Отечественным котлостроением и практикой ТЭС накоплен большой опыт сжигания низкореакционных углей. Технология их сжигания включает:
• применение схем пылеприготовления с промбункером, с подачей сушильного агента в сбросные горелки и транспортом пыли горячим воздухом;
• тонкий помол пыли (R90 = 6-7 % для антрацита и R90 = 8-10 % для тощих углей);
• высокий подогрев горячего воздуха tг.в. > 400-420 °С, низкая доля первичного воздуха;
• создание зон интенсивной циркуляции газов к устью горелки (горелки с интенсивной круткой потока, большой диаметр сопел аэросмеси и др.);
• применение высокотемпературных топок преимущественно с жидким шлакоудалением и с зажигательными поясами.
В той или иной мере подобные мероприятия используются в альтернативных и в современных новых технологиях. Среди них уменьшение доли первичного воздуха за счет использования пылеконцентраторов и оптимизированных мельниц, циркуляция высокотемпературных газов к устью горелки, тонкий регулируемый размол топлива.
Новые технологии вынуждены учитывать отказ от схем пылеприготовления с промбункером и необходимость внедрения мероприятии по снижению оксидов азота Проблема снижения оксидов азота при сжигании низкореакционных углей достаточно сложная как из-за более высокой температуры горения, ограниченных возможностей влиять на процесс затягиванием горения и выгорания, так и из-за трудности обеспечения в зоне воспламенения избытков воздуха ниже стехиометрического соотношения по условию сгорания летучих.
За рубежом для низкореакционных углей и антрацитов наиболее широко используется так называемая плечевая или арочная топка («arch-tired technology» в терминологии фирмы Foster Wheeler или «downshot firing technology» в терминологии фирмы Mitsui Babcock).
Котел со станционным номер 3 с плечевой топкой на китайской ТЭС Jinzhushan
Топка характеризуется:
• применением двойных циклонных горелок с отделением части воздуха из аэросмеси;
• предварительным подогревом аэросмеси до температуры вторичного воздуха до ее поступления в топку;
• наличием короба воздуха, разделенного на секции с регулирующими шиберами для управления количеством воздуха, поступающим в зону воспламенения;
• геометрией горелок и «плеча» топки для создания рециркуляции горячих газов в зону воспламенения;
• наличием в нижней части зажигательных поясов для радиационного нагрева.
В проекте Mitsui Babcock для антрацита и тощего угля переменного качества (выход летучих в пересчете на сухое без минеральной части состояние Vdmmf = 4-14 %, Аd = 15-40 %) использованы шаровые барабанные мельницы, циклонный пылеконцентратор на каждую горелку и дополнительно ввод части воздуха в конце (в нижней части) зоны первичного горения и через холодную воронку.
Повторимся, что к достоинствам плечевой топки относится возможность создания рециркуляции горячих газов к устью горелки для улучшения прогрева и воспламенения пыли, при этом стабильность процесса определяется работой топки в целом, а не отдельных горелок, дополнительно в этой зоне создается интенсивный радиационный тепловой поток. Другое достоинство — легко реализуемая возможность ввода вторичного и далее третичного воздуха в оптимальные с позиций снижения оксидов азота зоны.
Топочные устройства с плечевой топкой разработки компаний Foster Wheeler (FW) и Mitsui Babcock успешно внедряются при сжигании антрацита в Китае и во Вьетнаме.
В Китае, где велика доля низкореакционных углей, в дальнейшем планируется построить 20 блоков СКД по 600 — 660 МВт с плечевыми топками Foster Wheeler, изготовленными на заводе Китая.
Однако, стоимость плечевой топки больше, чем топки с настенными горелками, и в мире проводятся работы по более а, адекватному измерению реакционных свойств топлива, определению границ применимости топок с настенными горелками и их совершенствованию.
Опыта работы отечественной плечевой топки нет. Разработанный на Таганрогском котельном заводе (ТКЗ) проект такой топки от приведенных выше отличается использованием схемы с промбункером пыли, что позволяет отказаться о: применения пылеконцентраторов.
К числу низкореакционных твердых топлив относится и нефтяной кокс — твердый остаток глубокой вторичной переработки тяжелых нефтепродуктов, внешне напоминающий уголь. По нашим и зарубежным данным значение может изменяться в диапазоне 5-13 %, что соответствует выходу летучих в углях высокой стадии метаморфизма и в антраците.
Специфика нефтяного кокса как топлива, а именно, низкие реакционные свойства, значительное содержание серы и ванадия, высокие коррозионные и шлакующие свойства, определяют методы и устройства его использования в энергетике. Наиболее распространены в мире методы сжигания нефтяного кокса в котлах с ЦКС при вводе в топку сорбента для связывания серы и в смеси с углем в пылеугольных котлах, оснащенных эффективной системой сероулавливания. Сказанное не исключает сжигание нефтяного кокса в «чистом» виде в традиционных пылеугольных топках, спроектированных как для низкореакционного угля. Обычно это высокофорсированные утепленные топки или топки с жидким шлакоудалением с промбункером пыли.
В Японии по результатам предварительных исследований разработан и внедрен котел для сжигания нефтяного кокса с Vdaf = 8-11 % с твердым шлакоудалением и схемой прямого вдувания пыли. Котел отличается применением мельнице пониженной вентиляцией, компоновкой специально разработанных круглых горелок с концентрацией подачи аэросмеси по схеме ультра-вихревого сжигания (circular ultra firing, CUF), От традиционной тангенциальной топки данная схема сжигания отличается расположением горелок в центральной зоне.
Качественные и надежные газопоршневые генераторы для установки в качестве резервных, а также основных источников электроснабжения. Газопоршневые генераторы от итальянского производителя ELCOS и других мировых лидеров.