Совершенствование системы управления процессом горения твердого топлива в котлах высокого давления

• Автор: Андреев, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 156 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Состояние проблемы управления процессами горения твердого топлива в котельных агрегатах высокого давления.
1.1. Общая характеристика процесса горения твердого топлива в котлах высокого давления как объекта управления.
1.2. Анализ известных подходов к управлению процессом горения твердого топлива в котельных агрегатах высокого давления.
1.3. Постановка проблемы управления процессом горения твердого топлива в котлах высокого давления.

Выводы по главе.

Глава 2. Моделирование процесса образования оксидов аюта при трехступенчатом сжигании твердого топлива.
2.1. Математическая модель генерации оксидов азота при сжигании твердого топлива по трехступенчатой технологии.

2.2. Методика определения максимального диаметра капель в факеле мазутных форсунок.

2.3. Методика определения коэффициента экологической безопасности мазутных форсунок

2.4. Имитационная модель процесса образования оксидов азота. Выводы по главе.
Глава 3. Управление процессами горения твердого топлива на базе модернизированной САР.
3.1. Общая характеристика модернизированной САР процессов горения твердого топлива.
3.2. Алгоритмическое обеспечение имитационного комплекса модернизированной САР энергоблока.
3.3. Построение экспериментальной функции.
Выводы по главе.
Глава 4. Экспериментальное исследование модернизированной
САР процессов горения твердого топлива.
4.1. Функциональная схема имитационного комплекса.
4.2. Экспериментальные исследования модернизированной САР.
4.3. Перспективы развития САР процессов горения твердого топлива в котлах с пылесистемами прямого вдувания.
Выводы по главе.
Заключение.
Список литературы


Так, например, при подогреве воздуха выше 5°С, вследствие возрастания крутки воздуха в горелках и улучшения смешения, возрастет интенсивность горения в начальном участке факела, что приведет к генерации >ЮХ в большем количестве, чем это должно быть, если исходить из роста температуры в зоне горения только в связи с возрастанием температуры подаваемого воздуха. Рециркуляция дымовых газов. Снижение температуры в зоне горения, а вместе с этим и концентрации кислорода достигается при балластировании зоны горения рециркулирующими относительно холодными дымовыми газами. Установлено, что наибольший эффект по снижению выхода ЫОх дает подача дымовых газов в смеси с дутьевым воздухом через горелку; ввод дымовых газов через нижнюю и заднюю стенки топки на генерацию ЫОх не влияет. Двухступенчатое сжигание топлива. Двухступенчатое или двухстадийное горение является одним из самых эффективных средств подавления генерации N0* []. В простейшем его варианте на первом этапе горения осуществляется газификация топлива при недостатке окислителя, а на втором этапе - дожигание продуктов газификации при температурах не выше °С, при которых интенсивность генерации оксидов азота резко снижается (рис. При этом ступенчатое сжигание позволяет снизить окисление как атмосферного, так и топливного азота. Рис. В этом случае снижение генерации окислов азота достигается также за счет того, что отклонение от некоторой средней величины а на малую долю в сторону недостатка воздуха снижает образование окислов азота в топке значительно сильнее, чем возрастает количество N0* при увеличении а после стехиометрического его количества на ту же долю. По различным данным [6,] при двухступенчатом сжигании топлива в парогенераторах мощностью от до 0 МВт, оборудованных как вихревыми, так и тангенциальными горелками, генерация оксидов азота снижалась примерно в 2 раза. Следует отметить, что двухступенчатое сжигание топлива в определенных случаях может вызвать образование сажи и привести к усилению высокотемпературной, в том числе сульфидной, коррозии. Помимо мероприятий режимного характера, на генерацию оксидов азота влияют также различные конструктивные изменения, осуществляемые в топке или в конвективной зоне парогенератора с конечной целью понизить максимальную температуру в зоне горения. В эту группу мероприятий входят: увеличение экранирования топки путем установки двухсветных экранов на уровне зоны горения; интенсификация теплоотвода от зоны горения к экранам путем выбора соответствующего типа горелок и рациональной схемы их компоновки [,,,]. В этих условиях максимальный выход оксидов азота получается при значениях коэффициента избытка воздуха а = 1. В диапазоне изменения а от 1. Следовательно, при малых избытках воздуха (а т =1. Эти условия также приводят к уменьшению образования серного ангидрида []. Кроме режимных и конструктивных мероприятий снижение генерации оксидов азота при сжигании топлива может быть достигнуто путем использования химических соединений, непосредственно воздействующих на механизм образования оксидов азота в топке. В частности, определенные перспективы может иметь ввод в зону активного окисления атмосферного азота ингибирующих соединений, водяного пара или воды [,]. Для предотвращения окисления топливного азота считается целесообразным развернуть поиск ингибирующих присадок, а также, возможно, в критических случаях переходить к организации низкотемпературного способа сжигания топлива. Традиционные методы подавления образования 0х в топках котлов (рециркуляция дымовых газов, работа с малыми избытками воздуха и др. Применение тех же способов при сжигании угольной пыли дает гораздо меньший эффект и зачастую вызывает неблагоприятные последствия: рост потерь тепла с уходящими газами, механическим и химическим недожогом, высокотемпературную коррозию, шлакование топочной камеры и др. Все это привело к необходимости разработки новых способов снижения выбросов ЫОх на пылеугольных котлах. В начале -х годов появились сообщения [,,,,,5] о разработке способа трехступенчатого сжигания угольной пыли с восстановлением уже образовавшихся оксидов азота в топочной камере. Особенностью этого способа является организация трех зон сжигания топлива в топке. На рис. Рис. Схема организации трехступенчатого сжигания твердого топлива в топочной камере котельного агрегата ТЛЕ-8.