Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной
Подогрев вторичного воздуха на 80 °С при двухстадийном сжигании бурого угля уменьшает выбросы окиси углерода в 1,3…1,5 раза. Брикетирование бурого угля, а также применение дистанционирующих прослоек из бросовых материалов делает его топливом, превосходящим по качеству торфяные брикеты. Совместное сж...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Datum: | 2005 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2005
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61499 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной / Г.В. Коваленко, О.Е. Хлебников, А.А. Халатов // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 6. — С. 56-59. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859821463541907456 |
|---|---|
| author | Коваленко, Г.В. Хлебников, О.Е. Халатов, А.А. |
| author_facet | Коваленко, Г.В. Хлебников, О.Е. Халатов, А.А. |
| citation_txt | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной / Г.В. Коваленко, О.Е. Хлебников, А.А. Халатов // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 6. — С. 56-59. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Подогрев вторичного воздуха на 80 °С при двухстадийном сжигании бурого угля уменьшает выбросы окиси углерода в 1,3…1,5 раза. Брикетирование бурого угля, а также применение дистанционирующих прослоек из бросовых материалов делает его топливом, превосходящим по качеству торфяные брикеты. Совместное сжигание бурого угля и древесины при значительных ее долях (50%) приводит к уменьшению концентрации окиси углерода на величину до 40%.
Підігрів вторинного повітря на 80 °С при двохстадійному спалюванні бурого вугілля зменшує викиди оксиду вуглецю в 1,3...1,5 рази. Брикетування бурого вугілля, а також застосування дистанціонуючих прошарків з викидних матеріалів робить його паливом, що переважає по якості торфові брикети. Сумісне спалювання бурого вугілля і деревини при значних її частках (50%) призводить до зменшення концентраціїї оксиду вуглецю на величину до 40%.
The preheating of secondary air on 80 °C at two-stage incineration of brown coal decreases injection of carbon oxide in 1.3 - 1.5 times. The briquetting of brown coal and also applying spacer grid from waste materials makes its quality as a fuel better than peat cakes ones. Joint incineration of brown coal and wood at its considerable portion (50 %) decreases in carbon oxide concentration by quantity up to 40 %.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:25:49Z |
| format | Article |
| fulltext |
56 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Украина располагает значительными запасами бу;
рых углей, добыча которых возможна открытым спо;
собом и, следовательно, будет дешевой. В настоящее
время принято решение о строительстве крупной
тепловой электростанции, использующей эти угли.
К их недостаткам относятся высокая влажность, низ;
кия калорийность и прочность. На установках мощ;
ностью до 100 кВт влажные топлива рационально
сжигать в слоевых топочных устройствах. По интен;
сивности горения слоевой процесс обладает больши;
ми преимуществами по сравнению с факельным.
Однако интенсификация горения, которой обычно
достигают с помощью увеличения скорости продува;
емого через слой воздуха, приводит к выносу из слоя
частиц, которые не успевают сгореть в пределах то;
почной камеры. Поэтому наличие в слое топлива
значительного количества мелких фракций не дает
возможности повысить теплонапряжение зоны горе;
ния, чтобы использовать возможности слоевого про;
цесса. Для сжигания в неподвижном слое низкая
прочность бурых углей Днепровского бассейна дела;
ет их не конкурентно способными даже с торфяны;
ми брикетами. Известна зависимость качества слое;
вого сжигания твердых топлив от порозности слоя и
температурных условий [1–3].
В настоящей работе была предпринята попытка
обеспечить приемлемую порозность слоя путем бри;
кетирования топлива и использования искусственно;
го каркаса из бросовых материалов, а также улучшить
качество сжигания подогревом вторичного воздуха.
По методике, представленной в [2], определялся
оптимальный с точки зрения максимальной мощ;
ности теплогенератора размер кусков топлива. Ци;
линдрические брикеты из бурого угля Ново;Дмит;
ровского месторождения Днепровского бассейна с
размерами: диаметр 39 мм и высота 100 мм изготав;
ливались прессованием с применением давления
40 МН. В качестве связующего использовалась до;
бавка 1% древесной смолы. Порозность слоя из ука;
занных брикетов составила 0,52. Для создания карка;
са, удерживающего разрушающиеся в процессе
горения куски угля, применялась стальная стружка –
отходы токарной обработки. Слой брикетов чередо;
вался со слоем стружки, толщиной около 1 см. По;
Підігрів вторинного повітря на 80 оС
при двохстадійному спалюванні бурого
вугілля зменшує викиди оксиду вуглецю
в 1,3...1,5 рази. Брикетування бурого
вугілля, а також застосування дис+
танціонуючих прошарків з викидних ма+
теріалів робить його паливом, що пере+
важає по якості торфові брикети.
Сумісне спалювання бурого вугілля і де+
ревини при значних її частках (50%) при+
зводить до зменшення концентраціїї ок+
сиду вуглецю на величину до 40%.
Подогрев вторичного воздуха на 80 оС
при двухстадийном сжигании бурого уг+
ля уменьшает выбросы окиси углерода
в 1,3…1,5 раза. Брикетирование бурого
угля, а также применение дистанциони+
рующих прослоек из бросовых матери+
алов делает его топливом, превосходя+
щим по качеству торфяные брикеты.
Совместное сжигание бурого угля и дре+
весины при значительных ее долях (50%)
приводит к уменьшению концентрации
окиси углерода на величину до 40%.
The preheating of secondary air on 80 C
at two+stage incineration of brown coal
decreases injection of carbon oxide in 1.3 + 1.5
times. The briquetting of brown coal and
also applying spacer grid from waste
materials makes its quality as a fuel better
than peat cakes ones. Joint incineration of
brown coal and wood at its considerable
portion (50 %) decreases in carbon oxide
concentration by quantity up to 40 %.
УДК 662.61/.65
КОВАЛЕНКО Г.В., ХЛЕБНИКОВ О.Е., ХАЛАТОВ А.А.
Институт технической теплофизики НАН Украины
СЛОЕВОЕ СЖИГАНИЕ БРИКЕТИРОВАННОГО БУРОГО
УГЛЯ И ЕГО СМЕСЕЙ С ДРЕВЕСИНОЙ
G – забор газа на анализ;
t1 – температура газов на входе в камеру дожигания;
tв – температура газов в газоходе на выходе из
печи;
tп – температура газов на выходе из воздухоподо;
гревателя;
Vв – скорость газов на выходе из теплогенератора;
τ – время;
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 6 57
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
розность слоя брикетов со стружкой составила 0,59.
Низшая теплотворная способность топлива и его
влажность были Qн
р=7,96 МДж/кг, Wр=38%.
Опыты производились на трехкамерном тепло;
генераторе малой мощности с неподвижной колос;
никовой решеткой, позволяющем осуществить
двухстадийное сжигание топлива. Сравнивались
два варианта теплогенератора с различным соотно;
шением первичного и вторичного воздуха и разной
степенью подогрева вторичного воздуха. Схема теп;
логенератора приведена на рис. 1. В начале опыта
топливо 1 в количестве 6 кг подавалось через вход;
ную дверцу 2 в первичную камеру 3 на колоснико;
вую решетку 4 и поджигалось. Воздух самотягой по;
ступал в полость 5 между корпусом 6 и тепловой
изоляцией 7. Воздух разделялся на первичный 8 и
вторичный 9. Первичный воздух из полости 5 через
каналы 14 с развитыми теплообменными поверхно;
стями 15 подавался под колосниковую решетку 4 в
первичную камеру 3, где происходило сжигание
топлива при недостатке окислителя. Для увеличе;
ния времени пребывания продуктов реакции в зоне
высоких температур поток топочных газов направ;
лялся в обход щитка 11 в камеру с опускным ходом
12. Вторичный воздух 9, подаваемый в камеру 10 че;
рез тангенциальные щели, обеспечивал перемеши;
вание и дожигание продуктов пиролиза. После до;
жигания в камере 10 газы выбрасывались в газоход
16. Несгоревшая часть топлива проваливалась через
колосниковую решетку в зольник 17.
Различия между двумя вариантами теплогене;
ратора следующие. В первом варианте соотноше;
ние расходов первичного и вторичного воздуха бы;
ло 6 к 4, во втором – 9 к 1. Если в первом варианте
Рис. 1. Схемы исследованных печей.
1 – топливо; 2 – входная дверца; 3 – первичная камера; 4 – колосниковая решетка; 5 – полость подачи и
подогрева воздуха; 6 – корпус; 7 – тепловая изоляция; 8 – первичный воздух; 9 – вторичный воздух; 10 –
камера дожигания; 11 – щиток; 12 – дополнительная камера с опускным ходом газов; 13 – вариант
подачи воздуха с малым подогревом; 14 – короба для подачи первичного воздуха под колосниковую решетку;
15 – ребра для интенсификации теплообмена с воздушной стороны; 16 – газоход; 17 – зольник;18 –
вариант подачи воздуха с большим подогревом, (штриховыми линиями изображены элементы,
изменяющие величину подогрева воздуха); 19 – устройство для отбора проб газа.
58 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
площадь поверхности теплообмена вторичного
воздуха с нагретым корпусом теплогенератора со;
ставляла 0,08 м2, то во втором – 0,46 м2. На рис. 1
изменяемые элементы конструкции теплогенера;
тора показаны прерывистыми линиями. В первом
варианте вход воздуха в теплогенератор осуществ;
ляется по стрелке 13, во втором по стрелке 18.
В процессе опытов измерялись и регистриро;
вались следующие параметры:
1. Давление, температура и скорость воздуха
на входе в печь;
2. Температура на входе в камеру дожигания t1;
3. Температура tв, скорость Vв и состав газа в
выходном газоходе;
4. Вес и состав загружаемого топлива, а также
время его горения.
На рис. 2 приведены результаты опытов по
сжиганию отходов древесины (сосна) в двух ва;
риантах теплогенератора. Характерные размеры
кусочков древесины – 50×25×10 мм. Влажность
древесины составляла 8%.
Из;за развитой поверхности теплообмена в тепло;
генераторе второго варианта температура вторичного
воздуха (в градусах Цельсия) примерно в 9 раз выше,
чем в первом варианте. Колоколообразность кривых
изменения t1 и tв объясняется тем, что в начальный
период (восходящий участок кривой) происходит го;
рение летучих горючих, а на нисходящей ветви – го;
рение коксового остатка. В первом варианте (сплош;
ные кривые) большое количество холодного
вторичного воздуха, поступающего в камеру дожига;
ния, разбавляет продукты сгорания и приводит к то;
му, что температура газов на выходе значительно (бо;
лее чем на 200 оС) ниже, чем температура на входе в
камеру дожигания. Настоящее двухстадийное сжига;
ние происходит только во втором варианте теплоге;
нератора, когда температуры t1 и tв в значительный
период времени по крайней мере равны. Результаты
газового анализа, проведенного с помощью хромато;
графа „Газохром 3101”, приведены в прямоугольни;
ках, отнесенных к соответствующему моменту вре;
мени. Концентрации CO NOx пересчитаны на
случай, когда коэффициент избытка воздуха равен
единице. Большие концентрации окиси углерода на
восходящих ветвях кривых t1 объясняются тем, что
место отбора проб закалочного устройства 19 распо;
ложено на 0,75 м ниже сечения окончания горения
летучих горючих. При горении коксового остатка
(нисходящие кривые t1) процесс окисления заканчи;
вается до места отбора проб и характеризуется значе;
ниями концентраций CO на два порядка меньшими.
Сравнение результатов газового анализа, относя;
щихся к двум вариантам теплогенератора можно за;
ключить, что увеличение подогрева вторичного воз;
духа на 80 оС приводит к уменьшению концентрации
окиси углерода в 1,3…1,5 раза.
В последнее время увеличивается количество ис;
следований, посвященных горению смесевых топ;
лив. Оказывается, что процесс совместного сжигания
топлив, отличающихся температурой выхода летучих
горючих, позволяет не только уменьшить выбросы
окиси углерода, но и окислов азота [4]. В некоторых
странах совместное сжигание ископаемых топлив и
биомассы поощряется законодательно [5].
В связи с тем, что процесс слоевого сжигания низ;
кокалорийного бурого угля несовершенен, были про;
Рис. 2. Сжигание отходов древесины в
теплогенераторах с различным подогревом
вторичного воздуха. Температуры газов на входе в
камеру дожигания – t1, на выходе из теплогенератора
tв и температура вторичного воздуха tп.
Большой подогрев вторичного воздуха (второй
вариант теплогенератора): 1 – t1; 2 – tв; 3 – tп;
малый подогрев вторичного воздуха (первый
вариант теплогенератора): 4 – t1; 5 – tв; 6 – tп (для
кривых без точек шкала температур справа). (В
прямоугольниках – результаты газового анализа в
соответствующие моменты времени.)
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 6 59
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
ведены опыты по его сжиганию в смеси с отходами
древесины. На рис. 3 приведены зависимости темпе;
ратуры на входе в камеру дожигания от времени при
горении чистого бурого угля, чистой древесины и их
смесей. Отметим, что применение брикетирования
бурого угля и использования дистанционирующих
слоев стальной стружки обеспечило гидравлическую
«прозрачность» слоя топлива. При этом скорость га;
зов в выходном газоходе в процессе сжигания 6 кг на;
вески топлива изменялась в сравнительно узком диа;
пазоне 0,90…1,5 м/с несмотря на то, что брикеты
бурого угля в процессе горения разрушались. Сравне;
ние результатов газового анализа в процессе горения
летучих в диапазоне мало отличающихся температур
показывает, что при примерно одинаковой концент;
рации NOx содержание CO в уходящих газах имеет
минимум при добавке 50% древесины. Вполне воз;
можно, что этот вывод изменится после сдвига поло;
жения точки отбора проб вверх по газоходу. (В [6] на;
блюдалась линейная зависимость уменьшения
вредных выбросов от концентрации древесины в ис;
ходном топливе.) Однако, благотворность добавок
древесины к бурому углю при соевом сжигании не
вызывает сомнений. 50% смесь этих компонентов по;
казывает по крайней мере на 40% меньшие выбросы
СО, чем другие варианты смесей.
Выводы.
1. Подогрев вторичного воздуха на 80 оС уменьша;
ет выбросы окиси углерода в 1,3 – 1,5 раза при сохра;
нении стабильного уровня выбросов окислов азота.
2. Брикетирование бурого угля, а также приме;
нение дистанционирующих прослоек из бросо;
вых материалов делает его вполне приемлемым
топливом для слоевого сжигания.
3. Совместное сжигание бурого угля и древеси;
ны в некоторых случаях приводит к уменьшению
концентрации окиси углерода на величину до 40%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борисов И. И., Халатов А. А., Гелетуха Г. Г., Коб6
зарь С. Г., Шевцов С. В. Характеристики газогенерато;
ра обращенного типа тепловой мощностью 50 кВт, ра;
ботающего на древесных отходах // Промышленная
теплотехника. – 1998. – т. 20. – № 1. – С. 50–53.
2. Хлебников О. Е., Коваленко Г. В., Халатов А. А.
Исследования 2;х стадийного сжигания торфа, бу;
рого угля и их смесей с древесиной // Промышлен;
ная теплотехника. – 2005. – т. 27. – № 2. – С. 67–72.
3. Коваленко Г. В., Хлебников О. Е., Халатов А. А.
Исследования сжигания торфа и его смесей с древе;
синой в 2;х и 3;х камерных топках // Промышлен;
ная теплотехника. – 2005. – т. 27. – № 3. – С. 50–55.
4. Ryohei Miura and others. Research & devel;
opment for coal and woody biomass co;firing tech;
nology in Japan // 2nd World Conference on Biomass
for Energy, Industry and Climate Protection, 10;14
May 2004, Rome, Italy. Pp. 1223–1226.
5. Hotchkiss R., Matts D., Riley G. Co;combustion
of Biomass with Coal – The Advantages and
Disadvantages Compared to Purpose;built Biomass to
Energy Plants // VGB Power Tech 12/2003. Pp. 80–85.
6. Nussbaumer T. Combustion and co;combustion
of biomass // 12th European Conference on Biomass for
Energy, Industry and Climate Protection, 17–21 June
2002, Amsterdam, The Netherlands. Pp. 31–37.
Получено 22.07.2005 г.
Температура газов на входе в камеру дожигания при
сжигании бурого угля и его смесей с древесиной.
1 – бурый уголь; 2 – 50% бурого угля и 50 %
древесины; 3 – 75% бурого угля и 25 % древесины; 4 –
100% древесины. (В прямоугольниках – результаты
газового анализа в соответствующие моменты
времени.)
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61499 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:25:49Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коваленко, Г.В. Хлебников, О.Е. Халатов, А.А. 2014-05-06T15:34:15Z 2014-05-06T15:34:15Z 2005 Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной / Г.В. Коваленко, О.Е. Хлебников, А.А. Халатов // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 6. — С. 56-59. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61499 662.61/.65 Подогрев вторичного воздуха на 80 °С при двухстадийном сжигании бурого угля уменьшает выбросы окиси углерода в 1,3…1,5 раза. Брикетирование бурого угля, а также применение дистанционирующих прослоек из бросовых материалов делает его топливом, превосходящим по качеству торфяные брикеты. Совместное сжигание бурого угля и древесины при значительных ее долях (50%) приводит к уменьшению концентрации окиси углерода на величину до 40%. Підігрів вторинного повітря на 80 °С при двохстадійному спалюванні бурого вугілля зменшує викиди оксиду вуглецю в 1,3...1,5 рази. Брикетування бурого вугілля, а також застосування дистанціонуючих прошарків з викидних матеріалів робить його паливом, що переважає по якості торфові брикети. Сумісне спалювання бурого вугілля і деревини при значних її частках (50%) призводить до зменшення концентраціїї оксиду вуглецю на величину до 40%. The preheating of secondary air on 80 °C at two-stage incineration of brown coal decreases injection of carbon oxide in 1.3 - 1.5 times. The briquetting of brown coal and also applying spacer grid from waste materials makes its quality as a fuel better than peat cakes ones. Joint incineration of brown coal and wood at its considerable portion (50 %) decreases in carbon oxide concentration by quantity up to 40 %. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Использование и сжигание топлива Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной The fuel-bed firing of briquetted brown coal and its mixtures with wood Article published earlier |
| spellingShingle | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной Коваленко, Г.В. Хлебников, О.Е. Халатов, А.А. Использование и сжигание топлива |
| title | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной |
| title_alt | The fuel-bed firing of briquetted brown coal and its mixtures with wood |
| title_full | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной |
| title_fullStr | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной |
| title_full_unstemmed | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной |
| title_short | Слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной |
| title_sort | слоевое сжигание брикетированного бурого угля и его смесей с древесиной |
| topic | Использование и сжигание топлива |
| topic_facet | Использование и сжигание топлива |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61499 |
| work_keys_str_mv | AT kovalenkogv sloevoesžiganiebriketirovannogoburogouglâiegosmeseisdrevesinoi AT hlebnikovoe sloevoesžiganiebriketirovannogoburogouglâiegosmeseisdrevesinoi AT halatovaa sloevoesžiganiebriketirovannogoburogouglâiegosmeseisdrevesinoi AT kovalenkogv thefuelbedfiringofbriquettedbrowncoalanditsmixtureswithwood AT hlebnikovoe thefuelbedfiringofbriquettedbrowncoalanditsmixtureswithwood AT halatovaa thefuelbedfiringofbriquettedbrowncoalanditsmixtureswithwood |