Исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе

• Автор: Басаргин, Антон Петрович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Чита
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Обоснование разработки плазменноциклонного способа сжигания твердого топлива

1.1 Анализ существующих способов сжигания твердого топлива

1.2 Сжигание твердого топлива в циклонной камере

1.3 Плазменноэнергетические технологии

1.4 Способы снижения выбросов оксидов азота при сжигании угля

1.5 Плазменноциклонный процесс сжигания твердого топлива

2. Методика расчета плазменноциклонной топливной системы

2.1 Алгоритм расчета плазменноциклонной топливной системы

2.2 Методика расчета электротермохимической подготовки топлива

2.3 Определение геометрических и аэродинамических характеристик циклонной камеры
2.4 Распределение тепловых потоков плазменноциклонной топливной системы
2.5 Пример расчета плазменноциклонной топливной системы
3. Экспериментальное исследование сжигания иылеугольного топлива в плазменноциклонной топливной системе
3.1 Цели и задачи экспериментального исследования
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3 Методика проведения эксперимента
3.4 Результаты сжигания иылеугольного топлива в плазменно циклонной топливной системе
3.5 Экспериментальное исследование влияния добавки цеолита к топливу на образование вредных газообразных выбросов
4. Оценка экологоэкономической эффективности технологии сжигания угля в плазменноциклонной топливной системе
4.1 Область применения технологии сжигания угля в плазменно циклонной топливной системе
4.2 Методика оценки эколооэкономической эффективности инвестиционных проектов
4.3 Оценка экологоэкономической эффективности технологии сжигания угля в плазменноциклонной топливной системе при переводе газомазутных котлов на уголь
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения
Введение
Актуальность


Топливо в слое проходит все стадии термохимических превращений, начиная с нагрева и выделения летучих, включая выгорание коксового остатка, и заканчивая образованием шлака. Недостатками слоевых топок являются: конструктивная сложность, малая производительность, трудность механизации и автоматизации, а также низкая экологичность. Интенсификация процесса сжигания в слое лимитируется оплавлением частиц и затруднением в связи с этим контактирования топлива с газовым потоком, проходящим через слой []. Механический недожог слоевых топок составляет от 2 до 8%. Объемное тепловое напряжение топки достигает 0 кВт/м3 []. Сжигание в кипящем слое. Сжигание этим способом характеризуется горением топлива, взвешенного движущимся снизу вверх воздухом. Увеличение расхода воздуха через слой приводит к выносу из нею частиц, тем самым образуется циркулирующий кипящий слой (ЦКС) []. Механический недожог топок с кипящим слоем и ЦКС составляет З. Объемное тепловое напряжение топок с кипящим слоем и ЦКС составляет 0 и 0 кВт/м3 соответственно. Основными преимуществами, сжигания рассматриваемым способом являются: обеспечение высокого коэффициента теплопередачи; низкие температуры сгорания, способствующие снижению выбросов оксидов азота; связывание сернистого ангидрида с зольным остатком, вследствие добавки относительно небольшого количества адсорбента; возможность применения небольших установок для отопительных целей []. К недостаткам можно отнести вынос углерода до -% всего углерода топлива (необходимость дожигания уноса); трудность в регулировании нагрузки и интенсивный износ поверхностей нагрева, контактирующих с КС. Наиболее существенным недостатком этого способа является значительный расход энергии на собственные нужды. В кипящем слое и ЦКС пределом интенсификации является оплавление частиц при повешении температуры и увеличивающийся унос частиц из слоя при повышении интенсивности дутья []. Факельное сжигание. При этом способе топливо сжигается после предварительной подсушки и размола в сильно измельченном виде. Основные достоинства факельного сжигания: высокий КПД при сжигании любого топлива; возможность достижения высокой единичной мощности котлоагрегата; регулирование нагрузки в широких пределах; полной автоматизации процесса сжигания; низкий механический недожог топлива (0,5. К недостаткам можно отнести дополнительные затраты на пылеприготовление. Низкая концентрация сырья в единице объема, малая относительная скорость потока и * частиц определяют невысокую теплонапряженность топочного объема (0. Вт/м3). Вихревой метод сжигания. Данный метод нашел применение в вихревых камерных топках и циклонных камерах. В вихревых топках частицы пыли или дробленки твердых топлив сгорают, циркулируя в газовоздушном вихре, организуемом в нижней части обычной однокамерной топки, имеющей обтекаемую форму []. Существуют различные конструкции вихревых топок []. Одной из таких конструкций является низкотемпературная вихревая (НТВ) топка ЛГ1И []. В вихревой топке с НТВ-технологией сжигания за счет активной аэродинамики, пониженного уровня температур, ступенчатого ввода окислителя обеспечиваются улучшенные показатели по сравнению с толками с факельным сжиганием. Однако интенсификация сжигания в вихревой топке увеличением температуры лимитируется теми же факторами, что и при факельном сжигании. Тепловое напряжение объема топки 7,4 кВт/м3, механический недожог составляет 1,5. Основные достоинства НТВ-технологии легли в основу создания фонтанно-вихревой технологии, позволяющей использование кускового топлива. Отличительной особенностью этой технологии является то, что в предтонке куски твердых топлив подвергаются аэротермическому дроблению, а в топку котла из предтопка поступают горючие газы и уже достаточно измельченная минеральная часть топлива []. В циклонных камерах частицы топлива многократно циркулируют в газовоздушном потоке по обтекаемому контуру. Циклонные камеры могут располагаться вертикально и горизонтально. В закрученном пылегазовом потоке отдельные пылинки вследствие действия центробежных сил приобретают значительные относительные скорости по отношению к газу в радиальном направлении.