Повышение эффективности сжигания углей Канско-Ачинского бассейна в топках с твердым шлакоудалением

• Автор: Козлов, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Современное состояние проблемы шлакования топочных

экранов при сжигании канскоачинских углей.

1.1. Особенности минеральной части канскоачинских углей и поведение ее в топочном процессе.
1.2. Шлакование поверхностей нагрева, шлакующие и загрязняющие свойства канскоачинских углей

1.3. Практика работы котлов при сжигании канскоачинских углей.

1.4. Методы экспериментального и расчетного исследования топочных процессов

1.5. Постановка задач исследования

2. Экспериментальные исследования структуры пристенного газового слоя топочных камер с твердым шлакоудалением

2.1. Краткая характеристика объектов исследований.

2.2. Методика и оборудование экспериментальных исследований
2.3. Результаты исследований в топке котла ПК 1ОШ.
2.4. Результаты исследований в топке котла Б0
2.5. Результаты исследований в топке котла БКЗ00Ф
2.6. Результаты исследований в топке котла БКЗ001
2.7. Результаты исследований в топке котла П.
2.8. Выводы.
3. Разработка математической модели, исследование теплообмена и движения твердой фазы в пристенном слое топочных камер
3.1. Разработка методики расчета и математической модели теплообмена.
3.2. Разработка математической модели и расчетные исследования движения твердой фазы
3.3. Анализ теплообмена в рабочем объеме и пристенном слое топки.
3.4. Выводы
4. Разработка рекомендаций по организации топочного процесса при сжигании канскоачинских углей и их практическая реализация
4.1. Номограмма бесшлаковочного режима работы топки
4.2. Разработка четырехвихревой топки для сжигания шлакующих
4.3. Система сопел тыльного воздушного дутья.
4.4. Система защиты двухсветных экранов от шлакования
4.5. Разработка фонтанновихревой топки
4.6. Оптимизация топочного процесса котла БКЗ0
4.7. Предложения по регулированию топочного процесса.
4.8. Выводы
Заключение.
Список использованных источников


Это проявляется в образовании золошлаковых отложений на радиационных, полурадиационных и конвективных поверхностях нагрева, что может приводить к снижению КПД брутто котлов, ограничению их тепловой нагрузки и аварийным остановам. Процесс образования отложений на трубах начинается с появления медленно растущего первичного слоя, температура поверхности которого повышается по мере увеличения его толщины. При достижении некоторой толщины и при достаточно высокой температуре газов на нем начинают интенсивно осаждаться частицы, находящиеся в полурасплавленном состоянии, формируя так называемые вторичные отложения. Этот процесс и является собственно шлакованием [3]. Температура газов, выше которой наблюдается образование вторичных отложений, принято называть температурой начала шлакования - tm;i. При этой температуре стекловидные частицы золы с вязкостью не более * Па-с склонны к налипанию на загрязненную трубную поверхность. Чем ниже 1шл,тем более шлакующим является топливо. В зарубежной практике образование отложений подразделяют на шлакование (slagging) и загрязнение (fouling). Под шлакованием понимается образование отложений в топке, а под загрязнением - вне ее. Для оценки шлакующих и загрязняющих свойств топлив используется методика фирмы "Бабкок-Вилькокс" []. Отложения, отнесенные к загрязнению, подразделяются, в зависимости от определяющих компонентов и схемы образования, на железистые, сульфатно-кальцевые, на базе активных щелочей и мелкодисперсные (рыхлые). Первичный слой образуется в результате селективного выделения отдельных компонентов на поверхность труб, либо в результате оседания на трубах тонкодисперсных фракций летучей золы с химическим составом близким среднему. В первом случае образуются прочные первичные отложения, обогащенные определенными компонентами и имеющими высокую степень сцепления с поверхностью труб, во втором — рыхлые, сыпучие, как правило, имеющие слабую связь с трубами. Отложения с высокой концентрацией оксидов железа (до % в пересчете на Бе2Оз). Кроме того, высокожелезистые отложения образуются и на базе сидерита (Fe2C) [, ]. Отложения с высокой концентрацией сульфата кальция (до %). Типичным примером топлив, при сжигании которых образуются такие отложения на поверхностях нагрева на выходе из топки, являются КАУ и прибалтийские горючие сланцы. CaS. При его неполном окислении образуется эвтектика CaO-CaS с температурой плавления 0 °С. Соударение горящих чатиц с трубами приводит к образованию прочных отложений, высокая степень связывания которых с трубами обусловлена взаимодействием сульфидов с оксидной пленкой []. Отложения с высоким содержанием щелочных сульфатов (до %). Образование этих отложений происходит в результате испарения в топке и последующей конденсацией на поверхностях нагрева легко- возгоняемых щелочных соединений. Прочность первичных отложений оказывает существенное влияние на шлакование поверхностей нагрева при температуре выше температуры начала шлакования, так как этот слой обусловливает сцепление вторичных отложений с трубами. Чем прочнее первичный слой, тем труднее саморасшлаковка под действием силы тяжести и ниже эффективность средств очистки поверхностей нагрева. В отечественной энергетике шлакующие свойства углей принято характеризовать температурой начала шлакования и склонностью к образованию прочных первичных отложений (метод ВТИ) [3, , ]. Наиболее достоверные результаты по определению этих параметров получаются при проведении опытов на котлах и крупномасштабных стендах. Температура начала шлакования определяется с помощью неохлаждаемых зондов, имитирующих трубы поверхностей нагрева с уже развитыми первичными отложениями. Свойства первичных отложений и область их распространения определяются при осмотре котла после длительной его работы (не менее одного месяца) на испытуемом топливе. Метод ВТИ оценки шлакующих свойств топлив наиболее объективен, так как изучение процессов осуществляется в реальных условиях действующего котла. Полученные характеристики топлива (tIIM и и способность образовывать прочные первичные отложения) учитываются при наладке действующих и проектировании новых котлоагрегатов.