Многоступенчатое сжигание угля и газа, страница 11

Важным результатом реконструкции водогрейных котлов типа ПТВМ является повышение их длительной располагаемой мощности, что продемонстрировано, в которой приведены аналогичные данные и по энергетическим котлам. На реконструированных котлах ПТВМ-100 и ПТВМ-50 длительная располагаемая мощность при работе на мазуте повышена на 18—35% и теперь соответствует номинальной.

Примечание. Котлы БКЗ-75 Куйбышевского нефтеперерабатывающего завода и Бельцкой ТЭЦ после реконструкции перемаркированы в БКЗ-100.

При этом существенно (на 3,8 и 6,5%) сокращены потери тепла с уходящими газами [7, 8]. Указанные достижения стали возможны благодаря уменьшению загрязнения конвективных пакетов липкой золой и продуктами неполного сгорания мазута. Сыпучие отложения стали эффективно удаляться благодаря самообдувке и периодическому использованию методов сухой очистки. На котле ПТВМ-100 на 9,3 МВт (8 Гкал/ч) увеличена максимальная теплопроизводительность при работе на газе вследствие снятия ограничений в производительности индивидуальных вентиляторов. Это в свою очередь обусловлено уменьшением аэродинамического сопротивления прямоточных горелок в сравнении с вихревыми, которые применялись ранее.

На реконструированных котлах ПТВМ-100 и ПТВМ-50 зафиксировано уменьшение выброса  на 5—13% при сжигании мазута, когда в работе находились все установленные горелки [8]. Режим ступенчатого сжигания с отключением части горелок или установкой специальных сопл воздушного дутья в перспективе может оказаться экологически более эффективным при сжигании газа.

Приведенные данные убедительно свидетельствуют о комплексной эффективности сжигания мазута и газа в прямоточно-вихревом факеле на энергетических и водогрейных котлах. Годовой экономический эффект от реконструкции одного котла составил в среднем примерно 75 тыс. руб. при окупаемости внедренных мероприятий в течение 6—10 мес.

В настоящее время главное внимание на кафедре уделяется более широкому использованию и оптимизации схем ступенчатого сжигания газомазутного топлива с целью уменьшения выброса в атмосферу. Для котлов малой и средней мощности может быть рекомендована схема установки горелок по типу рис. 4 с организацией тангенциально-направленного воздушного дутья со стороны больших стен топки. Для мощных котлов с вытянутым фронтом разработаны перспективные схемы ступенчатого сжигания в системах ТПС и ВПС при установке сильно наклоненных газомазутных горелок и воздушных сопл на фронтовой и задней стенках топки, сравнительно высоко над подом. Завершены также разработки по ступенчатому сжиганию в ПВФ высокореакционного пылеугольного топлива.

Кафедра КУиЭЭ МЭИ готова сотрудничать с котлостроительными заводами, проектными организациями и электростанциями по опытнопромышленному освоению и совершенствованию разработанных схем сжигания.

2.3. Влияние рециркуляции продуктов сгорания и двухступенчатого сжигания на выход топливных окислов

При сжигании азотсодержащих энергетических топлив часто определяющими суммарный выход окиси азота являются топливные окислы. Многочисленными опытами установлено, что выход NO_x мало влияет температура в зоне горения существенно более сильное влияние оказывает избыток воздуха.

Для уяснения природы влияния режимных факторов на выход топливных окислов азота в КазНИИ-энергетики были предприняты специальные исследония.

Переход азота топлива в окислы в общем виде  представить как процесс, состоящий из двух последовательных стадий: разложения азотсодержащих соединений топлива в процессе его выгорания Образованием активного атомарного азота или азотсодержащих радикалов и расходования, выделившегося активного азота в конкурирующих реакциях образования и разложения NO.

Механизмы, управляющие первой и второй стадиями процесса, существенно  различны. Первая стадия управляется процессом выгорания топлива. Не вдаваясь в детали и особенности процесса, характерные для выгорания жидкого и твердого азотсодержащих топлив, будем считать, что одним из его конечных продуктов является активный азот.