Инжиниринг (энергетические и промышленные горелки, технологии сжигания, газовые и жидкотопливные горелки, горелки на нестандартных топливах)

Промышленные горелки SAACKE для сжигания жидких отходов производства
биоэтанола и свеклосахарного производства

Поиск решения проблемы сжигания жидких отходов свеклосахарного производства и производства биоэтанола компания SAACKE начала заниматься в 2005 году. Разработка технологии продолжалась 2 года. Полученное техническое решение было опробовано в Бразилии в 2007 году на заводе по производству биоэтанола г. Araucaria. Жидкотоплевные горелки серии SSB-SF специального исполнения для сжигания малассы и винассы, являющихся низкокалорийными жидкими отходами, установлены на водотрубных котлах паропроизводительностью 40т/ч и 60 т/ч. Данный опыт показал высокую эффективность, сконструированного компанией SAACKE, оборудования и его быструю окупаемость.

Первая в мире горелка на отходах свеклосахарного производства и производства биоэтанола.

Горелки SAACKE для МСС (сжигание мусора)

Основной задачей мусоросжигающих станций (МСС) является экологически и экономически эффективная утилизация твердых бытовых отходов. Для выполнения специальных требований, которые предъявляются к пусковым и опорным горелкам, используемым на МСС, фирма SAACKE применяет газовые и жидкотопливные горелки трех серий: SKVG, DDZG, SSBGL(S).

При разработке горелок для мусоросжигающих станций важное значение имеет геометрия пламени и диапазон рабочего регулирования мощности. Эти горелки существенно отличаются от стандартных по конструктивному исполнению и комплектации, их автоматика, обеспечивает надежную работу без постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала.

Более 80 МСС в Европе оснащены газовыми, жидкотопливными и комбинированными горелочными устройствами фирмы SAACKE единичной мощностью от 1 до 50 МВт.

Промышленные горелочные устройства SAACKE для сжигания или (и) термического обезвреживания газообразных и жидких отходов.

Фирма SAACKE обладает уникальными жидкотопливными горелками для термического обезвреживания органически загрязненных сточных вод.

Установка для термического обезвреживания сточных вод производства органических смол.

Топливом для жидкотопливных горелок в данной технологии является взрывоопасный формалин, а в качестве окислителя используется забалластированный кислородом технологический газ. Формалин и отходящий газ являются отходами производства. Генерируемый пар поступает на технологию.

Сжигание низкосортного мазута М100: Ротационные (жидкотопливные) горелки ЗААКЕ – лучшее техническое решение

Компания SAACKE является уникальным производителем, имеющим в своей программе поставок жидкотопливные горелки, как с механическими и паромеханическими форсунками, так и с ротационными форсунками. Поэтому для любого жидкого топлива наша компания предлагает оптимальный и наиболее эффективный способ распыла. В часности для сжигания тяжелых мазутов, таких как М40 и М100 рекомендуется применение жидкотопливных горелок с ротационными форсунками.

Сжигание мазута

Преимущества ротационных мазутных горелок

Требуемое давление топлива перед ротационной мазутной горелкой всего 2 - 3.5 кгс\см2, поэтому применение насосов высокого давление в системе топливоподачи горелочного устройства не требуется.
Ротационные форсунки позволяют распыливать жидкости при вязкостью до 40-45 мм2, что соответствует температурам мазута 75-95 С (в зависимости от марки). Поэтому мазутные горелки с данным типом форсунок не требуют установки электрических подогревателей в горелке или перед ней.
Ротационные мазутные горелки не чувствительны к качеству топлива по содержанию в нем твердых негорючих частиц и не требуют установки фильтров тонкой очистки.
Ротационные мазутные горелки обладают очень широким диапазоном рабочего регулирования мощности – до 1:10.
Ротационные жидкотопливные горелки не чувствительны к колебаниям вязкости топлива и могут применяться для сжигания сразу нескольких жидких топлив.
Применение ротационных форсунок цилиндрической формы на жидкотопливных горелках позволяет регулировать в широком диапазоне геометрию пламени.

Особенности ротационных мазутных горелок SAACKE:

Компания SAACKE производит ротационные горелки как чисто мазутные, так и комбинированные – газо-мазутные.
Ротационные горелки SAACKE – малотоксичны и имеют ступенчатую подачу воздуха.
Мазутные горелки SAACKE комплектуются топливной арматурой специальльной конструкции, рассчитанной на низкокачественные мазуты.
Жидкотопливные горелки SAAKCE опционально комплектуются вспомогательными устройствами повышающими качество сжигания мазутов, такими как устройства присадки воды в мазут (эмульгаторы), применяемыми для уменьшения периодичности чисток котла.
Ротационные горелки SAACKE могут устанавливаться на все типы водотрубных и жаротрубных котлов российского и европейского производства (водогрейные котлы,котлы на перегретой воде, паровые котлы, термомасляные котлы), благодаря многовариантному конструктивному исполнению и возможности регулирования геометрии пламени.
Ротационные горелки SAACKE оснащаются газовыми и дизельными запальниками для осуществления «мягкого розжига», что особенно важно для мазутных горелок.
Ротационные горелки SAACKE в штатном исполнении имеют модулируемое исполнение с плавным изменением расхода топлива во всем диапазоне нагрузок.
Мазутные горелки SAACKE с ротационной форсункой, во время эксплуатации, могут быть дооснащены до комбинированных.
Мазутные горелки, наряду с другими горелочными устройствами производства SAACKE оснащаются самой инновационной автоматикой обеспечивающей надежную работу от пуска до выключения без постоянного наблюдения обслуживающего персонала и имеющей возможность интеграции в систему АСУ ТП верхнего уровня.
Срок эксплуатации мазутных горелок SAACKE, как и других горелок SAACKE более 30 лет.

Cжигание чистого водорода в котлах – миф или реальность?!

В 2004 -2005 годах компаниями ЗААКЕ (Бремен), Энергомаш Восточная Сибирь (Иркутск) и Белэнергомаш (Белгород) на предприятии Саянскхимпласт (Саянск) был реализован проект по сжиганию чистого водорода. В котельной завода были установлены два паровых котла БЭМ10, производительностью по 10 т/ч каждый, с горелочными устройствами SG 80, специального исполнения и вспомогательным оборудованием SAACKE. При разработке технологии сжигания водорода и внедрении технических решений особое внимание уделялось вопросам безопасности. По истечению пяти лет надежной эксплуатации котельных установок можно сказать, что совместная работа российских и немецких инженеров дала прекрасные результаты. Благодарим за активную поддержку всех участников проекта: Горбунова В.В, Ипатьеву Л.Е (Энергомаш Восточная Сибирь), Кобякова И.Н, Плыгунова С.В., Костюченко А.А (Белэнергомаш), Зайцева А.В (Саянскхимпласт).

Промышленные жидкотопливные горелки ЗААКЕ на нефтешламе

Добыча, хранение, транспортировка и переработка нефти сопровождается разливами и сбросами огромное количество нефтепродуктов, которые, попадая в землю, распространяются на значительные расстояния, загрязняя почву и грунтовые воды. Сегодня только на территории России накоплены сотни миллионов тонн нефтешламов, миллионы кубометров замазученной воды.

Нефтяные озера

Проблема утилизации нефтешламов приобрела огромное значение. Фирма ЗААКЕ разработала и внедрила на ряде предприятий технологию сжигания нефтешламов и низкокачественного мазута в котлах жидкотопливными горелками собственного производства.
При реализации данной задачи была разработана система подачи нефтешламов к котлоагрегатам, включающая насосные станции, подогреватели, регуляторы давлений и другие элементы специальных конструкций, проведено математическое моделирование ротационных форсунок для определения их геометрических размеров и параметров работы, пересчитан воздушный коллектор и система выпускных отверстий жидкотопливных горелок.

Промышленная горелка

Жидкотопливная горелка серии SKV для сжигания нефтешламов

Ротационная форсунка SAACKE

Разработанные жидктотопливные горелки серии SKV специального исполнения единичной мощностью 1 - 45 МВт могут успешно сжигают сырую нефть, нефтешламы, замазученную воду из нефтяных озер. Горелки оснащаются автоматикой и арматурой, обеспечивающей их надежную работу в полностью автоматическом режиме. На ряду с обычными котлами данные горелки могут также применяться и на котлах с высокими теплонапряженностями топок, такими как термомаслянные котлы и котлы на перегретой воде.

Малотоксичные промышленные горелки SAACKE для водотрубных котлов большой мощности

Одним из направлений деятельности компании SAACKE является вооружение новых и перевооружение эксплуатируемых энергетических водотрубных котлов с целью достижения их максимальной экологической и энергетической эффективности. Инженерами SAACKE разработаны горелки серий TF-DDZG с целью минимизации выбросов оксидов азота NOx без применения внешней рециркуляции дымовых газов. Единичная мощность данного типа горелочных устройств 10 -55 МВт. В качестве топлива могут применяться природный газ, дизельное топливо, мазут, газ нефтепереработки, сжиженный газ. Регулирование соотношения «топливо-воздух» - электронное.

Диапазон рабочего регулирования:
• на жидком топливе - 1:5
• на газообразном топливе – 1: 6

Выбросы NOx :
• на дизельном топливе - 85 мг/нм3 при 6% содержании кислорода в сухих продуктах сжигания
• на природном газе - 50 мг /нм3 при 6% содержании кислорода в сухих продуктах сжигания

Конструктивные особенности:
• Ступенчатая подача воздуха \ 4 отдельных регулируемых потока воздуха
• Исполнение для создания эффекта внутренней рециркуляции дымовых газов в топке котла

Основные преимущества:

Высокая экологичность, энергоэффективность и надежность
Низкие эксплуатационные расходы

1996 г., ТЭС, г. Дрезден, модернизация двух российских водотрубных котлов на перегретой воде ПТВМ-100 тепловой мощностью по 116 МВт. 6 газовых малотоксичных горелок ЗААКЕ тип TF - DDG 260 на каждый котеле (вместо штатных двенадцати). Содержание оксидов азота NOx в дымовых газах снижена до 50 мг/нм3 при 6% содержании кислорода, содержание CO = 0 мг/м3. Потребление природного газа снижено на 15%.

Промышленные генераторы горячих газов с горелками SAAACKE

Начиная с 1963 года фирма SAACKE конструирует и производит генераторы горячего газа, постоянно усовершенствуя их конструкцию. За период производства было поставлено клиентам более чем 1000 устройств тепловой мощностью от 0,45 до 56 MBт.
Генераторы горячего газа типоряда CCS представляют собой двухстенную стальную топочную камеру с обмуровкой из огнеупорного материала и воздушным охлаждением. Воздух расхолаживания, подаваемый вентилятором, проходя рубашку генератора, подается через сопла в топочную камеру и смешивается с продуктами сгорания топлива, при этом конструкция ГГГ позволяет добиться однородного температурного профиля горячего газа. Стандартная температура горячего газа от 200 до 1000 град.

На генераторы могут устанавливаться пылеугольные, газовые и жидкотопливные горелки SAACKE с коэффициентом избытка воздуха от 1.6 до 3.
Область применения генераторов горячего газа:
- Производство строительных материалов
- Гипсовая и цементная промышленность
- Сушка калийных удобрений, мела, известняка
- Химическая промышленность
- Производство моющих средств
- Производство фосфата
- Металлургия
- Обжиг железной руды
- Обжиг никелевой руды
- Сахарная промышленность
- Деревообрабатывающая промышленность

Генераторы горячих газов компании SAACKE соответствуют всем стандартам принятым в Европе и России

Горелки SAACKE для сжигания низкокалорийных газов

Вырабатываемые промышленностью и являющиеся отходами, требующими утилизации, низкокалорийные газы, такие как доменный газ, как правило, не могут сжигаться стандартными горелками. Поэтому компанией SAACKE разработаны специальные вихревые горелочные устройства типа SSB с жаростойким предтопком.

Жидкотопливная горелка SAACKE

Пуск установки производится на высококалорийном топливе. Затем автоматически подается низкокалорийный газ. Необходимость подсветки высококалорийным топливом определяется характеристиками низкокалорийного газа.
Для подсветки может быть использовано жидкое или газообразное топливо.
Установка горелочных устройств SAACKE на низкокалорийном газе имеет чрезвычайно короткие сроки окупаемости, благодаря малой стоимости низкокалорийного газа по сравнению с природным газом.

Основные преимущества и особенности горелок SAACKE серии SSB
• Надежное экономичное сжигание без подсветки при теплотворной способности низкокалорийного газа с теплотой сгорания от 4 МДж/нм3 и с подсветкой от 2.5 МДж/нм3
• Возможно сжигание низкокалорийного газа с низким давлением – от 15 мбар (без нагнетания).
• Высокая надежность
• Широкий диапазон регулирования мощности
• Очень короткое пламя
• Высокоточное регулирование соотношения «топливо-воздух» (электронное)
• Возможность интеграции в систему автоматики подсистем снижения потребления электроэнергии и топлива (частотное регулирование дутьевого вентилятора, регулирование содержания кислорода в уходящих газах)
• Предельно низкие выбросы NOx и СО

Промышленные горелки SAACKE на пылевидном топливе

Пылеугольные малотоксичные горелки SAACKE серии SSB- D с высокой энергоэффективностью единичной мощностью 2,5- 30 МВт широко применяются на жаротрубных и водотрубных котлах и генераторах горячего газа. Основным топливом является пыль бурого и каменного угля или древесная пыль, в качестве растопочного, резервного и подсветочного топлив могут применяться газообразные и жидкие топлива. Горелки оснащаются автоматикой последнего поколения, обеспечивающей их надежную работу в полностью автоматическом режиме.
Основные преимущества
• Стабильный короткий факел, для большинства пылевидных топлив не требующий подсветки
• Минимальный механический недожог, ввиду высокого качества выгорания частиц пыли топлива
• Минимальный химический недожог – CO (< 10 ррm ) во всем диапазоне нагрузок
• Минимальные выбросы NOx
• Отличные показатели при сжигании древесной пыли

Горелочные устройства SAACKE для дожига выхлопных газов газотурбинных установок (ГТУ)

Как в России так и в мире наблюдается все большее распространение ТЭС и ГРЭС работающих по паро-газовому циклу,основными элементами которого являются газовая турбина, котел-утилизатор и паровая турбина. Преимуществом данного цикла по сравнению с паровым являются высокие электрический и тепло-электрический КПД. Тепло-электрический КПД современных установок такого типа может достигать 75%. Поскольку работа газовой турбины требует больших избытков воздуха, потери с уходящими газами котла-утилизатора составляют порядка 20 %.
Компания ЗААКЕ производит горелочные устройства для дожига газов после газотурбинных установок, использующих отходящие газы ГТУ в качестве окислителя, тем самым снижая потери с уходящими газами котла-утилизатора. При применении ДУ КПД паро-газового цикла может достигать 90-92%
Первое дожигающее устройство компании ЗААКЕ было применено в 1972 году на паро-газовой установке фирмы Riedel- de Haen AG\Seelze. После газовой турбины с электрической мощностью 0, 35 МВт на котле паропроизводительностью 10 т/ ч была установлена дожигающая мазутная горелка ЗААКЕ, повышающая температуру газов после ГТУ до 530 град.С. Горелка находилась в эксплуатации более 20 лет.

Компанией ЗААКЕ разработаны как однотопливные газовые и жидкотопливные горелки, так и комбинированные (природный газ / дизельное топливо) единичной мощностью от5 до 125 МВт.
Режимы работ: Вариант №1 дожигание газов после ГТУ.
Вариант №2 дожигание газов после ГТУ + автономный

Особенности дожигающих устройств ЗААКЕ:
1. Очень низкое сопротивление дожигающего устройства отходящим газам ГТУ:
В режиме дожига - < 3 мбар (30 мм.в ст.) ,
В автономном режиме - < 20 мбар (200 мм.в ст.),
что положительно сказывается на кпд газовой турбины
2. Широкий диапазон рабочего регулирования мощности:
В режиме дожига - 1:8 (природный газ) \ 1: 6 (жидкое топливо)
В автономном режиме - 1:5 (природный газ) \ 1: 5 (жидкое топливо)
3. Высокая стабильность пламени.
4. Возможность работы при содержании кислорода в отходящих газах ГТУ от 13% и нечувствительность к его колебаниям.
5. Возможность стабильной работы при температурах отходящих газов ГТУ от 300 до 650 С.
6. Коэффициент избытка воздуха при работе в автономном режиме от 1, 1 до 2,5.
4. Высокая надежность и простота обслуживания.
5. Экологичны.
Прирост NOx - макс. 41 мг/ МДж (природный газ), макс. 52 мг/ МДж (дизельное топливо)
Прирост СО - макс. 27 мг/ МДж (природный газ), макс. 49 мг/ МДж (дизельное топливо)
6. Полная автоматизация с возможностью интеграции в АСУ ТП верхнего уровня.
Индивидуальный подход при выборе автоматики для установки дожигающих устройств на разные типы котлов.
7. Исполнение для любых вариантов технологических схем когенерационных установок

Технологическая схема когенерационной установки. Варианты расположения дожигающего устройства.

Горелка ЗААКЕ модель DDG-A 16, 55 МВт. Установлена в ТЭЦ г. Галле, Германия, в эксплуатации с 2005 года. Турбина LM 2500+, 89 кг\с, 535°С, 25 МВт (электрическая мощность), котел – паровой 105 т/ч., топливо – природный газ.

Жидкотопливные горелки SAACKE для сжигания растительных и животных жиров

Работы по созданию технологии сжигания и жидкотопливных горелок для животных жиров начались компанией SAACKE в 1993 году. Первый объект с горелочными устройствами ЗААКЕ на животном жире появился в г. Белифельд, Германия. В настоящее время в Европе эксплуатируются более 30 котельных использующих в качестве основного топлива животный жир, сжигаемый жидкотопливными горелками SAACKE.
Исследования, проведенные в испытательном центре SAACKE, показали, что для сжигания животного жира лучше всего подходят ротационные горелки, ввиду высокого качества распыления топлива, при условии специальном исполнении запальника и арматуры этих жидкотопливных горелок, а также подогревателя и насосной станции в кольцевом трубопроводе котельной.

Ротационная горелка SAACKE серии SKV - SF на животном жире.

Комбинированные горелки ЗААКЕ серии SKVG-SF наряду с животным жиром могут сжигать пищевые отходы, растительные жиры, дизельное топливо, мазут, природный газ, биогаз и другое. Автоматика горелок позволяет сжигать до 8 видов топлив без осуществления переналадки.
Требования к качеству и подготовке животного жира для эффективного сжигания ротационными горелками ЗААКЕ SKVG-SF:
Умеренная тепловая напряженность топки котла (стандартные газо-дизельные котлы, кроме котлов на перегретой воде)
Теплота сгорания жира около 36 МДж/кг.
Колебания теплоты сгорания не более +- 10%
Вязкость до 40 сСт (мм2\с )
Содержание механических примесей не более 0.1% по массе
Размер механических примесей менее 25 мкм
Содержание воды менее 0.1% по массе
Содержание золы менее 0.03% по массе
Содержание органически связанного азота не более 500 мг/кг

Промышленные горелки , Сжигание топлив