Диссертация (1141533), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Предусмотрено 8 различных замеров при номинальной мощности, а также пропорциональное количество замеров на промежуточные значения мощности. В таблице 5 по вертикалиотображены измеряемые значения, по горизонтали - номер и краткое описание характеристики замеров:Замер № 1 - представляет собой обычную режимную карту без использования каких-либо энергоэффективных решений к котлу ДКВР-10/13.118Замер № 2 - отображает изменения в режимной карте при включении в систему конденсационного теплообменника.Замер № 3 - был направлен на подбор параметров электрического поля дляобеспечения увеличения мощности котла.Замер № 4 - характеризуется совмещением повышения мощности при помощи электрического поля и использования в системе конденсационного теплообменника.Замер № 5 - параметры электрического поля были отрегулированы на повышение диссоциации водяных паров и снижение энергии активации, это в свою очередь приводило к повышению КПД использования топлива.Замер № 6 – к предыдущим параметрам в тепловую схему включён конденсационный теплообменник.Замер № 7 – электрическое поле регулировалось для снижения коэффициента избытка воздуха ниже 1 при высокой полноте сгорания топлива.Замер № 8 - к предыдущим параметрам в тепловую схему включён конденсационный теплообменник.Снижение избытка воздуха, подаваемого в топку, дает существенное улучшение параметров работы котла.
При снижении избытка воздуха, подаваемого втопку, снижается объём продуктов сгорания, при этом повышается температурадымовых газов, так как то же количество топлива сжигается в меньшем объёме газов. Воздух, подаваемый на горение, в большей части состоит из азота, который невступает в реакцию горения и является балластом, но имеет существенную рольпри воздействии внешнего электрического поля, расположенного в топке котла.Также механизм образования оксидов азота имеет пик концентрации, приходящийся на избыток воздуха 1,1-1,2, что является наиболее оптимальным избыткомвоздуха для полноты сжигания топлива (из практики). Снижение объёма продуктовсгорания и повышение их температуры так же позволит уменьшить количество секций конденсационного теплообменника КСК с 4 до 2, что положительно скажетсяна аэродинамическом тракте дымовых газов.119увеличение мощности котла +включение в схему конденсационного теплообменникаПовышение КПДПовышение КПД + включение всхему конденсационного теплообменникаКоэффициента избытка воздухаснижен до α = 1.03123456789999110.9110.999991041049.949.9411.111.110.310.310.910.9760760851.276076076076076014170.5133.9577.5514170.514170.58.46.18.46.18.16.2228.16.358.46.398.46.328.555.88.555.82241,8241,8113,7113,7162,0162,0186,2186,2686847.647616137381.251.251.251.251.151.151.1351.1351.361.361.361.361.261.261.1451.1456.6346.634.45.773.56.13.9000000001.650.991.650.991.3860.83161.210.7391.72100.7291.72101.296.306105.75696.306105.756Коэффициента избытка воздухаснижен до α = 1.03 + включение всхему конденсационного теплообменникаувеличение мощности котла№ замераПроцент мощности, %Мощность,Гкал/чРасход топливаТемпературапродуктов сгорания за экономайзеромСО2 %О2СО ppmNO ppmКоэффициентизбытка воздухаза котломКоэффициентизбытка воздухаза экономайзеромПотери тепла Сух.
газами.%От хим недожогаВ окр. средуКПД котлабруттоВключён в схему конденсационныйтеплообменникХарактеристикаработы котельной при замере /измеряемый параметрХолостой замерТаблица 6 – Сравнение режимов работы опытно промышленной установки в различнойконфигурацииМассовый выброс вредных веществ в атмосферу, a = 1NO мг/м3 газаCO мг/м3 газа125.7125.7102,487112.8112.868.470.3290,2290,2136,4136,4194,4194,4223,4223,4120Изменение выбросов СО и NOx производилось при наложении напряжённости 50 кВ/м и поддержании средней мощности котла на уровне 7 Гкал/ч.
В ходеэксперимента изменялся избыток воздуха, поступающий в топку на горение. Избыток воздуха измерялся в отверстии на выходе из топки котла. Опытным путём былиопределены подсосы в топке, повышающие коэффициент избытка воздуха на выходе из топки на 0,13 единиц относительно воздуха, подаваемого на горение. Приподключённом газоанализаторе изменялся избыток воздуха и снимались параметры вредных выбросов CO и NOx (в ppm).
Значения ppm вредных выбросов пересчитывались в мг/м3, а также в г/с выбросов вещества. Измерения выбросов вppm и пересчёте в г/с относятся к единице объёма дымовых газов, пересчёт в г/сотображает изменения в валовых выбросах вещества при работе котельной установки. При одинаковых концентрациях (в ppm) веществ и сниженном количествевоздуха, подаваемого на горение, валовый выброс будет существенно снижен, чтоотображено на рисунках 33 и 34. Верхний предел измерения газоанализатора составляет 4000ppm.
Значения выше предела измерения не отображаются, соответственно, не подходят под расчёт. Столь высокие значения говорят о снижении полноты сгорания и необходимости добавить воздуха в топку котла.121Таблица 7 – Изменения коэффициента избытка воздуха совместно с активацией электрического полямощность 99 %Коэффициент избытка воздухаза котломКоэффициент избытка воздухав топкеМощность, Гкал/чрасход топлива м3/чVсг м3/м3СО2 %О20 кв0 кв50 кв/м1,451,371,331,281,271,201,171,151,121,081,401,321,241,201,151,141,071,041,020,990,9512.166.0010.311.216.609.210.257.008.59.777.409.309.207.17.05419.018.708.348.406.17.966.507.775.107.384.806.914.60ppm234.8250.9269.6СО230.8мг/м3277.50.43299.3322.6275.01469.74720.04720.04720.04720.04720.04720.00.420.420.341.755.475.014.784.674.444.15178.7190.6166.1203.2217.3232.4240.3265.41261.44054.1мг/м3163.1192.5209.8225.5191.7240.7259.6278.5287.9306.81482.14720.0г/с0.300.300.290.280.300.300.290.301.394.15ppmмг/м3г/сNO ppmмг/м3г/с51.064.30.1238.047.90.0955.069.30.1242.052.90.0960.075.60.1248.060.50.090.24NO68.085.70.1352.466.00.1084.0105.80.1562.278.30.1196.0121.00.1670.188.30.1282.0103.30.1366.083.20.1062.078.10.0955.069.30.0854.068.00.0847.059.20.0751.064.30.0736.245.60.0548.060.50.0629.036.50.04г/сppm50кв/м1,531251.04000.04000.04000.04000.04000.04000.0122110100Концентрация NOx в дымовых газах, ppm90807060504030200,950,801,000,90-50кВ/м1,071,001,151,10избыток воздуха α1,21,201,301,400кВ/мРисунок 30 - Изменение концентрации выброса NOx опытно-промышленной установкив зависимости от избытка воздуха1230,180,16Выброс NOx.
г/c0,140,120,100,080,060,040,950,801,000,90-50кВ/м1,071,001,151,21,101,20избыток воздуха α1,301,400кВ/мРисунок 31 - Изменение массового выброса NOx опытно-промышленной установки вза-висимости от избытка воздуха124350330Концентрация СO в дымовых газах, ppm3102902702502302101901701500,800,950,901,00-50кВ/м1,001,071,101,201,151,2избыток воздуха α1,301,400кВ/мРисунок 32 - Изменение концентрации выброса СO опытно-промышленной установки взависимости от избытка воздуха1250,550,500,45Выброс СO г/c0,400,350,300,250,200,800,950,901,001,001,07-50кВ/м1,101,15избыток воздуха α1,201,21,301,400кВ/мРисунок 33 - Изменение массового выброса СO опытно-промышленной установки взависи-мости от избытка воздуха1264.9.4. Оценка изменения вредных выбросов опытно-промышленнойустановкиАнализируя графики, можно констатировать высокую полноту сгораниятоплива со снижением избытка воздуха до 1,03 что недостижимо при отсутствииэлектрического поля в топке котельной. Снижение выбросов оксидов азота происходит более, чем в 2 раза при снижении избытка воздуха до 1,03 и приложениянапряжённости 50 кВ/м к электродам, расположенным в топке котла.
Выбросы СОснизились при воздействии электрического поля. Результаты хорошо коррелируются с лабораторными экспериментами. При снижении избытка воздуха, подаваемого на горение, выбросы СО поднимаются до значений ppm, фиксируемых безэлектрического поля. При оптимальном избытке воздуха валовый выброс г/с вещества остаётся постоянно низким.Произведём оценку изменения вредных выбросов оксидов азота опытнопромышленной установки. В оценке будут участвовать максимально-разовые и валовые выбросы. Расчёты выбросов будут выполняться с режимных карт по методике, принятой на территории РФ по следующим формулам:- расчетный расход натурального топлива (Bр, Bр’);- потери тепла от механической неполноты сгорания q4 = 0[%];- расход топлива (B, B’): В = 2015 [т/год] (тыс.м3/год); В’ = 211,111 [г/с] (л/с)Вр = (1-q4/100) ·B = 2015 [т/год] (тыс.м3/год)(92)Вр’ = (1-q4/100) ·B’·0,0036 = 0,76 [т/час] (тыс.м3/час)(93)- массовая концентрация загрязняющих веществ в сухих дымовых газах (Cnox, Cco,Cso2), (рассчитанная);- стандартный коэффициент избытка воздуха в топке α0=1.4;- коэффициент избытка воздуха в топке αт=1.4;- измеренная объёмная концентрация при коэффициенте избытка воздуха оксидовазота;- средняя (InoxИзм): 0 [ppm](см3/м3);127- максимальная (InoxИзм’): 48 [ppm](см3/м3);- влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1 м3 сухого газа d = 0,785[г/м3]Vo = 0,0476· (0,5·CO+0,5·H2+1,5·H2S+Сумма((m+n/4) ·CmHn)-O2); [м3/м3](94)Vв = 0,01· (H2+H2S+0,5·Сумма(n·CmHn)+0,124·d)+0,0161·Vo; [м3/м3](95)Vг = 0,01· (CO2+CO+H2S+Сумма(m·CmHn))+0,79·Vo+N2/100+Vв; [м3/м3](96)Vсг = Vг+(αo-1) ·Vo-Vв; [м3/м3].(97)Коэффициент пересчета (kп):- kп = 0.000001 (для валового);- kп = 0.000278 (для максимально-разового).Выброс оксидов азота (Mnox, Mnox’,Mno, Mno’,Mno2, Mno2’):Mnox = Cnox·Vсг·Bp·kп; [т/год](98)Mnox’ = Cnox’·Vсг·Bp’·kп; 0,2588613 [г/с](99)Mno2 = 0,8·Mnoх; [т/год](100)Mno2’ = 0,8·Mnoх’; [г/с](101)Mno = 0,13·Mnoх; [т/год](102)Mno’ = 0,13·Mnoх’; [г/с](103)Таблица 8 – Результаты оценки валовых выбросов источникаВеществоВыбросы до внедрения, т/гВыбросы после внедрения, т/гСО7,733,63NO0,460,18NO22,821,10128-50кВ/м0кВ/м4,00Валовой выброс NOx [т/год]3,503,002,502,001,501,000,500,00Холостой замер+ конденсационныйтеплообменникРисунок 34 - Оценка валового выброса NOx при работе опытно-промышленной установки-50кВ/м0кВ/м8,00Валовой выброс CO [т/год]7,006,005,004,003,002,001,000,00Холостой замер+ конденсационныйтеплообменникРисунок 35 - Оценка валового выброса СO при работе опытно-промышленной установки129Произведём расчёт облака рассеивания вредных выбросов при внедрённыхизменениях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
