Природоохранные технологии

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»;

Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

Введение

За последние 30 лет кафедра «Котельные установки и экология энергетики» МЭИ (ТУ) в содружестве с электростанциями и проектными организациями осуществила широкое внедрение методов ступенчатого сжигания газа, мазута и угля, для чего было реконструировано более 100 энергетических и водогрейных котлов разных типов. Основная цель этих работ состояла в повышении надежности, экономичности котлов и существенном снижении выбросов оксидов азота в атмосферу.

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.1. Комплексная эффективность работы газомазутных топок с вертикальным прямоточно-вихревым факелом

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»;

Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

Компоновочная схема горелок для сжигания мазута и газа в прямоточно-вихревом факеле (ПВФ) с вертикальной осью вращения дымовых газов впервые была внедрена в 1978 г. на котле БКЗ-160-100ГМ (ст. № 10) Ефремовской ТЭЦ Тулэнерго.

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.2. Повышение надежности, экономичности и экологичности работы котлов типа ПТВМ на мазуте и газе

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; 

Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»)

 В подп. 1.5.5.1 показана комплексная эффективность котлов с аэродинамикой ПВФ при высоком двухстороннем расположении прямоточных тангенциально направленных горелок и существенном их наклоне вниз. Примерно аналогичные принципы компоновки горелок были заложены в технологии сжигания мазута и газа на котлах типа ПТВМ.

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.3. Эффективность высокого размещения двухсторонних и сильно наклоненных сопл вторичного дутья на котлах с подовыми горелками

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ» 

 На газомазутных котлах с подовыми вихревыми горелками была решена проблема надежной работы экранов топки при работе на мазуте. Вместе с тем усугубилась проблема обеспечения надежной работы металла ширм и конвективных пакетов пароперегревателя при работе котлов на газе. Кроме того, удельные выбросы оксидов азота в несколько раз превышали нормативные значения при сжигании мазута и особенно природного газа.

 

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.4. Эффективность использования комбинированного узла «сопло — прямоточная мазутная горелка»

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

На барабанных газомазутных котлах с фронтальной двухъярусной компоновкой вихревых горелок (например, на котлах ТГМ-84, ТГМ-151-Б и др.) практикуется режим работы на газе с использованием одного и двух ярусов горелок. При сжигании мазута для повышения температуры перегретого пара включаются в работу горелки третьего яруса.

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.5. Эффективность трехступенчатого сжигания угля в U-образном факеле на котлах БКЗ-210-140ФД(Ф) ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

Котлы БКЗ-210-140ФД (ст. № 1—4) ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ» до реконструкции были снабжены шестью пылегазомазутными горелками улиточного типа, установленными по три на боковых стенах топки по схеме треугольника с вершиной внизу, причем две верхние горелки имели отметку 10,7 м, а нижняя — 9,8 м.

 

 

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив 

1.5.5.6. Эффективность использования третичного дутья при сжигании кузнецкого угля оборудованных тангенциальными горелками

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

В 2003 г. была выполнена малозатратная реконструкция котла БКЗ-210-140Ф (ст. № 6) ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ». Ее цель состояла в повышении экономичности и надежности сжигания кузнецкого угля с изменяющимся содержанием летучих, в стабилизации уровня перегретого пара, а также в снижении удельных выбросов оксидов азота.

 

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.7. Итоги первого этапа наладки котла ТП-87

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

Котел ТП-87 (ст. № 9) ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ» был реконструирован в 2005 г. по разработке кафедры «Котельные установки и экология энергетики» МЭИ и проекту ОАО «ЦКБ Энергоремонт».

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.8. Комплексное решение топочных проблем на водогрейных котлах КВГМ-180

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

Водогрейные котлы типа КВГМ-180 имеют ряд преимуществ перед котлами типа ПТВМ. К ним следует отнести: большую высоту топки с подъемным движением воды в экранных трубах при двухходовой циркуляционной схеме, размещение конвективных пакетов в опускных газоходах с обеспечением дробеструйной очистки труб, установку двухскоростных дутьевого вентилятора и дымососа, а также снабжение котла дымососом рециркуляции газов.

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

1.5.5.9. О необходимости изменения подходов к сертификации мазутной части прямоточных горелок

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

 Определяющим недостатком горелок реконструированных котлов КВГМ-180 является то, что они не сертифицированы в установленном порядке отраслевыми организациями, имеющими разрешение на это. Причем, по дошедшим до авторов горелок сведениям, препятствием к этому являются их неудовлетворительные характеристики при розжиге из холодного состояния. В связи с этим необходимо отметить следующее.

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

Выводы по п. 1.5.5

Архипов А.М., МЭИ(ТУ); Вагнер А.А., ОАО РАО «ЕЭС России»; Соловьев Н.И., ОАО ЦКБ «Энергоремонт»; Абрамов В.В., ОАО «Западно-Сибирская ТЭЦ»

  1. При ступенчатом сжигании различных видов топлива определяющая роль принадлежит оптимизации аэродинамики факела, особенно в зоне его взаимодействия с третичным (вторичным) дутьем.

Раздел первый. ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ВЫБРОСОВ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯ

 1.5. Технологии сжигания органических топлив на ТЭС со сниженным уровнем образования вредных выбросов в атмосферу

1.5.5. Эффективное снижение образования оксидов азота в топках котлов за счет аэродинамической оптимизации ступенчатого сжигания топлив

Список литературы к п. 1.5.5

  1. Архипов А.М., Юрков Д.А. Трехмерное численное моделирование аэродинамики топочного объема котла в изотермических условиях // Электрические станции. 1999. № 11. С. 17—20.