Изучение особенностей горения крупных частиц натурального топлива с целью повышения эффективности работы вихревых топок ЛПИ

• Автор: Любов, Виктор Константинович
• Шифр специальности: 05.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 253 c. : ил

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОПЫТ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ
2.1. Основные проблемы, возникающие при сжигании твердых топлив
2.2. Вихревое сжигание интинского и кузнецкого углей в топке котла Е-220-100Ф ст.Л» II ТЭЦ
АЦБК
2.3. Внутритопочные исследования
2.4. Сжигание дробленого топлива в топке вихревого котла ПК-24 ст.№ 9 ИТЭЦ
3. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
3.1. Анализ методов исследования выгорания топлива
3.1.1. Стадийность процесса горения частиц твердого топлива
3.1.2. Выход и горение летучих, формирование структуры коксового остатка
3.1.3. Исследование выгорания коксового остатка
3.2. Постановка задачи исследования
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И КИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
4.1. Экспериментальная установка для исследования тепло-и массообмена при прогреве и горении частиц твердого топлива
4.2, Характер поведения крупных частиц натурального твердого топлива при разных условиях теплообмена

4.3. Исследование теплофизических характеристик твердых топлив
4.4. Экспериментальное определение кинетических характеристик выхода летучих на дериватографе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ
5.1. Экспериментальное и расчетное исследование прогрева частиц твердого топлива
5.2. Исследование процесса сушки частиц натурального твердого топлива
5.3. Терморазрушение топливных частиц
5.4. Оценка результатов экспериментального исследования процесса горения угольных частиц
5.5. Расчет процесса термического разложения топливных частиц
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СЖИГАНИЮ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ В ВИХРЕВЫХ ТОПКАХ ЛПИ
6.1. Повышение производительности и экономичности работы котлов Е-220-100Ф ст.№ 10,11 ТЭЦ
АЦБК
6.2. Мероприятия по повышению бесшлаковочной мощности котлоагрегата ПК-10 ст.№ 4 ТЭЦ Архэнер-

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
МАТЕРИАЛЫ О ВНЕДРЕНИИ

I. ВВЕДЕНИЕ
Планом развития народного хозяйства на 1981 * 1985 гг.предусмотрено обеспечить к 1985 г. производство 1550 -5- 1600 млрд. КВт’ч электроэнергии [I]. Несмотря на сдвиг в развитии энергетики в сторону атомной, органическому топливу среди различных источников энергии, используемых в настоящее время, принадлежит ведущая роль, свыше 96% в масштабах всего мира и около 94% в СССР. При ограничении доли потребления нефти и газа, значение угля и других твердых топлив в топливо-энергетическом балансе страны будет возрастать и они сохранят свою ведущую роль, по мнению специалистов, и в 21 веке [2].
Программа экономического развития страны в XI пятилетке предполагает развитие опережающими темпами добычи угля наиболее эффективным открытым способом в Кузбассе, Канско-Ачинском и Экибастузском топливо-энергетических комплексах и строительство крупных тепловых электростанций на базе дешевых углей.Наиболее экономичным путем обеспечения постоянно растущей потребности в электроэнергии является создание установок повышенной единичной мощности 500,800,1200 МВт. Проектирование, изготовление, эксплуатация таких гигантов ставит большие и сложные проблемы перед учеными, инженерами, строителями. В первую очередь это касается совершенствования парогенераторов, сжигающих уголь. Рост единичной мощности энергоблоков при традиционной схеме сжигания твердого топлива в прямоточном факеле приводит к резкому увеличению габаритов котлоагрегатов, прежде всего высоты, что затрудняет их изготовление, обслуживание и снижает надежность работы котла из-за увеличения количества сварочных стыков. Основные недостатки данного метода сжигания: наличие
ярко выраженного ядра факела, вызывающего неравномерное распре-

загрузке топливом данного участка ВЗ. На это же указывает и более низкий температурный уровень в данной зоне ІЗІ0К (0,59 Та) по сравнению с температурой на входе в ВЗ І5І0К (0,68 Та) и температурой над, задним скатом топочной воронки 141ОК (0,63 Та).Незначительное содержание кислорода в районе заднего ската объясняется интенсивной загрузкой топливом этой зоны при развороте факела около заднего экрана топки. Очевидно, значительная доля топливных частиц сепарируется из пылегазового потока за счет инерционных сил при развороте факела у заднего экрана. Относительно тонкий для схемы ЛПИ помол топлива и наличие прямого проскока топливных частиц в шлаковую шахту, вызванного отсутствием полной "перекрыши" устья топочной воронки, приводит к тому, что зона фронтового ската загружается только тем топливом, которое транспортируется потоком НД вдоль фронтового ската и при этом активно выгорает, на что указывает снижение концентрации 0% с 14% до 6,3%.
Для определения характера выгорания топлива в ВЗ топки,а также для ориентировочной оценки её загрузки и границы сепарации частиц был проведен отбор топочной пыли из разных областей факела. Ситовые характеристики отобранной пыли показаны на рис. 2.17, из которого видно, что пыль на входе в ВЗ более грубая,
чем исходная пыль. Увеличение доли фракций размером (24-26)*

*10 м, а также форма интегральной кривой полных остатков для топочной пыли, отобранной на входе в ВЗ, очевидно, указывают на отделение от общей массы топливных частиц именно этих фракций. В свою очередь об этом же свидетельствует и дифференциальная функция распределения массы топлива по размерам, которая имеет максимум для частиц с размером ~ 25*І0“^м Г30І. С некоторым приближением можно считать, что все частицы топлива,име-

ющие размер 25*10 м и более (если не учитывать выгорание), в