Метод трехступенчатого сжигания угольной пыли, страница 3

Особенности котла ТП-92 на Добротворской электростанции (отсутствие дымососа рециркуляции дымовых газов и небольшое расстояние от горелок до ширм) не позволили в полной мере реализовать вариант трехступенчатого сжигания. Решено было для минимизации реконструктивных работ пойти на упрощенную схему, при которой восстановительная зона образуется в результате сжигания газа, подаваемого воздухом, а не газами рециркуляции. Кроме того, вместо установки дополнительных горелок (для которых не хватало высоты топочной камеры) решено было использовать верхние сопла горелок, направив их горизонтально и уменьшив выходные сечения по воздуху.

Окончательные результаты испытаний котла на газе приведены на рис.2. Измерения, выполненные разными приборами электрохимического действия, подтвердили, что концентрация N0х в дымовых газах снизилась до 80-100 мг/м³ (6 % О₂), а содержание СО приэтом не превышало 0,0062 % (по объему).

      Рис. 2. Опыты при сжигании природного газа на котле ТП-92 (N_ЭЛ =148 -158 МВт).

1 - третичный воздух полностью закрыт; 2 - доля третичного воздуха уменьшена; 3 - доля третичного воздуха увеличена; I - Testoterm за ПП; II - Testotenn за ДС; III- MSI за ПП; IV - MSI за ДС.

Результаты опытов при сжигании угля в основных и дополнительных горелках приведены на рис.3. Опыты при закрытых шиберах третичного воздуха дают примерно такие же концентрации, как и на котле до его реконструкции. При открытых шиберах начинает проявляться эффект трехступенчатого сжигания, и концентрация N0х снижается примерно на 30 % (при использовании угля для создания восстановительной зоны). Экономичность котла при этом снижается на 0,68 % из-за повышения содержания горючих в уносе до 4,1-4,4 %.

Весьма успешной оказалась программа опробования метода трехступенчатого сжигания на котле с жидким шлакоудалением. Работа, начатая в 1988 г., выполнялась в рамках сотрудничества ВТИ и ЕРА US, которую представляла AEERL. По контракту с последней в работе принимала участие KDLABBCE.

Рис. 3. Результаты измерений концентрации N0х в уходящих газах котла ст. № 12 ДГРЭС при работе на угле (N_ЭЛ =134-141 МВт).

1 - N0; 2 – С ^Гщл; 3 – С ^Гун. Светлые точки - при открытом третичном воздухе, темные - при закрытом).

Промышленная часть работы была выполнена на блоке 300 МВт Ладыжинской электростанции (Украина). Котел (заводская марка ТПП-312) паропроизводительностью 950 т/ч имеет параметры 25 МПа, 545/545 °С. Топка котла - с жидким шлакоудалением. Размеры в плане 8,66х 17,37 м. В верхней части расположены горизонтальные ширмы. Тепловое напряжение топочного объема 156 кВт/м³, сечения топочной камеры - 5,5 МВт/м². Вихревые пылегазовые горелки расположены встречно, на фронтовом и заднем экранах, в два яруса по высоте, по восемь горелок в каждом ярусе. Пыль подается к горелкам сушильным агентом, но часть сушильного агента при работе на ухудшенном топливе сбрасывается в топку через два сопла, размещенных на фронтовой стене, выше верхнего яруса горелок.

С учетом наличия на Ладыжинской ГРЭС природного газа было решено для дополнительных горелок использовать природный газ (15-20 % по теплу), а число и размещение основных пылеугольных горелок оставить без изменения (последнее было связано в значительной степени с желанием сократить затраты на реконструкцию котла). Дополнительные газовые горелки были выполнены прямоточными и установлены встречно на фронтовом и заднем экранах. Сопла третичного дутья были размещены выше дополнительных горелок также на фронтовом и заднем экранах.                 

Для обеспечения требуемой по условию шлакования ширм температуры газов в верхней части топки был установлен аэродинамический выступ. В августе 1992 г. реконструированный котел был растоплен, а в ноябре того же года были проведены предварительные параметрические испытания, которые позволили сделать следующие выводы.