Котли спеціального призначення
Котельні агрегати, вбудовані в технологічний ланцюг при виробництві будь-яких продуктів, називаються енерготехнологічна агрегатами.
Енерготехнологічний котел Сета-Ц-100 (для спалювання 100 т / добу рідкої сірки) використовується в процесі виробництва сірчаної кислоти з сірки або сірководню. Котельний агрегат розроблений ЦКТИ імені І. І. Ползунова і Бєлгородським заводом енергетичного машинобудування. Включення котла Сета-Ц-100 в технологічну лінію виробництва сірчаної кислоти показано на рис. 7-31.
Зі складу 1 рідка сірка після фільтрації подається насосом до форсунок котла. На виході з топкового блоку 2 температура газів становить 715 ° С. Потім гази направляються в змішувач 4, де їх температура знижується до 450 ° С за рахунок присадки холодного повітря. З цієї температурою гази надходять на перший шар контактного апарату 9. В результаті окислення S02 в S03 температура газів підвищується до 600 ° С і вони направляються в пароперегреватель 3. З пароперегрівача гази з температурою 500 ° С надходять на другий шар контактного апарату. Теплота, що виділилася в наступних шарах контактного апарату, використовується для підігріву повітря в подогревателях 7 і 8. Повітря, що подається для горіння, попередньо проходить підсушування в калорифері 6 і вентилятором 5 направляється в підігрівачі 7 і 8.
На рис. 7-32 показана конструктивна схема котла Сета-Ц-100. Котельний агрегат обладнаний циклонічної топкою, розробленої ЦКТИ імені І. І. Ползунова і Невським хімічним заводом. В результаті випробувань циклонічної топки було встановлено, що в ній ефективно спалюється сірка або сірководень з коефіцієнтом надлишку повітря 1,05-1,2. Котел Сета-Ц-100 водотрубний з природною циркуляцією, розрахований на роботу під наддувом до 3 кПа. Він складається з циклонічної топки 1, радіаційної камери охолодження 2, конвективного пучка 3, пароперегрівача 4, барабана 5 і пароохолоджувача.
Двокамерна циклонная топка обладнана шістьма повітряними тангенциально спрямованими соплами (три в форкамері і три в основному циклоні). Подача рідкої сірки здійснюється трьома форсунками механічного розпилення, встановленими на фронтовий стіні форкамери. Газощільність топки забезпечується подвійною обшивкою з подачею повітря в межобшівочное простір. Повітря, що подається в межобшівочное простір, використовується для горіння. Через радіальні сопла перетискання подається приблизно 15% повітря. За рахунок цього повітря здійснюється дожигание парів сірки на виході з топки.
Відпрацьовані гази охолоджуються в циліндричної суцільнозварний радіаційної камері і в конвективному пучку, виконаних з газощільних панелей. Радіаційна камера і конвективний пучок представляють одне ціле - топковий блок. Пароперегрівач встановлюється після конвективного пучка або у розтин між шарами контактного апарату.
Випробування котла, виконані ЦКТИ па двох різних технологічних лініях, показали, що агрегат працював надійно, забезпечуючи необхідні параметри газу перед контактним апаратом при навантаженні технологічної лінії від 50 до 103%. Витрата пари, що виробляється котлом залежно від навантаження технологічної лінії, склав 4,5-8,5 т / год.
У процесі варіння целюлози утворюються рідкі відходи виробництва, пов'язані з хімікатами - відпрацьовані лугу. Вони являють собою сильно обводнені залишки деревини. Після розпарювання лугу мають вологість Wp = 50% і являють собою рідину, яка може перекачуватися до місця їх використання звичайними насосами.
Нижча теплота згоряння сухої маси лугів становить 11,3-13 МДж / кг, а мінеральна частина складається з хімікатів, які бажано виділити і повернути в технологічний цикл варіння целюлози шляхом їх вогневої обробки в топках котлоагрегатів. Варка целюлози здійснюється двома способами: сульфатним (найбільш перспективним) і сульфітним. При варінні сульфатним способом вихідний варильний розчин містить NaOH і NaS.
На рис. 7-33 показана конструктивна схема котла уніфікованої серії СРК-350 і СРК-700, розроблена Білгородським заводом енергетичного машинобудування за участю ЦКТИ. Витрата сухого лугу для цих агрегатів відповідно становить 350 і 700 т / добу, а наропронзводітельность 50 і 100 т / год при виробленні пара з тиском 4 МПа і температурою 440 ° С. Енерготехнологічні агрегати СРК-350 і СРК-700 розроблені в газоплотном виконанні. Уніфіковані СРК не мають котельного пучка, замість якого розвинена поверхня нагріву пароперегрівача і захищають його ширм.
Котли спеціального призначення. призначені для використання теплоти газів, що залишають технологічні установки, або для енергетичного використання виробничих і побутових відходів, називаються котлами-утилізаторами. Конструкція котлів-утилізаторів вельми різноманітна і в значній мірі залежить від використовуваного теплоносія і складу відходів, що спалюються. При виборі конструкцій і умов роботи котлів-утилізаторів необхідно враховувати агресивний характер використовуваних газів, їх запиленість, склад спалюваних виробничих н побутових відходів. Так, наприклад, гази, які вилітають із печі для випалення серосодержащего сировини, містять оксиди сірки, які за певних умов викликають корозію поверхонь нагріву. Корозія поверхонь нагріву можлива також при використанні газів, що містять оксиди фосфору, ванадію та ін. Гази промислових печей, містять винесення, можуть викликати ерозію поверхонь нагріву або їх інтенсивне забруднення.
Тверді побутові відходи (побутове сміття, що викидається населенням) є сумішшю різноманітних складових. У них містяться папір, картон, деревина, целофан, пластмаси, шкіра, гума, текстиль, кістки, метал, скло, черепиця, харчові відходи, кошторисів вулиць і т. П. Тверді побутові відходи як паливо не мають стабільного складу. Їх вологість може коливатися в широких межах, від 25 до 50%. В середньому в різних містах СРСР нижча теплота згоряння на робочу масу твердих відходів становить 7,2-5,2 МДж / кг.
Котли спеціального призначення випускаються заводами-виробниками продуктивністю від 6 до 43 т / год при тиску пари 1,1; 1,8 і 4,5 МПа; з виробленням як насиченого, так і перегрітої пари.
На рис. 7-35 показана конструктивна схема серії уніфікованих котлоагрегатів паропродуктивністю 35, 50 і 75 т / год з тиском 2,4 МПа і температурою перегріву 250 ° С для спалювання відходів гідролізного виробництва (лігнін, швельгази і інші відходи). Котлоагрегати розроблені Білгородським заводом енергетичного машинобудування та ЦКТИ.
На підприємствах гідролізу деревини крім твердих відходів можуть утворюватися рідкі і газоподібні відходи.
Лігнін являє собою Високовологе (1КР≤65%) сипучу масу, схожу на фрезерний торф. Нижча теплота згоряння робочої маси лігніну - приблизно 6,9 МДж / кг, рідких відходів - приблизно 4,6 МДж / кг. Газоподібні відходи мають нижчу теплоту згоряння близько 1,7 МДж / кг, і, по суті, потрібно їх термічне знищення з подальшою утилізацією теплоти.
У зв'язку з низькою теплотою згоряння відходів в топці котла передбачено спалювання мазуту.
Таким чином, котел для спалювання відходів гідролізного виробництва є багатопаливним агрегатом. При спалюванні твердих відходів передбачена їх підсушування топковим газами за замкнутою схемою пилепріготовленія з млинами-вентиляторами (див. Рис. 5-9 і 5-30) і пилеконцентраторамі.
На рис. 7-36 показаний котел-утилізатор для спалювання твердих побутових відходів, розроблений інститутом «Гідроком - муненерго» спільно з інститутом «Теплопроект», Бійським котельним і Кусінскім машинобудівним заводами за участю Академії комунального господарства імені К. Д. Памфілова. В основу розробки котла-утилізатора узятий котлоагрегат ДКВР-10-14 з внесенням мінімальних необхідних змін його трубної частини. Під котлом встановлена топка з валковой гратами. Решітка працює наступним чином. Плунжер живильника по всій ширині решітки скидає відходи на перший валок, з висоти 1 - 1,5 м на палаючий шар. Валки повільно обертаються с. різною швидкістю, тому що кожен валок має свій варіаторний привід, що дозволяє регулювати швидкість валків залежно від необхідного терміну перебування відходів в топці. Відходи хвилеподібно переміщаються: з валка на валок і при цьому добре прошуровиваются. Taк як валки повільно обертаються, то половина кожного з ні: періодично виходить із зони горіння, що забезпечує гарне охолодження колосників, виготовлених з чавуну. Теплове навантаження дзеркала горіння решітки становить приблизно 0,5 МВт / м 2.