ₂ , покидает нижнюю часть абсорбера и перекачивается в регенератор для восстановления растворителя через теплообменник. В секции регенерации богатый растворитель нагревается для высвобождения CO ₂ из верхней части регенератора и, наконец, CO ₂ сжимается для хранения. Бедный растворитель, не содержащий CO ₂ , повторно используется в абсорбере (IPCC, 2005).

Процесс физического поглощения осуществляется за счет слабого связывания CO ₂ и растворителя при высоком давлении.Физическое поглощение в основном учитывается для высоких концентраций CO ₂ (выше 15%) и высоких парциальных давлений. Процесс физического поглощения все еще находится на начальной стадии развития. Растворители Rectisol, Purisol, Selexol и Fluor используются для физического поглощения, а MDEA, KS-1, KS-2, KS-3, MEA, Amine Guard используются для химического поглощения (International Energy Agency, 2004). Для регенерации растворителя в процессе физической абсорбции требуется меньше энергии по сравнению с химической абсорбцией.

Рис. 8.

Процесс химической абсорбции амина (Herzog & Golomb, 2004).

Обычно щелочные растворители, такие как алканоламины, горячий карбонат калия и аммиак, коммерчески используются для извлечения CO ₂ . Помимо этого, в процессах химической абсорбции используются аминные растворители, такие как моноэтаноламин (MEA), диэтаноламин (DEA) и метилдиэтаноламин (MDEA). Но МЭА является наиболее подходящим растворителем из-за наличия некоторых благоприятных характеристик, таких как высокая растворимость в воде, высокая способность к биологическому разложению, высокая селективность, быстрая кинетика реакции, высокое сродство CO ₂ и простота регенерации (DOW, 2005; IPCC, 2005 ).Растворитель на основе затрудненного амина KS-1, разработанный Mitsubishi Heavy Industries, имеет меньшее потребление энергии для регенерации (Mimura et al., 1997). Извлечение CO ₂ обычно составляет от 85% до 95%, а чистота CO ₂ составляет приблизительно 99,5% с аминовыми растворителями (IPCC 2005). Недавно Массачусетский технологический институт подсчитал, что потери эффективности в размере 25% -28% для нового строительства и 36% -42% для модернизации существующего завода применяются в результате установки технологии улавливания CO ₂ MEA.Кроме того, другими серьезными недостатками является разложение амина в абсорбере из-за перегрева свыше 205 ^— F или в результате окисления по различным причинам. Устройства десульфуризации дымовых газов (FGD) или селективного каталитического восстановления (SCR) должны быть установлены с процессом MEA для устранения этих недостатков (Parker et al., 2008). В процессе химической абсорбции выбор растворителя, охлаждение растворителя, нагрев, регенерация, абсорбция, откачка и сжатие очищенного CO ₂ — все это энергоемкие и дорогостоящие процессы, которые снижают общую эффективность установки.Абсорбционная колонна и установка регенерации дороги в эксплуатации и требуют больших капиталовложений (Goldthorpe et al., 1992). Следовательно, необходимы исследования и разработки для повышения энергоэффективности, особенно в аспектах абсорбции и регенерации этой технологии, а также в вопросах охлаждения и нагрева для эффективной интеграции процессов абсорбции химических веществ в электростанции. Кроме того, важным фактором является выбор растворителя. Ключевыми факторами при выборе растворителя являются теплота абсорбции / регенерации, скорость абсорбции CO ₂ , абсорбционная способность CO ₂ , устойчивость к разложению и загрязнениям, коррозия и летучесть (Cullinane et al., 2002). Метод химической абсорбции с использованием MEA — очень дорогостоящий и энергоемкий процесс. Связывание между CO ₂ и молекулами растворителя является сильным, что обеспечивает эффективное удаление большей части CO ₂ . Но из-за этого сильного связывания для регенерации растворителя требуется высокая энергия регенерации.

Разработан процесс химической абсорбции охлажденным аммиачным растворителем, в котором температура дымовых газов снижается с примерно 54,4 ^o ° C до 1,6-15 ^o ° C перед входом в абсорбер для уменьшения проблем окисления.Этот процесс с охлаждением аммиака снижает температуру дымовых газов, что сводит к минимуму объем дымовых газов, поступающих в абсорбер, за счет конденсации остаточной воды в газе; это также вызывает выпадение некоторых загрязняющих веществ из дымовых газов, снижая потребность в другой предварительной обработке (Parker et al., 2008).

Другой процесс на основе аммиака, обозначенный как ECO ₂ , разрабатывается Powerspan. В этом процессе, в котором не используется охлаждение, топочный газ с более высокой температурой используется для увеличения скорости абсорбции CO ₂ в абсорбере для удаления CO ₂ из дымового газа (Powerspan, 2008; Ryan and Donald, 2008).Эксплуатация двух коммерческих демонстрационных проектов процесса Powerspan начнется в период с 2011 по 2012 год с использованием отводного потока дымовых газов, эквивалентного блоку мощностью 120 МВт со станции Basin Electric в Антилопа-Вэлли, в Северной Дакоте, и отвода дымовых газов, эквивалентного блоку мощностью 125 МВт в округе WA NRG. соответственно в Техасе (Parker et al., 2008).

3.3.2. Мембранная технология

В мембранном процессе газопоглощающие мембраны используются в качестве устройств, контактирующих между потоком газообразного сырья и потоком жидкого растворителя.На рисунке 9 представлена ​​схематическая диаграмма мембранного процесса. В этом процессе мембранный модуль помещается в термальную водяную баню для поддержания постоянной температуры. Исходная газовая смесь поступает в мембранный модуль, когда клапан баллона со смешанным газом включается на желаемый расход, и поток смешанного газа подается в просвет волокна на конце мембранного модуля при несколько более низком давлении, чем это стороны жидкости, чтобы предотвратить рассеивание пузырьков газа в жидкости.

Исходная газовая смесь готовится в системе подготовки газа до заданной концентрации на основе принципа парциального давления, а абсорбенты готовятся в питающем резервуаре с деионизирующей водой до заданной концентрации.Жидкий абсорбент подается шестеренчатым насосом из резервуара для раствора в межтрубную часть модуля. Расход газового пара и жидкого абсорбента измеряется расходомером. Затем CO ₂ газовой смеси диффундирует через поры мембраны в жидкость со стороны оболочки и поглощается абсорбентом. Проникновение CO ₂ через мембрану зависит от разницы в парциальном давлении на стороне подачи и на стороне пермеата (на стороне жидкости), которая известна как отношение давлений (Ho, 2007).Затем жидкий абсорбент, содержащий CO ₂ , поступает в другой резервуар для раствора, и очищенный газовый пар выпускается с другого конца модуля (Lu et al., 2009). Выбор растворителя и материала мембраны очень важен. В мембранном процессе в качестве водного раствора используются водные растворы пропиленкарбоната, диэтаноламина (DEA), метилдиэтаноламина (MDEA) и пиперазина (PZ). В основном, полимерные мембраны, облегченные транспортные мембраны, мембраны молекулярных сит и мембраны из сплава на основе палладия используются в разделении CO ₂ (Feron, 1992).

Рисунок 9.

Схематическая диаграмма мембранного процесса (Лу и др., 2009).

Водные растворы активированного метилдиэтаноламина (МДЭА) в полипропиленовой половолоконной мембране продемонстрировали лучшую производительность при отделении CO ₂ с помощью мембранного процесса по сравнению с пропиленкарбонатом у того же мембранного подрядчика (Dindore et al., 2004 ; Лу и др., 2005). Растворитель имеет низкую теплоту поглощения, так как он требует меньше энергии во время регенерации.Другой способ улучшить процесс химической абсорбции — обеспечить максимальное взаимодействие между растворителем и CO ₂ (Fei, 2004; Fei and Song, 2005). Другие конфигурации процесса, такие как эффективная и экономичная конструкция абсорбера, отпарной колонны и конденсатора, могут использоваться для повышения эффективности процесса. Коэффициент массопереноса — очень важный параметр для мембранного газового процесса. Массоперенос в основном включает три этапа: диффузию смешанного газового компонента к стенке мембраны, диффузию мембранной жидкости через поры и, наконец, растворение в жидком абсорбенте.

Более высокие рабочие температуры и скорости потока могут повысить коэффициент массопереноса в процессе абсорбционной мембраны. Также было замечено, что составной раствор на основе аминокислот (0,75 кмоль / м ³ соль GLY) + пиперазин (PZ) (0,25 кмоль / м ³ ) демонстрирует лучшие характеристики, чем раствор соли одной аминокислоты. , (1,0 кмоль / м ³ соль глицина, GLY). CO ₂ эффективность восстановления этого процесса составляет примерно 90% (Lu et al., 2009). Мембранный процесс является очень энергоемким и дорогостоящим из-за высокой стоимости оборудования и высокого перепада давления, необходимого для этого процесса (Herzog et al., 1991). Таким образом, интеграция технологий является серьезной проблемой для улучшения материалов мембран, их размера пор, селективности и проницаемости, и подходящая комбинация мембраны и жидкого растворителя может улучшить экономические аспекты этого процесса. Была предложена идея гибридной конфигурации с мембранным процессом (Bhide et al., 1998), в которой мембрана используется с существующей химической абсорбционной установкой на передней стороне для удаления основной массы CO ₂ , а затем водный раствор диэтаноламина (DEA) используется для удаления оставшегося CO ₂ .

3.3.3. Технология PSA (адсорбция при переменном давлении)

Схема системы адсорбции при переменном давлении (PSA) показана на рисунке 10. Базовый принцип цикла PSA был описан Скарстромом (1960). В процессе PSA смешанный исходный газ высокого давления подается в абсорбер. Затем газ с высоким сродством к абсорбенту абсорбируется, а газ с более низким сродством проходит через слой и накапливается на другом закрытом конце. Когда слой абсорбера насыщен газом с высоким сродством, выпускной клапан слоя абсорбера открывается и отводится газ с низким сродством.В результате давление в слое адсорбера снижается, и абсорбированный газ выпускается из слоя адсорбера. Наконец, откачка абсорбированного газа завершается откачкой из слоя абсорбера. Этот этап может включать продувку слоя адсорбера газом с низким сродством (Skarstrom, 1960; Ho, 2007).

Рис. 10.

Схематическая диаграмма процесса PSA (Skarstrom, 1960; Ho, 2007).

В системах адсорбции при переменном давлении (PSA) одним из наиболее важных параметров является выбор адсорбента для адсорбции газа.Адсорбенты с большой площадью поверхности, такие как цеолит, молекулярные сита и активированный уголь, были широко проанализированы на предмет их эффективности разделения CO ₂ . Было установлено, что цеолит 13X является лучшим адсорбентом для CO ₂ , поскольку он имеет более высокую рабочую емкость, более низкие требования к продувке и более высокую равновесную селективность, чем активированный уголь (Chue et al., 1995). В процессах PSA в качестве абсорбента используется в основном цеолит 13X. В настоящее время он используется в сталелитейной и известковой промышленности для снижения содержания CO ₂ в дымовых парах.

3.3.4. Технология карбонизации минералов

При карбонизации минералов CO ₂ поступает из различных источников, вступая в реакцию с природными силикатными минералами на основе кальция (Ca) или магния (Mg) и образуя естественно стабильный твердый газированный продукт. Вместимость этого газированного продукта очень велика по сравнению с другими вариантами хранения. Газированные продукты хранятся в экологически приемлемом месте или повторно используются в другом промышленном процессе, таком как рекультивация шахт и строительство, также могут быть повторно использованы и захоронены для захоронения.Из литературы было обнаружено, что технология карбонизации минералов все еще находится на стадии исследований и разработок, и требуются дальнейшие исследования для демонстрации и внедрения этого процесса на электростанции (IPCC, 2005). Карбонизация минералов, содержащих оксиды металлов, атмосферным CO ₂ — это естественный процесс, который происходит самопроизвольно при низком парциальном давлении и температуре окружающей среды, хотя этот естественный процесс протекает относительно медленно. На основе этого естественного процесса продолжаются дальнейшие исследования по ускорению процесса реакции для внедрения этой технологии в промышленных масштабах.Идея связывания CO ₂ путем карбонизации минералов является относительно новой. Впервые она была предложена в 1990 году (Seifritz, 1990), а первое опубликованное исследование этой идеи было проведено Лакнером в 1995 году (Lackner et al., 1995). В этом процессе газообразный CO ₂ превращается в геологически стабильные карбонаты. На рисунке 11 представлена ​​принципиальная схема процесса карбонизации.

Рис. 11.

Схематическое изображение процесса секвестрации минерального CO2 (Кодзима и др., 1997).

Простое химическое уравнение этого процесса показано ниже (Lackner et al., 1995),

CaO + CO ₂ → CaCO ₃ + 179 кДж / моль

MgO + CO _{2 900g30 MgO + CO 2 900g30 M 3 + 118 кДж / моль}

На рисунке 12 показана блок-схема процесса карбонизации минералов серпентином и оливином. На этой диаграмме карбонизация осуществляется после различных вариантов предварительной обработки, таких как дробление, измельчение, магнитная сепарация и термообработка.Уменьшение размера минеральных частиц путем дробления и измельчения необходимо для получения частиц определенного размера для реакции карбонизации. Железная руда (Fe ₃ O ₄ ) и H ₂ O отделяются от минерала на стадии магнитной сепарации и стадии термообработки соответственно. Затем эту предварительно обработанную минеральную смесь с водой до образования кашицы. Реакция карбонизации этой минеральной суспензии сжатым CO ₂ проводится в реакторе карбонизации. После карбонизации CO ₂ и H ₂ O рециркулируют обратно в реактор, и газированный продукт и побочный продукт отделяют.

В последние годы было проведено множество исследований, связанных с различными путями технологии карбонизации, которые могут значительно снизить выбросы CO ₂ в атмосферу от любых процессов сжигания углерода.

Рис. 12.

Блок-схема (перерисованная) процесса карбонизации силиката магния (O’Connor et al., 2001).

В настоящее время процессы улавливания CO ₂ коммерчески используются в нефтяной и нефтехимической промышленности, но интеграция улавливания, транспортировки и хранения CO ₂ еще не была продемонстрирована на электростанции, хотя было продемонстрировано несколько программ исследований и разработок. по всему миру для электростанций (IPCC, 2005).Состояние различных технологий CCS приведено в таблице 3.

Хранение нефти Enhanced

Компонент CCS	Технология CCS	Этап исследований	Демонстрационная фаза	Экономически целесообразно2 при определенных условиях	Зрелый рынок	Улавливание	Дожигание			X
Перед сжиганием			X
Кислородно-топливное сжигание		X
		производство)					X
Транспорт	Трубопровод				X
	Транспортировка			X
		9 0360 X
	Газовые или нефтяные месторождения			X
	Соленые пласты			X
	Повышенное извлечение метана на основе угля (ECBM)
					9037 Океан	Прямой впрыск (тип растворения)	X
Прямой впрыск (тип озера)	X
Карбонизация минералов	Природные силикатные минералы 608
	Природные силикатные минералы
Отходы		X
Промышленное использование CO2					X

Таблица 3.

Состояние технологии улавливания и хранения CO ₂ (IPCC, 2005).

Из таблицы 3 ясно видно, что карбонизация минералов все еще находится на стадии исследований и разработок. Необходимы дальнейшие исследования. Более подробный обзор карбонизации минералов представлен в следующем разделе.

Steam House Africa — котлы, горелки и запчасти

+27 11 914 3346

ETC — Энергетические технологии

Контроль

Steam House Africa назначен технический центр для ETC.

Клейтон

Парогенераторы Clayton — это когда-то проходной, принудительный, водотрубный котел используя стальной спиральный змеевик тепла обменник

Коды проектирования

Проекты выполнены в соответствии с ASME VIII Div 1, Div 2, B31.3, STS-01, PD 5500, BS EN 12953, EN 13445, NBIC, API-579 / ASME FFS-1.

Steam House (SHA) имеет технический опыт для модернизации существующих горелок и контроллеров, будучи вовлеченным в таких системах с 2004 года.В SHA работают сварщики, ремесленники и инженеры, которые осуществляют деятельность компании. Строительные работы включают в себя такие области, как строительство резервуаров высокого давления, техническое обслуживание резервуаров высокого давления, изготовление нержавеющей стали, резервуары для хранения топлива, трубопроводы в соответствии с кодами SANS, неразрушающий контроль на месте, деятельность AIA, связанная с установленными законодательством инспекциями с использованием наших мастеров и Сторонние инспекторы.SHA также выполняет работы по техническому обслуживанию и ремонту котлов (уголь, газ, HFO, жидкое топливо) в соответствии с законодательством. инспекции, техническое обслуживание и ремонт сосудов высокого давления с использованием ресурсов AIA и собственных мастеров.SHA имеет воду под высоким давлением струйный очиститель с давлением 1000 бар для очистки труб и поверхностей котла. Агрегат установлен на собственном прицепе и питается от дизельный двигатель Cummins

Steam House Africa управляет полным спектром инженерного бизнеса, включая проектирование, моделирование заводов, закупки, управление проектами под ключ, строительство, монтаж, пусконаладка, сервис и ремонт котлов, вывоз котлов, давление нормативные проверки сосудов и котлов, поставка систем управления горелками, ремонт и испытания клапанов, такелажные и нефтеперерабатывающие трубопровод.

.