ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА
|
 |
Применяемые в настоящее время горелочные устройства и вспомогательное оборудование различной мощности для сжигания жидкого и газообразного топлива в котлоагрегатах и технологических установках не обеспечивают стабильности и качества горения и не позволяют регулировать в требуемых пределах мощность аппаратов без ухудшения их эксплуатационных, экономических и экологических характеристик.
Фактически сжигание на номинальных мощностях газа, который традиционно считается экологически чистым топливом, осуществляется с избытком воздуха не менее 20% и при малых мощностях - не менее 40% (ГОСТ 21204-83). В связи с несовершенством аэродинамических характеристик горелочных устройств невозможно без больших потерь топлива от недожога снизить избыток воздуха до рекомендуемых 2-5%. Снижение выбросов окислов азота требует выполнения ряда дополнительных мероприятий, приводящих к снижению мощности установки и дополнительному расходу топлива. По указанным причинам фактический эксплуатационный перерасход газа для всех типов горелок составляет 5-20%
Для жидкого топлива, особенно для мазута, положение усугубляется необходимостью его дополнительной подготовки, включающей транспортировку, подогрев до 110-125 0С, фильтрацию и высококачественное распыление. В результате несовершенства систем, обеспечивающих качественную работу горелочного устройства, параметры сжигания даже после режимной наладки высококвалифицированными специалистами, сохраняют стабильность, в лучшем случае, в пределах одного месяца. Вышеизложенные факторы приводят к эксплуатационному перерасходу мазута в пределах 10-40%.
В России, Казахстане и других странах СНГ отсутствует производство горелочных устройств, отвечающих современным мировым стандартам, а представленное на рынке импортное оборудование отличается от отечественного только высокой ценой, которая отражает соответствующее качество изготовления, дизайн и широкое использование средств автоматизации.
Вместе с тем, общемировое повышение требований к качеству сжигания топлива достаточно хорошо отражено в Киотском протоколе и в уточненном ГОСТ Р 50591-93, который требует снижения максимальных выбросов окислов азота при сжигании природного газа в существующих установках с 420 мг\м3 в 1993 г до 210 с 1997г и во вновь вводимых установках – до 140. Американская программа по совершенствованию оборудования для сжигания природного газа предполагает к 2020 г снизить выбросы окислов азота до уровня 20 мг/м3 (10 ррм).
Выпускаемое нами оборудование содержит ряд научных и технических решений, обеспечивающих подготовку и эффективное сжигание жидкого и газообразного топлива в течение всего срока его службы. Уже сейчас, без проведения дополнительных мероприятий, на нашем серийном оборудовании при сжигании как газообразного, так и жидкого топлива легко достигается
окислов азота менее 100 мг/м3 (50 ррм) при избытке воздуха 3-10% и при полном отсутствии окиси углерода.
Нами предложен, теоретически рассчитан, практически разработан и успешно апробирован процесс распыления жидкости тонкими газовыми струями. На основе комплексных исследований создан ряд пневматических распыливающих устройств типа РВСС (распылитель со встречносмещенными струями), которые по своим технологическим, экономическим и экологическим свойствам превосходят известные в своем классе распыливающие устройства.
Практическое использование наших разработок при сжигании жидкого топлива и при распылительной сушке текучих материалов выявило ряд важных технологических преимуществ, свойственных работе распыливающих устройств типа РВСС, которые не могут быть достигнуты при использовании известных технических решений, а именно:
-
Высокое качество распыления топлива при малых удельных расходах распыливающего агента (перегретый пар или сжатый воздух) в пределах 0,07-0,15 кг на кг топлива при давлении распыливающего агента 2-6 ати.
-
Стабильность основных характеристик факела распыления при давлении топлива не более 0.05-2.5 ати, практически исключающего абразивный износ рабочих поверхностей распылителя.
-
Автономное регулирование формы факела распыления в диапазоне 40-140о, что позволяет сжигать топливо и сушить текучие материалы в распыленном состоянии используя технологические камеры различной конфигурации и назначения.
-
Широкие пределы регулирования расхода распыливаемой жидкости (в 10 – 15 раз) при сохранении качества распыления.
Длительная эксплуатация распылителей типа РВСС позволила практически отработать новую технологическую схему подготовки и сжигания жидкого топлива и наладить серийное производство высокоэффективного оборудования в комплекте: горелочное устройство с распылителем типа РВСС, амбразура с жесткими геометрическими характеристиками, разъемный узел для распылителя с системой регулирования формы факела распыления и расхода топлива, узел фильтрации распыливающего агента, узел фильтрации жидкого топлива, малогабаритный скоростной подогреватель топлива.
В горелочных устройствах для жидкого топлива аэродинамическими методами решены проблемы эффективного смешения топлива с воздухом в пределах амбразуры с интенсивной рециркуляцией продуктов сгорания и их подачей к корню факела, обеспечивающей быстрый прогрев топливовоздушной смеси и ее устойчивое безотрывное горение с минимальными избытками воздуха в пределах всего диапазона регулирования. Перечисленные факторы способствуют сглаживанию локальных неоднородностей в распределении топлива и температур в факеле, повышают его светимость и усиливают полезную теплоотдачу в топке агрегата. Увеличение теплоотдачи в топке позволяет увеличить КПД котлоагрегата на 2-4% и довести его до уровня 94-95%.
Использование для подогрева жидкого топлива малогабаритного скоростного подогревателя оригинальной конструкции, устанавливаемого вблизи горелки, позволяет снизить температуру мазута в хранилище и транспортном мазутопроводе до 50-60 о С с соответствующим снижением потерь тепла в окружающую среду и обеспечить подачу мазута на горение при температуре не ниже 115 о С. Это, в сочетании с малым расходом пара на распыление в форсунках типа РВСС, позволяет сократить расходы топлива на «собственные нужды» в 2-3 раза.
Возможность устойчивой работы жидкотопливной горелки с избытком воздуха не более 5% и разрежением 5-10 Па позволяет на 10 – 30% снизить расход электроэнергии, потребляемой тягодутьевым оборудованием. Снижение давления мазута до транспортного (3-4 ати) позволяет использовать более экономичные перекачивающие насосы.
Узлы фильтрации жидкого топлива и распыливающего агента, используемые в системе, имеют практически неограниченный срок службы, не требуют разборки для профилактики.
Высокоэффективные эксплуатационные характеристики описываемых систем на базе распылителей типа РВСС позволили перевести многогорелочные котлоагрегаты различной мощности типа ДКВР, КЕ и подобные им на эксплуатацию с одним жидкотопливным горелочным устройством, обеспечивающим паспортные характеристики агрегата.
Перевод агрегата на работу с одной горелкой соответствующей мощности обеспечивает лучшее заполнение факелом горения топочного пространства и интенсификацирует теплопередачу лучеиспусканием (за счет радиационной составляющей) к топочным экранам. Использование одного горелочного устройства существенно снижает стоимость установочного оборудования и его монтажа и повышает надежность работы агрегата за счет уменьшения объектов регулирования, обслуживания и ремонта.
На основе принципа распыления топлива тонкими струями нами созданы и в настоящее время выпускаются также высокоэффективные газовые горелки. Решена серьезная проблема эффективного смешения газовых струй с воздухом, в начальном участке течения, в пределах амбразуры. Газ из соплового аппарата вводится в воздушный поток через тонкие расчетные сопловые щели, ориентированные вдоль линии тока. Ширина газовых струй, их ориентация и протяженность рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить равномерное и плавное смещение зоны эффективного размывания струи вдоль оси горелочного устройства вглубь топки
Взаимодействие с воздухом многочисленных тонких быстроразмывающихся струй газа происходит в режиме стабильного горения без низкочастотных колебаний, отрывов и проскоков пламени. За счет эффективного перемешивания газа с воздухом достигается высокая степень однородности состава смеси, а процесс рециркуляции продуктов сгорания в топке обеспечивает быстрый прогрев газовоздушной смеси и устойчивое безотрывное горение газового факела. Нетипично высокая устойчивость газового факела наблюдается даже при значительных отклонениях параметров дутьевого воздуха и сжигаемого газа от режимных.
Устойчивая и безопасная работа горелки с минимальными избытками воздуха 2-5 % и минимальными вредными выбросами сохраняется при очень низких давлениях газа и при регулировании тепловой мощности в пределах 10-140% от номинальной.
| Республика Казахстан | тел.: (8727) 3179824 | ||
| г. Алматы | моб.: +77015526461 | ||
| Российская федерация | |||
| г. Москва | моб.: |
| Электронная почта: | ekoras@yandex.ru |