Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Технология «Babcock & Wilcox» для сжигания в циркулирующем кипящем слое

Один из основных недостатков технологий “Lurgi”, “Pyroflow”, “Circofluid” и “Multisolid” — наличие в системе громоздких металлоемких выносных циклонов, не позволяющих в случае реконструкции размещать ЦКС-котлоагрегаты большой мощности в существующих ячейках. Для устранения данного недостатка шведской фирмой Studswik разработана ЦКС-технология с жалюзийным пылеотделителем вместо выносного циклона. В дальнейшем эта технология была продана американской фирме Babcock & Wilcox, которая и производила ее доработку.

Технология "Babcock & Wilcox" для сжигания в циркулирующем кипящем слое

Созданная ЦКС-технология направлена на упрощение конструкции парогенератора с приближением ее к традиционной факельной вследствие отказа от выносных циклонов, размещения жалюзииного пылеотделителя на месте фестона, усиления внутритопочной циркуляции твердых частиц. Котлоагрегат представляет собой однобарабанный парогенератор с естественной циркуляцией. В нижней части топки размещена решетка кипящего слоя, в верхней части в зоне поворота установлены два швеллерковых сепаратора, один из которых размешен на выходе из топки, другой — в переходной шахте. За переходной шахтой размещены конвективные поверхности нагрева (ступени пароперегревателя, экономайзера). После них установлены мультициклон и воздухоподогреватели. Топка ограждена испарительными мембранными поверхностями. Внутри нее выполнены три разделительных испарительных экрана, в верхней части — ширмовые поверхности пароперегревателя. Швеллерковый сепаратор пер вой ступени состоит из двух рядов ударных U-образных элементов, подвешенных к крыше котлоагрегата и размещенных в шахматном порядке. Уловленный в них КЗО возвращается непосредственно в топку, усиливая внутреннюю циркуляцию. Сепаратор второй ступени также состоит из расположенных в шахматном порядке {/-образных элементов, однако уловленные в нем твердые частицы поступают в бункер под сепаратор и по внешнему контуру циркуляции возвращаются в зону кипящего слоя. Последние модификации ЦКС-котлоагрегатов по технологии “Babcock & Wilcox”, построенные на ТЭС в Индонезии и США, предусматривают возврат уловленных во второй ступени частиц в пристенную зону верхней части топки и отсутствие тракта внешней циркуляции КЗО после сепаратора. Швеллерковый сепаратор обеспечивает очистку продуктов сгорания от твердых частиц на 95—98,5 %. Очистка газообразных продуктов от мелких частиц происходит в мультициклоне и электрофильтре. В схеме предусмотрен возврат ‘»холодного” уноса из мультициклона для регулирования температуры в топке и обеспечения более полного выжига углерода.

По мнению авторов разработки, преимущества ЦКС-технологии с жалюзийными пылеотделителями состоят в следующем:

  • Наличие швеллеркового сепаратора позволяет выполнить ЦКС-котлоагрегат в стандартной факельной компоновке без горячих циклонов. Вследствие низкой и равномерной скорости газа в верхней части топки эрозия ширмовых поверхностей нагрева незначительна.
  • Наличие первой ступени швеллеркового сепаратора увеличивает внутреннюю циркуляцию частиц в топке и способствует их равномерному распределению по высоте.
  • Двухступенчатая система очистки от твердых частиц повышает эффективность использования твердого топлива благодаря высокому КПД мультициклона и позволяет в широких пределах регулировать количество материала в топке.
  • Отсутствие громоздкого вертикального циклона и тракта возврата уменьшает металло- и материалоемкость котлоагрегата и более чем в 2 раза ускоряет его пуск из “холодного” состояния.

В то же время за счет отсутствия выносных теплообменников кипящего слоя ограничивается мощность парогенераторов и уменьшается диапазон регулирования их производительности. Кроме того, захолаживание КЗО перед его улавливанием в мультициклоне может привести к заметному ухудшению эффективности сжигания низкореакционных углей. Наиболее мощные ЦКС-котлоагрегаты, созданные по технологии фирмы Babcock & Wilcox — это парогенератор на ТЭС “Эбенсберг” (США) (паропроизводительность 211 т/ч, тепловая мощность — 170 МВт) и котлоагрегат на ТЭС “Ява” (Индонезия) (паропроизводительность 310 т/ч, тепловая мощность 230 МВт).

В 1995—1996 гг. фирмой Babcock & Wilcox совместно с Харьковским центральным конструкторским бюро (ЦКБ) Минэнерго Украины при участии ИУЭ НАН Украины и Минтопэнерго Украины были разработаны технические проекты ЦКС-котлоагрегатов, предназначенных для сжигания АШ паропроизводительностью 250 и 670 т/ч. Ожидаемый диапазон регулирования производительности ЦКС-парогенераторов по технологии “Babcock & Wilcox” — от 50 до 110 % номинальной нагрузки, в том числе 70—110 % номинальной нагрузки без изменения технологических показателей процесса горения и реконструкции ЛЭП. Эксплуатация котлоагрегата на ТЭС «Эбенсберг» на протяжении четырех лет на каменном угле и отходах его обогащения не привела к значительной эрозии теплообменных поверхностей и сепараторов, что делает данную технологию привлекательной, особенно в случаях необходимости размещения парогенераторов в старых ячейках выведенных из эксплуатации энергоблоков. Разработкой ЦКС-котлоагрегатов с жалюзийными сепараторами в начале 1990-х годов также занималась фирма Steinmuller. Ею создан парогенератор паропроизводительностью 52 т/ч на промышленной ТЭЦ “Дортмунд-Дерне” (Германия). Он отличается от описанного выше котлоагрегата установкой в верхней части вместо швеллеркового желобкового сепаратора, расположенного под углом 45° к пылегазовому потоку. Указанный сепаратор имеет эффективность улавливания твердой фазы 92—94 % при низком сопротивлении золоуловителя. В данном котлоагрегате сжигаются каменный уголь и антрациты с уровнем зольности до 30 %. К сожалению, низкий КПД желобкового сепаратора не позволил обеспечить высокую степень выжига AUJ. В последние годы фирма Steinmuller прекратила работы над созданием данной модификации ЦКС-котлоагрегата.

Читайте также:

Updated: 10.08.2014 — 15:10
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Adblock detector