ДОСВІД ВПРОВАДЖЕННЯ СИСТЕМИ ОЧИЩЕННЯ КОТЛУ ПІД НАВАНТАЖЕННЯМ НА ДНІПРОВСЬКОМУ КРОХМАЛЕПАТОКОВОМУ КОМБІНАТІ

ЗАМОВНИК

Дніпровський крохмалепатоковий комбінат (ДКПК)  - підприємство харчової промисловості у селищі Дніпровське  Кам’янського району Дніпропетровської області України, засноване у середині минулого сторіччя.

За радянських часів було лідером в своїй галузі.

В роки незалежності, комбінат був придбаний компанією «Інтерстарч Україна». Після ряду модернізацій, маючи досвід роботи з виробництва крохмалепродуктів більш ніж 50 років, ДКПК пропонує широкий асортимент — більше 40 видів продукції, отриманих шляхом переробки кукурудзи та пшениці: натуральні та модифіковані крохмалі, глюкозні, мальтозні та глюкозно-фруктозні сиропи, безглютенові пекарські суміші, глютен, кукурудзяна олія, інгредієнти для виробництва кормів, тощо.

Для забезпечення технологічних потреб на заводі встановлені парові котлоагрегати ТС-35У, що використовували газ та вугілля в якості палива.

‍

ПРЕДУМОВА

В останні роки сталою проблемою для підприємств харчової галузі є значне й постійне зростання витрат на енергоносії (газ та вугілля).

Водночас, собівартість виробництва гранульованих кормів робить їх економічно привабливими для використання в якості палива на котлах підприємства для отримання необхідної технологічної пари.

Саме цей момент спонукав керівництво заводу перевести один з котлів ТС-35У  потужністю 35 т пари/год з природнього газу на біопаливо у вигляді гранул кормів власного виробництва, пелет з лушпиння соняшнику та  їх сумішей в різних пропорціях.

Означена модернізація котла викликала необхідність вирішення двох проблем:

1. Внаслідок певного зниження паропродуктивності котлоагрегату, порівняно з роботою на газу, критичним стає проблема забезпечення стабільної, безупинної роботи котла.
2. Усунення /запобігання шлакуванню поверхонь нагріву котла продуктами спалювання сумішей різного хімічного складу.

До хімічного складу  лушпиння соняшнику та корму входять дуже багато компонентів, - як органічних  сполук так і неорганічних елементів в значущих концентраціях.  Це визначає відносно низьку температуру плавлення золи – нижче 800°С і значну здатність шлакування та забруднення золою поверхонь нагріву котлоагрегату від спалювання як окремо лушпиння соняшнику, так і кормів, особливо в області високих температур в паливні, фестонах та пароперегрівачі.  До того ж, сполуки натрію і калію в золі при її налипанні можуть спричинити корозію сталевих елементів котла, особливо за високих температур. Практика переведення котлів  різної потужності на  спалювання біомаси на українських цукрових заводах (ДкВР-20, Радіант 24т, Інвеста 25т, БКЗ-75 та інші) показує, що процес шлакування поверхонь нагріву незворотній і різниться тільки інтенсивністю та швидкістю шлакування поверхонь котлів, призводячи до ситуації, коли котел доводиться зупиняти на розшлакування / очищення.

‍

ЗАДАЧА ЯКА СТОЯЛА ПЕРЕД НАШОЮ КОМПАНІЄЮ:

Забезпечення безперервної роботи модернізованого котла ТС-35У , при спалюванні сумішей з біопалива, впродовж  90 -100 діб.

Для виконання цієї задачі в кінці січня 2024 р на котлі ТС-35У було встановлено систему сажообдуву з 15 сажообдувних апаратів Clyde Bergemann для очищення поверхонь нагріву:

Сажообдувні апарати  встановлені  для обдуву всіх критично важливих, з огляду на шлакування зон котла:

‍

‍

• П’ять маловисувних сажообдувних апаратів відповідно по два з правого та лівого боків та один з тилу топки котла - для обдуву радіаційних поверхонь труб екранів, в зоні температур 1200-1300 °С .

• Два глибоко висувні сажообдувні апарати з ходом 4600 мм - для обдуву ширмового пароперегрівача 1 та 2 ступенів. Перший апарат встановлений перед 2 ступенем ширмового перегрівача в зоні температур  970°С. Другий апарат встановлений між першим та другим ступенями ширмового перегрівача. Це рішення, зумовлене конструкцією котла, є паліативним, але дозволяє дуже ефективно обдувати пароперегрівач 2 ступеню та обдувати довгий ширмовий пароперегрівач 1 ступеню на глибину приблизно 2 м від рівня перегину.

• Один маятниковий сажообдувний апарат із ходом 1600 мм для обдуву першого пакету конвективного економайзеру, в зоні температур 850 °С, встановлений з тилу шахти зверху пакету економайзера по осі шахти.
• Чотири сажообдувні апарати з елементом обертання для обдуву двох наступних пакетів конвективного економайзеру,  встановлені з тилу, в проміжки між пакетами, симетрично осі шахти, зліва та справа.

• Три сажообдувні апарати з елементом обертання для обдуву пакетів виносного економайзеру,  встановлені збоку по осі шахти в проміжки пакетів.

‍

РЕЗУЛЬТАТИ ВПРОВАДЖЕННЯ СИСТЕМИ ОЧИЩЕННЯ:

1. На момент написання статті, котел відпрацював з встановленою системою очищення з лютого по вересень 2024р з невеликими зупинками, спричиненими пере-налаштуваннями решітки, без зупинок спричинених шлакуванням.
2. Паропродуктивність котла підтримувалась на рівні 22-23 т пари/год, тобто практично сягала проектного номінального навантаження після переведення на біопаливо (~24т пари/год).
3. Кількість обдувів на добу становила від 3 до 6 разів на добу, в залежності від співвідношення складових біопалива  - від спалювання тільки пелет до спалювання тільки гранул корму. Найстабільніші результати  - при спалюванні сумішей пелет з лушпиння соняшника і гранул корму в співвідношенні від 80/20% до 50/50%.
4. Після циклу обдуву,  температури  димових газів в зоні димососу знижувались на 23-30 градусів,  до позначки 210-220°С. Температура вихідних газів між циклами обдуву  не перевищувала задані граничні межі.
5. Додатковою перевагою застосування системи очищення є нівелювання температурних перекосів перед пароперегрівачем.
6. Завдяки систематичному обдуванню поверхні нагріву підтримувалися чистими.