Метод трехступенчатого сжигания угольной пыли

Министерство образования Российской Федерации

Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет

Факультет авиа-кораблестроения

Кафедра СЭУ

«Метод трехступенчатого сжигания угольной пыли»                         

И.А. Новиков

2003

Введение.

В настоящее время большое внимание уделяется снижению выбросов различных токсичных веществ в атмосферу при сжигании органического топлива. Введение платы за выбросы вредных веществ значительно повысило интерес к реальным экологическим характеристикам котлов. Существенный, а иногда и преобладающий вклад при этом вносят оксиды азота.

Для снижения выбросов N0x с дымовыми газами были разработаны и внедряются различные технологии, позволяющие удалять из них оксиды азота, а также уменьшать образование последних в процессе сжигания топлива.

Одним из наиболее перспективных методов снижения образования N0x при сжигании топлива является метод трехступенчатого сжигания. Его сущность заключается в ступенчатом вводе в топку топлива и воздуха таким образом, чтобы разбить топку на три зоны по высоте: зона I (основная зона горения) — с коэффициентом избытка воздуха a_I > 1, зона II (восстановительная зона) — с коэффициентом избытка воздуха a_II < 1 и зона III (зона дожигания) — с коэффициентом избытка воздуха a_III > 1,

Для изучения рассматриваемого метода был выполнен большой объем исследований на экспериментальных установках и промышленных котлах. На основании полученных результатов по заданию комиссии Европейского Сообщества сделана оценка возможности внедрения такой технологии на пылеугольных котлах стран Восточной Европы и СНГ. Ее результаты были представлены на международном семинаре «Применение метода трехступенчатого сжигания для подавления N0x на твердотопливных котлах в Европе и СНГ» в июне 2000 г. Согласно приведенным оценкам из 14 рассмотренных типов котлов, установленных на ТЭС России, Украины и Казахстана, 12 могут быть реконструированы для трехступенчатого сжигания. Всего на ТЭС России установлено более 200 котлов, которые могут быть переведены на трехступенчатое сжигание. Возможность обеспечения пребывания пылегазового потока в восстановительной зоне и в зоне дожигания в течение необходимого времени без переноса существующих горелок обусловливает применение предлагаемой технологии.

Однако следует учитывать, что при организации на котле трехступенчатого сжигания существенные изменения вносятся практически во все параметры процесса горения (скорость газов в различных зонах топки, распределение температур по высоте топки, потери тепла с механическим недожогом). Поэтому при разработке и выборе наиболее подходящей схемы для каждого конкретного котла следует учитывать все эти изменения и рассчитывать, каким образом они отразятся на его эксплуатационных показателях.

В данной работе рассматриваются различные наиболее перспективные достижения   в области мировой энергетики по снижению выбросов в атмосферу окислов азота электростанциями и эффективность их применения.

Решения проблемы выбросов NОxэлектрическими станциями.

Для обеспечения нормативных требований на находящихся в настоящее время в эксплуатации паровых котлах содержание оксидов азота в уходящих газах необходимо снизить в 2-8 раз. Практика показывает, что для решения этой проблемы наиболее эффективными и экономически целесообразными являются так называемые внутритопочные мероприятия, подавляющие образование N0х в процессе  сжигания топлива.

Предельные удельные выбросы оксидов азота в атмосферу паровыми котлами при сжигании органических топлив регламентируются ГОСТ 26943-86. Котлы паровые стационарные большой мощности. Общие технические требования. Он устанавливает пониженный по сравнению с существующим уровень предельно допустимых выбросов (ПДВ) оксидов азота для паровых котлов, выпускаемых с 1.01.1991 г. В 1989 г. введены разработанные Минэнерго СССР "Исходные технические требования к комплектной котельной установке, включающей пылегазоочистное оборудование (типовые)". Данные типовые требования включают нормативы удельных выбросов вредных веществ для котельных установок различной производительности при сжигании разных видов органического топлива, а также общие технические требования к соответствующему природоохранному оборудованию, которым комплектуются котельные установки (см. таблицу).

Нормативы выбросов оксидов азота для котельных установок, поставляемых комплектно с пылегазоочистным оборудованием