Научная статья на тему 'Снижение вредных выбросов в атмосферу оксидов азота котлами ТЭС'

Снижение вредных выбросов в атмосферу оксидов азота котлами ТЭС Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
2665
198
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОКСИДЫ АЗОТА / ГОРЕНИЕ ТОПЛИВА / ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ / ТЕМПЕРАТУРА / КОТЕЛ / КПД / КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА / УХОДЯЩИЕ ГАЗЫ / ВЫБРОСЫ / NITROGEN OXIDES / FUEL BURNING / HEAT OF COMBUSTION / TEMPERATURE / COPPER / COEFFICIENT OF EFFICIENCY / COEFFICIENT OF AIR EXCESS / LEAVING GASES / EMISSIONS

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Таймаров М.А., Ахметова Р.В., Сунгатуллин Р.Г., Лавирко Ю.В., Желтухина Е.С.

Постановка задачи. Целью исследования статьи является оптимизации режимных параметров работы котлов ТГ-104 Сургутской ГРЭС-1 и снижения выбросов оксидов азота при сжигании попутного газа с применением малотоксичных горелок и с рециркуляцией дымовых газов, подаваемых в количестве до 8 % дымососом рециркуляции из опускного газохода в смеситель воздуховода перед горелками. Состав попутного газа при экспериментах был следующий: метан СН4 = 92,37 % (объемных), этан С2Н6 = 4,74 %, пропан С3Н8 = 0,77 %. Использовались прямоточно-вихревые горелки ГМПВ-50 в количестве 12 штук на один котел. Горелки расположены на фронтальной стене топочной камеры в 2 яруса: первый нижний ярус на отметке 11,1 м, второй ярус на отметке 14,1 м. Котлы ТГ-104 имеют однокорпусное исполнение и П-образную компоновку поверхностей нагрева. Стены топки полностью экранированы трубами наружным диаметром 60 мм и толщиной стенки 6 мм из стали 20 с шагом 64 мм. Под топки образован панелями заднего экрана, имеет наклон к горизонту 15 ° и защищен от излучения факела слоем огнеупорной кладки. Результаты. В результате проведенной работы было получено существенное снижение выбросов оксидов азота при малых паровых нагрузках. С ростом нагрузки доля рециркуляции уменьшалась из-за необходимости поддержания высокой температуры вторичного перегрева пара. Это приводило к сильному возрастанию выбросов оксидов азота из-за повышения температуры факела в зоне горения топлива. Выводы. Было выявлено, что влияние изменения коэффициента избытка воздуха на образование оксидов азота с ростом нагрузки незначительное. Эффект увеличения аксиальной периферийной и внутренней круток воздуха в горелках на снижение образования оксидов азота проявляется при всех значениях нагрузки котлов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Таймаров М.А., Ахметова Р.В., Сунгатуллин Р.Г., Лавирко Ю.В., Желтухина Е.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Reduction of harmful emissions of nitrogen oxides in atmosphere by coppers at thermal power stations

Problem statement. The purpose of the study is to optimize the regime parameters of boilers TG-104 of Surgut GRES-1 and reduce emissions of nitrogen oxides during the combustion of associated gas with the use of low-emission burners and flue gas recirculation, fed in an amount up to 8 % by smoke exhaust recirculation of dropping gas pipeline in the air mixer before burners. Composition associated gas in the experiments as follows: methane CH4 = 92,37 % (by volume), ethane = 4,74 % C2H6, C3H8 Propane = 0,77 %. We used direct swirl burner GMPV-50 in the amount of 12 pieces in one pot. Burners are located on the front of the combustion chamber wall in 2 tiers: the first tier below the level of 11.1 m, the second tier at around 14.1 m TG-104 boilers have an efficiency of one and a U-shaped arrangement of the heating surfaces. The wall of the furnace fully shielded by tubes of outer diameter 60 mm and a wall thickness of 6 mm, made of steel 20 in steps of 64 mm. Under the furnace rear screen panel is formed, it is inclined to the horizontal 15 °, and also protected from the flame radiation layer of refractory brickwork. Results. Essential reduction surge oxides of the nitrogen is received under small steam load. With growing of the load share recirculation decreased because of need of the maintenance of the high temperature of the secondary overheat pair. This brought about strong growth surge oxides of the nitrogen because of increasing of the temperature of the torchlight in zone of the combustion fuel. Conclusions. It was found that the effect of changes excess air ratio in the formation of nitrogen oxides with increasing load is insignificant. The effect of increased axial and circumferential inner air twists in burners to reduce the formation of nitrogen oxides is shown for all values of boiler load.

Текст научной работы на тему «Снижение вредных выбросов в атмосферу оксидов азота котлами ТЭС»

УДК 662.995:662.61

Таймаров М.А. - доктор технических наук, профессор

E-mail: taimarovma@yandex.ru

Ахметова Р.В. - старший преподаватель

E-mail: electric-station@mail.ru

Сунгатуллин Р.Г. - старший преподаватель

E-mail: ee-kgeu@mail.ru

Казанский государственный энергетический университет

Адрес организации: 420066, Россия, г. Казань, ул. Красносельская, д. 51

Лавирко Ю.В. - кандидат технических наук, доцент

E-mail: lav.yu55@gmail.com

Желтухина Е.С. - студент

E-mail: lizaetoile@gmail.com

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зелёная, д. 1

Снижение вредных выбросов в атмосферу оксидов азота котлами ТЭС Аннотация

Постановка задачи. Целью исследования статьи является оптимизации режимных параметров работы котлов ТГ-104 Сургутской ГРЭС-1 и снижения выбросов оксидов азота при сжигании попутного газа с применением малотоксичных горелок и с рециркуляцией дымовых газов, подаваемых в количестве до 8 % дымососом рециркуляции из опускного газохода в смеситель воздуховода перед горелками. Состав попутного газа при экспериментах был следующий: метан СН4 = 92,37 % (объемных), этан С2Н6 = 4,74 %, пропан С3Н8 = 0,77 %. Использовались прямоточно-вихревые горелки ГМПВ-50 в количестве 12 штук на один котел. Горелки расположены на фронтальной стене топочной камеры в 2 яруса: первый нижний ярус на отметке 11,1 м, второй ярус на отметке 14,1 м. Котлы ТГ-104 имеют однокорпусное исполнение и П-образную компоновку поверхностей нагрева. Стены топки полностью экранированы трубами наружным диаметром 60 мм и толщиной стенки 6 мм из стали 20 с шагом 64 мм. Под топки образован панелями заднего экрана, имеет наклон к горизонту 15 ° и защищен от излучения факела слоем огнеупорной кладки.

Результаты. В результате проведенной работы было получено существенное снижение выбросов оксидов азота при малых паровых нагрузках. С ростом нагрузки доля рециркуляции уменьшалась из-за необходимости поддержания высокой температуры вторичного перегрева пара. Это приводило к сильному возрастанию выбросов оксидов азота из-за повышения температуры факела в зоне горения топлива.

Выводы. Было выявлено, что влияние изменения коэффициента избытка воздуха на образование оксидов азота с ростом нагрузки незначительное. Эффект увеличения аксиальной периферийной и внутренней круток воздуха в горелках на снижение образования оксидов азота проявляется при всех значениях нагрузки котлов.

Ключевые слова: оксиды азота, горение топлива, теплота сгорания, температура, котел, КПД, коэффициент избытка воздуха, уходящие газы, выбросы.

Введение

Котлы ТЭС являются главными источниками вредных выбросов оксидов азота в атмосферу практически при всех видах сжигаемого органического топлива при всех режимах работы [1-10]. Меры оперативного контроля над концентрацией оксидов азота в дымовых газах и прилегающей в атмосфере достаточно хорошо разработаны. Погрешность экспериментов при измерении концентрации оксидов азота с помощью известных газоаналитических приборов лежит в пределах ± 10 %. Основным способом является оптический, который в силу своей относительной простоты и дешевизны имеет несомненное преимущество перед электрохимическим способом. Точка отбора дымовых

газов для анализа содержания в них оксидов азота обычно выбирается после конвективного пароперегревателя в опускном газоходе котла. Такой точкой является рассечка водяного экономайзера. В этой точке, определяемой как режимное сечение, измеряется содержание кислорода и подсчитывается коэффициент избытка воздуха, значение которого составляет а=1, 08...1, 12. Причинами повышенного образования оксидов азота является высокая температура факела и большой избыток воздуха в зоне горения топлива. Измерить с высокой точностью эти два параметра непосредственно при процессе горения в зоне факела невозможно. Так как размеры топки энергетических котлов достаточно велики, а процесс сгорания происходит с большой скоростью порядка долей секунды и имеются перемещения зоны горения по высоте топки со скоростью порядка 5.8 м/с. Измеряемыми режимными параметрами являются паровая нагрузка котла, от которой зависит расход топлива и количество подаваемого воздуха на горение. Помимо этих двух параметров, локальная температура продуктов горения по объему топки зависит от крутки воздуха и системы газораздачи в горелках. Для уменьшения выбросов оксидов азота на котлах ТЭС применяют два основных способа. Первый способ заключается в снижении эмиссии оксидов азота в факеле посредством внешнего воздействия на процесс сжигания топлива. Второй способ состоит в применении химических методов очистки дымовых газов перед выбросом их в дымовую трубу. Вредные для здоровья человека оксиды азота улавливаются в очистных аппаратах специальными сорбентами. Второй способ характеризуется значительными капитальными и эксплуатационными затратами и на практике не всегда конструктивно осуществим. Первый способ доступен для использования и имеет несколько разновидностей по его применению. Так как в котлах ТЭС при высоких температурах в топке образуются термические оксиды, то снижение температуры осуществляется за счет двухступенчатого или трехступенчатого сжигания при двух или трех ярусном расположении горелок. При этом достигается разбаланс между количеством подаваемого топлива и воздуха на горение. При ступенчатом сжигании в горелках первого нижнего яруса сжигание топлива происходит с недостатком кислорода, и догорание оставшегося топлива происходит в факеле горелок второго яруса. При трехступенчатом сжигании при наличии трех ярусного расположения горелок необходимый для горения оставшегося топлива после первого яруса кислород поступает в горелки второго и третьего ярусов. Однако ступенчатое сжигание не всегда на котлах осуществимо, так как требуются специальные сопла для подвода дополнительного воздуха в горелки второго и третьего ярусов. Наиболее приемлемым подходом снижения локальной температуры в зоне горения является использование крутки воздуха в периферийной части за счет аксиальных лопаточных завихрителей. Этот подход на практике осуществим во время капитального ремонта котлов. В сочетании с рециркуляцией газов, суть которой заключается в отборе части дымовых газов из опускного газохода после водяного экономайзера и подачи этих газов в смеситель воздуховода перед горелками, применение лопаточных аксиальных завихрителей воздуха в горелках котлов ТГ-104 выполнено на Сургутской ГРЭС-1. Результаты экспериментов по испытаниям аксиальных периферийных лопаточных завихрителей для снижения концентрации оксидов азота в дымовых газах на Сургутской ГРЭС-1 представлены в данной статье.

Описание объекта исследования и методики измерений

Эксперименты по измерению выбросов оксидов азота проведены на Сургутской ГРЭС-1 на котлах ТГ-104, имеющих однокорпусное исполнение и П-образную компоновку поверхностей нагрева. Ширина фронта котла по осям колонн составляет 20,3 м, с учетом крайних ферм каркаса 26,7 м, глубина котла в осях колонн составляет 21,95 м. Наивысшая отметка котла по перепускным, трубам - 37,5 м. Топочная камера имеет призматическую форму, в плане представляет собой прямоугольник, с размером в осях труб по фронту -18,62 м и по глубине - 7,23 м. Объем топки - 2640 м3, удельное теплонапряжение (до ширмового пароперегревателя) - 208 кВт/м3. Проектное теплонапряжение сечения топки равно 7070 кВт/м2. Стены топки полностью экранированы трубами наружным диаметром 60 мм и толщиной стенки 6 мм из стали 20 с шагом 64 мм. Под топки образован панелями заднего экрана, имеет наклон к горизонту 15° и защищен от излучения факела слоем

огнеупорной кладки. Эксперименты по влиянию режимных параметров на образование оксидов азота проведены на Сургутской ГРЭС-1 на котле ТГ-104 со станционным № 3, оснащенным горелками ГМПВ-50 в количестве 12 шт. на котел.

Горелки расположены на фронтальной стене топочной камеры в 2 яруса: первый нижний ярус на отметке 11,1 м, второй ярус на отметке 14,1 м. Дымовые газы отбираются из опускных газоходов и подаются дымососами рециркуляции газов (ДРГ) через смесители в общий воздуховод подвода нагретого воздуха в горелки ГМПВ-50. Схема котла ТГ-104 с точками отбора дымовых газов на рециркуляцию и измерений концентрации диоксида азота приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема котла ТГ-104 с точками отбора дымовых газов на рециркуляцию и измерение концентрации оксида азота: 1 - топливный газ, 2 - горелка, 3 - дымосос рециркуляции газов, 4 - узел смешения, 5 - точка отбора дымовых газов для определения их состава и измерения концентрации оксида азота, 6 - регенеративный воздухоподогреватель, 7 - дутьевой вентилятор, 8 - дымосос, 9 - дымовая труба, 10 - промежуточный пароперегреватель 11 - водяной экономайзер, 12 - барабан, 13 - конвективный пароперегреватель

Газомазутные прямоточно-вихревые горелки ГМПВ-50 мощностью 50 МВт для котла ТГ-104 (станционный № 3) Сургутской ГРЭС-1 по воздуху выполнены двухпоточными (рис. 2).

12389 4 10 675 11

Рис. 2. Схема прямоточно-вихревой горелки ГМПВ-50: 1 - центральная труба для размещения мазутной форсунки 2 - газовый коллектор, 3 - газораздающие трубы, 4 - обечайка аксиального воздушного завихрителя, 5 - газовые насадки, 6 - внешние лопатки аксиального завихрителя, 7 - внутренние лопатки аксиального завихрителя, 8 - патрубок внутреннего 8 подвода воздуха, 9 - патрубок периферийного подвода воздуха,

10 - втулка, 11 - амбразура

Она состоит из воздухонаправляющей части и газораздающего устройства, включающего газовый коллектор 2, двенадцать газораздающих труб 3, симметрично установленных по наружной обечайке 4 аксиального воздушного завихрителя и газовые насадки 5. В торцевой части каждой газовой насадки 5 выполнены 4 газоподающих от-

верстия, ориентированные следующим образом: два вдоль и два под углом 45° к оси горелки. Воздухонаправляющая часть горелки состоит из патрубков внутреннего 8 и периферийного 9 подводов воздуха и лопаточного завихрнтеля аксиального типа, который делит поток воздуха на две закрученные части и служит для подвода воздуха в виде закрученных поток к корню факела. Завихритель состоит из наружного обода 4, втулки 10, внешних 6 и внутренних 7 лопаток, установленных под углом 45° к оси горелки. Выходным участком проточной части горелки является амбразура 11, которая конструктивно относится к топке котла и изготовляется на монтаже по чертежам обмуровки. Центральная труба 1 служит для размещения мазутной форсунки. Схема круток в горелках котла ТГ-104 со станционным № 3 на Сургутской ГРЭС-1 приведена в табл. 1.

Таблица 1

Схемы направлений круток воздуха по горелкам ГМПВ-50 котла ТГ-104 (станционный № 3) Сургутской ГРЭС-1

№ ярусов и отметок размещения горелок Номера горелок и направления крутки воздуха в горелках

2-й верхний ярус, отметка 14,1 м 1ГЛ 3ГЛ 4ГЛ зГЛ вГЛ

1-й нижний ярус, отметка 11,1 м 7^ 9^ 10^ 12^

Для организации нестехиометрического сжигания в насадках горелок нижнего яруса, диаметр отверстий равен 12,5 мм, верхнего - 11,0 мм, что соответствует расчетному расходу газа через верхние горелки - 44 % , через нижние - 56 %.

В горелке предусмотрены трубы для установки запально зажигательного устройства (ЗЗУ), контроля факела и лючки для наблюдения за горением. Расчетная номинальная тепловая мощность горелки составляет около 50 МВт при среднем расходе газа 4971 нм 3/час и низшей теплотой сгорания 8100 ккал/нм3. Номинальное давление газа перед горелками 0,23 кг/см2. Измерения оксидов азота проводились на котле ТГ-104 в опускном газоходе в режимном сечении в рассечке водяного экономайзера (РВЭ) при помощи газоанализатора ДАГ-500. КПД котла брутто, коэффициенты избытка воздуха, температура уходящих газов и другие режимные параметры определялись по методикам, описанным в (ОСТ 108.836.05-82. Горелки газомазутные и амбразуры стационарных паровых котлов. М.: Минэнергомаш СССР, 1982. - 55 с.) и работе [11]. Погрешность опытов при определении КПД составляла ±3,51 %. Во время экспериментов сжигался попутный газ с теплотой сгорания Qнр = 8023 ккал/нм3 с плотностью 0,696 кг/нм3.

Результаты исследования и их обсуждение

Показатели работы котла ТГ-104 (станционный № 3) с горелками ГМПВ-50 на Сургутской ГРЭС-1 во время экспериментов приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что содержание оксидов азота КОх в продуктах сгорания в режимном сечении при уменьшении рециркуляции дымовых газов при нагрузках 600 и 670 т/ч возрастает в среднем в 1,67 и 2,33 раза по сравнению с выбросами при нагрузках 335 т/ч. При нагрузках 670 т/ч по рециркуляции дымовых газов в общий короб воздуховода перед горелками нитка А опускного газохода выключена, а нитка Б загружена соответственно на 50 %. Уменьшение рециркуляции дымовых газов при повышенных нагрузках связана с необходимостью поддержания высокой температуры вторичного промежуточного перегрева пара равной 545 °С. При уменьшении рециркуляции температура в топке достаточно сильно повышается, что способствует образованию термических оксидов азота. Значения КПД котла брутто ^к.бр и выбросов оксидов азота КОх для котла ТГ-104 (ст. № 3) Сургутской ГРЭС-1 при различных нагрузках при изменении рециркуляции дымовых газов г приведены на рис. 3.

Таблица 2

Показатели работы котла ТГ-104 (станционный № 3) с горелками ГМПВ-50 во время опытов

Наименование параметра Обозначение Размерность Паровая нагрузка, т/ч

670 600 515 470 400 335

Давление пара в барабане Рб кгс/ см2 151 146 143 140 139 135

Давление острого пара за котлом РПЕ кгс/ см2 130

Температура острого пара за котлом топ °С 545

Температура вторичного пара за котлом твп °С 545

Температура питательной воды тпв °С 248 243 237 232 225 219

Температура пара до 2-го впрыска 1ВП2 °С 397/ 410 402/ 415 394/ 416 404/ 420 408/ 425 410/ 424

Температура пара после 2-го впрыска 1 ВП2 °С 368/ 387 368/ 384 378/ 382 372/ 382 372/ 382 379/ 386

Температура пара до 3-го впрыска 1 ВП3 °С 482/ 487 486/ 484 490/ 477 483/ 480 481/ 465 487/ 480

Температура пара после 3-го впрыска 1 ВП3 °С -/483 -/480 -/474 -/478 -/481 -/478

Расход газа на котёл при Тг = 0°С и Рг = 2,3 кг/см2 Ог тыс. м3/ч 48,5 42 37 33,5 29,5 24,5

Давление газа за регулирующим клапаном РРК кгс/ см2 0,34 0,29 0,2 0,17 0,14 0,11

Давление газа перед горелками верхний ярус Рг кгс/ см2 0,26 0,22 0,15 0,13 0,1 0,09

нижний ярус 0,2 0,17 0,12 0,1 0,08 0,06

Открытие заслонок перед горелками по указателю поворота верхний ярус УП % 100 100 100 100 100 100

нижний ярус 100 100 100 100 100 100

Ток эл. двигателя ДРГ, А/Б I ДРГ А 0/15 28/28 68/15 78/14 78/14 78/14

УП направляющих аппаратов ДРГ, А/Б УПдрг % 0/ 50 10/ 100 100/ 100 100/ 100 100/ 100 100 / 100

Открытие шибера горячего воздуха ШГВ-А/Б УП % 100/ 20 100/ 30 100/ 80 100/ 80 100/ 100 100/ 70

Давление воздуха в общем коробе РВ.ОБЩ кгс/м2 150 140 155 180 165 180

Перепад давления воздуха на РВП-А/Б Аррвп кгс/м2 90/ 80 70/ 70 70/ 50 70/ 60 65/ 40 65/ 55

Содержание кислорода в режимном сечении О2 % 1,7 1,7 2 4 5,1 6,1

Открытие шиберов по воздуху перед горелками верхний ярус УП % 100 100 100 100 100 100

нижний ярус 100 100 100 100 100 100

Разрежение «вверху» топки S т кгс/ м2 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3

Температура газов в поворотной камере Т КПП3 °С 744 707 673 646 622 602

Температура уходящих газов ТУХ.Г °С 134 130 128 126 125 125

Ток эл. двигателей дымососов, А/Б 1ДС А 75/ 70 60/ 55 55/ 50 55/ 50 55/ 50 55/ 50

УП направляющих аппаратов дымососов, А/Б УПДС % 87/ 73 65/ 60 60/ 50 60/ 50 60/ 50 60/ 55

Содержание ЫОх в дымовых газах, приведенное к а = 1,4 Сыо мг/м3 140 100 60 60 60 60

Потери тепла с уходящими газами % 5,34 4,98 5,04 5,57 5,94 6,78

КПД котла «брутто» Лк.бр % 94,3 94,61 94,48 93,91 93,45 92,5

т1кбР,% NO^MT/M3

95

NOxno данной работе

94

200 400 600 Дь т/ч

г, % 9

3

0

Рис. 3. Значения КПД котла брутто ^к.бр и выбросов оксидов азота NOx, при сжигании газа в горелках ГМПВ-50 котла ТГ-104 (ст. № 3) Сургутской ГРЭС-1, при различных нагрузках Дк, при изменении рециркуляции дымовых газов r, в сравнении с данными Рослякова П.В. [11], полученными, при ступенчатом сжигании природного газа с рециркуляцией в котле ТГМ-96Б со стандартными горелками ХФ ЦКБ-ВТИ-ТКЗ

На рис. 3 видно, что применение рециркуляции r дымовых газов свыше 6 %, при уменьшении нагрузки ниже 500 т/ч сопровождается резким снижением КПД котла ^к.бр-При этом выбросы оксидов азота NOх практически не изменяются. Анализ сопоставления результатов экспериментов с данными Рослякова П.В. [3] показывает, что применение горелок ГМПВ-50 в котле ТГ-104 в сочетании с рециркуляцией дает больший эффект по снижению вредных выбросов оксидов азота по сравнению со ступенчатым сжиганием и рециркуляцией дымовых газов в котле ТГМ-96Б со стандартными горелками ХФ ЦКБ-ВТИ-ТКЗ.

1. Применение горелок ГМПВ-50 с трубчатой периферийной газораздачей с использованием большого и малого внутренних лопаточных аксиальных воздухозавихрителей при сжигании попутного газа в котлах ТГ-104 устраняет зоны факела с повышенной температурой и способствует снижению эмиссии оксидов азота 2 раза по сравнению с обычными горелками типа ТКЗ.

2. Использование рециркуляции дымовых газов до значений г = 6 % для горелок ГМПВ-50 в котле ТГ-104 не снижает КПД. При более высоких значениях рециркуляции до г = 9 % КПД котла снижается на 0,5.0,6 %.

1. Зельдович Я. Б., Баренблатт Г. И., Либрович В. Б., Махвиладзе Г. М. Математическая теория горения и взрыва. М. : Наука, 1980. 478 с.

2. Росляков П. В., Егорова Л. Е. Влияние основных характеристик зоны активного горения на выход оксидов азота // Теплоэнергетика. 1996. № 9. С. 22-26.

3. Росляков П. В., Бэйцзин Чжун, Тимофеева С. А. Минимально достижимый выход оксидов азота в топках котла // Теплоэнергетика. 1992. № 8. С. 47-49.

4. Таймаров М. А., Чикляев Д. Е. Образование термических окислов азота при сжигании газа // Вестник Казанского технического университета. 2013. № 23 (16).

5. Прохоров В. Б., Рогалев Н. Д., Лысков М. Г. Образование и методы снижения выбросов оксидов азота при сжигании топлив на ТЭС. М. : МЭИ, 2001. 32 с.

6. Росляков П. В., Зинина В. Н. Влияние условий теплообмена в топочных камерах на образование термических оксидов азота // Теплоэнергетика. 1991. № 12. С. 60-62.

Выводы

Список библиографических ссылок

С. 73-75.

7. Росляков П. В., Двойнишников В. А. и др. Разработка рекомендаций по снижению выбросов оксидов азота для газомазутных котлов ТЭС // Электрические станции. 1991. № 9. С. 9-17.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Chiu W. S., Shahed S. M., Lin W. T. A Transient Spray Mixing Model for Diesel Combustion // SAE Paper. 1999. № 760128. P. 534-542.

9. Christensen M. Supercharged Homogeneous Charge Compression Ignition // SAE Teen. Pap. Ser. 1998. № 980787. P. 1-18.

10. Fennimore C. P., Jones G. W. Oxidation of soot by hydroxyl radicals // Journal of Physical Chemistry. 1976. № 71. P. 593-597.

11. Таймаров М. А. Практические занятия на ТЭЦ. Казань, 2003. 64 с.

Taymarov M.A. - doctor of the technical sciences, professor

E-mail: taimarovma@yandex.ru

Akhmetova R.V. - senior lecturer

E-mail: electric-station@mail.ru

Sungatullin R.G. - senior lecturer

E-mail: ee-kgeu@mail.ru

Kazan State Power Engineering University

The organization address: 420066, Russia, Kazan, Krasnoselskaya st., 51 Lavirko Yu.V. - candidate of technical sciences, associate professor E-mail: lav.yu55@gmail.com Zheltukhina E.S. - student E-mail: lizaetoile@gmail.com

Kazan State University of Architecture and Engineering

The organization address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya st., 1

Reduction of harmful emissions of nitrogen oxides in atmosphere by coppers at thermal power stations

Abstract

Problem statement. The purpose of the study is to optimize the regime parameters of boilers TG-104 of Surgut GRES-1 and reduce emissions of nitrogen oxides during the combustion of associated gas with the use of low-emission burners and flue gas recirculation, fed in an amount up to 8 % by smoke exhaust recirculation of dropping gas pipeline in the air mixer before burners.

Composition associated gas in the experiments as follows: methane CH4 = 92,37 % (by volume), ethane = 4,74 % C2H6, C3H8 Propane = 0,77 %. We used direct swirl burner GMPV-50 in the amount of 12 pieces in one pot. Burners are located on the front of the combustion chamber wall in 2 tiers: the first tier below the level of 11.1 m, the second tier at around 14.1 m TG-104 boilers have an efficiency of one and a U-shaped arrangement of the heating surfaces.The wall of the furnace fully shielded by tubes of outer diameter 60 mm and a wall thickness of 6 mm, made of steel 20 in steps of 64 mm. Under the furnace rear screen panel is formed, it is inclined to the horizontal 15 and also protected from the flame radiation layer of refractory brickwork.

Results. Essential reduction surge oxides of the nitrogen is received under small steam load. With growing of the load share recirculation decreased because of need of the maintenance of the high temperature of the secondary overheat pair. This brought about strong growth surge oxides of the nitrogen because of increasing of the temperature of the torchlight in zone of the combustion fuel.

Conclusions. It was found that the effect of changes excess air ratio in the formation of nitrogen oxides with increasing load is insignificant. The effect of increased axial and circumferential inner air twists in burners to reduce the formation of nitrogen oxides is shown for all values of boiler load.

Keywords: nitrogen oxides, fuel burning, heat of combustion, temperature, copper, coefficient of efficiency, coefficient of air excess, leaving gases, emissions.

References

1. Zeldovich Ya. B., Barenblatt G. I., Librovich V. B., Makhviladze G. M. The mathematical theory of combustion and explosion. M. : Nauka, 1980. 478 p.

2. Roslyakov P. V, Egorova L. E. Influence of the basic characteristics of the active burning zone on the yield of nitrogen oxides // Teploenergetika. 1996. № 9. P. 22-26.

3. Roslyakov P. V, Beiching Zhong, Timofeeva S. A. The minimum attainable yield of nitrogen oxides in boiler furnaces // Teploenergetika. 1992. № 8. P. 47-49.

4. Taymarov M. A., Chiklyaev D. E. The formation of thermal NOx from the combustion gas // Vestnik Kazanskogo technicheskogo universiteta. 2013. № 23 (16). P. 73-75.

5. Prokhorov V. B, Rogalev N. D., Lyskov M. G. Education and methods for reducing nitrogen oxide emissions from the combustion of fuels at thermal power stations. M. : MEI, 2001. 32 p.

6. Roslyakov P. V., Zinina V. N. Effect of heat transfer conditions in the combustion chambers on the thermal formation of nitrogen oxides // Teploenergetika. 1991. № 12. P.60-62.

7. Roslyakov P. V. Dvoinishnikov V. A. Development of recommendations to reduce NOx emissions for gas-oil thermal power plant boilers // Electricheskie stanczii. 1991. № 9. P. 9-17.

8. Chiu W. S., Shahed S. M., Lin W. T. A Transient Spray Mixing Model for Diesel Combustion // SAE Paper. 1999. № 760128. P. 534-542.

9. Christensen M., et all. Supercharged Homogeneous Charge Compression Ignition // SAE Teen. Pap. Ser. 1998. № 980787. P. 1-18.

10. Fennimore C. P., Jones G. W. Oxidation of soot by hydroxyl radicals // Journal of Physical Chemistry. 1976. № 71. P. 593-597.

11. Taymarov M. A. Workshops on TPS. Kazan, 2003. 64 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.