Диссертация (1141533), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Анализ изменения рассеивания ведётся по выбросам оксидов азота,так как изменения выбросов СО пропорционально настройке режимных карт пополноте сгорания, а рассеивание в атмосфере, в зависимости от температуры, равноценно для всех веществ, входящих в продукты сгорания.При установке конденсационного теплообменника снижается температурадымовых газов: чем меньше температура, тем ниже облако продуктов сгоранияподнимается в атмосфере, соответственно снижается ассимиляция вредных выбросов с чистым атмосферным воздухом. Ограничением будет выступать уровеньПДВ, допустимый на данной местности с учётом уже существующих приземныхконцентраций.Внедрение электродов в топку котла дает эффект снижения уровня вредныхвыбросов в большинстве случаев, при этом, позволяя снизить коэффициент избытка воздуха ниже необходимого за счёт диссоциации водяных паров.
Снижениекоэффициента избытка воздуха положительно влияет на снижение концентрациивредных выбросов оксидов азота, так как пик концентрации приходится на избытоквоздуха в размере 1.1, при его снижении и интенсификации процесса горения уровень выбросов оксидов азота сокращается за счёт сразу 2 факторов: ускорения скорости реакции, когда часть оксидов азота не успевает образовываться; снижениякоэффициента избытка воздуха, что приводит к снижению образования концентраций.При помощи программы «Эколог» строились зоны рассеивания NOх на местности по результатам измерений режимных карт, отображённых в Таблица 6.
Синим цветом на схемах отображена область рассеивания, построенная расчётнымспособом, чёрным цветом показана область рассеивания оксидов азота в соответствии с режимной картой котельной установки до внедрения электрического поля130и конденсационного теплообменника. На всех схемах видно, что фактическое рассеивание, выделенное чёрным цветом, существенно шире зоны рассеивания, построенной расчётным способом (синий цвет).Каждая новая модель построения отображается красным цветом. Зоны рассеивания построены согласно изменениям, влияющим на вредные выбросы от котельной установки за счёт комбинации в различных режимах работы конденсационного теплообменника и электродов, внедрённых в топку котла.
Факторами, влияющими на облако рассеивания дымовых газов, являются:- измеренный или расчётный уровень вредных выбросов (измерения производились на выходе из топки котла в ppm);- температура дымовых газов, влияющая на рассеивание облака выбросов ватмосфере.Особенности построения и измерений указаны в примечаниях к расчетнойсхеме. Расчётные формулы приведены в предыдущем пункте и являются одинаковыми для всех расчётных схем.
Изменениям подвергались температура дымовыхгазов и измеренный уровень выбросов оксида азота. Результаты расчётов облакарассеивания вредных выбросов нанесены на карту местности в масштабе.Замер №1 (Рисунок 36) - использование конденсационного теплообменника.При измерении данного режима в схему работы котельной установки былвключён конденсационный теплообменник, установленный на выходе из экономайзера котла. В конденсационном теплообменнике происходит отбор теплоты спонижением температуры ниже точки росы, после чего дымовые газы смешиваются с потоком газов, пущенном по байпасной линии. Соотношение газов, пропущенных через секции теплообменника и по байпасу, контролировалось вручную посоотношению температуры дымовых газов на выходе из экономайзера и на входе вдымовую трубу.
Использование конденсационного теплообменника за счет снижения температуры дымовых газов ухудшает рассеивание вредных выбросов, но приэтом экономится порядка 11% топлива, что приводит к снижению валового выброса.131Зона рассеивания при использовании конденсационного теплообменника всхеме работы котельной установки характеризуется существенным сужением площади рассеивания: зона рассеивания по площади меньше расчётной зоны рассеивания и, более чем в 2 раза, меньше зоны рассеивания без использования теплообменника.
Одно из возможных решений увеличения зоны рассеивания – повышениетемпературы дымовых газов. Снижая поток газов, проходящий через теплообменник, снижается эффективность использования теплообменника, но при этом, оптимизируется облако рассеивания до уровня ПДВ местности.Рисунок 36 - Зона рассеивания вредных выбросов при использованииконденсационного теплообменника (построена красным цветом)132Замер № 2(Рисунок 37) - использование электрического поля в топке.При измерении данного режима задействовано электрическое поле напряжённостью -50кВ/м. Топливо в соответствии с максимальной мощностью котла (дореконструкции) подавалось в объёме 760 м3/ч.
На схеме отображено существенноерасширение зоны рассеивания продуктов горения. При интенсификации реакциигорения оксиды азота не успевают образовываться в обычном количестве. Происходит снижение концентрации NOx в дымовых газах. Температура дымовых газовпри воздействии электрического поля незначительно снижается (3-5%) за счёт повышения теплопередачи в топке котла, что не является существенным при построении модели рассеивания вредных выбросов.Замер № 3 (Рисунок 38) – использование электрического поля в топке и снижение коэффициента избытка воздуха.При измерении данного режима задействовано электрическое поле напряжённостью -50кВ/м совместно со снижением коэффициента избытка воздуха.
Избыток воздуха удалось снизить до 1,03 при сохранении полноты сгорания топлива,что привело к снижению объёма дымовых газов и массового выброса оксида азота.Электрическое поле снижает количество выбросов оксида азота при помощи двухмеханизмов:- за счёт интенсификации скорости реакции горения и выхода из зоны максимальной концентрации выбросов оксида азота;- за счёт снижения избытка воздуха ниже номинального 1,17. Топливо подавалось в объёме 760 м3/ч. Коэффициент избытка воздуха удалось опустить до1,03 при сохранении полноты сгорания топлива.
Дополнительное снижение температуры дымовых газов сказалось на облаке рассеивания – площадь зоны рассеивания не изменилась, а концентрация выбросов оксида азота в центре зоны повысилась.133Рисунок 37 - Зона рассеивания вредных выбросов при использовании электрическогополя в топке (построена красным цветом)134Рисунок 38 - Зона рассеивания вредных выбросов при использовании электрическогополя в топке и одновременного снижения избытка воздуха (построена красным цветом)Замер № 4 (Рисунок 39) - интенсификация котлоагрегата. Электрическоеполе интенсифицирует реакцию горения топлива, что позволяет в том же объёметопки котла сжечь большее количество газа без перегрева тепловоспринимающихповерхностей.
При измерении данного режима введено электрическое поле напряжённостью –50кВ/м с увеличением количества газа, подаваемого на горение, выше135номинального - до 851 м3/ч. Предел увеличения подачи топлива контролировалсяпо полноте сгорания топлива, которая, в свою очередь определялась по показаниямгазоанализатора, установленного на выходе из топки котла. При увеличении подачи топлива в камеру сгорания пропорционально возрастает объём дымовых газов, что приводит к увеличению выбросов, при этом воздействие электронов электрического поля в топке котла снижает концентрацию вредных выбросов, тем самым положительно влияя на экологическую обстановку микрорайона. В результатевоздействия электрического поля и увеличения подачи топлива облако рассеиванияопределяется близким к расчётному.Рисунок 39 - Зона рассеивания вредных выбросов при использовании электрическогополя в топке и интенсификации котла (построена красным цветом)136Замер № 5 (Рисунок 40) – интенсификация котлоагрегата совместно с использованием конденсационного теплообменника.При измерении данного режима в тепловой схеме котельной установки использовался конденсационный теплообменник, введено электрическое поле напряжённостью –50кВ/м с увеличением расхода газа, подаваемого на горение, выше номинального - до 851 м3/ч.
Предел увеличения подачи топлива контролировался пополноте сгорания топлива, которая, в свою очередь, определялась по показаниямгазоанализатора, установленного на выходе из топки котла. При увеличении подачи топлива в камеру сгорания пропорционально возрастает объём дымовых газов, содержащих вредные вещества, что приводит к увеличению выбросов, приэтом воздействие электронов электрического поля на факел пламени в топке котласнижает концентрацию вредных выбросов за счёт интенсификации процесса горения, тем самым снижая время прохождения реакции горения и уменьшая концентрацию оксидов азота, что положительно влияет на экологическую обстановкумикрорайона. Увеличенная подача топлива повышает уровень концентрации вредных веществ в продуктах сгорания, что отрицательно влияет на экологическую обстановку.
Конденсационный теплообменник снижает температуру дымовых газови отрицательно влияет на рассеивание облака продуктов сгорания. Построеннаямодель облака рассеивания близка к облаку рассеивания, построенного по замерам№ 1, где использовался только конденсационный теплообменник без учёта влиянияэлектрического поля. Облако рассеивания при применении интенсификациименьше облака рассеивания котельной до выполнения реконструкции. Снижениетемпературы является более влияющим фактором на облако рассеивания, чем внедрение электрического поля, воздействующего на факел пламени в топке котла. Приэтом, валовый уровень выбросов находится в пределах работы котельной установки до реконструкции и внедрения устройства.137Рисунок 40 - Зона рассеивания вредных выбросов при использовании электрическогополя в топке, интенсификации котла и введения в тепловую схему конденсационноготеплообменника (построена красным цветом)1384.10.Анализ облака рассеивания вредных выбросов прииспользовании электрического поля и конденсационного теплообменника вразличных конфигурациях опытно-промышленной установкиНа рисунках 35-39 рассмотрены изменения облака рассеивания вредных выбросов NOx при различных конфигурациях работы конденсационного теплообменника и электрического поля напряжённостью –50кВ/м, внедрённого в топку котла.Подведём краткие итоги режимов работы двух устройств:1)Внедрение конденсационного теплообменника – ухудшение облакарассеивания, снижение температуры до 70 0С.2)Внедрение электрического поля напряжённостью –50кВ/м.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
