Сжигание т-ва с малыми и предельно малыми избытками воздуха.

В результате снижения сод.O2 в факле происходит подавление образования термических и топливных NOх. Поэтому данное мероприятие можно применить для других видов топлив. Влияние альфа на образование NOх описывается экстремальной зависимости с максимумом.для газомазутных котлов - 1.15-1.25, для пылеугольных - 1.3-1.5. На образование оксидов азота влияет только тот воздух, который подается в ЗАГ вместе с топливом. Изменение кол-ва присосов в топочную камеру хол. воздуха, который не участвует в процессе горения и воспламенения т-ва, практически не влияет на образование NOх, поэтому при одинаковых значениях альфа на выходе из топки, подаваемого через горелки, из-за разных присосов дэльта альфа могут существенно различаться. Следовательно, будет отличаться и выход NOх. Такой метод широко примен. на котлах, работающих с высоким коэффициентом альфа (в горелках – альфа.гор) близким к альфа макс для пылеугольных. При этом не требуется дополнительных кап. И эксплуатационных затрат, а все расходы на его внедрение сводятся к стоимости режимно-наладочных испытаний котла. Однако понижение альфа возможно до тех пор, пока это не приведет к интенсивному росту кол-ва продуктов неполного сгорания, т.е. снижение альфа ниже критического приводит к резкому увеличению q3 и возрастанию содержанию CO,H2,сажи и Б(а)П. Кроме того происходит увеличение горючих в уносе, возрастает интенсивность шлакованияпов-ти нагрева и высокотемпературной коррозии металла. α_раб=α_кр+(0.02÷0.04). Для перехода на сжигание с предельно малым альфа требуется проведение определённых подготовительных работ, перед внедрением этого метода происходит уплотнение топки, проверку штатных приборов и устранение перекосов в ГВ-трактах. После этого проводят испытания, в результате которых определяют альфа критическое и альфа рабочее для разных нагрузок котла и составляют режимную карту котла. Опыты подтвердили, что такой метод достигает снижение выхода NOх на 15-30% в зависимсти от особенности котла и процесса сжигания. Кроме того этот метод обеспечивает повышение КПД котла, благодаря снижению температуры и расходу уходящих газов q2 и снижает низкотемпературную сернистую коррозию. Для большинства российских котла альфа предельное составляет 1.1-1.15 при сжигании тв. Топлива и 1-1.03 при сжигании газа и маузта.

17. Снижение вредных выбросов на стадии сжигания топлива. Режимные мероприятия: рециркуляция продуктов сгорания.

Режимные мероприятия. Методы снижения выбросов на стадии сжигания часто называют технологическими (внутри топочными мероприятиями). Они направлены на изменение топочного процесса для создания условий подавления образования тех или иных вредных продуктов. Эти методы самые распространенные в энергетике из-за их простоты, высокой эфф-ти и низкой стоимости. К режимным технологическим мероприятиям относят такие внутритопочные методы понижения выхода NOх, для которых при их внедрении не требуется изменения конструкции топочной камеры, компоновки и конструкции горелочных устройств.

рециркуляция продуктов сгорания. Ввод газов рец-ции в топ. Камеру снижает температуру факела и выравнивает температурное поле. Кнт избытка воздуха альфа гр. За счет присосов хол. Воздуха по газовому тракту выше чем в топочной камере, поэтому при рец-ции газов альфа ЗАГ возрастает, однако из-за разбавления инертными продуктами сгорания реальная к-цияO2 в зоне реакции уменьшается. В результате происходит интенсивное подавление образования термических NOх, выход топливных NOх снижается незначительно, поэтому наибольший эффект - при сжигании прир. Газа. Сейчас на большинстве котлов исп-ся данное мероприятие, но только при сжигании газа и мазута. Эффективность подавления образования NOх определяется следующими факторами: 1) место отбора газов на рециркуляцию. 2)условия их ввода в топочную камеру. 3) степень рециркуляции (r) 4) распределение газов рециркуляции по обьему топ.камеры и состояние котла.

Способы ввода газов рециркуляции в топку: 1) в под топки 2) в шлицы под горелками 3) в воздухопровод гор.воздуха 4) непосредственно в горелочные устройства (в один из воздушных потоков или между потоками) 5) в горелку (в поток топлива).

Эффективность снижения выбросов NOх при реализации этих способов существенно различается. При вводе газов выше зоны горения эффективность практически отсутствует. Макс. Эффект достигается при вводе газов рец-ии вместе с воздухом или по отдельным каналам горелок. При сжигании газов еще большее снижение NOх наблюдают при вводе газов непосредственно в топливо.

ГРАФИК.ТАБЛИЧКА.

Увеличение r приводит к уменьшению NOх. Однако существенное подавление образования NOх наблюдается в основном при r=15-20%. Чтобы повысить эффективность снижения выхода NOх без существенного увеличения r можно путем неравномерной подачи продуктов сгорания в горелочное устройство: по ширине топки или по ярусу горелок. Это связано с тем что зона макс температур располагается ближе к центру топки, а при многоярусной компоновке ближе к верхнему ярусу. При этом необходимо большую часть газов подавать в центральные горелки, в крайние – меньшую (снижение темп-ры ведет с снижению NOх). При числе горелок больше 5 в ярусе выделяются еще промежуточные горелки наряду с центральными и крайними. При многоярусной компоновке большая часть подается в верх топки. Данный способ возможен при индивидуальной раздаче газов по каждой горелке, поэтому связан с большими кап.затратами. Большое влияние на эфф-тьрец-ции оказывает состояние котла. Отрицательные факторы: 1) Большие присосы хол. воздуха. 2) состояние топочных экранов 3) неравномерная раздача топлива и воздуха по горелкам. Перекосы в подаче т-ва и в-ха могут привести к образованию зон с повышенным выходом ПАУ и СO. Сейчас получила распространение рец-цияд.г. в воздухопроводы. Ее реализация может осуществляться тремя способами: 1) предполагает отбор газов рец-ции из газохода перед РВП и ввод их в короб гор.в-ха перед горелками, транспортировку осуществляет ДРГ. Плюсы: а)короткие газоходы рец-ции б) нет дополнительных нагрузок на ДВ и ДС в) минимальное снижение КПД. Минусы: а) выс. Стоимость ДРГ б) энергозатраты на привод ДРГ и его обслуживание

2)отбор газов после РВП. Затраты на обслуживание ДРГ меньше, чем в первом способе (из-за температуры 130-160 град. Цельсия) Минусы: длинные газоходы б) доп. нагрузка на ДС. 3) без ДРГ. Заключается в устройстве перемычки между газоходом за ДС и воздухопроводе перед ДВ. Кол-во газов регулируется с помощью шибера на перемычке. Здесь – самые короткие газоходы, нет ДРГ. Самый дешевый способ. Хорошее перемешивание продуктов сгорания и воздуха. Минусы: а) ограничение r мах: 12-15%. Б) возможность усиления коррозии и заноса воздухоподогревателя при сжигании мазута. В) доп. Нагрузка на ДВ и ДС. Рециркуляция часто реализуется на КА водогрейных и паровых (малой мощности).

Все возможные способы сопровождаются увеличением образования CO и БаП и снижение КПД котла.(от 0.01 до 0.03 на каждый % степен рециркуляции). Перед внедрением этого способа нужна дополнительный тепловой и аэродинамический расчет КА. Эффективность в большинстве случаев: 40-70% для прир. Газа и 40-60% при сжигании мазута.