- •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
1.2. Двухступенчатое сжигание.
В настоящее время для управления топочным процессом к котлоагрегату, наряду с традиционными требованиями по обеспечению максимальной экономичности работы, предъявляются требования по снижению выбросов оксидов азота без ухудшений основных экономических показателей его работы. В связи с этим на условия горения накладываются дополнительные ограничения. Это требует решения новых задач, как по технологии сжигания топлива, так и по разработке соответствующих структур автоматического регулирования. Практика последних лет показала, что существенным средством подавления оксидов азота, особенно на пылеугольных котлах, является создание локальных зон с восстановительной средой (т.е. с недостатком свободного кислорода). Технически этот способ сжигания легко реализовать, если через горелки вместе с топливом подавать только часть воздуха, а остальной воздух, необходимый для полного сгорания топлива, подавать выше ядра горения с помощью дополнительных воздушных сопл. Организовать восстановительную зону горения можно также путем перераспределения топлива между нижними и верхними ярусами горелок.
О
Рис.1.4.
Схема факела при двухстадийном сжигании
топлива: I,
II
зоны горения
Простейшая схема двухступенчатого сжигания применительно к промышленным и энергетическим котлам (рис.1.4) состоит в работе с коэффициентом избытка воздуха в горелках, меньшим стехиометрического, при наличии специальных воздушных сопел, расположенных выше верхнего яруса горелок. При проектировании новых и реконструкции действующих котлов со схемой ступенчатого сжигания весьма важно правильно выбрать место ввода и количество третичного воздуха, чтобы получить возможно больший эффект по снижению выбросов оксидов азота с минимальными отрицательными последствиями для работы котла.
Известно, что при сжигании высокореакционных углей (каменные угли типов Г, Д, бурые угли) тепла, выделившегося при сгорании летучих на начальном участке факела, оказывается достаточно, чтобы началось горение коксового остатка. При сжигании низкореакционных углей (антрацит, тощие угли) количество летучих невелико и поэтому даже при уменьшенном теплоотводе, который обеспечивается «зажигательными» поясами или использованием топок с жидким шлакоудалением, существует опасность погасания коксовой частицы при недостатке кислорода. Поэтому у котлов, работающих на АШ и тощем угле, сопла третичного дутья должны располагаться ближе к горелкам верхнего яруса, а у котлов, работающих на каменных и бурых углях, путь факела до встречи с третичным воздухом может быть увеличен для повышения эффективности подавления NOx.
С учетом изложенного, если исходить из предположения, что подъемная скорость газов в различных топках отличается незначительно, рекомендуется следующая зависимость между выходом летучих на горючую массу Vг, %, и расстоянием в свету от горелок верхнего яруса до сопел третичного дутья Н, м:
, (1.3.)
К
Рис
.1.5. Зависимость выбросов NOх
из котла ТП-109 от механического недожога
При внедрении схемы ступенчатого сжигания на котле БКЗ-210-140, на кузнецких газовых углях была обнаружена зависимость потерь q4 от места ввода третичного воздуха.
Известно также, что при сжигании АШ снижение коэффициента избытка воздуха в горелках значительно увеличивает механический недожог. В исследованиях схемы ступенчатого сжигания на мощных котлах с тангенциальными и вихревыми горелками также было получено увеличение q4 по мере перераспределения воздуха между основными горелками и соплами третьего дутья. Все это позволило ввести эмпирическую зависимость для оценки дополнительных потерь тепла ∆q4, %, от выхода летучих веществ Vг, %, расстояния между осями верхних горелок и воздушных сопл Н, м, а также коэффициент избытка воздуха в горелках г:
, (1.4.)
В 1979г. сотрудниками ВТИ впервые было проведено двухступенчатое сжигание твердого топлива с подачей части воздуха выше горелок на котлах БКЗ-210-140Ф Западно-Сибирской и Кузнецкой ТЭЦ /6/. Первый из этих котлов был оборудован пылесистемой с ШБМ и промбункером, второй – среднеходовыми мельницами и пылесистемой с прямым вдуванием. При сжигании кузнецких каменных углей марки Г и промежуточного продукта подача 15–20 % воздуха через сопла третичного дутья снижала концентрацию NОx в дымовых газах с 900 до530 мг/м3 на первом котле и с 820 до 430560 мг/м3 – на втором (концентрации приведены в пересчете на NO2 сухой пробы газа при = 1,4). Снижение коэффициента избытка воздуха в основных горелках не ухудшило топочный процесс, но температура газов на выходе из топки несколько возросла. Это обстоятельство благоприятно отразилось на эксплуатации котла БКЗ-210-240Ф, так как раньше из-за недостаточной поверхности пароперегревателя не удавалось включить в работу автомат регулирования температуры перегретого пара.
Отсутствие к тому времени методики расчета двухступенчатого сжигания заставило пойти на усложненную схему ввода третичного воздуха. К каждому из сопл, расположенных (как и основные горелки) вблизи углов топочной камеры, было подведено по два короба горячего воздуха (один над другим). Меняя с помощью шибера расход воздуха по каждому из этих коробов, можно было изменить угол наклона струй третичного воздуха в вертикальной плоскости от -24 до +13 к горизонту. Выходные сечения всех горелок по вторичному воздуху были уменьшены на 15 % для сохранения расчетной скорости.
Испытания котла после реконструкции топочной камеры показали, что его надежность не изменилась, показатели экономичности топочного процесса q3 и q4 остались примерно на прежнем уровне, а концентрация оксидов азота снизилась с 900 до 490 – 570 мг/м3 при сжигании промпродукта кузнецких углей.
Метод двухступенчатого сжигания твердого топлива был успешно внедрен на котлах БКЗ-220-100Ф Западно-Сибирской и Кузнецкой ТЭЦ при сжигании кузнецких углей и позволил снизить выбросы NОx на 30–45 %.