Разработка экологически чистого высокоэкономичного котельного агрегата для ТЭС и ГРЭС, страница 26

NO₂ух= NO₂"*[(Vго+(ат-1)Vво)/(Vго+0,4 Vво)].                           (47)

Расчет образования в зоне (зонах) горения оксидов азота обычно производят для номинальной нагрузки. При сниженных нагрузках выход NO₂ уменьшается и оценочно (если не произошло изменения режима горения, то есть аi=const и r=const) может быть по формуле:

NO₂х= NO₂тр(Dот)1,25+(NO_2тл+NO₂б)(Dот)0,8,                 (48)

где Dот=Dх/Dном – относительная нагрузка котла.

В таблице 3 приведены результаты аналитических расчетов и экспериментальные данные концентрации оксидов азота в дымовых газах при сжигании углей Березовского месторождения. Анализ результатов, представленных в таблице 3, показал, что усовершенствованная модель расчета NO_х адекватно отражает результаты экспериментальных исследований. Однако следует отметить, что предложенная модель требует дальнейшего уточнения.

Таблица 3 - Концентрация оксидов азота, мг/нм³

6 Эколого-экономическая оценка инновационного проекта с использованием программного продукта “ENERGI-INVEST”

6.1 Характеристика инновационного проекта. Описание технологии

Из современных технологических способов уменьшения концентрации NO_x в дымовых газах на котлах, сжигающих твердое топливо, одним из самых малозатратных и достаточно эффективных является организация  ступенчатого сжигания.В США и Японии в конце 70-х годов прошлого столетия было положено начало освоению новой технологии сжигания твердых топлив  под названием "reburining process" (повторное сжигание), направленной на подавление оксидов азота. Эта технология в России известна как метод трехступенчатого сжигания. Классический "reburining process" предусматривает подачу в основные горелки 80-90 % топлива с обычно применяемым избытком воздуха, обеспечивающим эффективное горение твердого топлива. Остальное топливо 10-20 % (природный газ или другое высокореакционное топливо) подается в топку с большим недостатком воздуха, чтобы после его смешения с продуктами сгорания основной зоны горения коэффициент избытка воздуха составлял  не более 0,9-0,95. Выше зоны восстановления располагается зона догорания, куда подается третичный воздух.

Промышленное внедрение этой технологии подтвердило возможность значительного снижения оксидов азота в дымовых газах. Однако, как показал опыт эксплуатации котельных агрегатов, если в восстановительную зону подается не природных газ, а уголь, сжигаемый в основной зоне горения, то экономичность работы котлоагрегатов резко снижается, особенно при использовании твердых топлив с малым выходом летучих веществ. Это происходит из-за ухудшения процесса выгорания топлива. В этом случае процесс горения затягивается, повышается температура газов на выходе из топочной камеры. При этом интенсифицируется процесс загрязнения поверхностей нагрева, увеличивается механический недожог.

Таким образом, всякое отклонение от классической схемы трехступенчатого сжигания, особенно при использовании низкореакционных углей, приводит к резкому снижению экономичности работы котельных агрегатов.

Самый главный недостаток этой технологии, - это то, что на первой стадии сжигания образуется основное количество оксидов азота, которые в последующем необходимо уменьшать. Нецелесообразно сначала получать оксиды азота, а затем их связывать.  По мнению многих исследователей для более глубокого связывания оксидов азота необходимо чтобы пылеугольный факел как можно дольше находился в восстановительной зоне. Другими словами, необходимо максимально растянуть процесс воспламенения топлива и обеспечить экономичность работы котла за счет глубокого выгорания топлива, уменьшения шлакования и загрязнения поверхностей нагрева.