Как работает вращающаяся решетка? Принципы эффективного сжигания твердого топлива и биомассы

Сгорание природного газа или жидкого топлива относительно легко регулируется за счет пропорционального смешивания топлива и воздуха в горелке. С твердым топливом дело обстоит иначе: топливо представляет собой кускообразное, влажное и содержащее золу вещество; его сгорание занимает время и проходит несколько этапов. Система, неспособная контролировать эти этапы, либо не может полностью сжечь топливо, либо работает с избытком воздуха, отводя тепло в дымоход.

Вращающаяся решетка — это система сжигания, которая обеспечивает непрерывное, автоматическое и контролируемое сгорание твёрдого топлива. В этой статье мы рассказываем, как работает вращающаяся решетка и почему она эффективна.

От неподвижной решетки к вращающейся

В традиционных топках с неподвижной решёткой топливо загружается вручную или периодически; зола также удаляется через определённые промежутки времени. При таком методе толщина слоя топлива постоянно меняется, распределение воздуха становится неравномерным, а качество горения в значительной степени зависит от действий оператора в данный момент. В результате в золе остаётся несгоревшее топливо, в дымовых газах увеличивается избыток воздуха, а КПД снижается.

В топках с вращающейся решёткой же поверхность решетки медленно перемещается, перенося топливо от одного конца топки к другому. Топливо подается на решетку непрерывно и равномерно; по мере горения зола выбрасывается с конца решетки. Таким образом, горение становится непрерывным и сбалансированным процессом.

Этапы горения на решетке

По мере продвижения топлива по решетке оно проходит следующие этапы:

1. Высушивание: под воздействием температуры топки влага, содержащаяся в топливе, испаряется.
2. Выделение летучих веществ и возгорание: из нагреваемого топлива выделяются горючие газы, которые воспламеняются.
3. Сгорание связанного углерода: твердая часть топлива, из которой выделились газы, сгорает на решетке в виде углей.
4. Удаление золы и шлака: полностью сгоревшая часть остывает в конце решетки и удаляется в виде золы.

Скорость решетки регулируется таким образом, чтобы топливо успевало пройти все эти этапы. Если скорость слишком высокая, топливо выбрасывается, не дойдя до полного сгорания; если слишком низкая, топливо скапливается на решетке, и процесс горения нарушается.

Ключ к эффективности: управление подачей воздуха

При сжигании твёрдого топлива воздух для горения подаётся двумя способами:

• Первичный воздух: подается снизу решетки и, проходя через слой топлива, сжигает углерод в виде углей. Разделение пространства под решеткой на зоны обеспечивает подачу в каждую зону необходимого количества воздуха.
• Вторичный воздух: подается сверху решетки и обеспечивает полное сгорание горючих газов, выделяющихся из топлива, внутри топки.

Если подача воздуха недостаточна, сгорание не завершается, образуются дым и угарный газ. Если подача избыточна, поступающий в топку холодный воздух нагревается и выбрасывается через дымоход, что приводит к снижению КПД. Правильная настройка осуществляется путем контроля содержания кислорода в дымовых газах. Влияние этих настроек на эксплуатационные расходы квалифицированный оператор продемонстрировал в нашей статье с помощью цифр.

Какие виды топлива можно сжигать в топках с вращающейся решёткой?

Системы с вращающейся решеткой могут работать на различных видах твердого топлива:

• Уголь: уголь различного качества, например, бурый уголь и импортный уголь.
• Биомасса: сельскохозяйственные и промышленные побочные продукты, такие как оливковый жмых и оливковые косточки, а также скорлупа орехов, древесная стружка и пеллеты.

Такая гибкость важна, в частности, для предприятий, у которых в процессе производства образуются побочные продукты, которые можно использовать в качестве топлива. Например, предприятие оливкового маслоделия может получать энергию, сжигая оливковый жмых и оливковые косточки в котле с вращающейся решеткой. Наш проект «Verde Yağ» является одним из примеров этого.

Однако у каждого вида топлива различаются влажность, содержание золы, теплотворная способность и поведение золы при плавлении. Скорость движения решетки, распределение воздуха и подача топлива должны регулироваться с учетом этих характеристик. Консультация с производителем котла перед сменой вида топлива позволяет избежать потери производительности и проблем с решеткой.

Автоматическая подача топлива и удаление золы

В системах с вращающейся решеткой топливо автоматически подается на решетку через бункер и питатель; зола также непрерывно удаляется в конце решетки. Благодаря этому:

• исчезают такие тяжёлые работы, как ручная загрузка топлива и удаление золы,
• поскольку горение происходит непрерывно, давление пара становится более стабильным,
• предотвращается поступление холодного воздуха и потери тепла, вызванные частым открыванием дверцы топки.

Запатентованная система с вращающейся решеткой Çiftel

Система сжигания твёрдого топлива с вращающейся решёткой Çiftel Kazan запатентована (TR 2010 01291 B). Мы применяем нашу систему как в наших водотрубных паровых котлах коллекторного типа, так и в решениях с предтопком, используемых при переоборудовании существующих котлов для работы на твёрдом топливе. Для получения более подробной информации вы можете ознакомиться со страницей «Система сжигания твёрдого топлива с вращающейся решёткой».

Давайте вместе оценим вашу котельную

Компания Çiftel Kazan с 1986 года производит паровые, термомасляные и водогрейные котлы на своем заводе в Кемальпаше, Измир. Свяжитесь с нами или позвоните по номерам +90 232 479 11 21 / +90 544 479 11 21, чтобы совместно оценить текущее состояние вашего котельного помещения и обсудить, что можно сделать для повышения эффективности и снижения затрат.