Пылеугольная ТЭЦ, работающая на низкосортных углях, страница 11

Как известно, до 90% оксидов азота при сжигании углей образуется из азота топлива, и снижение выбросов МО, достигается предотвращением их образования при использовании ТХПУ. В ступень 1 (рис. 3) поступает топливо с коэффициентом избытка первичного воздуха о, = = 0,2 - 0,3, где топливный азот вместе с летучими выходит в газовую фазу, и из-за низкого значения о, переходит преимущественно в молекулярный азот (М^), способный образовывать лишь "термические оксиды азота" при температуре более 1800 К. Затем полученное высоко-реакционное двухкомпонентное топливо поступает в ступень II, где смешивается с основной аэросмесью, в которой о, = = 0,3 - 0,4, что соответствует обычным для пылеугольных горелок концентрациям, пыли в аэросмеси, и окисляется в ее первичном воздухе. В результате окисления двухкомпонентного топлива основная аэросмесь нагревается до температуры выделения летучих, при которой азот топлива уже из свежей аэросмеси выходит в газовую фазу, где при низкой концентрации окислителя и сравнительно невысокой температуре (1200- 1300 К) также образует в основном молекулярный азот. После поступления всей нагретой до температуры воспламенения топливной смеси в топочное пространство (ступень III), последняя при смешении с вторичным воздухом воспламеняется. При этом из молекулярного азота топлива и азота воздуха в условиях топочной камеры (а, = 1,1 - 1,2 и Т < 1900 К) возможно образование в основном термических оксидов азота в значительно меньших количествах (5 — 10%) по сравнению с топливными М0„.

На рис. 4 представлены экспериментальные зависимости снижения механического недожога топлива и образования оксидов азота при плазменной подсветке пылеугольного факела антрацитовых, тощих и высокозольных каменных углей.

Снижение механического недожога связано, прежде всего, с повышением реакционной способности топлива, вследствие чего повышается температура в ярре факела горелки. Качественное подтверждение этого — уменьшение длины факела, отмеченное в эксперименте при плазменной подсветке (рис. 4, а).

Выход оксидов азота при работающем плазмотроне также уменьшается (рис. 4, б). Так, для экибастузского угля концентрация МО, снизилась с 1100 до 550 мг/м³ (кривая 3), для борлинского (кривая 2) — с 700 до 340, для АШ (кривая 1) — 520 до 340 мг/м³. Такое существенное снижение выбросов МО, объясняется трехступенчатой схемой сжигания (см. рис. 3).

Таким образом, при ТХПУ в объеме плазменно-угольных горелок (рис. 2, 3) азот топлива, ответственный за образование "топливных" оксидов азота, выходит вместе с летучими угля, и в условиях дефицита окислителя образует преимущественно молекулярный азот. Из последнего могут образовываться в основном "термические" оксиды азота. Более того, из-за дефицита окислителя температура газов в камере ТХПУ, где процесс окисления углерода идет до "СО", ниже температуры факела в топке, и "термические" оксиды азота не образуются. При мазутной ТХПУ необходимое для протекания процесса термоподготовки тепло поступает в результате горения мазута. Горение мазута должно быть полным. При этом необходим избыток кислорода для осуществления термохимических превращений угля в камере ТХП. Из-за более высокой реакционной способности мазута в сравнении с углем горение будет происходить в условиях повышенного избытка воздуха и при более высокой температуре, чем горение" угля. В этом случае более вероятны условия для образования как "топливных", так и "термических" оксидов азота. Как правило, содержание серы в мазуте выше, чем в угле. Это влечет за собой увеличение эмиссии оксидов серы. В мазуте присутствует канцерогенный ванадий, который также обусловливает высокотемпературную коррозию поверхностей нагрева, его практически не бывает в угле.

     Экономические показатели