Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Конструкция сопл третичного воздуха позволила менять направление воздушных струй, тем самым изменяя время пребывания продуктов сгорания в восстановительной зоне[22]. Оказалось, что при большем времени пребывания, соответствующем углу наклона струй третичного воздуха вверх на 10°, достигалось более глубокое снижение концентрации оксидов азота (до 470—540 мг/м3, 6 % 02), чем при наклоне струй вниз на 24° (C_NOx =564-598 мг/м3, 6 % O2). Но потери с уносом в первом случае были выше на 0,3 %.

Еще один важный вывод — концентрация NOx зависит от доли первичного воздуха α1 и разности скоростей в выходном сечении горелок w2-w1.

Общий эффект по снижению выброса NOx достигал 50 %. Снижения экономичности топочного устройства или интенсификации коррозии топочных экранов не наблюдалось. Шлакование экранов и ширмового пароперегревателя не происходило. Температура газов на выходе из топки после реконструкции увеличилась примерно на 40 °С.

Широкое внедрение двухступенчатого сжигания на котлах, сжигающих газ, мазут, позволило оценить эффективность этого метода для отечественных котлов в 30-40 %.

Трехступенчатое сжигание

Котел ТПП-312 паропроизводительностью 950 т/ч имеет параметры: 25 МПа, 545/545 °С; топка котла — с жидким шлакоудалением. Вихревые пылегазовые горелки расположены встречно на фронтовом и заднем экранах в два яруса по высоте, по восемь горелок в каждом ярусе. Подается к горелкам сушильным агентом, часть при работе на ухудшенном топливе сбрасывается в топку через два сопла, размещенных на фронтовой стене выше верхнего яруса горелок (рис. 11.2)

Рисунок 11.2 Вихревые пылегазовые горелки

Зависимость концентрации NOx от коэффициента избытка воздуха на котле ТПП-312 Ладыжинской ГРЭС: 1 — до реконструкции, N=270 МВт; 2 — после реконструкции 1993 г., N=300 МВт;3 — после оптимизации режима, 1994 г., N=313 МВт.

Для дополнительных прямоточных горелок используется природный газ в количестве 15-20 %. Они были выполнены и установлены встречно на фронтовом и заднем экранах. Сопла третичного воздуха были смонтированы выше дополнительных горелок на фронтовом и заднем экранах. Для обеспечения требуемой по условию шлакования ширм температуры газов в верхней части топки был установлен аэродинамический выступ.

До реконструкции концентрация NO, в дымовых газах в зависимости от избытка воздуха изменялась от 1100 до 1200 мг/м3. Проведенные испытания реконструированного котла показали, что он работает надежно и экономично в широком диапазоне нагрузок. При подаче в дополнительные горелки природного газа (6-16 %) и газов рециркуляции (8 -10 %) концентрация NO, за котлом составила в среднем 500-570 мг/м3 (α=1,4). Когда расход вторичного воздуха на основные горелки уменьшался до расчетного значения αг=1,05, концентрация NO, снижалась примерно до 400 мг/м3.

В ВТИ была разработана и успешно реализована на ряде крупных энергетических котлов так называемая упрощенная схема трехступенчатого сжигания, которая предполагает использование существующих горелок верхнего яруса для создания восстановительной зоны. Впервые эта схема была реализована на котле ТП-92 Добротворской ГРЭС (Украина). Топка котла ТП-92 оборудована восемью блоками прямоточных горелок, причем каждый блок имел три пылевых и четыре воздушных сопла, чередующихся по высоте. В каждое воздушное сопло встроена газовая горелка, и все сопла наклонены вниз на 15°. Особенностью топки являются высокое тепловое напряжение топочного объема (174,5 кВт/м3) и низкое расположение ширмового пароперегревателя.

Для создания восстановительной зоны верхнее воздушное (с газовой горелкой) и были направлены горизонтально, а выходное сечение по воздуху было значительно уменьшено. Кроме того, часть горячего воздуха подавалась в верхнюю часть топки через вновь смонтированные сопла третичного дутья. При такой схеме в нижней части топки формировалась основная зона горения, в которую поступало 3/4 (при работе на газе) всего топлива с коэффициентом избытка воздуха α=1,07. После ввода через реконструированные сопла 25 % природного газа с недостатком воздуха коэффициент избытка воздуха в средней части топки уменьшался до а=0,937. На выходе из топки за счет третичного дутья поддерживался нормальный избыток воздуха αт=1,2.

Испытания реконструированного котла на природном газе показали, что концентрация NOx в дымовых газах при номинальной нагрузке блока снизилась с 200-300 до 80-100 мг/м3 (6 % 02).

Над основными горелками были установлены дополнительные сбросные сопла для ввода в топку обеспыленного сушильного агента и горячего воздуха для дожигания продуктов недожога. Благодаря центробежному пыле-концентратору в горелки нижнего яруса поступала более грубая пыль (R90=21+22 %), а в верхние — мелкодисперсная (R90=6+ 8 %), что позволило избежать затягивания факела в верхнюю часть топки. Для получения восстановительной среды использовалась часть основного топлива.

Режим трехступенчатого сжигания обеспечивался:

- установкой двухступенчатого лопаточного завихрителя с разделением аэросмеси на три потока с различной концентрацией пыли;

- сбросом части обеспыленного сушильного агента и вторичного воздуха над двумя ярусами горелок;

- поддержанием в горелках верхнего яруса пониженного избытка воздуха с целью формирования восстановительной среды.

Это позволило уменьшить концентрацию оксида азота на Верхне-Тагильской ГРЭС на 45-50 %.

Ниже приведена еще одна упрощенная схема (рис. 10.2) трехступенчатого сжигания на котле ТП-230. На этом котле марки Б (Qг= 7,45 — 8,10 МДж/кг, Wг = 25,6 -27,1 %, Аг=35,0-38,8 %) природный газ. Номинальная паропроизводительность котла 230 т/ч при параметрах пара 9,8 МПа, 510 °С. В эти амбразуры встроены сопла вторичного воздуха, внутри размещаются газовые сопла. Упрощенная схема трехступенчатого сжигания на котле ТП-230 рис. 11.3.

Рисунок 11.3 Упрощенная схема трехступенчатого сжигания на котле ТП-230

Схема ступенчатого сжигания на котле ТП-230 ТЭЦ-17 Мосэнерго: 1 — сопло вторичного воздуха с номинальным расходом; 2 — сопла вторичного воздуха с уменьшенным расходом; 3 — сопла третичного воздуха

Концентрация NO2 в дымовых газах до реконструкции составляла: при сжигании природного газа 300-390 мг/м3.

После реконструкции были испытаны различные режимы. При закрытых шиберах третичного воздуха, когда подавление NOx осуществлялось только благодаря перераспределению избытков воздуха между верхней и нижней частями основного факела, концентрация NOx составила: при сжигании газа 280 мг/м3.

Вторая группа опытов была проведена при открытии шиберов третичного воздуха на 50 %. В этих опытах концентрация NOx уменьшилась до 185 мг/м3 при сжигании газа. И наконец, при полностью открытых шиберах, т.е. при расчетной схеме упрощенного трехступенчатого сжигания, концентрация NOx в дымовых газах составила: при сжигании газа 74-90 мг/м3;

Котел работал устойчиво, химический и механический недожог оставались примерно на том же уровне, что и до внедрения новой технологии сжигания.

Концентрическое сжигание.

При этой схеме ступенчатого сжигания не требуется установки дополнительного яруса горелок. Восстановительная зона формируется в центральной части топки, вдали от топочных экранов, что позволяет избавиться от таких побочных явлений, как шлакование топочных экранов или их высокотемпературная коррозия.

В результате новой организации топочного процесса на всех котлах уменьшилась концентрация оксидов азота в дымовых газах в 1,5-2 раза, а экономичность котлов осталась практически на прежнем уровне.

Ниже показан (рис. 11.4) один из вариантов такой горелки, верхнее сопло вторичного воздуха которой может отклоняться от оси горелки на угол β. В результате этого в центре топки образуется зона, обогащенная топливом, а вблизи экранов — среда, обогащенная воздухом. При использовании названной горелки концентрация оксидов азота уменьшилась (при нагрузке, близкой к номинальной) от 1100 до 650-700 мг/м3.

Рисунок 11.4 Схема ступенчатого сжигания не требуется установки дополнительного яруса горелок

Прямоточная горелка конструкции ВТИ-ЦКБ «Энергоремонт» для организации концентрического сжигания:

- аэросмесь;

- верхнее поворотное сопло вторичного воздуха;

- поворотная заслонял для регулирования расхода нижнего потока вторичного воздуха.

Эффективность схемы концентрического сжигания определяется степенью обогащения топливом центральной зоны топочной камеры и соответственно обогащения воздухом периферийной зоны, примыкающей к топочным экранам. Естественно, что, увеличивая долю вторичного воздуха, который отклоняется от направления струй топливовоздушной смеси, и угол (в плане) между этими двумя потоками. Поэтому при внедрении концентрического сжигания снижение эмиссии NOx оптимизируют с учетом влияния его на недожог топлива.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения ВКР на тему «Разработка воздухоохранных мероприятий для котельной ООО МН «Дальнефтепровод», работающей на газе» разработаны следующие основные разделы. Дана характеристика котельной работающей на газе. Произведен расчет горения газообразного топлива и продуктов полного сгорания. Далее был произведен расчет теплового баланса котла и целью определения потерь теплоты и расчетного расхода газообразного топлива. Далее произведен тепловой и аэродинамический расчет котла с целью подбора тягодутьевых устройств котельной. В связи с этим рассчитаны мощность и КПД дымососа и дутьевого вентилятора. Для удаления дымовых газов из котельной и сопутствующих вредных веществ с продуктами сгорания был произведен расчет дымовой трубы, высота которой составляет 30м. Далее произведены расчеты выбросов вредных веществ при сжигании газообразного топлива. Подробно изложены механизмы образования загрязняющих веществ при горении. В результате разработаны мероприятия по снижению вредных выбросов из котельной, которая рекомендуется для практического применения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Повышение экологической эффективности сжигания мазута в котельных установках: монография / В. Д. Катин, В.Ю. Косыгин, И. В. Вольхин под ред. проф В. Д. Катина – Хабаровск: издательство ДВГУПС, 2010г.

2. Глобальные экологические проблемы России. Серия: Чтения памяти академика А. Л. Яншина, 2008 г.

3. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: виды и источники. http://www.kosmir.info/item/72.

4. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

5. Мочан С.И. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод), изд. 3-е. - Л.: "Энергия", 1977.

6. В.Я. Янкелевич "Наладка газомазутных промышленных котельных", Недра" 1988г.

7. М.Б. Равич "Эффективность использования топлива". 1977 г.

8. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/см²), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 338 К (115°С).

9. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. Москва 2003 г.

10. Методика проведения пуско-наладочных работ и режимно-наладочных испытаний котлов, теплогенераторов, печей и другого газоиспользующего оборудования.

11. Об охране окружающей среды (с изменениями на 28 декабря 2016года) (редакция, действующая с 1 января 2017 года).

12. Постановление Правительства РФ от 30.09.2014 N 999 (ред. от 24.12.2016) "О формировании, предоставлении и распределении субсидий из федерального бюджета бюджетам субъектов Российской Федерации»

13. СНиП II-35-76 "Котельные установки" - РосТепло.RU

14. http://khabarovsk7m.ru/company/op-nefteperekachivayuschaya-stantsiya-34-filiala-rar

15. Паровые и водогрейные котлы Авторы: А.К. Зыков

16. Промышленная энергетика, госэнергоиздат, 1975.

17. Расчет котельных агрегатов в примерах и задачах. С.П. Кашников, В.Н. Цыганков

18. http://www.bikz.ru/production/kotly_paroviye/kamennyj_i_buryj_ugol/serii_ke_2_5_4_0_6_5_10_t_ch/e-10-1_4rnke-10-14s-o_ptl-rpk/

19. Издание с изменениями №1,2,3,4 утвержденными в сентябре 1982г, мае 1985г, марте 1990г, ноябре 1997г. ИУС, поправка ИУС7-2002г.

20. http://www.s-kotel.ru/products/kotly-parovye/kotly-parovye-na-gaze-zhidkom-toplive-tipa-de.html

21. Топливо, топки и котельные установки, М. М. Щеголев.

22. Технические решения по снижению вредных выбросов в окружающую среду на железнодорожном транспорте. Под редакцией профессора В.Д. Катина, Хабаровск изд. ДВГУПС.

23. Оксиды азота в дымовых газах котлов. В.Р. Котлер , энергоатомиздат, 1999.

16

Характеристики

Список файлов ВКР