Совершенствование энергосберегающих и природоохранных технологий и конструкций отопительно-коммунальных котельных малой мощности

• Автор: Воликов, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 393 с. : ил + Прил. (166 c.: ил. )

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОТЕЛЬНОТОПОЧНОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ ОТОПИТЕЛЬНОКОММУНАЛЬНЫХ КОТЕЛЬНЫХ МАЛОЙ
МОЩНОСТИ
ТЕ Конструктивные особенности котлов малой мощности
(КММ)
1Л.1 Секционные котлы
1.1.2. Повышение надежности работы и теплообмена секционных КММ
1.1.3. Стальные газо - и водотрубные КММ
1-2 Оборудование КММ для сжигания газообразного и
жидкого топлива
1-2.1. Газооборудование котлов
1.2.2. Оборудование КММ для сжигания жидкого топлива
1-3. Топочные устройства для сжигания твердого топлива
в плотном слое
] .4. Топочные устройства для сжигания твердого топлива
в псевдоожиженном слое
1.4.1. Особенности теплообмена в топках кипящего слоя (ТКС)
1.4.2. Энергоэкологичская эффективность применения
технологии КС
] .5. Основные направления развития котельно-топочной
техники отопительно-коммунальных котельных малой мощности
1.5.1. Состояние и проблемы котельно-топочной техники и
технологий
1.5.2. Энергоэкологичская эффективность и перспективы развития
1-6. Анализ технологий сжигания топлива в
отопительно-коммунальных котельных
1-6.1. Сжигание газообразного и жидкого топлива
1.6.2. Сжигание твердого топлива
1-7. Дополнительные факторы, определяющие энергоэкологич-
скую эффективность работы котельной
1.7.1. Фактор показателя эксплуатации
1.7.2. Защита внутренних и наружных поверхностей нагрева при
эксплуатации котлов
1.7.3. Учет расхода топлива и теплоты. Автоматизация и
механизация топочных процессов. Диспетчеризация
1-8. Постановка задачи исследований

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОТЕЛЬНЫХ
МАЛОЙ МОЩНОСТИ
2.1 Натуральные показатели энегоэкологической
эффективности
2.2 Методика оптимизационных исследований
2.3 Методика определения значимостей дифференциальных
критериев эффективности работы котельных
3 ИСЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСНОСТИ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В ОТОПИТЕЛЬНО-КОММУНАЛЬНЫХ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОТЕЛЬНЫХНЫХ
3.1 Анализ загрязнения атмосферного воздуха вредными
ингредиентами продуктов сгорания
3.2. Механизм и условия образования оксидов азота
3.3 Разработка и исследование физико-химической модели
зонной конверсии азота при сжигании топлива в КММ
3.4 Образование оксидов азота при сжигании угля в слое
3.5 Экспериментальные исследования эксплуатационных
факторов, влияющих на эмиссию оксидов азота
3.6 Условия и механизм образования оксидов серы и углерода
в топках КММ
3.7 Образование полициклических ароматических
углеводородов в топках КММ
3.8 Механизм и условия образования коксо-сажистых
частиц в токах КММ
3.8.1. Условия образования коксо-сажистых частиц (КСЧ)
3.8.2 Основы кинетики цепных реакций и гетерогенных процессов
при сажеобразовании
3.8.3. Структура сажистого углерода и ее влияние на склонность
к химическим реакциям
3.8.4. Особенности образования и выгорания КСЧ при сжигании
мазута и ВМЭ
Выводы к главе
4 МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ, ПОВЫШАЮЩИЕ ЭНЕРГОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА
4.1. Классификация технологий и методов, направленных на повышение эффективности использования топлива
и снижение эмиссии вредных веществ
4.2 Комплексная оптимизация режима работы котельной

4.3 Энергоэффективный метод подавления образования
вредных веществ в продуктах сгорания путем ввода ингибиторо-каталитического агента (ИКА)
4.4 Рециркуляция газов
4-5 Каталитическое восстановление NOx на основе
технологии самообеспечения катализатором
5. ВОДОТОПЛИВНЫЕ ЭМУЛЬСИИ (ВТЭ)
5.1. Теоретические предпосылки использования водомазутных
эмульсий, как перспективного топлива в котельных
5.2. Характерные свойства водотопливных эмульсий (ВТЭ)
5.3. Особенности горения ВТЭ
5.4. Оценка критического радиуса капли ВТЭ
5.5. Исследование эмиссионных свойств факела ВМЭ
и их влияние на теплообмен в топке
5.6. Технологии и устройства для приготовления
и использования ВМЭ
5.7. Энергоэкологические показатели при сжигании ВМЭ
6 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
6 Л. Оптимизационные исследования энергоэкологичский
эффективности использования топлива с учетом регионально-территориального фактора
6.2. Общекотельные факторы
6.3. Разработка и исследование комплексных микропроцессорных систем управления горением
6.4. Рациональная организация сжигания топлива
6.4.1. Сравнительные исследования влияния организационно- технических мероприятий на работу секционных котлов с РКР
6.4.2. Особенности сжигания низкореакционных многозольных
каменных углей
6.4.3. Сжигание смесей из жидких топлив
6.5. Совместное сжигание древесных и сельскохозяйственных
отходов с генераторным газом
6.6. Эффективность применение механизированных
топок для КММ
6.7. Утилизация теплоты уходящих газов
6.7.1. Теплоутилизаторы поверхностные
6.7.2. Контактные теплоутилизаторы
6.7.3. Скруббер-теплоутилизатор

Анализ показал следующее:
- диффузионные подовые ГГУ, находящиеся в эксплуатации без доработки не отвечают современным требованиям в экономичности и экологичности сжигания топлива. Требуют замены, либо коренной модернизации;
- инжекционные ГГУ могут эффективно использоваться на КММ, но требуют дополнительных исследований в части компоновочных решений и объектов внедрения;
- дутьевые ГГУ перспективны, но практически не используются на котлах /у до 1 МВт из-за отсутствия недорогих автоматизированных блоков. ГГУ данного типа в отечественной практике мало исследованы.
1.2.2. Оборудование КММ для сжигания жидкого топлива. Форсунка является основным элементом ГУ предназначенного для сжигания жидкого топлива. Понятная и четкая классификация форсунок позволяет правильно оценить их возможности и область применения.
В настоящее время существует достаточно много признаков, по которым ряд исследователей классифицируют распыливающие устройства: по давлению, по расходу, по количеству и расположению сопел, по принципу распада струй, способу закрутки и т.п. [7, 17, 91, 154, 234].
В данной работе рассматриваются только те распылители, которые в той или иной мере используются для сжигания топлива в КММ.
пневматические форсунки - с завихрителями и турбулизаторами;
гидравлические форсунки - струйные, центробежные (ЦБ), ударноструйные, комбинированные, парогидравлические (паро-механические);
механические форсунки - с вращающимся распылителем (ротационные).
Основными показателями работы являются качество дробления и расход распыливающего агента на распыливание 1 кг топлива. Тщательные ис-