снижения удельных выбросов при сжигании пылегазовой смеси в котлах ТПП - 312А блока 300 МВт Запорожской ТЭС

Е.В. Ревко (ЭНМ -11м),

Донецкий национальный технический университет

Котлы ТПП - 312А блока 300 МВт Запорожской ТЭС работают на угле ГСШ ухудшенного качества. В условиях высокого износа энергетического оборудования и роста цен на энергоносители, целесообразной, выгодной и актуальной является проблема перевода котла на газообразное топливо. При этом виде топлива не требуется угольных складов и интенсивной очистки от механического уноса и сероочистки. В связи с этим нами было предложено к использованию пылегазовая смесь, которая может подаваться на сжигание в следующих соотношениях:

1 - 15% природного газа + 85% угольной пыли (по тепловыделению).

2 - 30% природного газа + 70% угольной пыли (по тепловыделению);

3 - 50% природного газа + 50% угольной пыли (по тепловыделению);

4 - 100% природного газа;

КПД котла, рассчитанный при оптимальном избытке воздуха (α_опт⁼l,l на газе и α_опт =1,17 ÷ 1,22 на смеси топлив) и нагрузках 200 ÷ 300 МВт изменяется от 88,8 до 90,81 (Таблица 1).

Таблица 1 – Расчет КПД котла при % содержании газа по теплу

При таком соотношения природного газа и угольной пыли оптимальным является КПД 90,19 ÷ 90,81%, достигается минимальный удельный расход топлива и, как следствие, снижаются вредные выбросы:

Минимальный уровень оксидов азота 632,1 мг/нм³ соответствует нагрузке котлоагрегата N_эл = 200 МВт при работе на 100% по теплу газа. С уменьшением доли газа до 15% (от 50%, до 30% и далее до 15% по теплу) достигается значительное превышение граничного содержания оксидов азота в уходящих газах.

Анализ показал, что с уменьшением доли природного газа наблюдается четкая зависимость роста концентрации диоксида серы в уходящих газах, так при доле природного газа 50% концентрация диоксида серы составляет

2326÷2500 мг/нм , при доле газа 30% — 2813 ÷2977 мг/нм , и при доле газа 15% — 2989 ÷ 3207 мг/нм³.

Для достижения лучшего эффекта при решении проблемы уменьшения вредных выбросов, дополнительно, в топках котла ТПП - 312А блока 300 МВт предлагается установить модернизируемую нами пыле-угольную улиточно-лопаточную горелку типа АГУЛ, для улучшения смесеобразования в которой, приводит к повышению качества сжигания топлива и снижению удельного расхода газовоздушной смеси, в которой предложено увеличить параметры крутки потока, путем изменения угла наклона лопаточного завихрителя от 90⁰ до 64⁰.

Расчеты показали, что благодаря увеличению параметра крутки потока в горелке, уменьшению диаметра газовыпускных отверстий и увеличению их количества смесеобразование улучшается и снижается механический унос. При начальном варианте диаметр газовыпускных отверстий составляет 0,019 м, а количество газорадающих трубок составляет 42 шт., при этом угол наклона лопаточного завихрителя составил 90⁰. При уменьшении диаметра газовыпускных отверстий d_вн от 15% до 50% конструктивные параметры горелки меняются.:

Результаты расчетов приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Расчет исходного и проектного варианта:

Из данной таблицы видно, что оптимальный угол наклона лопаточного завихрителя 70⁰ обеспечивает параметр крутки горелки n = 3,8; диаметр газовыпускных отверстий, d = 0,006 м и выходная скорость газа ω = 108 м/с.

По данному предложению подана заявка на полезную модель.