Исследование теплообмена в плотном и взвешенном слоях твердого топлива и разработка системы пылеприготовления, обеспечивающей снижение выбросов оксидов азота

• Автор: Клинов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Состояние вопроса. Постановка задачи исследования.

1.1. Обьект исследования.

1.2. Схемы образования оксидов азота

1.3. Анализ основных технологических подходов к процессу снижения генерации оксидов азота в топках пылеугольных котельных агрегатов

1.4. Анализ методик расчета прогрева угля.

1.4.1. Методика расчета прогрева одиночных кусков угля

1.4.2. Методика расчета прогрева частиц угольной пыли.

1.4.3. Методика расчета прогрева частиц угольной пыли во взвешенном слое.

1.5. Методика расчета термических и механических напряжений в одиночном куске угля.

1.6. Выводы по главе и постановка задачи исследования.
Г лава 2. Методика расчета прогрева кусков угля в плотном и во взвешенном слое
2.1. Математическая модель прогрева угля в плотном слое.
2.2. Математическая модель прогрева угля во взвешенном слое.
2.3. Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальное исследование процесса нагрева угля в плотном слое
3.1. Экспериментальное исследование спскаемости угля в плотном слое
3.2. Экспериментальное исследование выхода летучих из угля.
3.3. Экспериментальное исследование прочностных характеристик угля при различной термообработке.
3.4. Анализ полученных данных.
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Исследование теплообмена кусков угля в плотном и взвешенном слоях топлива
4.1. Исследование теплообмена в плотном слое.
4.2. Исследование теплообмена во взвешенном слое.
Полученные в результате исследования зависимости позволяют спроектировать устройство для нагрева угольной пыли во взвешенном слое с заданными параметрами
4.3. Сравнение результатов.
4.4. Выводы по главе.
Глава 5. Разработка инженерной методики расчта устройств пылеприготовительных систем, обеспечивающих снижение выбросов оксидов азота
5.1. Методика расчта устройств нагрева угля в плотном слое
5.1.1. Расчет необходимого количества дымовых газов
5.1.2. Расчет гидравлического сопротивления плотного слоя.
5.1.3. Подбор дымососа.
5.2. Методика расчта устройств нагрева пыли перед горелками.
5.2.1. Определение расходов теплоты и дымовых газов
5.2.2. Определение диаметра частиц пыли
5.2.3. Определение скорости витания частиц.
5.2.4. Определение геометрии рабочей зоны
5.3. Пример расчта устройства с плотным слоем.
5.4. Пример расчта устройства со взвешенным слоем.
5.5. Схема и принцип действия системы пылеприготовления, обеспечивающей снижение выбросов оксидов азота
5.6. Выводы по главе.
Заключение.
Литература


Объектом исследования является котельный агрегат ТПЕ - 8 Череповецкой ГРЭС с системой пылеприготовления с молотковыми мельницами (рис. Топливо - интинский каменный уголь. Главной особенностью данных котельных агрегатов [, , , 0] является полупиковый характер их работы с частыми и глубокими (до 0,7 Оном) разгрузками и последующими нагрузками как в пределах суток, так и отдельных смен. Технологической особенностью можно считать повышенную аккумулирующую способность и инерционность котлов. Рис. К существенным особенностям данного класса котельных агрегатов можно отнести большой объем топочной камеры, использование пылесистем прямого вдувания и относительно невысокое тепловое напряжение топочного объема. Поступающий в топливный тракт уголь отличается крайней неоднородностью состава и физико-химических свойств. Так, теплотворная способность твердого топлива в пробах, взятых из различных партий поставок угля одной и той же шахты, зачастую отличается более чем на 0 кКал/кг. Высокая зольность сжигаемого твердого топлива при нерациональном ведении режима горения приводит к активной зашлаковке экранных поверхностей нагрева топки. Повышенная влажность угля приводит к частому «зависанию» топлива в бункерах, забиванию течек и, как следствие, к продолжительному выводу из работы отдельных пылесистем котлов. В результате часто наблюдаются перекосы температур по ширине топочной камеры, что существенно усложняет настройку режимов горения. Изменение паровой нагрузки котельного агрегата производится путем управления расходом топлива с одновременным поддержанием заданного соотношения воздух - топливо в первичной аэровоздушной смеси. Расход воздуха на котел регулируется, исходя из минимальной суммы потерь с уходящими газами, химическим и механическим недожогом. Основным параметром, используемым в проектной схеме для корректировки расхода общего воздуха на котел, является содержание кислорода в уходящих газах. Задаваемая зависимость значения концентрации кислорода в газах от нагрузки котла определяется по результатам режимных испытаний. Расходы воздуха на отдельные горелки устанавливаются в ходе режимных испытаний при помощи индивидуальных шиберов. В процессе эксплуатации положение индивидуальных шиберов не изменяется и перераспределение расходов воздуха для котлов с пылесистемами прямого вдувания происходит, в основном, за счет спонтанных колебаний расхода первичного воздуха на пылесистемы. При внедрении технологических методов снижения генерации оксидов азота в факеле пылеугольного котла дополнительно должна быть решена следующая задача - минимизация содержания оксидов азота в дымовых газах при одновременном поддержании величины химического и механического недожога в нормативных пределах. СО в дымовых газах. Для комплексного решения указанных проблем ключевым является выбор способа организации топочного процесса. При выборе технологии следует учитывать относительно низкую (до К) температуру ядра факела, характерную для пылеугольных котлов с твердым шлакоудалением. В подобных котлах сжигается топливо с содержанием азота до 1,7%. Эти два фактора определяют доминирующую (до % и выше) массовую долю топливных NOx в выбросах оксидов азота и, соответственно, незначительный выход термических оксидов азота. Попытки организации сжигания твердого топлива в котлах данного класса (в том числе и на Череповецкой ГРЭС) с минимальными избытками воздуха не привели к существенному снижению выхода оксидов азота с дымовыми газами. Это связано с тем, что при наличии пылесистем прямого вдувания, подача первичного воздуха на которые, осуществляется по токовой загрузке мельниц, крайне проблематично одновременное поддержание заданной концентрации кислорода в зоне горения и величины химического и механического недожога в нормативных пределах. Для оценки путей снижения выбросов топливных оксидов азота рассмотрим схемы образования оксидов азота при сжигании твердого топлива в топках котлов. Образование оксидов азота в той или иной мере сопутствует процессу сжигания любого топлива. СЫ и НСЫ.