Побіровський Юрій Миколайович. Ефективність топкового режиму енергетичних котлів при висококонцентрованій пилоподачі низькореакційного вугілля

Краткое описание

Побіровський Юрій Миколайович. Ефективність топкового режиму енергетичних котлів при висококонцентрованій пилоподачі низькореакційного вугілля: дисертація канд. техн. наук: 05.14.14 / Національний технічний ун-т України "Київський політехнічний ін- т". - К., 2003

Побіровський Ю.М. Ефективність топкового режиму енергетичних котлів при висококонцентрованій пилоподачі низькореакційного вугілля. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14. - Теплові і ядерні енергоустановки. - Національний технічний університет України КПІ”, Міністерство освіти і науки України, Київ, 2003.
Дисертація присвячена дослідженню ефективності топкового режиму енергетичних котлів обладнаних висококонцентрованою пилоподачею під тиском (ПВКт) на пальники при спалюванні низькореакційного вугілля погіршеної якості. Приведено результати порівняльних випробувань котлів ТПП-210А з подачею пилу високої концентрації і традиційною системою пилоподачі (ТСП). Розглянуто основні фактори та вплив їх на топковий режим котла при двох технологіях пилоподачі: якість та підготовка твердого палива; повітряний режим; робота пиловугільних пальників; рівномірність подачи палива на пальники; підсвічування високореакційним паливом. Приведено результати досліджень паливного, повітряного та температурного режимів топки при ПВКті ТСП. Особливо виділена роль первинного повітря та транспортуючого повітря ПВКтпо впливу на топковий процес, на економічні показники котла. Дано результати екологічних досліджень котла ТПП-210А. Встановлено основні фактори, що можуть впливати на утворення NOxпри ПВКт. Запропоновано загальні рекомендації по веденню топкового режиму і зниженню викидівNOxкотлами ТПП-210А в умовах ПВКт.

У дисертаційні роботі наведено нове рішення наукової проблеми, яка полягає в підвищенні ефективності топкового режиму енергетичних котлів при висококонцентрованій пилоподачі низькореакційного вугілля на пальники в умовах спалювання погіршеної якості палива. Вирішення проблеми полягає в пошуку чинників, які впливають на топковий режим котлів, обладнаних ПВКт, та розробці рекомендацій по оптимальному веденню їх режимів та зниженню викиду оксидів азоту.
Основні результати та висновки, отримані за результатами проведеної роботи:

Спалювання низькоякісного вугілля на електростанціях України призводить до зниження економічних і екологічних показників енергетичного устаткування. Зважаючи на те, що в даний час велика частина ТЕС відпрацювала свій ресурс, основним завданням енергетики є реконструкція і модернізація устаткування при застосуванні маловитратних ефективних технологій спалювання непроектного низькореакційного вугілля.
Аналіз існуючих систем пилоподачі показує, що однією з ефективних технологій, яка дозволяє усунути недоліки традиційної системи пилоподачі, є подача пилу з високою концентрацією під тиском на пальники котла. Розроблена НТУУ «КПІ» технологічна схема ПВКтдля котла ТПП-210А, що спалює АШ погіршеної якості та шлами, є позитивним результатом використання ПВК для котлів із рідким шлаковидаленням.
Вперше виконано дослідження топкового режиму котла ТПП-210А, обладнаного ПВКт. Виявлено вплив основних чинників, що визначають топковий режим котла: якості і підготовки палива, повітряного режиму, роботи пальникових пристроїв, підсвічування пиловугільного факелу.
Порівняльний аналіз золи і шлаку котлів ТПП-210А при різних технологіях пилоподачі показав, що при ТСП має місце сепарація пилу на під топки; у котлів з ПВКті ТСП різний фракційний склад золи; у котла з ПВКтзолошлакові відкладення на поверхні ШПП більш пухкі, ніж у ТСП (котел обладнаний ПВКтвиводився на розшлаковку рідше).
З досліджень повітряного режиму котлів установлено, що при ПВКтє регулювальний запас по витраті первинного повітря, що важливо для оптимізації аеродинаміки пиловугільних пальників. У номінальному режимі рекомендується робота котла, обладнаного ПВКт, при навантаженні ВГД, зниженому на 30%.
Висококонцентрована пилоподача на котлі ТПП-210А дозволила забезпечити рівномірність подачі пилу, зниження коливань витрат палива і повітря на пальники, що позитивно позначилося на топковому процесі в цілому.
Визначено роль транспортуючого повітря ПВКтяк чинника, що робить істотний вплив (за рахунок зміни поля концентрацій і більш раннього запалювання вугільного пилу) на роботу пальника та умови рідкого шлаковидалення. Рекомендується робота котла при мінімальному значенні витрати транспортуючого повітря (не нижче 20 кг/год).
Використання ПВКтна котлі ТПП-210А підвищило ефективність роботи пиловугільних пальників. Як показали дослідження, за умовою забезпечення сталості горіння і надійного шлаковидалення при номінальному навантаженні котел може працювати при зниженій на 1-1,5 т/год витраті мазуту, що дозволяє отримати значну економію.
Переведення котла ТПП-210А, що спалює АШ і шлами, на висококонцентровану пилоподачу дозволило підвищитиhбрна 0,4-1,0% за рахунок зниження втрат тепла з механічним і хімічним недопалом (Nе= 225-300 МВт).
Схема ПВКтдля котла ТПП-210А відповідає технологічним умовам по зниженню викидів NOхв атмосферу. Використання технології ПВКтзменшило викиди оксидів азоту на 20-21% у порівнянні з ТСП без порушення топкового режиму котла.
Одним із додаткових чинників, властивих ПВК під тиском, який визначає утворення NOх, є транспортуюче повітря. Зниження витратиGптрна 30% від максимального (при номінальному навантаженні котла) зменшило викиди NOхна 19% в порівнянні з вихіднім режимом та на 40% - з ТСП.
Схема ПВКт, що розроблена на кафедрі ТЕУ Т та АЕС НТТУ «КПІ», має великі можливості по впливу на режим роботи котла, удосконаленню роботи пиловугільних пальників і топкового режиму, підвищенню економічних і екологічних показників котлів, що спалюють низькореакційні палива типу АШ і шламів. Багаторічний досвід використання системи ПВКтна котлах Трипільскої ТЕС дозволяє рекомендувати її для впровадження на аналогічних котлах електростанцій України.