Исследование характеристик горения в кипящем слое и снижение загрязнения атмосферы теплоэнергетическими установками : На примере ТЭЦ-3 г. Барнаула

• Автор: Загородских, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 162 с. : ил.

* ВВЕДЕНИЕ

ф 1 ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА

БАРНАУЛА, ВКЛАД ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

В УРОВЕНЬ ЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПУТИ ЕГО СНИЖЕНИЯ

1Л Воздушная среда, характеристики территории, климат и метеоусло

вия города Барнаула

1.2 Обзор традиционных и новых способов сжигания угля в энергети

ческих агрегатах и преимущества технологии кипящего слоя

1.3 Выводы по первой главе

* 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ

СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

2Л Котел БКЗ-420-140КС со стационарным кипящим слоем,
конструкция и работа
1 2.2 Экспериментальные исследования процессов горения в КС. Схемы
измерений и методика газового анализа
2.3 Обработка и анализ полученных результатов
2.4 Исследование температурного поля кипящего слоя в секциях
котла БКЗ-420-140КС
2.5 Выводы по второй главе
• 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭМИССИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В
КИПЯЩЕМ СЛОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
3.1 Механизм низкотемпературного образования МЭ* в кипящем слое
3.2 Превращение серы твердого топлива при его сжигании
в кипящем слое
3.3 Моделирование эмиссии загрязняющих веществ

3.4 Выводы по третьей главе
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВКЛАДА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ
• ТЭЦ-3 В ОБЩЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА

БАРНАУЛА
4.1 Метод расчета и исходные данные
4.2. Результаты расчета и анализ рассеивания загрязняющих веществ
4.3. Оценка экологической эффективности реконструкции ТЭЦ-3
4.4 Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Сложная экологическая ситуация, особенно в развитых странах мира, в конце XX и начале XXI столетия проявляется во всех областях жизнедеятельности и является индикатором приближающейся планетарной катастрофы. Постоянный рост численности населения и процессы индустриализации при одновременном увеличении промышленного производства обуславливают возрастание объемов промышленных отходов. Лишь одна треть продуктов промышленного производства представляет собой соответствующие изделие, а две трети приходится на твердые, жидкие, пастообразные и газовые отходы, представляющие собой опасность для окружающей среды. При этом во многих случаях речь идет об органических соединениях, которые не могут быть непосредственно разрушены или уничтожены, поэтому необходимо их химическое преобразование в другие вещества, лишь в незначительной степени загрязняющие воздушный бассейн, водоемы и почвы.
Пренебрежение вопросами охраны окружающей среды, откладывание на завтра решения важнейших проблем состояния биосферы с каждым днем все больше угнетаемой возрастающими антропогенными нагрузками, приводит к ухудшению экологической обстановки в некоторых регионах на грань экологической катастрофы.
Бассейн Оби, сосредоточивший такие крупные промышленные регионы как Кузбасс, Тюменский нефтегазоносный район с нефтепереработкой Омска и Прииртышья, Новосибирская, Томская области и Алтайский край, обладают высоким потенциалом загрязнения окружающей среды.
Ряд городов этого региона входит в число 103 городов с общим населением около 50 миллионов человек, где ПДК вредных веществ в воздухе превышается в 10 и более раз. Растут объемы токсичных промышленных отходов, большая часть которых вывозится на свалки твердых бытовых отходов. Состояние двух третей водных источников не отвечает нормативам, идет опасное загрязДля регулировки нагрузки котла площадь кипящего слоя разделена на 12 секций, расположенных в одном уровне, которые оснащены системами слива (удаления) материала слоя. Воздухораспределительная решетка охлаждается водой и оснащена 9000 колпачками.
Система подачи состоит из бункера топлива и известняка, гравитационных и ячейковых питателей из расчета по одному питателю для подачи топлива и СаСОз в каждую секцию котла. Подача топлива в смеси с известняком осуществляется сжатым воздухом по пневмотранспортным линиям под кипящий слои, что диктуется высоким содержанием серы (5'=4.0%) в битуминозных углях. Топочные газы очищаются в мультициклонах, а уловленный унос материала слоя возвращается в секцию котла.
В процессе пусконаладочных работ большие затруднения были вызваны неудовлетворительной работой оборудования систем подготовки и подачи топлива. Так как процесс гравитационной классификации топлива был совмещен с газовой подсушкой угля, то для обеспечения конечной влажности угля ¥а=3.0% приходилось подавать большое количество сушильного агента. В результате часть крупных частиц угля попадала в готовый продукт, а затем в линии пневмотранспорта, минуя дополнительное дробление. В итоге пнев-мотранспортные системы забивались углем. Учитывая, что подача топлива осуществлялась по разветвленной сети трубопроводов (число вводов топлива равно 120), это приводило к неравномерной подаче топлива и СаСОз в кипящий слой и отрицательно сказывалось на связывание серы. Для решения этой проблемы были дополнительно установлены грохоты, которые обеспечивали подачу частиц требуемых размеров и предварительную подсушку угля до ¥а=13%. Большие неприятности, как и на котле электростанции ШуеэуШ [88], были связаны с ненадежным движением подсушенного топлива в бункере, течках и других узлах подготовки топлива. Это явилось следствием конденсации паров влаги и проявления адгезионных и когезионных свойств топлива. В процессе наладочных работ эта проблема была решена.