Метод трехступенчатого сжигания угольной пыли, страница 2

На международной конференции по трехступенчатому сжиганию топлив, состоявшейся в г. Мельве (Швеция), было отмечено, что трехступенчатое сжигание топлива (Rebuming) позволяет в 2—3 раза уменьшить выбросы в атмосферу N0х с дымовыми газами электростанций. Кроме того, оно обходится дешевле методов очистки дымовых газов от N0х. («Теплоэнергетика» №12 2000г., с. 57).

При проектировании котлов с трехступенчатым сжиганием топлива возникают практически важные вопросы, правильное решение которых позволит получить требуемое снижение выбросов N0х. Необходимо выбрать оптимальное соотношение расходов первичного и вторичного топлива, а также определить: длительность нахождения газов в восстановительной зоне топки, условия ввода и активного смешения вторичного топлива и третичного воздуха с основным газовым потоком в топке; длину зоны дожигания, необходимую для достижения допустимых потерь тепла с химическим и механическим недожогом топлива на выходе из топки и содержания горючих в уносе. Следует рассчитать изменение температуры на выходе из топки после ее реконструкции на трехступенчатое сжигание. Вид вторичного топлива (в качестве которого может использоваться как основное топливо, подаваемое в зону горения, так и вспомогательное, например, природный газ) также может влиять на эффективность разложения оксидов азота.

При наладке котлов, ориентированных на трехступенчатое сжигание, важно определить такое соотношение между режимными параметрами, при котором достигается оптимальный экономический и экологический эффект при надежной работе котла.

На сегодняшний день существует много разнообразных технологических методов   подавления образования окислов азота применительно к различным типам котлов. Рассмотрим несколько таких методов и эколого-экономическую целесообразность их применения.

В последние годы в ВТИ был проведен комплекс работ по исследованию метода трехступенчатого сжигания (reburning-process). Предварительно этот процесс был исследован на лабораторной установке.

Рис1. Принципиальная схема котла с внедрением системы трехступенчатого сжигания.

1 —горелки первичного топлива; 2 — дополнительные горелки-инжекторы вторичного топлива;

3 — сопла третичного воздуха.

Результаты опытов на стенде позволили сделать следующие выводы:

подача газа в количестве 25 % по теплу без воздуха снижает концентрацию N0х в уходящих дымовых газах от 1010 до 332 мг/м (в пересчете на N0₂ при a=1,4);

подача такого же количества природного газа с воздухом (a=0,35) снижает концентрацию NOx от 1047 до 470 мг/м³ (при a =1,4); увеличение расхода газа до 31 % по теплу уменьшает концентрацию NОх от 1047 до 347 мг/м³ (a=1,4).

Проведенные на лабораторной установке исследования позволили перейти к реализации метода трехступенчатого сжигания на котле производительностью 500 т/ч (13,8 МПа, 545/560 °С), установленном на Добротворской электростанции (Украина). Топочная камера этого котла разделена на две половины двусветным экраном, каждая полутопка имела по четыре блока прямоточных горелок, расположенных вблизи углов топочной камеры и стационарно наклоненных вниз на 15°. Особенностями топки являются высокое тепловое напряжение топочного объема (174,5 кВт/м³ ) и низкое расположение ширмового пароперегревателя (нижний срез ширм - на отметке 24 м, ось верхнего сопла горелок 15,8 м). Каждый блок горелок состоял из трех сопл аэросмеси  и четырех сопл вторичного воздуха, в которые были встроены газовые горелки.

Котел оборудован пылесистемой с прямым вдуванием, с шестью среднеходовыми валковыми мельницами (заводская маркировка МВС-140А).

Котел рассчитан на сжигание каменных углей Львовско-Волынского бассейна с характеристиками: W^Г=12 %, A^r=28 %, V^daf =40%, S ^r=6 %. N ^r =0,8 %,  Qi ^r=18,6 МДж/кг. В настоящее время котел большую часть времени работает на природном газе, но в зимнее время приходится сжигать уголь с несколько худшими характеристиками.