Ученые САФУ нашли способ повысить КПД котла на биотопливе

Учёные Северного Арктического федерального университета запатентовали новую конструкцию шахтной топки для сжигания биотоплива и торфа. Разработка позволяет повысить КПД котла и снизить вредные выбросы в атмосферу, пишет ТАСС.

По оценкам специалистов, нововведения дадут ощутимый эффект: КПД брутто котла вырастет минимум на 1,5 % благодаря сокращению тепловых потерь; выбросы оксидов азота сократятся на 10–20 %; эмиссия оксида углерода уменьшится на 15–30 %.

Сейчас шахтные топки широко применяют для утилизации мелкодревесных биотоплив (опилок, стружки, щепы). Их особенность — камеры сгорания с высокой горловиной, где влажное топливо высыхает перед попаданием в зону горения. Процесс напоминает работу наклонного конвейера: по мере высыхания и изменения структуры топливо самоперемещается по решёткам в зоны горения и догорания.

Учёный Лаборатории технологий использования альтернативных источников энергии в Арктической зоне РФ Виктор Любов совместно с аспирантом Ильёй Цыпнятовым (кафедра теплотехники и теплоэнергетики ВШЭНиГ) изучили работу десяти шахтных топок на предприятиях Архангельской области. В ходе исследования они выявили две ключевые проблемы, снижающие эффективность устройств:

Скопление частиц топлива в нижней части наклонной решётки. Уплотнения мешали движению горючей смеси, нарушали равномерное распределение воздуха и приводили к неполному сгоранию. Застой кокса провоцировал горение в загрузочной воронке и топливном рукаве.

Тепловые потери в зоне подачи топлива из‑за «присосов» наружного воздуха.

Для устранения недостатков учёные предложили следующие решения: модернизировали конструкцию топки, чтобы исключить скопление топлива и неполное сгорание; повысили герметичность узла ввода топлива, что снизило тепловые потери и устранило риск воспламенения в нижней части топливного рукава и горловине топочного устройства.

Разработку можно применять при проектировании котельных, работающих на биотопливе, а также кусковом и брикетированном торфе с низкой зольностью (до 10 % на сухую массу).