CC BY
5УДК 62
Палладьев И.А.
студент
Казанский государственный энергетический университет
(г. Казань, Россия)
АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ОСТАТКОВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТАХ ТЭС
Аннотация: в данной статье был проведен анализ различных технологий сжигания твердых остатков углеводородного сырья в котельных агрегатах ТЭС.
Ключевые слова: котельный агрегат, топливо, циркулирующий кипящий слой, современные технологии, факельное сжигание.
В последние десятилетия российская энергетика в значительной мере опирается на использование газомазутного топлива, хотя в стране имеются огромные запасы твердого топлива. Такое положение вещей нельзя считать оправданным, и применение технологии сжигания твердого топлива в кипящем циркулирующем слое способствует значительному улучшению экономических и экологических показателей тепловых электростанций. Важным преимуществом этой технологии является возможность эффективного использования низкокалорийных, высокозольных, топлив с низким выходом летучих и шлакующих материалов. Эффективность связывания оксидов серы в этом процессе превышает 90%, а наиболее доступным и экономически выгодным способом достижения соответствия даже перспективным нормам по выбросам диоксида серы является добавление известняка к топливу. Выбросы оксидов азота при использовании этой технологии составляют менее 300 мг на кубический метр, и для их снижения не требуется применение специализированных методов. Кроме того, важным преимуществом данной
технологии является способность использовать различные виды топлива в одном и том же котле и упрощение процесса подготовки топлива.
Ключевой особенностью сжигания твердого топлива с применением кипящего слоя является наличие большого количества инертного материала в камере сгорания. Когда скорость подачи газа превышает определенную величину, слой топлива переходит в состояние псевдоожижения, образуя многочисленные пузырьки газа. Это позволяет эффективно сжигать низкокалорийные виды топлива с высоким содержанием золы.
При дальнейшем увеличении скорости подачи газа начинается активное взаимодействие между газом и частицами топлива, что приводит к образованию циркулирующего кипящего слоя. Такая технология обеспечивает сжигание различных видов топлива, в том числе тех, которые характеризуются низкой реакционной способностью и малым содержанием горючих элементов.
Воздух
Рисунок 1. Схема сжигания топлива в кипящем слое.
Применение этой технологии также позволяет значительно снизить выбросы оксидов азота путем поддержания низких температур в процессе сгорания и использования поэтапного процесса горения. Кроме того,
использование известняка в качестве добавки способствует эффективному удалению оксидов серы из отходящих газов.
Еще одним способом сжигания твердых остатков углеводородного сырья является факельный метод сжигания твердого топлива. Для парогенераторов с высокой производительностью предпочтительным является способ пылевидного сжигания топлива в камерных печах. Предварительно подсушенное и измельченное топливо сжигается в виде угольной пыли, размер частиц которой не должен превышать 100 микрон. Смесь угольной пыли с частью необходимого для процесса горения воздуха (так называемый первичный воздух) через горелку подается в топочное пространство. Остальной воздух, необходимый для горения (вторичный воздух), обычно также вводится через горелку, а в некоторых случаях и помимо нее. Горение угольной пыли происходит в процессе ее движения в газовоздушных потоках внутри топочной камеры. В результате, процесс горения ограничен топочным пространством, а время пребывания частиц топлива в топке составляет всего 1-2 секунды.
II'родукт ы сгорания
1
Зола
Рисунок 2. Схема сжигания топлива факельным методом.
Преимуществами факельного метода сжигания твердого топлива являются:
- высокая эффективность использования топлива, благодаря полному сгоранию и минимальному количеству потерь,
- возможность сжигания различных видов низкосортных топлив и отходов,
- возможность регулирования процесса горения для обеспечения оптимальных параметров работы,
- простота конструкции и обслуживания оборудования,
- возможность автоматизации процесса и дистанционного контроля за работой оборудования.
Однако факельное сжигание твердого топлива имеет и свои недостатки, среди которых:
- высокие требования к качеству топлива и его предварительной подготовке,
- необходимость использования устройств для воспламенения топлива,
- значительный уровень шума при работе оборудования,
- образование вредных выбросов при нарушении технологии сжигания.
Сжигание топлива в ЦКС (циркулирующем кипящем слое) и факельным
методом являются двумя основными способами, на сегодняшний день, позволяющими сжигать твердые углеводородные остатки в котлах ТЭС. Оба метода обеспечивают полное сгорание топлива и минимизацию выбросов вредных веществ в атмосферу, но имеют свои особенности и преимущества.
Сжигание в ЦКС обеспечивает высокую эффективность использования топлива благодаря низкому уровню потерь и возможности регулирования процесса горения. Однако этот метод требует предварительной подготовки топлива, а также использования системы подачи известняка для связывания оксидов серы.
В свою очередь, факельное сгорание твердого топлива обладает высокой степенью автоматизации и дистанционным контролем, а также возможностью
сжигания различных типов низкосортных топлив. Но этот метод имеет более высокие требования к качеству топлива, уровень шума при работе и возможность образования вредных выбросов при нарушении технологии сжигания топлива.
Таким образом, выбор между ЦКС и факельным сжиганием должен основываться на характеристиках топлива, требуемой производительности котельного агрегата и экологических нормах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Багрянцев В.И., Казимиров С.А., Куценко А.И., Подольский А.П., Рыбушкин А.А., Темлянцев М.В. «Практика и перспективы использования твердых углеродсодержащих отходов в качестве топлива для теплоэнергетических агрегатов» / Вестник СибГИУ. 2013. № 3. с. 33 - 38;
2. Лейкин В.З. «Создание оборудования и отработка технологии подготовки топлива для сжигания и газификации в циркулирующем и стационарном кипящем слое» / Теплоэнергетика. 2008. № 1. с. 71 - 80;
3. Рябов Г.А., Фоломеев О.М., Литун Д.С., Санкин Д.А., Митрюкова И.Г. «Перспективы использования технологии ЦКС при техническом перевооружении ТЭС России» / Теплоэнергетика. 2009. № 1. с. 28 - 36;
4. https://lms.kgeu.ru/;
5. https: //еуЬег1еп1пка. га/ай1с1е/п/ргак:1ка-1-регерек:1уу-рптепешуа-raz1ichnyh-sposobov-szhiganiya-tverdogo-top1iva-v-tep1oenergeticheskih-ustanovkah/viewer
Palladiev I.A.
Kazan State Energy University (Kazan, Russia)
ANALYSIS OF VARIOUS TECHNOLOGIES FOR BURNING SOLID RESIDUES OF HYDROCARBON RAW MATERIALS IN BOILER UNITS OF THERMAL POWER PLANTS
Abstract: in this article, an analysis of various technologies for burning solid residues of hydrocarbon raw materials in boiler units of thermal power plants was carried out.
Keywords: boiler unit, fuel, circulatingfluidized bed, modern technologies, flaring.
