Были исследованы основные энергетические угли стран СНГ: кузнецкие (КУ), борлинские (БУ), канско-ачинские (КАУ), ЭУ и донецкий антрацитовый штыб (АШ). Расход угольной пыли до 500 кг/ч. Установлено, что устойчивое безмазутное воспламенение и стабилизация горения пылеугольного факела НП осуществляется при ОЭМ ПЛ, составляющей 0,5-1,5 % от тепловой мощности пылеугольной горелки. Только АШ с выходом летучих 3-4 % воспламеняется при ОЭМ ПЛ 2-3 %. Были проведены измерения потерь тепла с мехнедожогом (q4) и концентрации оксидов азота в дымовых газах. Результаты измерений представлены на рис. 8. Видно, что мехнедожог для АШ снизился с 15 до 4,5 %, для ЭУ с 3,5 до 1,3 %, а для БУ - с 7 до 4 %, т.е. в среднем достигнуто уменьшение q4 в 2-3 раза.
Выход оксидов азота при работающем плазмотроне также существенно снижается. Так, для ЭУ концентрация NOх снизилась с 1100 до 600 мг/нм3, для БУ - с 700 до 340 мг/нм3 и для АШ - с 520 до 340 мг/нм3.
Такое существенное снижение выбросов оксидов азота объясняется трехступенчатой схемой сжигания (рис. 7): 1 ступень - камера ЭТХПТ с ПЛ, 2 ступень - камера смешения основного потока А. с высокотемпературным потоком, 3 - топочное пространство, где происходит взаимодействие вторичного воздуха с нагретой до температуры воспламенения пылеугольной смесью.
Поясним механизм снижения концентрации NOх на выходе из топки при использовании встроенной в горелку камеры ЭТХПТ с ПЛ.
В первую ступень подают до 20 % топлива с вышеуказанным коэффициентом избытка воздуха aв = 0,2-0,3. В этом случае при недостатке окислителя топливный азот (вместе с летучими) выходит в газовую фазу преимущественно в виде молекулярного азота. Затем полученное двухкомпонентное топливо поступает во вторую ступень, где смешивается с основной А. и окисляется в первичном воздухе А. В результате окисления высокореакционного двухкомпонентного топлива А. нагревается до температуры выделения летучих У. При этом вследствие низкой концентрации окислителя на ступени 2 и сравнительно невысокой температуры газа (800-1200 К) азот топлива из свежей А. выходит в газовую фазу вместе с летучими также, в основном, в молекулярном виде. Подготовленная таким образом и нагретая до температуры воспламенения пылеугольная смесь, содержащая горючие компоненты (СО, Н2, СН4), поступает в топочное пространство и воспламеняется при смешении с вторичным воздухом. В этих условиях (aв= 1,1-1,2 и Т<1800 К) из молекулярного азота, включающего азот воздуха и азот топлива, как указывалось выше, образуются лишь термические оксиды азота, которые составляют 5-10 % от суммарного количества оксидов, образующихся при одностадийном сжигании.
Таким образом, ПЭТ топливоиспользования (безмазутное воспламенение, ЭТХПТ и КП У.), не только повышают эффективность сжигания твердых топлив, но и снижают выбросы оксидов азота (в 1,5-2 раза), оксидов серы (при исключении из топливного баланса ТЭС высокосернистых М.) на 30-40 %, на 90-95 % пятиокиси ванадия. Достигнутая степень утилизации минеральных компонентов угля составляет 44-47%.
6. Математическая модель процессов воспламенения,
горения и газификации пылеугольного топлива
в плазменно-энергетических устройствах.
Сильное нелинейное взаимовлияние теплофизических и кинетических параметров в плазменных гетерогенных процессах, к которым в полной мере относятся процессы воспламенения, горения и газификации пылеугольного факела в устройствах с электрической дугой, затрудняет, а в отдельных случаях делает невозможным их детальное экспериментальное изучение. Как правило, в эксперименте можно измерить лишь интегральные характеристики плазменных гетерогенных процессов (степень газификации, удельные энергозатраты, среднемассовые температуры и др.). Поэтому в условиях высоких температур и суперпозиции десятков химических реакций, описывающих взаимодействие твердого топлива и окислителя при наличии внутреннего плазменного источника, математическое моделирование является практически единственным инструментом численного исследования таких процессов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.