Підвищення ефективності топки для використання енергопродукту з плодової деревини у якості біопалива

Abstract

UK: Наведено теоретичну модель процесу горіння тріски із зрізаних гілок плодових дерев, на підставі якої отримано графічні залежності втрат теплоти з димовими газами від температури горіння тріски при заданій її вологості. Встановлено, що втрати теплоти з димовими газами мають лінійну залежність від температури горіння і вологості тріски. Чим більше вологість тріски, тим менша її горюча частина і тим менше повітря потрібно для її спалювання. Визначені графічні залежності дозволяють підібрати коефіцієнт надлишку повітря у топці і довести її коефіцієнт корисної дії до 84%. Доведено, що для прискорення процесу горіння, підсушену тріску необхідно спалювати у два етапи – у зваженому стані в об`ємі топки та на допалювальній горизонтальній колосниковій решітці, де вона догорає у нерухомому шарі. Це прискорює процес горіння тріски та сприяє підвищенню енергетичної ефективності топки. Для здійснення попереднього підсушування тріски запропоновано конструкцію топки, яка має підсушуюче склепіння і пережим. Підсушування відбувається завдяки тепловим променям, які надходять від розпеченого підсушуючого склепіння. Винесення тріски з похилої колосникової решітки забезпечує вентилятор, який частково здуває підсушену тріску з решітки в середину топки, а частково на горизонтальну колосникову решітку, де відбувається допалювання тріски в нерухомому шарі, як у звичайній топці. Пережим топки затримує розжарені гази в топці, що сприяє спалюванню підсушеної тріски у зваженому стані. Попіл, який утворюється при цьому зсипається у нижню частину топки і видаляється системою видалення попелу. Дуттьовий вентилятор забезпечує процес горіння необхідною кількістю повітря і охолоджує горизонтальну колосникову решітку. RU: Приведена теоретическая модель процесса горения щепы из срезанных ветвей плодовых деревьев. На основании модели получены графические зависимости потерь теплоты с дымовыми газами от температуры горения щепы при заданной влажности щепы. Установлено, что потери теплоты с дымовыми газами имеют линейную зависимость от температуры горения и влажности щепы. Чем больше влажность щепы, тем меньше ее горючая часть и тем меньше необходимо воздуха для ее сжигания. Графики позволяют путем подбора коэффициента избытка воздуха в топке довести ее коэффициент полезного действия до 84%. Чтобы ускорить процесс горения подсушенную щепу необходимо сжигать в два этапа: во взвешенном состоянии в объеме топки и на горизонтальной колосниковой решетке, где она догорает в неподвижном слое. Это ускоряет процесс горения и способствует повышению энергетической эффективности топки. Предложена конструкция топки, которая позволяет осуществлять предварительное подсушивание щепы. Для этого в топке имеется подсушивающий свод и пережим. Подсушивание происходит благодаря тепловым лучам, которые поступают от раскаленного подсушивающего свода. Для выноса щепы с наклонной колосниковой решетки предусмотрен вентилятор, который сдувает подсушенные опилки с наклонной колосниковой решетки частично внутрь топки, а частично на горизонтальную колосниковую решетку, где происходит догорание щепы в неподвижном слое, как в обычной топке. Пережим топки задерживает раскаленные газы в топке, что способствует сжиганию подсушенных опилок во взвешенном состоянии. Пепел, который образуется в процессе сжигания, ссыпается вниз и удаляется системой удаления золы. Дутьевой вентилятор обеспечивает процесс горения необходимым количеством воздуха и охлаждает горизонтальную колосниковую решетку. EN: A theoretical model of the process of burning chips from cut branches of fruit trees is given. Based on the model, graphical dependences of heat losses with flue gases on the burning temperature of chips are obtained at a specified moisture content of chips. It has been determined, that the heat losses from the flue gases have a linear dependence on the combustion temperature and the moisture of the chips. The greater the moisture content of the chips, the less its combustible part and the less air is needed to burn it. The graphs allow, by adjusting the coefficient of excess air in the furnace, to bring its efficiency to 84%. To speed up the burning process, dried chips should be burned in two stages: suspended in the volume of the firebox and on the horizontal grate where it burns down in a fixed bed. This speeds up the burning process and contributes to increasing the energy efficiency of the furnace. The design of the firebox, that allows the chips pre-drying, has been proposed. For this, the firebox has a drying arch and a clamp. Drying occurs due to the heat rays, that come from the hot drying roof. For the removal of chips from the inclined grate, a fan, that blows dried sawdust off the inclined grate partially into the firebox volume, and partially to the horizontal grate, where the chips burn out in a fixed bed, as in a conventional firebox, has been provided. Clamp of the firebox retains hot gases in the furnace, which contributes to the combustion of dried sawdust in suspension. The ash that is formed in the course of the combustion process is poured down and removed by the ash removal system. The blower fan provides the combustion process with the necessary amount of air and cools the horizontal grate.