Повышение экологической эффективности теплоисточников малой мощности

Характеристики теплоисточников г. Иркутска

Распределение суммарной мощности по типам теплоисточников (%).

Производство тепла и потребление топлива стационарными теплоисточниками.

Потребление топлива стационарными теплоисточниками

Годовые выбросы вредных веществ объектами стационарной энергетики в атмосферу г. Иркутска

Способы снижения выбросов углекислого газа.
Замена технологий (нетрадиционные возобновляемые источники или непрямое сжигание).
Замена топлива.
Повышение эффективности существующих технологий прямого сжигания топлива.

Технологические причины низкой эффективности мелких и средних котельных.
Некачественный режим ведения процесса горения.
Конструктивные недостатки топочного устройства.
Несоответствием качества поставляемого угля (его фракционного состава) слоевому способу сжигания.

Мероприятия по модернизации отопительных
котлов
Беззатратные
организация более частой загрузки (в малом цикле горения) небольшой порции угля и равномерное ее распределение по колосниковой решетке;
поддержание в работе минимально необходимого количества котлов с нагрузкой близкой к номинальной;
обеспечения баланса тяги и дутья (обеспечение нормативных значений разрежения газов в топках котлов).

Зависимость КПД котла от избытка воздуха при различной структуре присосов по газовому тракту
Сверхнормативные присосы:
а – в топку
б – в опускной газоход
в – в подъемный газоход
г – везде поровну

Влияние присосов воздуха на максимальную мощность котла при ограничении производительности дымососа
Сверхнормативные присосы:
а – в топку
б – в опускной газоход
в – в подъемный газоход
г – везде поровну

РАСЧЕТ КПД КОТЛА
КПД = 1 - q2 - q3 - q4 - q5 - q6
q2 - потери тепла с уходящими газами;
q3 - потери тепла за счет химического недожога;
q4 - потери тепла с механическим недожогом;
q5 - потери тепла от наружного охлаждения котла;
q6 - потери с физической теплотой шлака.

Базовые характеристики котлов в котельной Стройка г.Слюдянки; середина отопительного сезона (номинальная нагрузка)
Примечание: * - q4 и q5 принимались по нормам для данного типа котлов.

Характеристики котлов (кот. Стройка) после их наладки с целью обеспечения баланса тяги и дутья
Примечание: Потери q4, q5 и q6 принимались по нормам для данного типа котлов.

Мероприятия по модернизации отопительных
котлов
Малозатратные
ремонт обмуровки с целью повышения герметичности котлов;
закрытие огнеупорным материалом задней части колосниковой решетки (примерно 30-50 %);
ремонт или установку запорной и регулирующей арматуры в газовоздушных трактах котлов;
сортировка топлива (использование кусков угля определенного размера - от 13 до 50 мм)

КПД угольных котельных до и после проведения мероприятий

Экономический эффект от модернизации мелких и средних угольных котельных

Зависимость КПД и максимальной мощности котла от толщины слоя наружных загрязнений поверхностей нагрева
а – КПД котла;
б – Температура уходящих газов

Принципы разработки высокоэффективных теплоисточников небольшой мощности
Механизация технологических процессов.
Создание горячей зоны горения слоя топлива.
Устройство горячей топочной камеры.
Турбулизация продуктов сгорания в топочном объеме.
Обеспечение высокой скорости дымовых газов.
Устройство многоходового конвективного газохода.
Обеспечение высокой газовой плотности котла.
Минимизация шага труб в топочных экранах.
Облегчение доступа к конвективным поверхностям.
Применение модульного принципа конструкции котла.

Разработанные механизированные котлы
Котлы с цепной решеткой прямого хода тепловой мощностью, МВт (Гкал/ч)
1,73 (1,5)
2,33 (2)
3,49 (3)
Котлы с топкой с шурующей планкой тепловой мощностью, МВт (Гкал/ч)
0,58 (0,5)
1,16 (1)