Разработка и исследование технологии эмульгирования мазута с целью оптимизации режимов горения в топке для повышения надежности, экономичности и экологической безопасности энергетических котлов

• Автор: Морозова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.4.

ГЛАВА 1 .ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Основные аспекты и проблемы сжигания мазута на ТЭС

1.2. Эмульгирование мазута. Основные процессы и механизмы сжигания водомазутной эмульсии на котлах
1.3. Методы комплексного подхода применения ВМЭ совместно с режимнотехнологическими мероприятиями для подавления выбросов вредных веществ

1.4. Влияние характеристик водомазутной эмульсии на образование сажи и бензапирена

1.5. Выводы по главе 1. Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО КАВИТАТОРА СИСТЕМЫ МЭИТЭЦ И СХЕМЫ УСТ АНОВКИ НА ТЭЦ

2.1. Обзор существующих типов эмульгирующих устройств, их достоинства и недостатки.

2.2. Описание конструкции и принципа действия нового гидродинамического кавитатора системы МЭИТЭЦ
2.3. Численное моделирование процесса кавитации и создание физической модели. Методика расчета конструкционных характеристик.
2.4. Результаты численного моделирования процесса кавитации
2.5. Разработка схемы установки гидродинамического кавитатора МЭИТЭЦ на участках мазутного хозяйства ТЭЦ
2.6. Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Описание объекта проведения экспериментальных исследований
3.2. Подготовка, условия и объемы проведенных экспериментальных работ
3.3. Методика проведения испытаний кавитатора МЭИТЭЦ.
3.4. Описание приготовления препарата для микрокопирования.
3.5. Описание тепловых испытаний котлов ТГМП 4 и ТГМ при сжигании мазута и ВМЭ.
3.6. Погрешности измеряемых параметров.
3.7. Выводы по Главе 3.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССОВ СЖИГАНИЯ ВОДОМАЗУТНОЙ ЭМУЛЬСИИ РАЗЛИЧНОЙ ДИСПЕРСНОСТИ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ЧИСТОТУ, НАДЕЖНОСТЬ и экономичность ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ
4.1. Исследования характеристик водомазутной эмульсии, получаемой с использованием кавитатора новой конструкции системы МЭИТЭЦ.
4.2. Результаты тепловых испытаний котлов ТГМП4 ст.8 и ТГМ сг.4 ТЭЦ при сжигании мазута и ВМЭ с различной дисперсностью
4.3. Анализ результатов измерений концентраций вредных веществ в дымовых газах котлов
4.4. Исследование влияния сжигания водомазутной эмульсии на параметры надежности работы котельного оборудования.
4.5. Исследование влияния сжигания водомазутной эмульсии на экономичность работы котельного оборудования
4.6.Расчет снижения валовых выбросов оксидов азота при сжигании ВМЭ.
4.7. Выводы и рекомендации по главе
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Анализ результатов промышленных испытаний котлов ТГМП4 и ТГМ по оптимизации топочных режимов сжигания ВМЭ различной дисперсностью в комплексе с режимнотехнологическими мероприятиями. Диссертационная работа выполнялась на кафедре Котельные установки и экология энергетики Московского энергетического института Технического университета. Научный руководитель д. МЭИ ТУ, директор ТЭЦфилиал ОАО Мосэнерго Зройчиков. ГЛАВА 1. Дефицит мощности в европейской части России может возникнуть уже в г. При существующих тенденциях к г. ГВт превышать суммарную установленную мощность рис. Предполагается, что суммарный ввод мощностей в гг. МВт, что позволит к году перевести Российскую энергосистему в состояние сбалансированной по генерации и потреблению мощности и практически ликвидировать дефицит мощности 1,2,3,4. Рис. России, гг. Нестабильная и постоянно увеличивающая цена на топливо вызывает необходимость его экономии. Быстрый перевод энергетики Европейской России с твердых топлив и мазута на природный газ в х годах был связан в первую очередь с удешевлением газа. В г. Рис. Структура потребления топлива электростанциями РАО ЕЭС России эа г. Таким образом, возникает вопрос о сокращении внутреннего потребления газа в стране и перевод производства на другие более доступные виды топлива такие, как уголь и мазут. Наряду с вопросами ввода новых мощностей и ресурсосбережения возникает проблема реновации и продления сроков эксплуатации ныне действующего оборудования. В настоящее время в России работают более газомазутных энергоблоков единичной мощностью по 0 МВт и суммарной мощностью тыс. МВт, а также, более энергоблоков на газе единичной мощностью по 0 МВт и суммарной мощностью 7 тыс. МВт. Эти энергоблоки имеют КПД в диапазоне от до . Оборудование этих блоков имеет высокий износ 8. Резкое ухудшение экологической ситуации в стране за последние лет очень сильно отразилось на способах и подходах к решению этих задач. Проведенный сравнительный отраслевой анализ по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу в различных районах России показал, что по уровню воздействия на окружающую среду лидируют Московская, Тульская и Рязанские области и г. Москва 6. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются стационарные источники промышленных предприятий и автомобильный транспорт. Удельный вес всех выбросов от них составляет ,6 в целом по России. Не смотря на то, что доля мазута в топливном балансе энергетической отрасли значительно сократилась по сравнению с прошлыми годами, на большинстве станций его продолжают широко использовать, особенно в зимние периоды. Газомазутные станции не могут совсем отказаться от мазута, изза явного дефицита газового топлива. В связи с ухудшением качества поставляемого мазута увеличением вязкости, серосодержания, зольности, содержания ванадия и других тяжелых веществ и соединений возникает необходимость в его дополнительной обработке перед сжиганием в котлах . Различают два основных способа получения мазута на нефтеперерабатывающих заводах НПЗ путем прямой перегонки нефти и путем крекингпроцесса. Мазут, получаемый прямой перегонкой, представляет собой смесь тяжелых нефтяных остатков с ее маловязкими фракциями. К ним дополнительно подмешивают некоторое количество дистиллятов. Более глубокая переработка нефти, которая ведется с целью получения более легких и средних фракций, предусматривает ее переработку в несколько ступеней. В этом случае получаемый товарный мазут представляет собой смесь тяжелых крекингостатков с обычно небольшим количеством средних фракций. Существует несколько марок мазута, отличающиеся по своему составу и свойствам. Эго флотские мазуты Ф5 и Ф, относящиеся к категории легких котельных топлив, топочные мазуты М к категория средних, и топочные мазуты М0 и к категории тяжелых топлив в них содержание серы достигает ,5 , см. Свойства топочных мазутов и нефти по многим показателям близки. Основные компоненты это углеводороды в разнообразных сложных сочетаниях. В мазутах в основном преобладают углеводороды ароматического и нафтенового ряда, а так же полициклические углеводороды.