Многоступенчатое сжигание угля и газа, страница 7

С 1978 по 1982 г. на пяти котлах БКЗ-160-100 ГМ Ефремовской ТЭЦ (ЕТЭЦ) и двух котлах этого же ткпа Воронежской ГРЭС была внедрена схема сжигания мазута и газа в ПВФ с новой компоновкой горелок (рис. 4). Она реализована посредством двухъярусного размещения восьми прямоточных горелок (см. рис. 1) на боковых стенах призматической топки с расположением их сравнительно высоко над подом, с наклоном вниз и направлением струй тангенциально к условной поверхности вертикального цилиндра. При этом для рассредоточения факела в центральной части топки по высоте смежные горелки данного яруса были наклонены вниз на разные углы.

Модельные аэродинамические исследования, проведенные при разработке этой схемы [5], а также наблюдения за движением факелов на реконструированных котлах [6] выявили сложную картину течения, что является следствием наложения вихревой аэродинамики факела с вертикальной и горизонтальной осями вращения газов. Тангенциальная направленность свежих струй под углом вниз обеспечила сначала опускное движение горящих факелов преимущественно в центральной части топки, а затем спиралеобразный подъем догорающих газов вдоль всех четырех вертикальных стен с пересечением свежих горелочных струй. В результате осуществления такой аэродинамики были использованы все указанные выше положителькые особенности системы ЧПС с высокой долей пересечения потоков. В качестве дополнительных преимуществ внедренной на котлах БКЗ-160-100 ГМ схемы сжигания газа и мазута (по сравнению с традиционными методами сжигания) следует отметить равномерность теплонапряжения всех четырех вертикальных стен в высокотемпературной части топки и интенсивный тепломассообмен между факелами горелок, в том числе тех, которые расположены далеко друг от друга.

Рис.   4.   Компоновка    прямоточных   горелок   на   котле

БКЗ-160-100 ГМ. 1—8 — номера горелок.

В табл. 2, представлены показатели работы котла БКЗ-160-100 ГМ Ефремовской ТЭЦ до и после реконструкции. Их сравнение показывает комплексное повышение эффективности сжигания мазута и газа в ПВФ. Так, длительная располагаемая мощность котла, определяемая при сжигании мазута по условию обеспечения тяги, а при сжигании газа по условию обеспечения номинального уровня перегрева пара, возросла на 14—15%, экономичность работы котла повысилась на 0,3—0,5%, увеличилась надежность работы экранов вследствие уменьшения максимальной температуры факела (на 80 °С) и максимального падающего теплового потока (на 21%), сократился расход электроэнергии на тягу и дутье, увеличился -срок службы холодной набивки РВП, а также существенно снизился выброс в атмосферу  и SO3, особенно в режиме ступенчатого сжигания.

Повышенные смесеобразовательные функции топочного объема позволяют на реконструированных котлах переходить на режим ступенчатого сжигания топлива путем использования в качестве воздушных сопл двух диагонально расположенных (в плане топки) горелок и соответствующей нагрузки по топливу оставшихся в работе горелок. При этом по сравнению со стехиометрическим режимом (когда в работе все восемь горелок) критический избыток воздуха увеличивается незначительно (не более чем на 0,02), в то же время происходит существенное (в 1,5—2 раза) снижение выброса  и SO3 (табл. 2). Кроме того, к положительным особенностям ступенчатого сжигания мазута в ПВФ на реконструированном котле БКЗ-160-100 ГМ следует отнести сравнительно небольшую концентрацию бенз(а)пирена (БП) в продуктах сгорания (3 мкг/100 м3) и низкий уровень содержания H2S в пристенной зоне экранов, в поясе размещения горелок, который на порядок меньше коррозионно-опасного уровня.

Режим ступенчатого сжигания газа и мазута на реконструированных котлах с аэродинамикой ПВФ находит широкое применение, поскольку при этом происходит наиболее значительное снижение выброса  в атмосферу. Для его организации на котлах, реконструированных по схеме рис. 5, 6, практикуется отключение по топливу соответственно двух из восьми и четырех из шестнадцати горелок. Кроме того, на некоторых реконструированных котлах (БКЗ-320-140 ГМ, ТП-230) с успехом используются специально предусмотренные для этой цели воздушные сопла.