Конструкции современных малотоксичных горелочных устройств сжигания различных органических топлив, страница 8

Периферийный поток вторичного воздуха поступает в топку без закрутки. Кроме того, установленные в кольцевом канале делители образуют четыре самостоятельные прямоточные струи воздуха. Выходные элементы горелки выполнены из жаростойких материалов. Каждая горелка имеет два детектора пламени (для мазутной форсунки и пылеугольной горелки).

Горелки  последней модификации были установлены на блоке №6 ТЭС Дракс в мае 1989г. Концентрация оксидов азота снизилась более чем на 50%  при работе восьми мельниц, подающих топливо к верхним горелкам. Полученная концентрация NOx  ниже действующей нормы Европейского Экономического Сообщества. Одновременно увеличилось содержание горючих в уносе с 1-1,15% до 2,5-3%. Несмотря на это, общий КПД котла остался практически на прежнем уровне. Положительным результатом установки горелок явилось снижение на 50-100°С температуры газов на выходе из топки (перед ширмами) благодаря работе котла с более чистыми топочными экранами.


 Рис. 3.5. Вихревая горелка фирмы Babcock Energy для снижения выбросов оксидов азота.

1 - обечайка третичного воздуха; 2 - лопаточный аппарат вторичного воздуха; 3 - шибер вторичного воздуха; 4 - патрубок аэросмеси; 5 - растопочная форсунка; 6 - вентилятор центрального воздуха; 7 - вход аэросмеси; 8 – воздух; 9 - лопаточный аппарат третичного воздуха; 10 - стабилизатор пламени.

Теперь поддержание температуры перегретого пара обеспечивалось при меньшей величине впрыска.

Дополнительные испытания, проведённые в марте 1990г., подтвердили двукратное снижение выбросов оксидов азота и отсутствие шлакования в топке и в окологорелочной зоне. После этого было принято решение об установке аналогичных горелок на котлах №4 и 5  ТЭС Дракс.

В последующие годы малотоксичные горелки фирмы BEL были внедрены на большом числе энергоблоков мощностью от 70 до 677 Мвт с горелками на отдельном котле в количестве от 8 до 60 (Великобритания, Италия, Франция, Финляндия, Дания, Польша, Китай, Гонконг). В 1992г. эта горелка  была удостоена королевской премии Великобритании за лучшее достижение в области экологии. Следует отметить, что диапазон тепловых мощностей этих горелок достаточно узок (от 34,4 до 48,8 Мвт), а качество сжигаемого угля, как правило, было высоким. В частности у фирмы отсутствует опыт применения аналогичных горелок при использовании высокозольных углей, антрацита и тощего угля с выходом летучих 13 % и меньше.

3.4.Опыт внедрения малотоксичных зарубежных горелок в России.

В России для котлов с тангециальными топками (ТП-85 ,ПК-24) ВТИ совместно с ЦКБэнергоремонт разработаны и внедрены  прямоточные горелки, обеспечивающие снижение уровня NOx  путём организации “концентрического” сжигания.

Однако в отношении вихревых горелок, позволяющих эффективно сжигать каменные угли с пониженым образованием NOx, заметных успехов добиться не удалось. Сложность задачи заключается в том, что почти все технические решения, снижающие образование топливных NOx  из связанного азота топлива на стадии выхода и сгорания летучих (уменьшение избытка воздуха в горелках, ухудшение сесеобразования топлива с воздухом, рециркуляция дымовых газов через горелки и т. д.), одновременно ухудшают процесс горения и увеличивают потери с недожогом топлива.

Особенно трудно эта задача решается для высокозольных углей (типа экибастузского угля марки СС), а также для кузнецких каменных углей с умеренным выходом летучих и повышенным содержанием связанного азота. Между тем на экибастузском угле работает большое число крупных энергоблоков в системах Урала и в Омскэнерго, а кузнецкие угли являются наиболее перспективным топливом для ТЭС Западной Сибири, Урала и европейской части РФ.

Решению задач может помочь использование богатого опыта зарубежных разработчиков, в частности Технологический Центр известной котлостроительной фирмы Babcock Energy Lmt, расположенной в г.Ренфрю (Шотландия).