Пылеугольная ТЭЦ, работающая на низкосортных углях, страница 19

ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ

Работы по безмазутной плазменной растопке и сопровождению горения пылеугольного факела в теплофикационных котлах проводятся на производственно-отопительной котельной Таштагольского рудоуправления с 1997 г. Как уже отмечалось, в состав котельной входят пять однотипных котлоагрегатов К-50-14/250, изготовленных Белгородским котельным заводом в 1972 — 1976 гг. Номинальная паропроизводительиость котла при давлении Р = = 1,4 МПа. температуре t_пп = 250 0С составляет 50 т/ч.

Топка котла оборудована четырьмя турбулентными пылеугольными горелками № 12, расположенными на боковых стенках топки по две.с каждой стороны. По центральной оси горелок встроены мазутные форсунки типа ОЭН-549 с паровым распылением. Каждый котел (кроме № 5) оборудован двумя пылесистемами с прямым вдуванием. Пылесистема состоит из следующих элементов: валковой среднеходовой мельницы МВЦ-90; скребкового питателя сырого угля типа СПУ 500/2520 производительностью 0,67 - 15 т/ч;

мельничного вентилятора ВВСМ-19 производительностью (9 - 13)-10³ м/ч. Пылепроводы каждой пылесистемы подведены попарно к диагонально расположенным горелкам. Котел № 5 оборудован одной пылесистемой на все четыре горелки.

Основным топливом для котельной является каменный уголь Таллинского и Ерунаковского месторождений со следующими характеристиками: зольность А^р= 15 - 21 %; влажность (летом) W^р = 10- 11,5 %; выход летучих V= 35 - 38 %; теплота сгорания Qнр = 5700 ккал/кр (23,94 МДж/кг). Мазут используется в качестве, дополнительного топлива для розжига и подсветки пылеугольного факела. Расход мазута через одну форсунку достигает 250 — 500 кг/ч. Мазутные горелки включаются в следующих случаях:

— розжиг котла. Работают 2-4 форсунки. Продолжительность работы по регламенту 3,5 - 4 ч, в холодное время — значительно дольше (до 12 ч). В среднем в зимнее время на котельной проводится 15 растопок котлов из холодного состояния. На каждую растопку потребляется до 15 т мазута;

—подсветка пылеугольного факела при работе на пониженных тепловых нагрузках (когда включены две пылеугольные горелки);

—подсветка при влажности угля более 16%;

—подсветка при температуре аэросмеси ниже 60 ⁰С.

Фактическое потребление мазута в холодное время достигает 50 — 60 т в день.

Приведенные цифры подтверждают необходимость поиска путей снижения потребления мазута.

В чем заключается суть плазменного воспламенения топлива? Для воспламенения потока аэросмеси в горелке предлагается заменить мазутный фа-кея факелом, образующимся при сжигании части аэросмеси (10 - 20 % от ее общего расхода через горелку) с помощью нагретого до 4000 — 5000 °С потока воздушной или иной плазмы, генерируемой электродуговым нагревателем газа — плазмотроном. Схема турбулентной горелки с системой плазменного воспламенения приведена на рис. 1. По этой схеме муфель, мазутной горелки заменяется специальным муфелем из жаростойкой стали или чугуна, обмурованным теплоизоляционным покрытием. Во входной части муфеля установлено специальное регулировочное устройство, позволяющее отдалять часть по-

Рис.1. Схема турбулентной горелки с системой плазменного воспламенения топлива. ; — муфель плазменной горелки, 2—закруточный механизм, 3— подвижная регулировочная крышка, 4—плазмотрон.

тока аэросмеси и направлять его внутрь муфеля. На торцевом фланце муфеля соосно с ним установлен электродуговой нагреватель газа—плазмотрон. Перед розжигом горелки регулировочное устройство закрывает входную часть муфеля, внутрь которого не поступает ни аэросмесь, ни воздух. Включается плазмотрон, и при мощности 40 — 50 кВт внутренняя поверхность муфеля прогревается до 700 — 800 "С. Затем открывается система регулировки подачи азросмеси в муфель и аэросмесь подается на горелку. Регулированием положения заслонки на входе муфеля обеспечивается зажигание и устойчивое горение аэросмеси. Последняя, взаимодействуя с высокотемпературной струёй воздуха и нагретыми стенками, зажигается внутри муфеля. При этом происходит не только ее горение (с недостатком кислорода), но и газификация, и разрушение угольных частиц (так называемая термохимическая подготовка топлива к сжиганию). На выходе из муфеля имеет место поток горячей аэросмеси, содержащий большое количество активных центров: летучих углеводородов, окиси углерода, водорода, коксового остатка, паров воды, атомарного кислорода, радикалов и т. д. Взаимодействуя с основным потоком аэросмеси и потоком вторичного воздуха, этот факел активных частиц поджигает аэросмесь и вызывает ее горение не только в зоне горелки, но и во всем объеме котла. Подробно эти процессы описаны в уже упомянутых работах.