Содержание токсичных веществ в топливе и дымовых газах, страница 3

Из анализа факторов, влияющих на образование окислов азота, вытекают методы, позволяющие снизить образование этих окислов в топках котлов до минимальных значений.

Самым простым и дешевым способом снижения выбросов окислов азота является наладка процесса горения. Процесс горения должен быть организован таким образом, чтобы, с одной стороны, подавалось достаточное количество воздуха для полного сгорания топлива, с другой стороны, это количество воздуха должно быть недостаточным для образования окислов азота. При наладке процесса горения для каждой нагрузки подбирается оптимальное соотношение расходов топлива и воздуха. Если подать меньшее количество воздуха, будет неполное сгорание топлива, к тому же возникнет вероятность образования бенз(а)пирена, самого вредного из всех продуктов сгорания. Если подать большее количество воздуха, ухудшится экономичность котельного агрегата (из-за увеличения расхода топлива на нагрев воздуха, не участвующего в горении), к тому же более интенсивно пойдет процесс образования окислов азота.

При наладке процесса горения можно добиться существенного понижения температуры факела и, следовательно, снижения интенсивности образования окислов азота. Этого можно достичь путем растяжения процесса горения. Процесс выгорания топлива может быть организован интенсивно, в небольшой части топочного пространства. В этом случае температура факела будет очень высока. Но можно организовать постепенное выгорание топлива, равномерно по всему топочному объему, в этом случае температура факела будет существенно ниже и, следовательно, менее интенсивно будет идти процесс образования окислов азота.

Существуют конструкции горелок, где можно регулировать интенсивность закрутки воздуха путем изменения угла поворота направляющих лопаток горелки. При большом угле поворота завихрение воздуха в горелке будет велико, и, как следствие, процесс горения пойдет более интенсивно. Выгорание топлива при этом происходит на сравнительно небольшом участке, температура факела высока, и, следовательно, велики выбросы окислов азота. При малом угле поворота направляющих лопаток завихрение воздуха в горелке будет невелико, процесс горения пойдет «вяло», что, с одной стороны, приведет к снижению выбросов окислов азота, с другой стороны, может привести к неполному сгоранию топлива и другим нежелательным последствиям. Оптимальный угол поворота направляющих лопаток горелок, как и оптимальное соотношение расходов топлива и воздуха, определяются только при наладке процесса горения, как правило, сразу за пуском котла после монтажа или ремонта.

Наладку процесса горения осуществляют специализированные наладочные организации. После наладки котельного агрегата выдается режимная карта, соблюдение требований которой обязательно для всего персонала, имеющего отношение к эксплуатации котельного агрегата.

Вторым способом снижения интенсивности образования окислов азота является рециркуляция дымовых газов в топочную камеру. Для организации рециркуляции, дымовые газы, как правило, после водяного экономайзера, при температуре З00-400 °С, отбираются специальными рециркуляционными насосами и подаются в топочную камеру. За счет разбавления факела относительно холодными дымовыми газами температура в ядре факела снижается, так как большое количество тепла расходуется на нагревание газов рециркуляции. Из-за снижения температуры факела уменьшается и интенсивность образования окислов азота.

Большое значение имеет способ ввода газов в топочную камеру:

через шлицы под горелками, через кольцевой канал вокруг горелок и подмешивание рециркуляционных газов в дутьевой воздух перед горелками. Экспериментальным путем установлено, что минимальный выброс окислов азота достигается при подмешивании дымовых газов в дутьевой воздух перед горелками, при этом в наибольшей степени происходит снижение температуры в ядре факела. Причем, чем больше доля рециркуляции, тем меньше образуется окислов азота. Подмешивая в дутьевой воздух до 20-25% дымовых газов, удается снизить содержание окислов азота на 40-50 %.