Режимы горения, обеспечивающие снижение выбросов оксидов азота в дымовых газах паровых котлов, работающих на твердом топливе

• Автор: Андреев, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 240 с. : ил

1.1. Общая характеристика процесса генерации оксидов азота при сжигании твердого топлива в котельных агрегатах
1.2. Анализ основных технологических подходов к процессу подавления генерации оксидов азота в топках пылеугольных котельных агрегатов
1.3. Постановка проблемы управления режимами горения в топках пылеугольных котлов с пылесистемами прямого вдувания с целыо снижения выбросов оксидов азота

Выводы по главе

Глава 2. Математическое моделирование тепловых и аэродинамических процессов в топках котлов при трехступенчатом сжигании топлива

2.1. Топливо, материальный и тепловой балансы при сжигании топлива

2.2. Аэродинамика процесса горения топлива.

2.3. Диффузия и массообмен процесса горения топлива

2.4. Темпломассообмен частицы угольной пыли при ее движении в газовом потоке в топочных условиях.
2.5. Темпломассообмен капли мазута при ее движении в высокотемпературном потоке газа

2.6. Горение капли мазута в потоке высокотемпературного газа.

Выводы по главе
Глава 3. Моделирование процесса образования оксидов азота при трехступенчатом сжигании твердого топлива
3.1. Математическое описание процесса генерации оксидов азота в топочной камере при сжигании азотсодержащего топлива
3.2. Методика расчета распределения температур по высоте топки
3.3. Распределение избытков воздуха по высоте топочной камеры
3.4. Расчет концентрации x, СО и потерь тепла с химическим недожогом в различных режимах сжигания интинского каменного угля но
трехступенчатой технологии
Выводы по главе.
Глава 4. Методика расчетов и экспериментальное исследование режимов горении при трехступенчатой технологии в пылеугольных котлах с пылесистемами прямою вдувании.
4.1. Особенности обьекта исследования
4.2. Методика экспериментальных исследований режимов горения
4.3. Обработка результатов исследований .
4.4. Сравнение результатов математического моделирования и экспериментальных данных
Выводы по главе
Глава 5. Режимы трехступенчатого горения твердого топлива на нылсугольнмх котлах с пылесистемами примою вдувании
5.1. Критерии оценки трехступенчатого сжигания твердого топлива на пылеугольных котельных агрегатах.
5.2. Трехступенчатое сжигание твердого топлива в котельных агрегатах с твердым шлакоудален нем
5.3. Исследование характеристик восстановительной зоны в схеме трехступенчатого горения твердого топлива
Выводы по главе.
Выводы по работе.
Синеок литературы
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3
Приложение 4.
Приложение 5.
Приложение 6.
ВВЕДЕНИЕ


Эти мероприятия эффективны и для котлов с жидким шлакоудалением, сжигающих высококачественный уголь. В топках котлов с твердым шлакоудалением, сжигающих высокозольные угли, температура газов не превышает С. Снижение температуры факела в таких топках малоэффективно, так как в котельных агрегатах этого класса практически все оксиды азота образуются из азота топлива, поэтому целесообразно снижать их образование изменением концентрации кислорода именно в той зоне факела, где происходит воспламенение и горение летучих. Уменьшение избытка воздуха, подаваемого в топку. Минимальный выход 0 при номинальных нагрузках достигается при сжигании мазута с а 1. На пониженных нагрузках избытки воздуха в топке могут быть выше, что не поатечет существенного увеличения выхода 0. Важное значение при этом имеет устранение неорганизованных прнсосов в топку, так как подсосанный воздух не только разбавляет топочные газы, но и участвует в дожигании факела с образованием дополнительного количества МОх. Понижение температуры в зоне горения. Температура в зоне горения может быть понижена путем снижения температуры подогрева воздуха, подаваемого с топливом. Влияние подогрева воздуха на выход 0 при сжигании газа и мазута изучалось Ьаггвеллом ,3. Обнаружено хорошее совпадение результатов, что видно из рис. I в 5С. Изменение температуры воздуха осуществлялось путем перепуска части его через байпас помимо воздухоподогревателя. Рис. Влияние температуры воздуха на генерацию 0 х 0, при сжигании газа о при сжигании мазута. Необходимо отметить, что изменение температуры подогрева воздуха, подаваемого в горелки, влияет также на аэродинамику процесса смешения топлива и воздуха, а, следовательно, и на интенсивность горения в начальном участке факела, поэтому выход Ы0Х в этих условиях будет являться результатом ряда процессов, в том числе и взаимно противоположных с точки зрения генерации МОх. Так. С вследствие возрастания крутки воздуха в горелках и улучшения смешения возрастет интенсивность горения в начальном участке факела, что приведет к генерации 0 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. Аналогичные результаты были получены и в других работах. По мнению ряда исследователей, эффект рециркуляции проявляется не столько благодаря низкой температуре вводимых дымовых газов, сколько в результате снижения температуры горения изза изменения скоростей ценных реакций вследствие присутствия инертных веществ и уменьшения концентраций реагирующих веществ 6. Так называемый отрицательный катализ весьма распространен в ценных реакциях. Его роль выполняют вещества, реагирующие с активными центрами и вызывающие обрыв цепей. СН3 0 НСЫ Н. Обрыв цепей и торможение реакций распада могут снизить скорость генерации оксидов азота в десятки раз. В этой связи рассматривать рециркулирующие газы всею лишь как инертную среду было бы не верным, гем более что они. Двухступенчатое сжигание. Двухступенчатое или двухстадийнос горение является одним из самых эффективных средств подавления генерации 0. 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, 0 при увеличении а после стехиометрического его количества на ту же долю.