Пути экономии мазута и газа, сжигаемого в пылеугольных котлах

Снижение качества угля, ухудшение состояния оборудования, частые пуски и остановы, участие пылеугольных электростанций в регулировании частоты и нагрузки приводят к увеличению расхода дефицитного топлива (газ, мазут). В ряде случаев расход газа и мазута на пылеугольных электростанциях составляет до 30 % по теплу сожженного топлива. Снижение расхода мазута и газа на пылеугольных электростанциях может быть достигнуто как техническими, гак и организационными мероприятиями:

1) Замещение мазута или газа углем. На ряде зарубежных электростанций опробованы и нашли применение технологии розжига котлов сухой угольной пылью с применением специальных растопочных пылеугольных горелок. Их конструкция выполняется таким образом, чтобы обеспечивалась компенсация снижения реакционной способности топлива при переходе с мазута и газа на уголь. Как правило, горелки такого типа относятся к муфельным. Надежность воспламенения может дополнительно обеспечиваться путем подачи более тонкой угольной ныли, приготавливаемой специальными мельницами (например, воздушно-струйными по предложению инженера А.Л.Чечика) или угля с большей реакционной способностью. Как показали проработки Киевского института «Энергопроект» (инженеры А.Г. Байбузенко и Б.И. Татуян) система получения более тонкой может быть реализована в пределах имеющихся систем пылеприготовления.

По оценке, приведенной в зарубежной литературе, за счет создания и внедрения надежных конструкций растопочных горелок, сокращение расхода мазута или газа на пуски может достигнуть 90 — 97 %.

2) Применение плазменной технологии растопки и стабилизации горения низкосортных углей, которое базируется на предварительной термохимической подготовке пылеугольного топлива .

Преимущества плазменной технологии растопки перед другими видами теплового и иного воздействия на пылеугольную смесь следующие:

  • высокая температура вводимой в аэросмесь струи воздуха (4000-5000 К), а если исполнение плазменного устройства таково, что допускает горение значительной части дуги в пылеугольном пространстве, то в дуге и ближайшей к ней зоне температура может превысить 10 тыс. градусов; высокая концентрация энергии в единице объема;
  • наличие в плазме большого количества возбужденных частиц-атомов, радикалов, ионов (в том числе и кислорода);
  • простота управления параметрами плазмы (мощностью, температурой) благодаря малой инерционности электрической дуги;
  • при смешении пылеугольного потока с электродуговой плазмой угольные частицы испытывают тепловой удар, приводящий к их дроблению и, следовательно, быстрому их нагреву, вследствие чего в 1,2 — 1,8 раза возрастает выход летучих но сравнению с их выходом в процессе обычного сжигания топлива; этот фактор может играть особо важную роль при плазменной интенсификации воспламенения углей, у которых выход летучих не превышает 15 %;
  • взаимодействие коксового остатка с плазмой в условиях воздействия больших тепловых потоков на частицу приводит к сублимации углерода; вследствие диффузии атомарного углерода в газовую фазу интенсифицируется его взаимодействие с окислителем при протекании процесса горения в гомогенном режиме;
  • интенсивное излучение с поверхности коксовых частиц, что при определенных условиях способствует увеличению скорости распространения фронта пламени по сравнению с режимом теплопроводности;
  • более чем шестикратное уменьшение тепловой мощности плазменной струи, необходимой для устойчивого воспламенения аэросмеси, по сравнению с мазутным факелом.

В зависимости от качества угля и расхода пыли через горелку термохимической подготовке в камере ТХПТ подвергается вся аэросмесь, поступающая в плазменную горелку или часть ее. В последнем случае часть аэросмеси (20-30 %), прошедшая термохимическую подготовку, смешивается с остальной аэросмесью внутри горелки, где происходит нагрев второй части аэросмеси в результате горения первой. Затем все топливо, прошедшее термохимическую подготовку, поступает в топочное пространство котла, где осуществляется его воспламенение при смешивании с вторичным воздухом. В случае использования тоилива, в котором выход летучих превышает 30 %, термохимиодготовке подвергается весь поток аэросмеси, поступающий в плазменную горелку.

При воспламенении угля в камере ТХПТ и далее внутри горелки (в случае разделения потока аэросмеси на две части) из-за малого количества окислителя из азота, содержащегося в топливе (основного поставщика оксидов азота), происходит образование преимущественно молекулярного азота. Температура смеси достигает 1200-1300 К. Далее обработанная топливная смесь поступает в топочную камеру, где процесс горения продолжается ири смешении топливной смеси с вторичным воздухом. В результате понижения температуры в топке выброс оксидов азота снижается в 2 раза.

Промышленные испытания технологии стабилизации горения донецкого антрацитного штыба (АШ) с использованием плазмы были проведены в 1989 году на котле ТП-230 Мироновской ТЭС (Украина). Выход летучих в топливе не превышал 3-5 %. Источником плазмы служил также линейно-коаксиальный плазмотрон мощностью 400 кВт, размещаемый на камере ТХПТ, куда подавалось 20 % аэросмеси, расходуемой на горелку. Относительные затраты электроэнергии на плазмотрон составили 1,5-2 %.

Подробные исследования плазменной технологии розжига котлов показали, что она применима ко всем типам угля, в том числе и низкореакционным, с выходом летучих, не превышающим 20 %, личных типов горелок.

Экспериментальные исследования и анализ публикаций показали, что при термохимической подготовке угля к сжиганию с использованием плазмы при идентичных условиях (удельных энергозатратах, времени пребывания в камере и расходах аэросмеси) степень выгорания угля значительно выше, чем при нагреве топлива мазутом (газом) или электрическим нагревателем резисторного типа. Таким образом, исследования на лабораторных, опытно-промышленных стендах и на котлах ТЭС позволили установить следующее:

1) Прямой способ плазменного воспламенения пылеугольной аэросмеси (непосредственно в топочном пространстве котла) обладает низкой эффективностью.

2) Значительно эффективнее способ, заключающийся в плазменной обработке части пылеугольной аэросмеси или потока в целом (для более высокореакционного угля) в ограниченном объеме камеры термохимической подготовки топлива. При этом в первом случае смешение предварительно нагретой части топлива с остальным потоком производится также в ограниченном объеме внутри горелки.

3) Устойчивое воспламенение аэросмеси наблюдается при мощности плазмотрона, не превышающей 1 % тепловой мощности воспламеняемого угля. И только для угля с выходом летучих около 4 % она достигает 1,5 — 2 % тепловой мощности топлива.

4) В дополнение к основной задаче — замещение мазута (газа) в процессах растопки котла и стабилизация горения факела — плазменное воспламенение позволяет снизить механический недожог и выброс оксидов азота.

5) Полученные экспериментальные зависимости значений удельных энергозатрат на плазменное воспламенение от концентрации пыли и качества угля (выхода летучих) позволяют производить расчет при проектировании систем воспламенения.

6) Подтверждена хорошая работоспособность плазменного оборудования в условиях регулярной эксплуатации на ТЭС.

Применение термохимической подготовки угля к сжиганию с использованием плазмы позволяет успешно производить розжиг горелок различных типов, работающих на угле с характеристиками, охватывающими практически весь диапазон энергетического угля.

Оборудование для волоконно-оптического мониторинга и многое другое можно найти вот тут. Также всегда в наличии приборы и аппаратура термометрии.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector