Особливості розрахунку водогрійних котлів середньої потужності на трісці деревини

Abstract

The paper studies the performance of a 1800 kW water heating boiler for burning wood chips. Literature information on methods for calculating medium-power water heating boilers using solid biofuels is analyzed. It is noted that the introduction of solid biofuel boilers will contribute to the replacement of fossil fuels, the renewal of technological parks of existing equipment, the development of the production of new equipment, and its installation and maintenance activities. It is shown that in modern literature there is very little information on the methods for calculating medium-power boilers on solid biomass, and the available information is not systematized and not generalized. It is shown that in the Normative Method for Thermal Calculation of Boiler Units there is no information on the features of calculating boilers on solid biomass, namely: there are no recommendations for calculating heat exchange in the boiler furnace, in a heat exchanger with intensified heat exchange for boilers on solid biomass. The influence of the ash removal fraction, excess air coefficient, wood moisture, and Aash coefficient on the temperature of flue gases at the boiler outlet and compared with operating data were investigated. The features of calculating a wood chip water heating boiler were proposed. The calculated gas temperature indicators at the boiler outlet were compared with operating data. It was shown that there is little information in the literature on the recommended values of the thermal stress of the combustion mirror for modern methods of burning solid plant biomass. It was indicated that the study of solid biomass combustion processes and the development of calculation methods, the formation of a database on the coefficients required for calculation are quite relevant tasks. It was indicated that at this stage of research, the method for calculating heat transfer in the boiler furnace, given in the normative method of thermal calculation of boiler units, should be used for calculating medium-power water heating boilers. Despite the simplifications incorporated in the mathematical model, the results of calculations and operating data do not differ significantly.

Проведено дослідження показників водогрійного котла потужністю 1800 кВт для спалювання тріски деревини. Проаналізовано літературні джерела щодо методик розрахунку водогрійних котлів середньої потужності на твердому біопаливі. Зазначено, що впровадження котлів на твердому біопаливі сприятиме заміщенню викопних видів палива, оновленню наявного обладнання для спалювання рослинної твердої біомаси, розвитку виробництва нового обладнання та його вдосконалення. Показано, що в сучасній літературі вкрай обмаль інформації щодо методів розрахунку котлів середньої потужності на твердій біомасі, а наявна інформація не систематизована і не узагальнена. Показано, що в Нормативному методі теплового розрахунку котлоагрегатів відсутня інформація щодо особливостей розрахунку котлів на твердій біомасі, а саме: відсутні рекомендації з розрахунку теплообміну в топці котла, в теплообміннику з інтенсифікованим теплообміном для котлів на твердій біомасі. Досліджено вплив частки виносу золи, коефіцієнта надлишку повітря, вологості деревини, коефіцієнта Аash на температуру димових газів на виході з котла і порівняно з даними експлуатації. Запропоновано особливості розрахунку водогрійного котла на трісці деревини. Порівняно розрахункові показники температури газів на виході з котла з даними, отриманими під час експлуатації. Показано, що в літературних джерелах обмаль інформації щодо рекомендованих значень теплової напруги дзеркала горіння для сучасних способів спалювання рослинної твердої біомаси. Вказано, що дослідження процесів спалювання твердої біомаси і розробка методик розрахунку, формування бази даних з необхідними для розрахунків коефіцієнтами є досить актуальним завданням. Вказано, що на цьому етапі досліджень методику розрахунку теплообміну в топці котла, наведену в нормативному методі теплового розрахунку котлоагрегатів варто використовувати для розрахунку водогрійних котлів середньої потужності. Незважаючи на спрощення, закладені в математичну модель, результати розрахунків і даних експлуатації відрізняються несуттєво.