- •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
6.4.Термическая подготовка углей с помощью плазменного газификатора
В Отраслевом центре плазменно-энергетических технологий РАО «ЕЭС России» при ОАО «Гусиноозерская ГРЭС» под руководством Карпенко Е. И. разработана технология термической подготовки углей перед сжиганием в условиях ТЭС с использованием плазменного алло-автотермического газификатора (ПААГ).
На рис. 6.7 представлена схема плазменного алло-автотермического газификатора. На котле БКЗ-640 (ст. № 1) Гусиноозерской ГРЭС паропроизводительностью 640 т/ч установлен комбинированный ПААГ с двумя плазменными ступенями. Его производительность по углю составляет 32 т/ч.
Плазменый алло-автотермический газификатор предназначен для термохимической подготовки топлива с подачей ее высокореакционных продуктов (горючего газа и коксового остатка) непосредственно в топку котла и позволяет решить проблему его безмазутной растопки и подсветки пылеугольного факела, стабилизации выхода жидкого шлака в топках с жидким шлакоудалением, снижения выбросов оксидов азота и оксидов серы (при добавке в уголь доломита). Кроме того, расширяется гамма сортов углей, сжигаемых в одном и том же котле, без снижения его технико-экономических и экологических показателей.
Рис. 6.7. Схема промышленного плазменного алло-автотер-мического газификатора: АС – аэросмесь; ВВ – вторичный воздух; М – муфель; Пл – плазмотрон; Г – горелка
После опытной эксплуатации одного ПААГ на промышленном котле БКЗ-640 будут установлены еще три таких газификатора, и все топливо будет проходить предварительную подготовку к сжиганию.
Рис. 6.8. Влияние удельных энергозатрат на выход NОх. при плазменном воспламенении пылеугольного факела
Замедление образования NO, при увеличении удельных энергозатрат (мощности) плазмотрона основано на использовании следующей схемы реакций:
HC + N2->HCN+N; (6.1)
HCN + (Н, ОН) -* CN + (Н2, Н2О); (6.2)
CN + О2 -» СО + NO; (6.3)
CN + ОН -» СО + NH; (6.4)
NH + ОН -»NO + H2; (6.5)
NH + NO -> N2 + ОН; (6.6)
Из уравнений (6.1 – 6.6) видно, что наличие Н2 [реакция (6.5)] или СО [реакции (6.3) и (6.4)] приводит к образованию NH [реакция (6.4)] и способствует снижению оксидов азота вследствие восстановления NO по реакции (6.6). Таким образом, увеличение содержания СО или Н2 чрезвычайно важно для снижения образования NOх
В камере ЭТХПТ (коэффициент избытка воздуха = 0,5–0,7) происходит образование СО + Н2, которые затем подаются в основную камеру сжигания.
При полной плазменно-паровой газификации тех же углей в газификаторе с плазмотрононом, протекающей по следующей основной реакции:
С + Н2О -> СО + Н2 + Q =131,500 МДж/моль, (6.7)
выход NOх снижается до 50–100 мг/м3.
Затраченное в ходе этой реакции эндотермическое тепло Q компенсируется энергией дугового разряда.
В течение работы плазмотрона (режим плазменной подсветки) выход NOх снижается в 2 раза. Это соответствует известным данным о выходе NОх для газифицируемого твердого топлива.
В зоне взаимодействия плазменного факела (Т= 3000–4000 К) с холодной аэросмесью (Т = 350 К) угольные частицы подвергаются в плазме тепловому удару и расщепляются на несколько десятков осколков каждый размером 5 – 10 мкм, что приводит к интенсивному выделению летучих угля (СО, СО2, Н2, N2, CH4, С6Н6, и др.) и ускоряет процесс окисления горючих топлива в 3–4 раза.
Рис. 6.9. Опытная зависимость относительной электрической мощности плазмотрона от выхода летучих воспламеняемого угля на различных ТЭС: 1 – Северная Корея; 2, 12 – Украина; 3 – Китай; 4, 5, 6 – Казахстан; 7 – США; 8 – Россия; 13 – Монголия; 14 – Киргизия; 15 – Эстония; 16 – Словакия. Р – электрическая мошность плазмотрона; Q – калорийность угля; G – расход угля через муфель
На рис. 6.9 дана экспериментальная зависимость относительных затрат электроэнергии на плазмотрон от выхода летучих угля на различных ТЭС. Экономический эффект от использования плазменной безмазутной растопки составляет 300–500 дол/год на 1 т номинальной производительности котла.
В заключение следует сказать, что плазменно-энергетические технологии реализованы на котлах ТЭС России, Украины, Казахстана, Словакии, Монголии, Китая и Северной Кореи. Их использование обеспечивает безмазутную растопку котла и подсветку факела, сокращая при этом удельные энергозатраты и снижая выбросы NOх Применяемое при этом плазменное оборудоване отвечает современным экологическим и технико-экономическим требованиям.