Разработка, исследование и оптимизация схем сжигания энергетических топлив в прямоточно-вихревом факеле в паровых котлах

• Автор: Киричков, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Обзор литературы, постановка задач исследования, моделирование топочной аэродинамики

1.1. Обзор литературы по существующим схемам сжигания топлив в топках котлов

1.2. Снижение выбросов оксидов азота путем оптимизации топочной аэродинамики

1.3. Влияние особенностей аэродинамики факела на комплексную эффективность работы котлов

1.3.1. Проблемы обеспечения надежности и маневренности работы котлов

1.3.2. Проблемы обеспечения экологической эффективности и экономичности работы котлов
1.3.3. Комплексное преимущество использования прямоточных горелок по сравнению с вихревыми в условиях сопутствующей оптимизации аэродинамики факела в топочной камере
1.4. Цели и задачи настоящей работы
1.5. Моделирование аэродинамики топочного объема
Выводы по главе
2. Разработка и исследование схемы сжигания кузнецкого каменного угля на котлах К-5 0
2.1. Краткое описание парового котла К-50-14-250 и основные недостатки в его работе при сжигании топлив с использованием вихревых горелок
2.2. Разработка схем для перехода на сжигание каменных углей в и-образном прямоточно-вихревом факеле

2.2.1. Схема организации топочной аэродинамики и исследования на модели применительно к котлу №
2.2.2. Предлагаемая для реконструкции схема сжигания топлив
на котле №
2.2.3. Различия в схемах установки прямоточных горелок и сопл на котлах №№ 2, 3, 4,
2.3. Методика изучения развития прямоточных струй в объеме модели
2.4. Исследования топочной аэродинамики котлов с И-образным прямоточно-вихревым факелом на изотермических моделях
2.5. Основные результаты испытаний котлов К-50-14-250 после реконструкции
Выводы по главе II
3. Исследование технологий сжигания кузнецкого каменного угля
на котлах ТП-87 при их переводе на твердое шлакоудаление
3.1. Описание котла ТП-87 и причины его низкой надежности
и экологической эффективности
3.2. Проблемы перевода котла ТП-87 на режим твердого удаления шлака
3.3. Разработка схемы сжигания пыли высокой концентрации в системе вертикальных и горизонтальных тангенциальных факелов (ВГТФ)
3.3.1. Компоновочная схема для ступенчатого сжигания угольной пыли
3.3.2. Конструктивные особенности предлагаемых горелок и сопл для котла ТП-

3.4. Метод расчетной оценки распределения потоков горячего воздуха через горелки и сопла котла ТП-87 и конструктивные особенности воздушного тракта
3.5. Результаты исследований топочной аэродинамики на изотермической модели
3.6. Оценка эффективности предложенной реконструкции то-почно-горелочных устройств
Выводы по главе III
4. Исследование и оптимизация аэродинамики топочной камеры котла ТГМП-314 при сжигании природного газа и мазута в прямоточно-вихревом факеле
4.1. Краткое описание прямоточного котла сверхкритического давления типа ТГМП-314 и существующей технологии сжигания топлив
4.2. Предлагаемая схема сжигания газа и мазута
4.3. Конструктивные особенности прямоточных горелок для котла ТГМП-
4.4. Исследования на физической модели аэродинамики топки
при трехступенчатом сжигании топлив
Выводы по главе IV
Заключение
Список использованных источников
Приложения
Приложение I. Акт о внедрении, отзыв о разработке и диплом за доклад
на конференции
Приложение И. Описание патента и свидетельство о государственной
регистрации базы данных
Приложение III. Протокол совместного технического совещания специалистов МЭИ и ТЭЦ-23 ОАО «Мосэнерго»

1.3.3. Комплексное преимущество использования прямоточных горелок по сравнению с вихревыми в условиях сопутствующей оптимизации аэродинамики факела в топочной камере
Прямоточные горелки конструктивно более просты и поэтому характеризуются большей степенью ремонтопригодности. Аэродинамическое сопротивление прямоточных горелок в 1,7-1,8 раза меньше, чем вихревых. Это позволяет увеличивать скорости истечения горелочных струй (при необходимости) и струй вторичного и третичного воздуха без дополнительных затрат электроэнергии на тягу и дутье. При этом для оптимизации топочной аэродинамики прямоточные горелки и сопла могут быть установлены под углом по отношению к нормали.
Многолетний опыт кафедры Котельных установок и экологии энергетики (КУиЭЭ) по реконструкции газомазутных и пылеугольных котлов с установкой в топочных камерах прямоточных горелок и сопл показал [3, 12, 13, 21, 24], что при оптимизации топочной аэродинамики в этих случаях достигается комплексный эффект. Он заключается в повышении надежности, экологической безопасности и экономичности работы реконструированных котлов.
Данная диссертация посвящена разработке, исследованию и оптимизации сжигания энергетических топлив на котлах трех типов с установкой прямоточных горелок и сопл. Их компоновка позволяет повысить комплексную эффективность ступенчатого сжигания твердого топлива, газа и мазута за счет реализации их ступенчатого сжигания в прямоточно-вихревом факеле, а именно в системе вертикальных и горизонтальных тангенциальных факелов (ВГТФ).