Разработка и исследование способа сжигания топлив с умеренным контролируемым химическим недожогом

• Автор: Плешанов, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Механизмы образования оксидов азота при сжигании топлива

1.2. Традиционное сжигание топлив.

1.3. Нетрадиционные способы сжигания топлив.

1.4. Постановка задачи исследования сжигания топлив с химическим недожогом.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ СПОСОБА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВ С УМЕРЕННЫМ НЕДОЖОГОМ.

2.1. Описание способа сжигания топлив с умеренным

недожогом и задач по его исследованию
2.2. Экспериментальные исследования взаимосвязи концентраций оксидов азота и монооксида углерода
2.3. Экспериментальные исследования образования вредных
веществ при сжигании топлив с химическим недожогом.
2.4. Экспериментальные исследования экологической безопасности сжигания топлива с умеренным химическим недожогом
2.5. Результаты внедрения способа на действующих котлах
ГЛАВА 3. РАСЧТНОТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
СПОСОБА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВ С ХИМИЧЕСКИМ НЕДОЖОГОМ
3.1. Постановка задачи расчтнотеоретических исследований
3.2. Описание математической модели процесса
сжигания топлив.
3.3. Результаты численных экспериментов сжигания топлив с химическим недожогом
3.4. Итоги анализа расчтнотеоретических исследований
способа сжигания топлив с химическим недожогом
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ЭФФЕКТИВНОСТИ
СПОСОБА СЖИГАНИЯ ТОПЛИВ С УМЕРЕННЫМ НЕДОЖОГОМ
4.1. Постановка задачи исследования эффективности и наджности работы котла при сжигании топлив
с умеренным недожогом..
4.2. Исследование эффективности режима сжигания топлив с химическим недожогом
4.3. Исследование влияния сжигания топлив с умеренным недожогом на эксплуатационные затраты станции.
4.4. Разработка практических рекомендаций по внедрению
способа сжигания с контролируемым химическим недожогом .
4.5. Результаты влияния способа сжигания на наджность
и эффективность работы котла
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Принципиально есть два пути снижения выбросов оксидов азота в атмосферу: на стадии горения топлива и на стадии охлаждения продуктов сгорания. К наиболее известным способам снижения выбросов ПЮХ на стадии охлаждения продуктов сгорания относятся селективное нскаталитическое и каталитическое восстановление оксидов азота []. Они являются самыми эффективными способами снижения концентрации оксидов азота в дымовых газах и позволяют сократить её до % и более []. В России эти способы очистки дымовых газов не получили широкого распространения из-за большой стоимости. При их реализации стоимость блока увеличивается на -%. Большее распространение получили способы снижения N0* на стадии сжигания топлива []. Они наложили существенные ограничения на технологию сжигания топлива и полностью изменили подходы к её организации. Для уменьшения эмиссии оксидов азота в настоящее время сжигание топлива организуют при низких локальных избытках воздуха, пониженных температурах и временах пребывания в ЗАГ. Способы сжигания топлива, реализующие вышесказанные принципы были названы нетрадиционными. Одним из основных преимуществ способов снижения оксидов азота на стадии сжигания топлива является их меньшая стоимость по сравнению с организацией восстановления оксидов азота в дымовых газах. ВВ) в атмосферу. Поэтому на первый план при внедрении способа снижения выбросов N0* в атмосферу выходит его стоимость. В связи с этим в России большую конкурентоспособность имеют малозатратные внутритопочные мероприятия, которые позволяют снизить выбросы оксидов азота на -% без существенного повышения затрат станции. К таким способам относятся технологии ступенчатого, нестехиометрического стадийного сжигания, рециркуляция продуктов сгорания, ввод влаги в ЗАГ, сжигание с малыми избытками воздуха и др. Часто внедрение одного или совокупности нескольких данных методов позволяло обеспечить выбросы оксидов азота в пределах нормативов ГОСТ Р 1- []. Одним из хорошо зарекомендовавших себя способов снижения оксидов азота является технология нестехиометрического сжигания топлива [-]. Её суть заключается в создании в объеме топочной камеры восстановительной (а < 1) и окислительной (а> 1,2-5-1,) зон горения (см. Рис. В восстановительной зоне происходит подавление образования термических и топливных оксидов азота из-за недостатка кислорода, а в окислительной зоне образование термических Ж)х сдерживается в результате снижения температуры горения за счет больших избыточных объемов воздуха (рис. Реализация нестехиометрического сжигания в топках котлов осуществляется за счет рассогласования топливовоздушного соотношения в различных горелках. В зависимости от конструктивных особенностей котла (количество и мощность горелок, аэродинамическая организация процесса сжигания, системы раздачи топлива и воздуха по горелкам) и вида сжигаемого топлива можно реализовать три схемы разбаланса (см. Рис. При внедрении эффективность метода зависит от многих факторов: количества и компоновки горелок, запаса их производительности по подаче топлива, регулирующего оборудования, нагрузки котла и др. Исследование способа нестехиометрического сжигания, проводившееся на большом числе паровых и водогрейных котлов разных типов (см. Внедрение способа нестехиометрического сжигания сводится к проведению наладочных испытаний и не требует дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат. Одним из эффективных и универсальных технологических мероприятий по подавлению оксидов азота для всех видов сжигаемого топлива является двухступенчатое сжигание [1-2, , , , -]. При его реализации через основные горелки в топочную камеру подается топливо с недостатком воздуха (а < 1), а остальная (необходимая для полного сгорания топлива) часть воздуха подается далее по факелу через специальные сопла, шлицы (см. Основным принципом, заложенным в организацию двухступенчатого сжигания является пространственное разделение топки на зону сгорания основной части топлива с недостатком кислорода (с ат=0,8-0,) и зону догорания, в которой происходит смешение продуктов горения из 1 зоны с вторичным воздухом, подаваемым для их доокисления (ац=0,-0,).