- •Содержание
- •Введение
- •Анализ исследований энергетического использования канско-ачинских углей
- •1.1 Этапы развития топочных технологий сжигания углей на тепловых электростанциях
- •1.2 Угли Канско-Ачинского бассейна и их энергетическое использование
- •1.3 Технологические способы подавления оксидов азота
- •1.3.1 Ступенчатое сжигание
- •Двухступенчатое сжигание
- •Отрицательные последствия применения двухступенчатого сжигания
- •Опыт компании Mitsui Babcock по усовершенствованию двухступенчатого сжигания
- •Внедрение метода трехступенчатого сжигания на угольных электростанциях в России и снг
- •Усовершенствование метода трехступенчатого сжигания
- •Концентрическое сжигание
- •1.3.2 Подача воды или пара в зону горения
- •Опыт мэи по подавлению оксидов азота впрыском воды в зону горения
- •1.3.3 Рециркуляция дымовых газов
- •Работы вти по внедрению рециркуляции для снижения оксидов азота
- •1.3.4 Сжигание топлив в кипящем слое
- •Сжигание твердых топлив в топках котлов, с классическим кипящим слоем
- •Топки с циркулирующим кипящим слоем
- •Котлы с циркулирующим кипящим слоем в России
- •Котлы с циркулирующим кипящим слоем под давлением
- •Котлы с кипящим слоем (промышленный опыт)
- •1.4 Шлакование и загрязнение поверхностей нагрева котельных агрегатов при сжигании канско-ачинских углей
- •1.5 Вовлечение в энергетику сажистых (окисленных) углей Канско-Ачинского бассейна
- •1.6 Исключение мазута при растопке и подсветке факела топочных камер котлов
- •1.7 Выбор цели и постановка задач исследования
- •Основные задачи исследований:
- •2 Особенности вещественного состава и свойств углей канско-ачинского бассейна по высоте пласта и глубине залегания
- •2.1 Оценка величины запасов сажистых и окисленных углей Канско-Ачинского бассейна
- •2.2 Состав и свойства березовского угля по высоте пласта и глубине залегания
- •2.2.1 Органическая часть
- •2.2.2 Теплотехнические характеристики
- •2.2.3 Состав и свойства минеральной части
- •2.2.4 Особенности распределения органической и минеральной частей по фракциям различных бурых углей при размоле
- •2.2.5 Реакционная способность
- •2.3 Особенности сжигания окисленного березовского угля
- •2.3.1 Экспериментальная установка и методика исследований
- •2.3.2 Работа топочной камеры
- •2.3.3 Поведение минеральной части
- •2.3.4 Загрязнение поверхностей нагрева
- •2.3.5 О роли механического недожога в формировании отложений летучей золы при сжигании канско-ачинских углей с высоким содержанием кальция
- •2.4 Анализ результатов исследований
- •3 Экспериментальные исследования по сжиганию ирша - бородинского угля и его полукокса
- •3.1 Сжигание кузнецкого угля и полукокса ирша-бородинского угля на Егоршинской грэс
- •3.2 Сжигание ирша-бородинского угля и его полукокса на Красноярской тэц-1
- •3.3 Сжигание ирша-бородинского угля и его полукокса на огневом стенде
- •3.4 Выводы
- •4 Исследования по Термической подготовке углей канско-ачинского бассейна
- •4.1 Математическое моделирование процесса термоподготовки углей
- •4.2 Исследования по термоподготовке канско-ачинских углей в слоевом реакторе
- •4.3 Исследования по термоподготовке и сжиганию канско-ачинских углей на полупромышленной установке
- •4.4 Выводы
- •5 Технологические схемы и устройства по повышению эффективности энергетического использования углей канско-ачинского бассейна
- •5.1 Увеличение тепловой эффективности поверхностей нагрева котельных агрегатов
- •5.2 Технологические схемы и устройства по термической подготовке канско-ачинских углей как эффективной ступени их сжигания на тепловых электростанциях
- •5.2.1 Технологические схемы и устройства по внешней термоподготовке
- •Термоподготовка с использованием стандартного оборудования
- •Термоподготовка с использованием принципа фонтанирования
- •5.2.2 Внутритопочная термическая подготовка Термоподготовка угольной пыли в циклонных предтопках
- •Термоподготовка в топочных устройствах с возвратно-поступательным движением потока
- •Топочные устройства по термической подготовке кау с вертикальной циркуляцией угольной пыли в угловых камерах
- •5.2.3 Система термоподготовки углей с применением муфельных предтопков
- •Опытно-промышленный образец системы муфельной растопки, установленной на котле бкз-420-140 пт1 Красноярской тэц-2
- •Система термической подготовки на котлах пк-40-1
- •Система термической подготовки на котлах бкз-420 Красноярской грэс-2
- •Работа универсальной пылеугольной горелки
- •5.3 Выводы
- •6 Трехмерное численное моделирование аэродинамики топочной камеры, оборудованной системой термической подготовки топлива
- •7 Экономическая оценка эффективности технологии сжигания с использованием термической подготовки углей канско-ачинского бассейна и определение перспектив ее тиражирования
- •7.1 Оценка коммерческой эффективности технологии сжигания с использованием термической подготовки канско-ачинских углей с учетом риска и неопределенности
- •7.1.1 Финансово-экономическая оценка технологии сжигания с внутритопочной термической подготовкой канско-ачинских углей с примененением высокоэкономичного котельного агрегата
- •Анализ проектных рисков
- •Анализ чувствительности
- •Анализ безубыточности
- •7.1.2 Финансово-экономическая оценка технологии муфельной растопки канско-ачинских углей
- •Теплота сгорания мазута
- •Анализ проектных рисков
- •Анализ чувствительности
- •Анализ безубыточности
- •7.2. Применение специализированной модели межотраслевого комплекса – Энергетической модели России для определения эффективности различных энерготехнологий
- •Характеристика условий добычи и использования канско-ачинских углей
- •7.3 Формирование исходных параметров и определение экономических последствий тиражирования технологии термической подготовки канско-ачинских углей на пылеугольные тепловые электростанции России
- •7.4. Предотвращенный экологический ущерб от реализации технологии термической подготовки канско-ачинских углей
- •7.4.1 Экологическая оценка проекта «Высокоэффективный экологически чистый котельный агрегат» (вэка)
- •Определение величины снижения платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу
- •Расчет предотвращенного ущерба при освоении технологии вэка
- •7.4.2 Экологическая оценка проекта «Безмазутная растопка котельных агрегатов» бмрк Расчет снижения платы за выбросы загрязняющих веществ
- •Количество угля, замещающего одну тонну мазута
- •При сжигании одной тонны мазута в топочную камеру котла поступает
- •Расчет предотвращенного ущерба при освоении технологии бмрк
- •7.5 Выводы
- •Основные результаты и выводы
- •Список использованных источников
2.3 Особенности сжигания окисленного березовского угля
2.3.1 Экспериментальная установка и методика исследований
Экспериментальная установка по сжиганию, представленная на рис.2.17, состоит из циклонной камеры горения 8 и экспериментального газохода 9. Циклонная камера горения, рассчитанная на сжигание до 0,16 – 0,19 кг/с угольной пыли, имеет внутренний диаметр 0,65 м и высоту 2,6 м. Внутри камера горения футерована шамотным кирпичом 4. Между кирпичной кладкой и стальным каркасом топки находится слой из асбеста. Снаружи топка имеет водоохлаждаемую рубашку. В верхней части топки установлена водоохлаждаемая крышка, в которой имеется два сквозных отверстия 21 для установки растопочных форсунок, работающих на соляровом масле.
Первичный воздух с угольной пылью и вторичный воздух подаются тангенциально через шлицы 14, расположенные в верхней части топочной камеры. По всей высоте топочной камеры имеются лючки. Внизу топочной камеры расположена лётка, через которую жидкий шлак стекает в шлакоприемник. В нижней части камеры горения имеется боковое окно для вывода топочных газов в экспериментальный газоход 9, который представляет собой канал прямоугольного сечения. В газоходе расположены водоохлаждаемые теплообменники для регулировки температуры газов и имитации шахматного пучка труб конвективных поверхностей нагрева котлоагрегата. Сверху газохода имеется крышка с отверстиями, через которые вводятся экспериментальные зонды. Через отверстия в боковых стенках газохода вводятся термопары для измерения температуры газов.
Отбор проб летучей золы осуществляется изокинетично трубками Альнера, установленными в свободной подъемной шахте 25, с применением метода внешней фильтрации. Пробы шлака отбирались после опытов из шлакоприемника 7.
Измерение температур в топочной камере производилось через лючки 5 оптическим пирометром типа ОППИР–09 и платинородий – платиновым термоэлектрическим термометром ТПП с высокотемпературным наконечником. В качестве вторичного прибора использовался переносный потенциометр типа ПП–63.
Определение коэффициента избытка воздуха производилось переносным химическим газоанализатором ГХП–ЗМ и хроматографическим газоанализатором «Газохром – 3101». Проба газа на анализ отсасывалась из подъемной шахты 25 через каждые 10 минут опыта, в момент отсчета основных показаний приборов.
Температура стенок зондов измерялась при помощи зачеканенных в стенку хромелъ-алюмелевых термоэлектрических термометров ТХА.
Изготовленные термометра перед использованием тарировались по термоэлектрическому термометру повышенной точности ТПП–РПТ.
Измерение температур газового потока в газоходе осуществлялось стандартными термопарами TXA–0515.
В качестве вторичных приборов при измерении температур стенок зондов и газов использовались автоматические потенциометры.
На всех экспериментальных зондах для оценки количественной характеристики загрязнения поверхностей нагрева через каждые 50 мм были сделаны кольцевые риски. После проведения опытов с каждого зонда снимались отложения с участка длиной 50 мм и взвешивались на аналитических весах. Причем, снятие отложений производилось раздельно с фронта зонда и тыла с одних и тех же участков средней части зонда.