5.2.2 Подача вологи у зону горіння

Це відбувається або упорскуванням технічної води у зону горіння, або подачею пари у дуттьове повітря. По ефекту цей метод аналогічний методу рециркуляції, тобто він також призводе до зниження температури у зоні горіння. Цей метод в основному застосовують у камерах згорання ГТУ і в котлах. Подача вологи в котлах у виді технічної води дає більший ефект, ніж рециркуляція і дозволяє практично до нуля звести термічний NО_х, але ККД котла при цьому знижується на 5 %. При подачі пари у камеру згорання ГТУ вона буде ефективною лише при попаданні вологи у зону горіння, яка примикає до зони зворотних потоків. Отже, пару звичайно подають у повітря, який поступає до камери ГТУ. З точки зору зниження виходу NО_х має значення частка пари по відношенню до повітря, яке подається у камеру згорання ГТУ. Подача пари у повітря дозволяє у 1,5 – 2 рази зменшити вихід NО_х.

5.2.3 Двохстадійне спалювання

Двосхідцеве або двостадійне (а також трьох- і багатостадійне) спалювання палива є одним з найбільш перспективних методів регулювання топкових режимів й одночасно зниження утворення оксидів азоту в топкових процесах. Сутність методу полягає в тім, що в первинну зону горіння подається повітря менше, ніж необхідно теоретично (α_п = 0,70...0,95), у результаті чого відбувається зниження максимальної температури в зоні факела, зниження змісту кисню в ядрі факела, зменшення швидкості реакції утворення оксидів азоту й збільшення довжини й світності факела.

Через розведення продуктами згоряння наступне горіння протікає при більш низькій температурі, внаслідок чого у вторинній зоні горіння оксиди азоту практично не утворюються. Схема факела при такій організації горіння наведена на рисунку 32. Для реалізації методу двостадійного спалювання необхідна установка пальників у два яруси. Через нижні пальники подається паливо и повітря з α_п = 0,8...0,85, а через верхні пальники подається або тільки повітря, або спалюється паливо з більшим надлишком повітря. По об’єму факелу можна виділити дві зони: I — зона неповного горіння; II — зона опалювання, де також зниженні температури через розбавлення продуктів горіння , що дає зменшення виходу NО_х.

I й II - зони горіння

Рисунок 32 - Схема факела при двостадійному спалюванні палива

5.3 Пальники з пониженим виходом nОх

Для подавлення утворення NО_х пальники повинні:

1. пригальмовувати підмішування вторинного повітря, яке багате киснем, до кореня факелу;

2. забезпечувати інтенсивний тепломасообмін між топковими газами і паливом, а також між топковими газами і вторинним повітрям;

3. забезпечувати повне спалювання палива при мінімальній частці первинного повітря;

4. прибирати піки температур у зоні горіння палива.

5.3.1 Пальники рм з підвищеним виходом nОх

Принциповим для цього пальника є розподілення первинного повітря на два потоки: з зниженою і підвищеною концентрацією вугільного пилу. При цьому більша частина вугільного пилу вигорає у атмосфері, збідненій О₂. Окрім того, гази рециркуляції сприяють зниженню температурного рівня факелу. Схема пальника представлена на рисунку 33.

Рисунок 33 — Комбінований прямотоковий пиловугільний пальник типу РМ

Часто в конструкції пальникових пристроїв реалізується відразу кілька способів придушення оксидів азоту. Прикладом такого підходу є японський РМ-пальник (рисунок 33). Даний пальниковий пристрій відноситься до складних пальників прямоточного типу й використовується звичайно на котлах з тангенціальними топками. Шляхом установки найпростішого інерційного пилоконцентратора в пилопроводі перед пальником потік аеросуміші ділився на висококонцентрований (ПВК) і низькоконцентрований. Між цими двома потоками розміщене сопло для уведення газів рециркуляції. Друге сопло для подачі газів рециркуляції розташовано між потоками ПВК і вторинного повітря.

У потоці ПВК запалення й горіння летучих відбувається при долі первинного повітря, значно меншій стехіометричного співвідношення. Летучі низькоконцентрованого потоку палива, навпаки, будуть вигорати в середовищі з підвищеним надлишком повітря. Така організація процесу горіння палива сприяє глибокому придушенню термічних і паливних оксидів азоту. Застосування РМ-пальників на пиловугільних котлах у додавання до східчастого спалювання дозволило знизити викиди NО_х до 0,18 г/м³ або майже в 4 рази.