Превращение сахарного тростника в энергию в поддержку циркулярной экономики | Анализ технологии котлов на сахарном тростнике компании «Хуаси Энерджи» 

Компания «Хуаси Энерджи» обладает обширным техническим опытом и богатым практическим опытом в области котлов, работающих на сахарном тростнике, а её продукция и технологии занимают лидирующие позиции в отрасли.

Продуктовые линейки и технологические разработки

В 80-е годы XX века компания «Хуаси Энерджи» первой начала развивать сферу оборудования для возобновляемых источников энергии, сосредоточившись на научных исследованиях и разработках в области котлов, работающих на биотопливе, и успешно выпустила на рынок котлы, работающие исключительно на сахарном тростнике, котел, работающий на смеси сахарного тростника и угольной пыли, а также котел, работающий на смеси сахарного тростника и различных видов биомассы, и установила ряд важных вех в отрасли. В частности, разработанный компанией первый в Китае котел на сахарном тростнике производительностью 75 т/ч заполнил существовавший на тот момент технологический пробел в этой области. Компания располагает полной линейкой котлов на сахарном тростнике, мощность которых варьируется от 35 т/ч до 260 т/ч, а уровень давления — от 3,82 МПа до 10,5 МПа, что позволяет полностью удовлетворить индивидуальные потребности проектов по производству сахара и выработке электроэнергии из биомассы различного масштаба. На примере основной модели котла на сахарном тростнике производительностью 170 т/ч можно отметить, что его расчетный тепловой КПД составляет ≥90%, годовая продолжительность стабильной работы превышает 7500 часов, а показатели экологичности выбросов превосходят отраслевые стандарты, что обеспечивает как экономическую эффективность эксплуатации, так и высокие экологические характеристики.

Основные технические характеристики и конструкция

Компания «Хуаси Энерджи» разработала котлы на сахарном тростнике с учётом уникальных характеристик сгорания этого топлива, что позволило обеспечить их высокоэффективную, стабильную и длительную эксплуатацию.

Топливная совместимость

Котел позволяет осуществлять сжигание исключительно сахарного тростника, а также совместим с режимами смешанного сжигания сахарного тростника с угольной пудрой и различными видами биотоплива. Он подходит как для традиционных видов биотоплива, таких как листья сахарного тростника, древесная щепа и кора, так и для стабильного смешанного сжигания со специфическими видами биотоплива (например, кустарником марабу в рамках кубинского проекта), что позволяет удовлетворить потребности различных регионов и различных сценариев снабжения топливом.

Ключевые конструкции и системы

В котле применяется проверенная в отрасли система естественной циркуляции и полностью подвесная мембранная конструкция стенок. Основные компоненты, такие как топка, испаритель, перегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель, прошли оптимизацию с учетом гидродинамики и динамики горения, что обеспечивает высокую эффективность работы и стабильность конструкции. В котловом корпусе установлена двойная система отделения пара от воды, состоящая из направляющего циклонного сепаратора и жалюзийного сепаратора, что обеспечивает максимальное качество пара; котел оснащён специальным устройством для распределения топлива с помощью воздушного потока, которое обеспечивает равномерное распределение топлива по решетке, гарантируя его полное сгорание и равномерные условия горения.

Целенаправленные технические меры

Сламовая масса сахарного тростника относится к биотопливу с высоким содержанием летучих веществ и низкой температурой плавления золы. При этом у неё наблюдаются такие проблемы, как значительное влияние влажности на температуру возгорания, неравномерное сгорание, низкая стабильность горения, нерегулярная форма сгорания частиц и нечеткость центра горения. Кроме того, из-за высокого содержания влаги в топливе повышается точка росы дымовых газов, что создает риск низкотемпературной коррозии и забивания золой низкотемпературных теплообменных поверхностей в концевой части установки. Для решения вышеуказанных проблем в отрасли компания приняла ряд специальных технических мер:

1. Оптимизация режима сгорания и повышение теплового КПД
Использование комбинированного режима сгорания «слойное + подвесное» в сочетании с технологиями ступенчатого подачи воздуха и точного регулирования воздуха для дожигания усиливает перемешивание воздуха и топлива, продлевает время пребывания топлива в топке, обеспечивает его полное сгорание и значительно повышает общий тепловой КПД котла.
2. Предотвращение и контроль потенциальных рисков эксплуатации, обеспечение надежности оборудования
Благодаря оптимизации размеров поперечного сечения топки, рациональной настройке высоты огнеупорного слоя и температуры дымовых газов на выходе из топки удается с самого начала проектирования устранить проблемы неполного сгорания углеродных частиц, накопления золы в топке, коксообразования и низкотемпературной коррозии, что повышает надежность и экономичность работы котла.
3. Стабилизация температуры пара и предотвращение отказов оборудования
В системе перегревателя используется комбинированная конструкция «излучение-конвекция» в сочетании с технологией двухступенчатого охлаждения водой, что позволяет эффективно решать проблему отклонений температуры дымовых газов, вызванных неравномерным сгоранием, предотвращать разрыв труб перегревателя из-за перегрева и обеспечивать стабильность и контролируемость параметров температуры пара.
4. Решение проблем коррозии и забивания пеплом в концевой части, продление срока службы оборудования
Оптимизирована компоновка воздушного подогревателя, использованы трубы большого диаметра и специальные коррозионно-стойкие материалы, а также осуществляется рациональное регулирование температуры воздуха и дымовых газов. Благодаря комплексному подходу, учитывающему конструкцию, материалы и эксплуатационные параметры, удалось преодолеть сложные отраслевые проблемы, связанные с коррозией и забиванием пеплом теплообменных поверхностей в концевой части.

Типовые проекты и признание на рынке

Технология котлов на сахарном тростнике компании «Хуаси Энерджи», благодаря отработанным технологическим процессам и превосходным эксплуатационным характеристикам, получила широкое применение на внутреннем и международном рынках, завоевала высокое признание в отрасли и стала одним из ведущих поставщиков оборудования в сфере производства электроэнергии из биомассы сахарного тростника во всем мире.

Передовые зарубежные проекты

Компания поставила для проекта сахарного завода в Ратбури (Таиланд) 1 котел на сахарном тростнике с высоким давлением и высокой температурой производительностью 75 т/ч и 1 котел на сахарном тростнике со средним давлением и средней температурой производительностью 160 т/ч, которые стали основным оборудованием проекта и помогли ему завоевать китайскую премию «Лубань» в области строительства за 2018 год (в номинации «Зарубежные проекты»). После ввода в эксплуатацию проект демонстрирует стабильную работу, все эксплуатационные показатели соответствуют проектным требованиям, что принесло заказчику значительную экономическую выгоду.