reciklaža dimnih gasova

Jedna od najčešćih metoda za smanjenje količine nastalih dušikovih oksida je recirkulacija produkata izgaranja u zonu izgaranja. Prije uvođenja tehnoloških metoda, redukcije dimnih plinova razmatrane su uglavnom kao sredstvo za kontrolu temperature pregrijane pare. Istovremeno, kotao je proračunat tako da pri nazivnom opterećenju radi sa minimalnim opterećenjem recirkulacijskih odvoda dima, a sa smanjenjem opterećenja povećava se količina recirkulirajućih dimnih plinova kako bi se održala konstantna temperatura pregrijana para. Istovremeno, efikasnija je neunutrašnja recirkulacija vrućih dimnih gasova iz repnog dijela kotla u izduvni zrak. Tako, na primjer, kada se recirkulacijski plinovi s temperaturom od 300 ºS dovode u jezgro gorionika u količini jednakoj 20% zapremine zraka koji se dovodi za sagorijevanje, Maksimalna temperatura baklja se obično smanjuje za 120 - 130 ºS.

Recirkulacija plinova u komoru za sagorijevanje trenutno se široko koristi u tehnologiji kotlova. Obično se dimni gasovi sa temperaturom od 300–400 ºS uzimaju prije grijača zraka i dovode u komoru za sagorijevanje pomoću posebnog recirkulacijskog odvoda dima. U ovom slučaju, uslovi unosa mogu biti različiti. U nekim slučajevima, plinovi se dovode kroz kanale u ložištu peći, kroz prstenasti kanal oko gorionika ili u zračni kanal. Upotreba recirkulacije omogućava regulaciju prijenosa topline na zaslone za sagorijevanje i temperaturu pregrijane pare, kako bi se spojile karakteristike kotlova pri sagorijevanju različitih goriva, na primjer, tekućih i plinovitih.

Uvođenje recirkulacionih gasova u komoru za sagorevanje dovodi do relativno malog smanjenja efikasnosti kotla (0,01 - 0,03% na 1% recirkulacionih gasova), ali otvara velike mogućnosti za objedinjavanje kotlova po gorivu.

U komorama za sagorevanje sa q t ≤ 174 MW/m³, temperatura u izlaznom delu peći, kada se recirkulišući gasovi uvode u zonu sagorevanja, raste za 1 ºS, a promena temperature pregrejane pare tokom sagorevanja lož ulja u Kotao PK-10-2 je oko 1,3 ºS po 1% reciklaže.

Uz očigledne prednosti, koje uključuju zaštitu rešetki peći od pregrijavanja, regulaciju pregrijane pare, mogućnost objedinjavanja kotlova gorivom, te mogućnost smanjenja stvaranja dušikovih oksida, korištenje recirkulacije je povezano s određenim poteškoćama koje se moraju riješiti. uzeti u obzir. Takve poteškoće (zajedno sa određenim smanjenjem efikasnosti) uključuju potrebu za posebnim recirkulacijskim odvodom dima i kanalima za plin. Osim toga, uzrokuje povećanje otpora zračnog puta i mogućnost narušavanja stabilizacije plamena ili pojavu čađi ugljičnog monoksida s prekomjernim stupnjem recirkulacije. Trenutno se recirkulacija plina koristi u snažnim kotlovima energetskih jedinica koje rade na ugljenu prašinu, lož ulje i prirodni plin. Recirkulacija se također široko koristi u stranim kotlovima.

Uvođenje recirkulirajućih plinova u zonu sagorijevanja omogućava smanjenje stvaranja dušikovih oksida u komori za sagorijevanje.

Recirkulacija dimnih gasova u komoru za sagorevanje utiče na rezultujuću koncentraciju azotnih oksida, kao i na promene temperature i koncentracije oksidansa u zoni sagorevanja.

Pri r = 20%, dovod recirkulirajućih plinova u zrak za izduvavanje omogućava smanjenje izlaza dušikovih oksida za oko 50%, dovod kroz prstenasti kanal oko gorionika za 25%, kroz proreze ispod gorionika
za 15%. Dovod plinova koji cirkulišu kroz proreze na dnu peći ima mali uticaj na izlaz azotnih oksida.

Roudon i R. Sadowski, u eksperimentima sa malim komorama za sagorevanje, pokazali su da uz značajan stepen recirkulacije, njegovo dalje povećanje (r > 25%) ima mali uticaj na izlaz azotnih oksida. Ovi rezultati su u skladu sa podacima istraživanja S. A. Tagera, kao i K. Sigmunda i D. Turneta. Provedene studije omogućile su autorima da preporuče izbor koeficijenta recirkulacije u rasponu od 20 do 30%. Prema K. Sigmundu i D. Turneru, pri sagorijevanju tečnih goriva, 30% recirkulacije gasa smanjuje ili potpuno sprečava emisiju azotnih oksida u vazduh, ali uopšte ne utiče na okside goriva.

Primjena reciklaže je jedna od najčešćih raspoloživih sredstava smanjenje stvaranja dušikovog oksida u komorama za sagorijevanje. U nekim slučajevima, smanjenje emisije azotnih oksida u radnim uslovima za 30-35% može se postići bez ikakve rekonstrukcije. Dakle, u studijama VTI, sprovedenim tokom sagorevanja lož ulja u generatoru pare TGMP-114 sa gorionici sa direktnim tokom, takvo smanjenje je postignuto čak i pri dovodu recirkulirajućih plinova sa r = 23% pri T = 350 ºS kroz proreze smještene ispod svakog gorionika pri nazivnom i 58% opterećenja.

Prema C. Blakesleeu i H. Burbachu, kada rade na kotlovima na prirodni plin parnog kapaciteta 480 t/h, agregati snage 160 MW sa koncentracijom dušikovog oksida od 0,5 - 0,6 g/m³, koriste recirkulacija može smanjiti izlaz oksida za 47 - 70%. Kada su recirkulacioni gasovi dovedeni u mlazni vazduh kotla parnog kapaciteta 900 t/h na stanici Alamitos, SAD, koji radi na gas, postignuto je smanjenje emisije azotnih oksida sa 0,66 na 0,30 g/m³ (55%). ). Dovod recirkulacionih gasova u vazduh za izduvavanje koristi se iu kućnoj kotlarnici.

Pri održavanju režima sa α > 1,04 (u području ekonomajzera), toksičnost produkata izgaranja određuje se samo oslobađanjem dušikovog oksida i sumpora. Sa smanjenjem α w.e sa 1,09 na 1,01, CNO x se smanjuje za 2 puta, ali se povećava sadržaj čađi i 3,4-benzpirena.

Da bi se pojačao učinak recirkulirajućih plinova na zonu sagorijevanja, izvršena je rekonstrukcija gorionika, koja se sastojala u tome što je skraćena prstenasta konusna mlaznica koja odvaja protok recirkulirajućih plinova od mješavine zraka i goriva. U ovom slučaju, recirkulacijski dimni gasovi se mešaju sa vazduhom za izduvavanje i ulaze direktno u zonu sagorevanja, intenzivnije je hladeći. U toku rada kotla na rekonstruisanim gorionicima, više efektivno smanjenje izlaz azotnih oksida sa povećanjem stepena recirkulacije dimnih gasova. Povećanjem stepena recirkulacije sa 5 na 24% smanjuje se sadržaj azotnih oksida u dimnim gasovima parogeneratora za 57%, tj. svaki procenat povećanja stepena recirkulacije smanjuje izlaz azotnih oksida za 3%. Povećanje prinosa čađi sa povećanjem stepena recirkulacije nije značajno. Iz analize rezultata industrijskih ispitivanja uticaja recirkulacije na izlaz azotnih oksida treba izvesti niz zaključaka.

Recirkulacija gasova u put mlaznog vazduha ili u gorionik je efikasan način smanjenje stvaranja dušikovih oksida u komori za sagorijevanje. Snabdijevanje recirkulirajućim plinovima je efikasnije pri velikim opterećenjima i r< 20 %.

Upotreba recirkulacije gasa u zajedničkom kanalu ili u primarnom vazdušnom kanalu na kotlovskim jedinicama koje su već opremljene recirkulacijskim dimovodima i kanalima zahteva manju rekonstrukciju i može se široko koristiti.

Efikasnost recirkulacije je veća što je viša temperatura u zoni sagorevanja. Smanjuje se kada:

– smanjenje opterećenja kotla;

– smanjenje temperature sagorevanja goriva;

– povećanje koeficijenta viška vazduha;

– povećanje sadržaja spojeva koji sadrže dušik u gorivu.

Maksimalna efikasnost reciklaže se postiže kada se spali prirodni gas pri nazivnom opterećenju komora za sagorevanje i mali koeficijenti viška vazduha.

Novozhilov Yu. N., inž. 000 Novo-Ryazanskaya CHPP, Ryazan

U kontekstu rastućih cijena energije, potrebno je pronaći načine za smanjenje potrošnje energije industrijska preduzeća. U tu svrhu, potrebno je analizirati efikasnost jednog broja tehnološke šeme dugo smatran tipičnim, klasičnim.

U elektranama takve sheme uključuju, na primjer, sheme za zagrijavanje zraka prije nego što uđe u grijače zraka kotlova. Suprotno prihvaćenom tipične šeme svrsishodnije je zagrijati ulazni zrak prvo u grijačima rashladnim sredstvom niske temperature, a tek onda - recirkulacijom zagrijanog, vrućeg zraka. Zanimljive su i sheme za uzimanje zraka za recirkulaciju u kotlovima sa rotirajućim regenerativnim grijačima zraka (RAH). Ovdje postoji određena karakteristika. Sastoji se od toga da se po širini cijevi za topli zrak nakon RAH-a formira temperaturni gradijent od nekoliko desetina stepeni. Ova karakteristika tehnološkog procesa može se svrsishodno iskoristiti ako se zrak za recirkulaciju uzima ne iz zajedničkog kanala, gdje je zrak već pomiješan i njegova temperatura je u prosjeku, već iz zone odvojene u ogranku sa visoke temperature protok vazduha. Takav topliji zrak zahtijevat će manje za recirkulaciju, pa će i troškovi električne energije za njegovu implementaciju biti manji. jedan

U nekim slučajevima, kotlovske jedinice također koriste recirkulaciju dimnih plinova za kontrolu temperature pregrijane pare i smanjenje količine dušikovih oksida nastalih u kotlovskoj peći. Postoje dvije opcije za uzorkovanje dimnih plinova za recirkulaciju: prije i nakon RAH-a. U drugoj varijanti postoji tehnološka karakteristika, slično kao što je gore razmatrano za zrak.

Dimni gasovi se odvode za recirkulaciju nakon RVP 7 (Sl. 1) i posebnim dimovodom 3 po kutiji 4 se ubrizgavaju u kotlovsku peć 5. Preostali dimni gasovi se odvode glavnim dimovodom 6. U izlaznoj cijevi RAH-a formira se temperaturni gradijent po širini toka dimnih plinova koji dostiže nekoliko desetina stupnjeva. Međutim, dio dimnih plinova za recirkulaciju uzima se iz daljeg kanala 2, gdje su dimni plinovi već pomiješani i njihova temperatura je u prosjeku.

Analiza šema recirkulacije dimnih gasova pokazuje da je racionalnim korišćenjem temperaturnog gradijenta protoka dimnih gasova u izlaznoj cevi RAH moguće povećati ekonomsku efikasnost kotla ili druge procesne jedinice. Za to, shema prikazana na Sl. 2. Preko tijela RVP-a 1, punjene pakovanjem 2 i susjednim mlaznicama 3 i 4 vrući dimni gasovi 5 se kreću, a zagrejani vazduh se kreće kroz mlaznice b i 7, takođe uz telo RAH sa pakovanjem 8. Formiranje temperaturnog gradijenta u protoku dimnih gasova na izlazu 4 iza RWP-a je objašnjeno kako slijedi, Protok grijanog zraka 8, prolazeći kroz RAH, uzima toplotu iz svog pakovanja 2 i hladi ga. Kada se RAH okreće, vazdušno hlađeno pakovanje prelazi u zonu strujanja vrućeg gasa i zagreva se od njih usled prenosa toplote, dok se dimni gasovi hlade.

Fig.2

Posebnost procesa je da se hlađenje toka dimnih plinova preko njegovog poprečnog presjeka odvija neravnomjerno. Dio toka gasova koji se kreće u zoni se hladi na najnižu temperaturu. ALI(vidi sliku 2, c). Ovdje pakiranje 2, ohlađeno strujom zagrijanog zraka do minimalne temperature, ulazi samo u tok dimnih plinova. U ovoj zoni ambalaža još nije zagrejana vrućim gasovima, pa im oduzima maksimalnu količinu toplote, intenzivno snižavajući njihovu temperaturu i istovremeno se zagrevajući. Kako se RAH rotira, ambalaža se kreće preko protoka dimnih gasova. Istovremeno, u narednim zonama gasovi se sve manje hlade, budući da ambalaža ulazi u tok sve više zagrejana, odnosno njihova temperatura raste preko poprečnog preseka strujanja.

Na sl. 2, G prikazuje grafik raspodjele temperature u toku grijanja dimnih plinova na izlazu iz RAH-a u presjeku V-V. Kao što vidite, najviše niske temperature u protoku ohlađenih dimnih gasova iza RAH-a se uočava u zoni ALI, gdje je nadjev, imanje minimalna temperatura ulazi u tok dimnih gasova. U zoni se uočava najviša temperatura dimnih gasova iza RAH-a B, gdje pakiranje, već zagrijano na maksimalnu temperaturu, izlazi iz struje plina. Temperaturna razlika u ovim zonama je, kao što je gore navedeno, nekoliko desetina stepeni. Zavisi od opterećenja kotlovske jedinice i niza drugih faktora.

Dakle, ekonomska efikasnost kotlovske jedinice može se povećati ako se dimni gasovi za recirkulaciju uzimaju iz zone B, eliminišući mogućnost njihovog mešanja sa niskotemperaturnim delom gasova u zajedničkoj kutiji. Strukturno, ovo je vrlo jednostavno. U cijevi 4 na izlazu dimnih gasova iz RAH-a ugrađuje se odvojna pregrada 9, koji se nalazi po celoj širini toka dimnih gasova i dolazi do pakovanja 2. Pregrada 9 od čeličnog lima debljine 4-5 mm. Njegova visina ovisi o dizajnu grane cijevi i kanala uz nju i iznosi oko 2 m. Pregrada odvaja zonu visoke temperature 10 za dio protoka dimnih plinova 11, prošao kroz RAH pakovanje u zoni ALI, i eliminiše mogućnost mešanja visokotemperaturnog dela toka 11 sa glavnim protokom dimnih gasova na udaljenosti određenoj visinom ove pregrade. Budući da je pregrada postavljena duž toka dimnih gasova, ne pruža mu značajan aerodinamički otpor. Sa ograđene pregrade 9 zone 10, gdje dimni plinovi imaju najvišu temperaturu i biraju se za recirkulaciju.

Naravno, ako se za recirkulaciju uzme najtopliji dio toka dimnih plinova, temperatura preostalih plinova nakon miješanja će biti niža od temperature cijelog toka nakon miješanja, ali bez uzimanja visokotemperaturnog dijela. Smanjenje temperature izlaznih dimnih gasova karakteriše rast ekonomske efikasnosti kotlovske jedinice. Dovod toplijih recirkulacijskih dimnih gasova u kotlovsku peć znači dodatnu toplotu. Dakle, da bi se uskladili toplotni bilans u peći kotla bit će potrebno sagorijevati manju količinu goriva. Ovo određuje efekat efikasnosti promene šeme recirkulacije dimnih gasova.

Ova shema se može koristiti ne samo u električni kotlovi, ali i u drugim industrijskim postrojenjima gdje se primjenjuje RVP.

nalazi

1. Ugradnja pregradnog zida na izlazu dimnih gasova RAH-a omogućava odabir zone sa višom temperaturom.

2. Odabir toplih dimnih gasova za recirkulaciju iz zone sa najvišom temperaturom povećava efikasnost kotlovske jedinice smanjujući i potrošnju goriva i temperaturu dimnih gasova.

Recirkulacija dimnih gasova

Jedna od najčešćih metoda za smanjenje količine nastalih dušikovih oksida je recirkulacija produkata izgaranja u zonu izgaranja. Prije uvođenja tehnoloških metoda, redukcije dimnih plinova su razmatrane uglavnom kao sredstvo za kontrolu temperature pregrijane pare. Istovremeno, kotao je proračunat tako da pri nazivnom opterećenju radi sa minimalnim opterećenjem recirkulacijskih odvoda dima, a sa smanjenjem opterećenja povećava se količina recirkulirajućih dimnih plinova kako bi se održala konstantna temperatura pregrijane pare. .

Kod sagorevanja čvrstih goriva, reciklaža produkata sagorevanja kao ekološka mera retko se koristi zbog niske efikasnosti. Izuzetak su brojna ložišta sa toplinskim opterećenjem sa zhshu. To je zbog činjenice da je primjetno stvaranje termičkih dušikovih oksida tijekom sagorijevanja čvrsta goriva moguće samo u ložištima sa toplom vodom. Međutim, korištenje recirkulacije za smanjenje izlaza u takvim pećima je moguće samo ako smanjenje temperature u peći ne utječe na stabilnost izlaza tekuće troske.

Efikasnost suzbijanja stvaranja azotnih oksida pri uvođenju recirkulacijskih gasova određuju sledeći faktori: mesto gde se gasovi uzimaju za recirkulaciju; uslovi njihovog ulaska u komoru za sagorevanje; stepen recirkulacije, %; raspodjela recirkulacijskih plinova po zapremini komore za sagorijevanje; stanje kotla.

Postoji nekoliko načina za uvođenje recirkulacijskih plinova u peć:

- u donjem (donjem dijelu) ložišta;

- u otvoru ispod gorionika;

– u kanalu za topli vazduh;

– direktno u gorionik u jednom od vazdušne struje ili između vazdušnih struja;

– u gorionik u tok goriva.

Efikasnost smanjenja emisije azotnih oksida u implementaciji ovih metoda značajno varira (slika 11.14).

Rice. 1.14. Uticaj načina uvođenja recirkulacijskih gasova na smanjenje koncentracije azotnih oksida pri sagorevanju prirodnog gasa: 1 - kroz proreze na dnu peći; 2 - kroz proreze ispod gorionika; 3 - u sekundarni vazduh; 4 - u vazdušni kanal ispred gorionika;

5 - u gorivo

Ponekad je uvođenje recirkulacije na postojeće kotlove ozbiljno otežano zbog nedostatka slobodan prostor za ugradnju DRG-a i polaganje dodatnih gasovoda. U ovim slučajevima može se implementirati treći metod recirkulacije gasa. Sastoji se od postavljanja kratkospojnika između gasnog kanala neposredno iza DS i kanala za vazduh ispred DS (slika 1.15).

U ovom slučaju, dimni gasovi iz odvoda dimovodne cevi (s nadpritisak) strujanje gravitacijom do usisnog DV (koji je pod vakuumom). Količina recirkulirajućih plinova se reguliše pomoću kapije postavljene na kratkospojniku. Ova metoda recirkulaciono snabdevanje gasom odlikuje se najkraćim gasnim kanalima i odsustvom DRG-a, zbog čega je mnogo jeftinije od drugih metoda.

Prednosti takve pojednostavljene sheme bi također trebale uključivati ​​dobro miješanje produkata izgaranja sa zrakom u dizel motoru (postoje slučajevi kada su nezadovoljavajući uvjeti za uvođenje i miješanje recirkulacijskih plinova u zračnoj kutiji smanjili efikasnost supresije dušikovih oksida). Nedostaci pojednostavljene šeme su ograničenje maksimalnog stepena recirkulacije, koji u pravilu iznosi 12-15% (određeno marginom performansi mašina za nacrt), mogućnost povećane korozije i odnošenja grijača zraka naslagama tokom sagorevanja lož ulja, dodatno opterećenje na DV i DS.

Rice. 1.15. Metode za organizaciju recirkulacije dimnih gasova u vazdušne kanale

Istovremeno, efikasnija je neunutrašnja recirkulacija vrućih dimnih gasova iz repnog dijela kotla u izduvni zrak. Tako, na primjer, kada se recirkulacijski plinovi s temperaturom od 300 ºS dovode u jezgro gorionika u količini koja je jednaka 20% zapremine zraka koji se dovodi za sagorijevanje, maksimalna temperatura baklje se obično smanjuje za 120– 130 o S.

Obično se dimni gasovi sa temperaturom od 300–400ºS uzimaju prije grijača zraka i dovode u komoru za sagorijevanje pomoću posebnog recirkulacijskog odvoda dima. U ovom slučaju, uslovi unosa mogu biti različiti. U nekim slučajevima, plinovi se dovode kroz kanale u ložištu peći, kroz prstenasti kanal oko gorionika ili u zračni kanal. Upotreba recirkulacije omogućava regulaciju prijenosa topline na zaslone za sagorijevanje i temperaturu pregrijane pare, kako bi se spojile karakteristike kotlova pri sagorijevanju različitih goriva, na primjer, tekućih i plinovitih.

Uvođenje recirkulacijskih gasova u komoru za sagorevanje dovodi do relativno malog smanjenja efikasnosti kotla (0,01-0,03% na 1% recirkulacionih gasova), ali otvara velike mogućnosti za objedinjavanje kotlova po gorivu. U komorama za sagorevanje sa qt ≤174 MW/m³, temperatura u izlaznom delu peći, kada se recirkulišući gasovi uvode u zonu sagorevanja, raste za 1 ºS, a promena temperature pregrejane pare tokom sagorevanja lož ulja u Kotao PK-10-2 je oko 1,3 ºS po 1 % reciklaže.

Uz očigledne prednosti, koje uključuju zaštitu rešetki peći od pregrijavanja, regulaciju pregrijane pare, mogućnost objedinjavanja kotlova gorivom, te mogućnost smanjenja stvaranja dušikovih oksida, korištenje recirkulacije je povezano s određenim poteškoćama koje se moraju riješiti. uzeti u obzir. Takve poteškoće (zajedno sa određenim smanjenjem efikasnosti) uključuju potrebu za posebnim recirkulacijskim odvodom dima i kanalima za plin. Osim toga, uzrokuje povećanje otpora zračnog puta i mogućnost narušavanja stabilizacije plamena ili pojavu čađi ugljičnog monoksida s prekomjernim stupnjem recirkulacije. Trenutno se recirkulacija plina koristi u snažnim kotlovima energetskih jedinica koje rade na ugljenu prašinu, lož ulje i prirodni plin. Recirkulacija se također široko koristi u stranim kotlovima.

Uvođenje recirkulirajućih plinova u zonu sagorijevanja omogućava smanjenje stvaranja dušikovih oksida u komori za sagorijevanje.

Recirkulacija dimnih gasova u komoru za sagorevanje utiče na rezultujuću koncentraciju azotnih oksida, kao i na promene temperature i koncentracije oksidansa u zoni sagorevanja.

Pri r=20%, dovod recirkulirajućih plinova u zrak za izduvavanje omogućava smanjenje izlaza dušikovih oksida za oko 50%, dovod kroz prstenasti kanal oko gorionika - za 25%, kroz proreze ispod gorionika - za 15%. Dovod plinova koji cirkulišu kroz proreze na dnu peći ima mali uticaj na izlaz azotnih oksida.

Ove zaključke potvrđuju rezultati studija koje je sprovela grupa zaposlenih u ENIN-u, ORGRES-u i Kostroma GRES-u pod rukovodstvom S. A. Tagera. Jedna serija eksperimenata izvedena je tokom sagorevanja lož ulja (S p = 2,5%) u komori za sagorevanje kotla TGMP-314, koji je relativno slabo uticao na izlaz azotnih oksida i doveo je do smanjenja prinosa za samo 5–8% u drugoj seriji eksperimenata pri sagorevanju lož ulja u komori za sagorevanje kotla TGMP-324 agregata od 300 MW [D=1000 t/h, qt=1050 MJ/( m³·h)], opremljen sa 16 vrtložnih podpeći gorionika KhF TsKB-VTI-TKZ, recirkulacijski gasovi sa temperaturom T=320–370 ºS ulazili su u periferni vazdušni kanal svakog gorionika. U ovom slučaju, na primjer, promjena r za 14% (pri D=0,7 Dn) dovela je do smanjenja prinosa dušikovih oksida za 25-30%.

Roudon i R. Sadowski, u eksperimentima sa malim komorama za sagorevanje, pokazali su da uz značajan stepen recirkulacije, njegovo dalje povećanje (r > 25%) ima mali uticaj na izlaz azotnih oksida. Ovi rezultati su u skladu sa podacima istraživanja S. A. Tagera, kao i K. Sigmunda i D. Turneta. Provedene studije omogućile su autorima da preporuče izbor koeficijenta recirkulacije u rasponu od 20 do 30%. Prema K. Sigmundu i D. Turneru, pri sagorevanju tečnih goriva, 30% recirkulacije gasova smanjuje ili „potpuno sprečava“ emisiju azotnih oksida u vazduh, ali uopšte ne utiče na okside goriva.

Upotreba recirkulacije jedno je od najpristupačnijih sredstava za smanjenje stvaranja dušikovog oksida u komorama za sagorijevanje. U nekim slučajevima, smanjenje emisije azotnih oksida za 30-35% u radnim uslovima može se postići bez ikakve rekonstrukcije. Dakle, u studijama VTI, sprovedenim tokom sagorevanja lož ulja u parogeneratoru TGMP-114 sa gorionicima sa direktnim protokom, takvo smanjenje je postignuto čak i pri snabdevanju recirkulacionim gasovima sa r = 23% pri T = 350 ºS kroz proreze koji se nalaze ispod svakog gorionika pri nominalnom i 58% - i opterećenju.

Prema C. Blakesleeu i H. Burbachu, pri radu na kotlovima na prirodni plin parnog kapaciteta 480 t/h agregata snage 160 MW sa koncentracijom dušikovog oksida od 0,5–0,6 g/m³, recirkulacija može smanjiti prinos oksida za 47-70%. Kada su recirkulacioni gasovi dovedeni u mlazni vazduh kotla parnog kapaciteta 900 t/h na stanici Alamitos, SAD, koji radi na gas, postignuto je smanjenje emisije azotnih oksida sa 0,66 na 0,30 g/m³ (55%). ). Dovod recirkulacionih gasova u vazduh za izduvavanje koristi se iu kućnoj kotlarnici.

Prilikom održavanja režima sa α>1,04 (u području ekonomajzera), toksičnost produkata izgaranja određuje se samo oslobađanjem dušikovog oksida i sumpora.

Sa smanjenjem α w.e sa 1,09 na 1,01, koncentracija NOx se smanjuje za 2 puta, ali se povećava sadržaj čađi i 3,4-benz(a)pirena.

Da bi se pojačao učinak recirkulirajućih plinova na zonu sagorijevanja, izvršena je rekonstrukcija gorionika, koja se sastojala u tome što je skraćena prstenasta konusna mlaznica koja odvaja protok recirkulirajućih plinova od mješavine zraka i goriva. U ovom slučaju, recirkulacijski dimni gasovi se mešaju sa vazduhom za izduvavanje i ulaze direktno u zonu sagorevanja, intenzivnije je hladeći. Kada je kotao radio na rekonstruisanim gorionicima, primećeno je efikasnije smanjenje izlaza azotnih oksida sa povećanjem stepena recirkulacije dimnih gasova. Povećanjem stepena recirkulacije sa 5 na 24% smanjuje se sadržaj azotnih oksida u dimnim gasovima parogeneratora za 57%, tj. svaki procenat povećanja stepena recirkulacije smanjuje izlaz azotnih oksida za 3%. Povećanje prinosa čađi sa povećanjem stepena recirkulacije nije značajno. Iz analize rezultata industrijskih ispitivanja uticaja recirkulacije na izlaz azotnih oksida treba izvesti niz zaključaka.

Recirkulacija gasova u put mlaznog vazduha ili u gorionik je efikasan način da se smanji stvaranje azotnih oksida u komori za sagorevanje. Snabdijevanje recirkulirajućim plinovima je efikasnije pri velikim opterećenjima i r< 20 %.

Upotreba recirkulacije gasa u zajedničkom kanalu ili u primarnom vazdušnom kanalu na kotlovskim jedinicama koje su već opremljene recirkulacijskim dimovodima i kanalima zahteva manju rekonstrukciju i može se široko koristiti.

Efikasnost recirkulacije je veća što je viša temperatura u zoni sagorevanja. Smanjuje se kada:

– smanjenje opterećenja kotla;

– smanjenje temperature sagorevanja goriva;

– povećanje koeficijenta viška vazduha;

– povećanje sadržaja spojeva koji sadrže dušik u gorivu;

Maksimalna efikasnost recirkulacije se javlja kada se prirodni gas sagoreva pri nazivnom opterećenju komore za sagorevanje i malim α..

Pri snabdijevanju 1% recirkulacijskih gasova, efikasnost kotla elektrana za prosječne uslove je smanjena za 0,02%.

V. M. Parchevsky Moskovski energetski institut (Tehnički univerzitet)

ANOTATION

Tehnički i softverski alati savremenih automatizovanih sistema upravljanja procesima u termoelektranama omogućavaju postavljanje i rešavanje problema vezanih, posebno, ekologije na više visoki nivo nego što je to bilo moguće ranije. U izvještaju se razmatra niz pitanja koja se odnose na ekonomski opravdano korištenje recirkulacije dimnih plinova kao tehnološkog atmosferskog utjecaja uz smanjenje emisije dušikovih oksida u kotlovima na plinsko ulje. Daje se analiza troškova reciklaže, postupak za izradu ekološko-ekonomske karakteristike (EEC) kotla, povezivanje troškova reciklaže sa opterećenjem kotla i emisijom azotnih oksida, primeri upotrebe Date su EEC za optimizaciju aktivnosti zaštite atmosfere u TE. Predložene su metode za kontinuirano mjerenje stepena recirkulacije dimnih gasova neophodnih za njegovu automatsku regulaciju.

1. UVOD

U okviru mjera zaštite vazdušnog bazena u TE najvažnije su mjere za smanjenje emisije dušikovih oksida (NOX). Odlika dušikovih oksida je mogućnost njihovog suzbijanja uz pomoć tehnoloških (režimskih, primarnih) mjera koje ne zahtijevaju velika kapitalna ulaganja. Moderni kotlovi na lož ulje obično su opremljeni uređajima za recirkulaciju plina, što je najčešća tehnološka mjera koja, ako se pravilno organizira i radi na plin, smanjuje koncentraciju dušikovih oksida za 70-80%.Prednost recirkulacije dimnih plinova u odnosu na ostale tehnološke metode, kao što je stepenasto sagorevanje, je mogućnost nesmetane regulacije uticajem na vodeće lopatice recirkulacijskih odvoda dima (DRG).

U početku, pri korištenju tehnoloških metoda, glavna pažnja je bila usmjerena na ekološki učinak (smanjenje koncentracije i bruto emisije dušikovih oksida). Ali prelazak na tržišnu ekonomiju, veće cijene goriva, uvođenje naknade za emisije, kao i elementarne zdrav razum prisiljeni da posvete ozbiljnu pažnju ekonomskoj strani tehnoloških metoda. Preraspodjelom prijenosa topline između konvektivnih i radijacijskih grijaćih površina u korist prve, recirkulacija dimnih plinova ima značajan utjecaj na tehničko-ekonomske pokazatelje (TEP) kotla. Proračuni pokazuju da se „cena emisije“ nalazi u granicama od 0-2,5% neto efikasnosti kotla, a za preduzeće koje posluje u uslovima zdrave tržišne konkurencije (a to je ono čemu ciljaju reforme u energetskom sektoru posljednjih godina) ne treba da bude ravnodušan po kojoj ceni se smanjuje emisija azotnih oksida.

Da bi se minimizirali ekološki troškovi, emisijama se mora upravljati na odgovarajući način u granicama propisanim ekološkim zakonodavstvom. Prilikom upravljanja emisijama azotnih oksida u okviru automatizovanih sistema upravljanja procesima javlja se niz problema optimizacije za čije je rešavanje neophodno imati posebne ekološke i ekonomske karakteristike (EEC) opreme ( parni kotlovi) povezivanje troškova mjere zaštite atmosfere (Z) sa opterećenjem kotla (D), stepenom uvođenja mjere zaštite atmosfere (u ovom slučaju stepenom recirkulacije d) i masovnom emisijom dušikovih oksida (t) . Neki od ovih zadataka su razmotreni u nastavku.

Da bi se uticaj na životnu sredinu održao na optimalnom nivou, neophodno je automatska regulacija. Zauzvrat, regulacija tehnološkog parametra je nemoguća bez njegovog automatskog kontinuiranog mjerenja. Stepen recirkulacije dimnih gasova (r) je odnos protoka dimnih gasova koji se uzimaju za recirkulaciju i protoka dimnih gasova iza tačke uzorkovanja, tj. je omjer troškova. Kontinuirano mjerenje ovog parametra sa prihvatljivom preciznošću nije lako. tehnički izazov. Ne postoji univerzalna metoda za mjerenje r, pogodna za sve vrste kotlova, a u svakom konkretnom slučaju problem se mora rješavati pojedinačno.

godine

Analiza rezultata ispitivanja pokazuje da postoji prilično širok raspon vrijednosti koje karakteriziraju učinak recirkulacije plina na emisiju dušikovih oksida i efikasnost kotla, ali postoje i obrasci od kojih se mogu uočiti:

Smanjenje neto efikasnosti kotla, uzrokovano recirkulacijom dimnih plinova, sastoji se od dvije komponente: povećanja gubitaka s dimnim plinovima zbog povećanja njihove temperature i povećanja potrošnje električne energije za vlastite potrebe uzrokovane radom. recirkulacijskih odvoda dima, kao i povećanje opterećenja na glavnim dimovodima i puhalicama;

Sa smanjenjem opterećenja parom, ekološka efikasnost recirkulacije gasa (smanjuje se

4. UPOTREBA EEP-a ZA OPTIMIZACIJU AKTIVNOSTI ZAŠTITE ATMOSFERE U TE

4.1. Neto efekat recirkulacije dimnih gasova

Očigledna primjena EEC-a za upravljanje emisijama NOx u realnom vremenu bila bi direktno poređenje troškova i koristi, tj. održavanje "neto efekta" recikliranja na prihvatljivom nivou. Neto efekat (E, rub/h) određuje se formulom

gdje je Yn - spriječena šteta po okoliš, rub/h; Ζπρ - smanjeni troškovi za recirkulaciju dimnih gasova, rub/h. Krajem 1980-ih, kada je razvijena metodologija za određivanje štete po životnu sredinu, neto efekat recirkulacije gasa za kotao TP-87 pri D = 420 t/h i r = 0,15 iznosio je 700 rubalja/h (u cenama iz 2008.) . .). U proteklih 20 godina troškovi zbog inflacije porasli su gotovo sto puta, dok su stope specifičnih šteta i pripadajućih plaćanja za emisije rijetko revidirani, a neto efekat izračunat savremenim metodama za istu opciju je 350 rubalja / h sa znakom minus. ". dakle, dobra ideja bio žrtvovan političkoj i ekonomskoj konjukturi.

U međuvremenu, adekvatna procjena štete je osnova svih zaštitnih aktivnosti. okruženje. Služi kao pouzdan vodič za odabir zaista učinkovitih tehnička rješenja za smanjenje emisija, uspostaviti optimalno tehnološkim režimima rad opreme zasnovan na čvrstoj osnovi poređenja troškova i koristi. Bez razumne procjene ekološke štete, ekonomski kompetentna ekološka djelatnost je nemoguća, pretvara se u lutanje u mraku, u polje za donošenje nerazumnih i subjektivnih odluka. Za razvoj i održavanje sportska odeća» Na dobroj metodologiji za procjenu štete ne treba štedjeti novca. Odsustvo takve tehnike (ili bolje rečeno, kompleksa, skupa tehnika), prema autoru, jeste glavni razlog, inhibirajući u teoretskom i posebno praktičnom smislu sve ekološke aktivnosti u zemlji.

4.2. Optimalna distribucija opterećenja životne sredine između kotlova TE

Budući da se maksimalno dozvoljena emisija (MPE) dušikovih oksida odnosi na cijelu elektranu u cjelini, a čine je emisije iz pojedinačnih kotlova, neminovno se nameće problem optimalne distribucije emisija između kotlova TE. Energeticima je odavno poznat problem optimalne raspodjele tehnološkog (parnog, električnog) opterećenja između blokova TE, za čije rješavanje se koriste karakteristike potrošnje (RC) ili karakteristike relativnog rasta (RGR) blokova TE. U ovom slučaju koristi se matematički aparat neodređenih Lagrangeovih množitelja, dinamičko programiranje ili varijacija simpleks metode. Problem optimalne distribucije opterećenja okoline je matematički složeniji, jer je, za razliku od PX, koji je funkcija jedne varijable (parno ili električno opterećenje), EEP funkcija dvije varijable (D, t). Uzimajući u obzir da su ekološki troškovi (EEC) nekoliko desetina puta manji od troškova izdavanja koristan proizvod(PX), postupak zajedničke raspodjele tehnološkog i okolišnog opterećenja treba podijeliti u dvije faze: prvo se raspoređuje tehnološko opterećenje, dok EEC sa poznatim D prelazi u funkciju jedne varijable Z(m), a zatim se izvodi isti algoritam, samo se koristi EEC umjesto RCH.

Proračuni pokazuju da se ekonomski učinak optimalne raspodjele opterećenja okoliša nalazi u rasponu od 0 do 0,4% ukupne potrošnje goriva. Istovremeno, za osnovna verzija usvojena je metoda kontrole emisije, u kojoj se navedena ukupna emisija obezbjeđuje održavanjem istog stepena recirkulacije gasa na svakom kotlu. Efekat optimalne distribucije je veći, što je norma MPE „rigidnija“. (Moram raditi sa velike vrijednosti stepen recirkulacije na strmim dionicama EEC linija na D = const (vidi sliku 3), gdje je cijena greške veća.)

4.3. Ostale oblasti upotrebe EEZ

Optimalna kombinacija tehnoloških i metoda čišćenja. Posjedovanjem EEC primarnih (recirkulacija dimnih plinova, postupno sagorijevanje) i sekundarnih (SCR, SNCR) mjera za smanjenje emisija dušikovih oksida, moguće je upravljati emisijama NOX u realnom vremenu. U ovom slučaju, kriterijum za optimalnost režima regulacije je minimalni zbir tekućih troškova za obe metode, a regulatorni uticaji su stepen recirkulacije dimnih gasova (ili stepen stepena sagorevanja) i snabdevanje toplote. reagens (amonijak).

Optimalna kombinacija dvije tehnološke metode. Prisustvo EEC svake od tehnoloških metoda omogućava konstruisanje ekvivalentnog EEC kotla, koji za svako opterećenje daje optimalne vrednosti stepen recirkulacije i stepen stepena sagorevanja na datom nivou emisije.

5. MERENJE STEPENA RECIRCULATION GREEN GASOVA

Za praktičnu implementaciju gore opisanih opcija za korištenje EEC-a potrebno je mjeriti i kontrolisati stepen recirkulacije dimnih gasova (r). Većina metoda za mjerenje r koje koriste servisni tehničari tokom testiranja nije prikladna za kontinuirano automatsko mjerenje.

Sledi opis metode za indirektno merenje stepena recirkulacije na osnovu direktno merenje Pad pritiska dimnih gasova na grejnim površinama koje se nalaze pre i posle izbora za recirkulaciju (slika 4).

AT ovu opciju mjerenja r padovi tlaka dimnih plinova mjere se na dimnjacima grijača zraka drugog (APj) i prvog (ΔΡ2) stepena.

| besplatno preuzimanje Recirkulacija dimnih gasova: kako je racionalno koristiti, V. M. Parchevsky,