Диссертация (1141533), страница 21
Текст из файла (страница 21)
За счёт ин-тенсификации скорости реакции горения топлива оксиды азота не успевают образовываться в номинальном количестве, что отображается в снижении концентрации в продуктах горения. На схеме облака рассеивания отображено существенноерасширение границ облака рассеивания.
Снижение температуры на 3-5 градусов неявляется существенным с точки зрения рассеивания частиц над местностью.3)Внедрение электрического поля напряжённостью –50кВ/м + снижениекоэффициента избытка воздуха до 1,03. За счёт полной диссоциации воды электрическое поле позволяет снизить избыток воздуха при сохранении эффективностисгорания топлива. Данный режим характеризуется повышением концентрации оксидов азота в дымовых газах относительно предыдущего замера, но за счёт снижения объёма продуктов сгорания массовая доля веществ, подлежащих рассеиванию,снижается, вследствие чего происходит ещё большая ассимиляция с чистым воздухом, и область рассеивания является максимальной из всех измеренных режимов.Снижение избытка воздуха так же ведёт к экономии топлива и интенсификациипроцесса теплоотдачи, ввиду повышения теплового напряжения в топке, так кактоже количество топлива полноценно сгорает в меньшем объёме газов.
Данный режим является оптимальным для работы котельной установки совместно с использованием электрического поля высокой напряжённости.1394)Внедрение электрического поля напряжённостью –50кВ/м и интенси-фикация котлоагрегата за счёт увеличения подачи топливной смеси при удержаниифакела пламени электрическим полем. Электрическое поле интенсифицирует реакцию горения топлива, что позволяет в том же объёме топки сжечь большее количество газа без перегрева тепловоспринимающих поверхностей.
Концентрация оксида азота, при этом ниже, чем в нормальном режиме работы котельной, но за счётувеличения объёма продуктов сгорания облако рассеивания остаётся близким кобычному режиму работы котельной установки. Режим работы предназначен длямаксимальной нагрузки котельной и обеспечения тепловой мощностью новых потребителей без существенной реконструкции котельной. В результате воздействияэлектрического поля и увеличения подачи топлива облако рассеивания определяется близким к расчётному.5)Интенсификация котлоагрегата совместно с использованием конденса-ционного теплообменника.
В данном режиме работы интенсификация котлоагрегата аналогична интенсификации в 4 режиме, но дополнительно используется конденсационный теплообменник в тепловой схеме котельной. Данный режим работынаправлен на максимальную экономию топливных ресурсов. Он одновременно интенсифицирует теплоотдачу в топке котла и использует теплоту скрытого парообразования влажных дымовых газов, зона рассеивания является наименьшей.
Приплотной застройке жилых микрорайонов необходимо повышать температуру дымовых газов, тем самым снижая эффективность использования конденсационноготеплообменника до обеспечения уровня ПДВ, учитывая уже существующие приземные концентрации.140Выводы по главе 4Внедрение электродов в топку котла опытно-промышленной установки существенно повлияло на работу котельной.
Расположение электродов в топке котлана дальней стенке из шамотного кирпича является работоспособным решением.Токи от генератора стекали на электрод заземления без пробоя на котёл. Предельное напряжение составило 75 кВ/м, при превышении которого происходил пробойчерез пламя с характерным звуковым треском.Изменения в работе котельной установки коснулись мощности, концентрации вредных выбросов в дымовых газах, облака рассеивания вредных выбросов ивлажности дымовых газов. Прирост мощности при работе опытно-промышленнойустановки на базе котла ДКВР-10/13 от базового значения мощности в 9,94 Гкал/ч(принятый за 100%) составил: 0,99 Гкал/ч или 9,95%; - от внедрения конденсационного теплообменника; 1,19 Гкал/ч или 11,97% - от внедрения электрического поля в топку котельной с увеличением подачи топлива на 5,3% и снижения коэффициента избыткавоздуха до 1,03.
Увеличение подачи топлива происходило без существенного увеличения длины факела пламени, что не должно сказываться на ресурсе котла; 1,97 Гкал/ч или 19,81% - от совместной работы конденсационного теплообменника и электрического поля, при увеличении подачи топлива на 5,3% и снижении коэффициента избытка воздуха до 1,03. Увеличение подачи топлива происходило без существенного увеличения длины факела (пламени), что не должно сказываться на ресурсе котла.Установка электродов в топке котла позволяет достичь увеличения мощности больше, чем при установке конденсационного теплообменника за счёт изменения формы факела пламени и увеличения сжигаемого топлива в объёме топки. Таким образом, за счёт внедрения электродов в топку котла дополнительная мощность складывается из 6,7% за счёт оптимизации процесса горения и воздействияэлектрического поля на режим горения факела и 5,3% за счёт увеличения подачи141топлива с сохранением длины факела.
При этом установка электродов не требуетсущественной реконструкции котельной в отличие от установки конденсационноготеплообменника. Конденсационный теплообменник повышает эффективность работы установки без увеличения подачи топлива, не требует прямых затрат при эксплуатации, но оказывает нагрузку на водяные насосы и дымососы, установленныев водяном и газовом тракте котельной установки, замена которых является гораздоболее дорогостоящей, чем внедрение электродов в топку котла. Также при совместной работе электрического поля в топке котла и конденсационного теплообменника изменяется состав и температура продуктов сгорания, поступающих в теплообменник:температура на выходе из котла снижается на 50С;влажность дымовых газов повышается на 5%, что может потребоватьоптимизации конденсационного теплообменника под обновлённые параметры.Экономическая оценка показала, что доход, обеспеченный дополнительноймощностью для новых потребителей за счёт интенсификации опытно-промышленной установки при помощи электрического поля в топке котла на 12%, составляет2654 тыс.
руб., что в 3,8 раза больше, чем прибыль от экономии топлива в размере6,7% при условии полного обеспечения спроса на добавочную мощность (884,7тыс. руб./год на 1 котёл ДКВР-10/13). На поддержание электрического поля затрачивается электрическая энергия в объёме 0,1-1% от получаемого энергетическогоэффекта в котельной установке. При использовании электрического поля на протяжении всего отопительного сезона затраты электроэнергии на поддержание электрического поля составят 4 тыс. квт/ч в год или 21,6 тыс. руб. по тарифам на электрическую энергию за 2017 год, что не существенно в общем обороте средств котельной установки. При этом, эксплуатация электродов позволяет осуществлятьоперативное включение и отключение воздействия электрического поля на факелпламени.
Срок окупаемости в условиях Нижнего Новгорода, на примере котловДКВР-10/13, составил один отопительный сезон при затратах на одно устройствогенерации электрического поля в топке котельной с установкой и наладкой в 632142тыс. руб. При этом, электроды могут использоваться временно, что даёт возможность оптимизации работы котельной с электродами в более обширных пределах.Экологические результаты от воздействия электрического поля на факелпламени в течение всего отопительного сезона при постоянной работе в соответствии с режимной картой выражены в снижении валового выброса СО на 53%, NOи NO2 на 60%.
Данная особенность электрического поля позволяет снизить платуза вредные выбросы в окружающую среду на 271,6 руб. в год, а при высокой приземной концентрации в зоне расположения котельной позволит установить дополнительные котлы без нарушения законодательства РФ и нанесения вреда окружающей среде. Снижение концентрации вредных выбросов позволяет компенсировать ухудшение рассеивания за счёт снижения температуры дымовых газов от конденсационного теплообменника, установленного в газовоздушном тракте котельной установки, и пропустить больший поток газов через теплообменник с сохранением первоначальной формы облака рассеивания вредных выбросов.
Снижение коэффициента избытка воздуха до 1,03 позволило существенно сократить объём дымовых газов, что привело к сокращению валового выброса вредных примесей засчёт снижения количества воздуха, подаваемого в топку котла на горение. Снижение коэффициента избытка воздуха стало возможным благодаря наличию свободных отрицательных электронов в топке котла и полной диссоциации водяного пара,присутствующего в воздухе, подаваемом на горение, что является существеннымэффектом для теплоэнергетики.Одновременное использование электрического поля и конденсационноготеплообменника является эффективным средством интенсификации и повышенияэффективности выработки теплоты на котельных установках.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
