Газификация.

Использование биомассы в обычных энергетических установках приводит к ус-ложнению конструкций топочных уст-ройств и увеличению их габаритов, что связано с низкой жаропроизводительнос-тью биомассы.

Трудностей, возникающих при сжига-нии, можно избежать за счет термической переработки биомассы в газообразный энергоноситель. Речь идет о получении ге-нераторного газа в процессе газификации биомассы. Газ сжигается с малым коэффи-циентом избытка воздуха, он может быть сравнительно легко освобожден от содер-жащейся в нем влаги, подогрет, что обес-печивает получение высоких температур при сжигании. Генераторный газ можно эффективно сжигать в существующих га-зовых горелках при хорошей организации процесса горения; можно использовать су-ществующие топочные устройства для сжигания газообразного и жидкого топли-ва в котельных агрегатах и теплотехничес-ких установках.

Большим преимуществом генераторно-го газа по сравнению с твердым топливом является возможность использования его в газовых двигателях стационарного и транс-портного типа для выработки механичес-кой, электрической и тепловой энергии.

Для получения генераторного газа не-обходимых свойств, обеспечивающих эф-фективную работу двигателей внутренне-го сгорания из топлива с большим содер-жанием летучих (древесина, торф, бурый уголь), его газифицируют в газогенерато-рах обращенного процесса.

В этом типе газогенератора воздух по-дается в среднюю по его высоте часть, в ко-торой происходит процесс горения; обра-зующиеся при этом газы отсасываются кни-зу. Таким образом, активная зона занима-ет часть газогенератора от места подвода воздуха до колосниковой решетки, ниже которой расположен зольник с газоотбор-ным патрубком. Зона сухой перегонки и зона подсушки располагаются, как и в ге-нераторе прямого процесса, выше актив-ной зоны, но влага топлива и летучие не могут выйти из газогенератора, минуя ак-тивную зону. Проходя через зону с высо-кой температурой, продукты сухой пере-гонки подвергаются разложению, в ре-зультате чего количество смол в выходя-щем газе отсутствует или незначительно.

Действительный процесс газификации в газогенераторах является смешанным, т.к. часть влаги топлива участвует в процес-се газообразования.

Технология НТВ-сжигания.

На сегодняшний день наиболее рациональной-н технологией сжигания торфа является технология низкотемпературного вихревого сжигания (НТВ-сжигание). Способ НТВ-сжига-ния и топочное устройство для его реализа-ции разработаны выдающимся советским ученым — теплоэнергетикам В.В. Померанцевым и возглавляемым им коллективом ка-федры «Реакторо- и парогенераторостроение» в Ленинградском политехническом институте (ныне Санкт-Петербургский государственный политехнический университет — СПбГПУ). Данная технология прошла апробацию на широкой гамме твердых топлив, таких как торф, бурые и каменные угли, горючие сланцы, от-ходы деревообработки и микробиологическо-го производства, отработана на котлах произ-водительностью от З5 да 420 т пара в час при сжигании практически всей гаммы органи-ческих топлив и горючих твердых отходов производства в России, Эстонии, Болгарии, Китае.

В основу НТВ-технологии заложен принцип организации низкотемпературного сжигания груборазмолотого твердого топлива в услови-ях многократной циркуляции частиц в камерной топке.

В НТВ-топке (см. рис. 6) организованы две зоны горения, которые разнесены по ее высоте: вихревая (2) и прямоточная (1). Вихревая зона занимает объем нижней ча-сти топки от устья топочной воронки до горелок. Прямоточная зона горения распо-лагается над вихревой зоной в верхней части топки. Аэродинамика вихревой зоны со-здается за счет взаимодей-ствия двух организованных потоков: первый поток (а) сформирован из топливно воздушной смеси, поступающей в топку через горелки, второй поток (b) состоит из горячего воздуха, подава-емого в топку через систему нижнего дутья.

Потоки направлены навстречу друг другу и образуют пару сил, создающую вихревое дви-жение в нижней части топки.

В отличие от традиционной технологии пылеугольного сжигания, где основная часть топлива (до 96 %) сгорает в так называемой «зоне активного горения», расположенной в районе горелок и занимающей относительно небольшой объем камерной топки, в вихревой топке с НТВ технологией сжигания в «зону активного горения» вовлечен значительно боль-ший объем топочного пространства. Это дает возможность снизить максимальную температуру в вихревой топке (примерно на 100— 300'С) и за счет активной аэродинамики вы-ровнять колебания температуры в объеме вихревой зоны.

Достоинства НТВ-технологии сжигания:

Улучшенные экологические показатели. Из за пониженного уровня температуры, сту-пенчатого ввода окислителя, многократной циркуляции горящих топливных частиц и угрубления гранулометрического состава золы в совокупности обеспечиваются улуч-шенные показатели вихревых топок по вредным выбросам оксидам азота и серы, а

также повышается эффективность рабаты золоулав-ливающего оборудования котельной установки;

Гарантированное oбec-печение устойчивого воспламенения и горения твердых топлив без подсветки газом и мазутом, устранение шлако-вания НТВ-технология мо-жет быть реализована в тра-диционной камерной топке путем ее модернизации в период капитально-го ремонта котла;

Низкая чувствительность к колебаниям характеристик топлива. Это унифицирует топку по топливу и дает возможность сжигать в одном котле несколько видов твердого топ-лива;

Высокая устойчивости воспламенения топлива, что особенно актуально при сжига-нии низкосортных топлив;

Эффективное сжигание низкосортных топлив без использования "подсветки" пыле-угольного факела газам и мазутом;

Почти полное исключение шлакования поверхностен нагрева котла, что повышает надежность его работы;

Пониженный уровень температуры в зо-не активного горения снижает количество расплавленных частиц золы, что в сочетании с активной аэродинамикой снижает вероят-ности возникновения отложении на поверхностях нагрева котла;