Содержание токсичных веществ в топливе и дымовых газах, страница 4

Рециркуляция дымовых газов, наряду с уменьшением температуры горения, приводит к некоторому снижению концентрации кислорода, уменьшению скорости горения и растягиванию зоны горения. Дымовые газы рециркуляции играют роль балласта, не участвуя в горении, отбирают часть тепла у факела. При рециркуляции дымовых газов в топку, яркость факела уменьшается, это, в свою очередь, приводит к уменьшению доли лучистого теплообмена, топочные экраны отбирают у факела меньше тепла. Поскольку количество выделенного тепла при рециркуляции остается неизменным, дымовые газы выходят из топки с более высокой температурой. Это приводит к увеличению доли конвективного теплообмена, больше тепла воспринимают конвективные части пароперегревателей, экономайзер, воздухоподогреватель. Поэтому на котлах, имеющих вторичные пароперегреватели (промежуточный перегрев пара после ЦВД — перед ЦСД турбины), с помощью изменения доли рециркуляции дымовых газов регулируют температуру вторично перегретою пара. Чем больше доля рециркуляции, тем выше температура пара на выходе из промежуточного пароперегревателя.

Изменение расхода рециркуляционных газов осуществляется путем приоткрытия - призакрытия направляющих аппаратов на работающих дымососах рециркуляции газов (ДРГ),— специально установленных дымососах для перекачки дымовых газов. При этом изменяется производительность этих дымососов.

Следует иметь в виду, поскольку на нагрев относительно холодных газов рециркуляции дополнительно затрачивается тепло, коэффициент полезного действия котельного агрегата при рециркуляции снижается, причем, чем больше доля рециркуляции, тем ниже КПД котла. Следует также помнить, что организация рециркуляции связана с дополнительными затратами. Транспортировка запыленных газов с достаточно высокой температурой требует установки специальных дорогостоящих дымососов рециркуляции и связана с дополнительной затратой электроэнергии на собственные нужды. Это та цена, которую приходится платить за снижение выбросов окислов азота и возможность регулирования температуры пара промперегрева.

Поскольку рециркуляция дымовых газов оказывает влияние на температуру перегрева пара, она получила широкое применение именно для этих целей еще когда не было известно о влиянии рециркуляции на образование окислов азота. Таким образом, можно использовать рециркуляцию, установленную для регулирования температуры пара, имеющуюся на ряде котлов, для целей снижения образования окислов азота в топочной камере.

Наиболее радикальным способом снижения образования окислов азота в топках котлов является многостадийное сжигание топлива. По этому методу в нижний ярус горелок (первичную зону горения) подается воздуха меньше, чем это теоретически необходимо для сжигания топлива (α = 0,8—0,95). В первичной зоне происходит неполное сгорание топлива с частичной его газификацией при пониженной температуре. Во вторичную зону горения (верхние ярусы горелок) подается чистый воздух или обедненная топливом смесь для дожигания продуктов неполного сгорания топлива. При таком способе сжигания топлива зона горения растягивается, что приводит к снижению температуры факела и, следовательно, к уменьшению образования окислов азота.

Подача воды и пара в зону горения приводит к некоторому снижению образования окислов азота. Подача воды или пара в зону горения обычно осуществляется через форсунки. Ввод воды или водяного пара в количестве 5-10% всего количества воздуха несколько снижает температурный уровень в топке, как это имеет место и при вводе рециркулирующего газа. Ввод воды или пара может несколько ухудшать процесс горения топлива в топочной камере.

Значительным стимулом к внедрению системы подачи пыли высокой концентрации под разряжением (ПВКР) явилась показанная в работах экологическая эффективность такой конструкции. Система ПВКР включает в себя метод наладки процесса горения, рециркуляции дымовых газов, подачи пара в топку, а главное возможность применения ступенчатого сжигания. Дальнейшая модернизация и наладка режимов работы системы ПВКР так же будет использоваться с целью снижения концентрации окислов азота в уходящих газах.