- •Природоохранные технологии на тэс
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1.Современные технологические способы подавления оксидов азота
- •1.1. Этапы развития котельной техники России
- •1.2. Двухступенчатое сжигание.
- •Отрицательные последствия применения двухступенчатого сжигания
- •Опыт компании «Mitsui Babcock» по усовершенствованию двухступенчатого сжигания
- •1.3. Внедрение метода трехступенчатого сжигания на угольных электростанциях в России и снг
- •1.4. Усовершенствование метода трехступенчатого сжигания
- •1.5. Концентрическое сжигание
- •1.6.Подача воды или пара в зону горения.
- •Практическая реализация снижения nOx за счет впрыска пара
- •1.7. Опыт мэи по подавлению оксидов азота впрыском воды в зону горения
- •1.8. Рециркуляция дымовых газов
- •2. Сжигание топлив в кипящем слое
- •2.1. Сжигание твердых топлив в топках котлов, с классическим кипящим слоем
- •2.2. Топки с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.1. Отечественные котлы с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.2. Котлы с циркулирующим кипящим слоем под давлением
- •2.2.3.Зарубежные котлы с кипящим слоем (промышленный опыт)
- •Котлы с кипящим слоем, эксплуатируемые в сша
- •Применение котлов с цкс для сжигания сланцев
- •1.3.Сжигание твердых топлив с использованием аэрофонтанных предтопков
- •3. Плазменная технология
- •4. Разработка новых конструкций топочных камер для сжигания углей
- •4.1. Вихревые топки с жидким шлакоудалением
- •4.2.Принцип технологии вихревого низкотемпературного сжигания
- •4.2.1. Экономичность вир технологии
- •4.2.2. Экологические показатели
- •4.2.3.Надежность и маневренность
- •4.2.4. Результаты испытаний модернизированного котла пк-38 (ст. № 3а) Назаровской грэс
- •4.3.Пылеугольный котел с кольцевой топкой для крупных энергоблоков
- •5.Низкоэмиссионные горелочные устройства
- •5.1. Газомазутные малотоксичные горелки Классификация малотоксичных горелок
- •5.2. Зарубежные разработки малотоксичных горелок
- •5.2.1.Опыт внедрения малотоксичных горелок фирмой «Бабкок-Вилькокс»
- •5.2.2. Опыт внедрения малотоксичных вихревых горелок в Великобритании
- •5.2.3.Малотоксичные горелки, разработанные в Японии
- •5.3.Опыт внедрения малотоксичных зарубежных горелок в России
- •5.4. Работы вти по созданию малотоксичных горелок
- •5.4.1.Вихревые горелки вти
- •5.4.2. Работы вти по применению предварительной термоподготовки угольной пыли для создания горелочных устройств /6–9./
- •5.5. Разработки Томь-Усинской грэс и кгту по созданию горелочного устройства для снижения оксидов азота при сжигании газовых и длиннопламенных каменных углей в топках с жидким шлакоудалением
- •6.Термическая подготовка углей перед сжиганием в условиях тэс
- •6.1.Термическая подготовка углей в термоциклонных предтопках
- •6.2. Разработки эниНа
- •6.3. Разработки СибВти
- •6.4.Термическая подготовка углей с помощью плазменного газификатора
- •6.5. Работы Политехнического института сфу по применению предварительной термической подготовки углей в условиях тепловой электростанции для снижения оксидов азота.
- •7. Сжигание водотопливных суспензий
- •7.1. Современное состояние технологии сжигания водотопливных суспензий
- •7.2.Основные технологические характеристики водотопливных суспензий /5/.
- •7.3. Опыт применения водоугольных суспензий
- •7.3. Суспензионное топливо для мазутных тэс и котельных /5/.
- •7.4. Опыт применения водомазутных эмульсий на энергетических котлах тгмп - 314 и тгм - 96 тэц - 23 оао « Мосэнерго» /7/.
- •7.5.Разработки института «Новосибирсктеплоэлектропроект».
- •7.6. Исследования мэи (Технический университет) по применению водомазутных эмультсий для улучшения технико-экономических и экологических характеристик котельных агрегатов
- •7.7. Технико-экономическая перспективаиспользования суспензионного угольного топлива /5/.
- •8. Пассивные методы снижения токсичности дымовых газов при сжигании топлив
- •8.1. Химические методы очистки дымовых газов от оксидов серы
- •Мокросухой способ
- •Мокрый известняковый способ.
- •Озоновый способ
- •8.2.Химические методы очистки дымовых газов от оксидов азота
- •Технология сша
- •9. Золоулавливание на тэс
- •10. Мероприятия по снижению шума от оборудования тэс
- •11. Дымовые трубы тэс
- •Высота трубы, м 120 150 180 240 330
- •12. Защита водоемов от загрязнения сточными водами
- •12.1.Храктеристика сточных вод
- •12.2. Наиболее прогрессивные технические решения при эксплуатации электростанций «Мосэнерго» за счет внедрения кавитационных технологий.
- •Заключение
- •Список использованных источников Предисловие
- •К разделу № 1
- •К разделу № 2
- •К разделу № 3
- •К разделу № 4
- •К разделу №5
- •К разделу № 6
- •К разделу № 7
- •К разделу № 8
4.2.1. Экономичность вир технологии
Низкоэмиссионная вихревая технология не только не снижает экономичности работы котлоагрегата, как это имеет место в случае применения низкоэмиссионных горелок и т.п., а наоборот, приводит к повышению к. п. д. котла брутто на 1–3 %. Объясняется это следующим.
Во-первых, характер температурного поля в топке, особенно в ее поперечном сечении, сильно влияет на условия теплообмена между факелом и экранными поверхностями нагрева. В зоне активного горения (зона максимального тепловыделения) интенсивность выделения тепла превышает интенсивность теплоотдачи от факела. В результате температура топочных газов повышается до некоторого максимального значения. Указанное максимальное значение температуры топочных газов при прочих равных условиях определяется размерами зоны активного горения и коэффициентом эффективности экранных поверхностей нагрева в данной зоне. Кроме того, как показано А.Г.Блохом, при высокой степени неизотермичности факела (что имеет место при традиционных методах пылеугольного сжигания, особенно в топках котлов большой мощности) более холодные пристенные слои топочных газов, имеющие повышенную поглощательную способность, экранируют излучение центральных, более горячих зон факела, снижая плотность потока излучения, падающего на экраны. Интенсивное внутритопочное перемешивание газовых потоков при вихревой аэродинамике приводит к выравниванию температурного поля топки, что исключает указанный выше эффект.
Во-вторых, наличие значительной массы горящих коксовых частиц, циркулирующих в топке и имеющих сплошной спектр излучения, значительно превосходящий полосчатый спектр излучения трехатомных газов, приводит к повышению излучательной способности факела. К тому же, в работу включается практически вся поверхность топочной воронки.
Поэтому, несмотря на снижение средней температуры факела, лучистое тепловосприятие топочных поверхностей нагрева возрастает. Кроме того, повышенные скорости газов вблизи стен топки увеличивают конвективную составляющую теплообмена. В результате, максимальные температуры в топке снижаются на 100–200 oС, а на выходе из нее – на 80–150 oС (рис.4.1.). Тепловая эффективность топочной камеры котла П-59 после перевода его на ВИР-технологию за период опытного сжигания оставалась практически стабильной (т= 0,3–0,38), близкой к нормативному значению и существенно выше, чем до модернизации (т= 0,2–0,22). Повышение тепловой эффективности экранов ср при переходе на ВИР-технологию составило в среднем ср= 0,14.
Это же подтверждается результатами математического моделирования топочного процесса, выполненного для котла ВВ-1150 к блоку 360 МВт (электростанция «Белхатув», Польша) с использованием программного комплекса FLUENT. На рис.4.2 представлены соответственно расчетные траектории движения топливных частиц двух фракций в обычной топке с
Рис. 4.1. Распределение температуры газов по высоте топки котла П-59 Рязанской ГРЭС: (а – до реконструкций, 1997г.; б – при наклоне горелок вниз, 2000г.; в – после реконструкции на ВИР-технологию, 2002г., данные ОРГРЭС)
тангенциальным расположением горелок (1) и в реконструированной на низкоэмиссионное сжигание (2). Из них видно, что в первом случае все частицы циркулируют только в зоне горелок. При низкоэмиссионном процессе все крупные и большинство мелких частиц вовлекаются в вихревое движение и заполняют объем топки от горелок до нижнего дутья.В первом случае основное горение происходит в районе горелок. Во втором варианте, за счет наличия зоны рециркуляции топочных газов вследствие взаимодействия наклоненных вниз под разными углами потоков аэросмеси и нижнего дутья, зона горения распространяется практически на всю нижнюю часть топки. Соответственно, поверхность теплоотвода из зоны горения (с учетом излучения в зону охлаждения) увеличивается более чем в 2 раза при одинаковом тепловыделении. Согласно позонному расчету, это приводит к снижению средней температуры в зоне горения на 12–15 %, что согласуется с натурными замерами на реконструированных котлах.
Рис. 4.2. Траектории движения частиц угля до (1) и после (2) модернизации (диаметр частиц в микронах)
Снижение температуры газов на выходе из топки влечет за собой соответствующее снижение температуры уходящих газов. А хорошее перемешивание топлива и окислителя при вихревой схеме организации топочного процесса позволят эксплуатировать котел с пониженными (по сравнению с прямоточно-факельным процессом) избытками воздуха на выходе из топки (т = 1,12–1,15) без увеличения содержания горючих в золе уноса и без увеличения концентрации СО.
Таким образом, снижение температуры и избытка воздуха в уходящих газах за счет повышения эффективности работы топки позволяет увеличить коэффициент полезного действия «брутто» котлоагрегата на 1–3 % даже на котлах, проработавих до модернизации 30–40 лет.