PAPERS SELECTED FOR THE SYMPOSIUM

• РАЗВИТИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ВИХРЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ

  Рундыгин Ю.А. - Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Россия, Григорьев К.А. - Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Россия, Скудицкий В.Е. - ООО "Компания "НТВ-энерго" (Санкт-Петербург), Россия, Тринченко А.А. - Санкт-Петербургский государственный по

  Abstract Text

  Создание нового и модернизация действующего котельного оборудования в энергетике на твердом топливе требует применения высокоэффективных, экологически чистых технологий сжигания, одной из которых является низкотемпературная вихревая (НТВ). Основная идея НТВ-сжигания заключается в организации двух зон горения, которые разнесены по высоте топки. В нижнем объеме НТВ-топки за счет взаимодействия потоков горелочно-сопловых устройств организована вихревая зона активного горения, где в условиях многократной циркуляции частиц сгорает до 90…95 % топлива. Остальная часть топлива сгорает в зоне догорания, которая располагается над вихревой зоной. Активная вихревая аэродинамика, многократная циркуляция топлива и ступенчатый подвод окислителя в зону активного горения позволяют получить ряд положительных эффектов (по сравнению с обычной технологией сжигания в прямоточном факеле), основные из которых следующие: 1) Стабилизация воспламенения и горения обеспечивает эффективное сжигание высоковлажных (до = 60 %) и низкореакционных топлив; 2) Рост конвективной составляющей в теплообмене повышает тепловую эффективность НТВ-топки и позволяет уменьшить (на 10…20 %) габариты (при создании новых котлов), либо повысить тепловую нагрузку топки (при модернизации действующего оборудования); 3) В НТВ-топках наблюдается резкое снижение интенсивности загрязнения поверхностей нагрева, что важно при сжигании сильно шлакующих топлив (с низкой температурой плавления золы); 4) Выравнивание температурного поля, снижение (на 200…300 градусов) его общего уровня, горение основной части топлива при недостатке окислителя позволяют резко снизить (на 30…50 %) генерацию оксидов азота. Кроме того, условия НТВ-процесса способствуют повышению связывания оксидов серы за счет реакций с основными оксидами (CaO) минеральной части топлива. При НТВ-сжигании бурых углей и лигнитов желательно существенное угрубление помола (до R1000 = 10…30 %), что позволяет обеспечить взрывобезопасность системы подготовки топлива при любом составе сушильного агента и резко снизить затраты энергии на размол топлива. НТВ-технология сжигания прошла апробацию в котлах паропроизводительностью от 20 до 420 т/ч на широкой гамме твердых топлив, таких как торф, бурые и каменные угли, горючие сланцы, отходы деревообработки и микробиологического производства. Теплотехнические характеристики опробованных топлив изменяются в широких пределах: теплота сгорания = 6,7…23 МДж/кг, влажность = 9…60 %, зольность = 6…50 %, выход летучих веществ = 15…90 %. Некоторые котельные установки уже отработали более 100 тысяч часов и длительной эксплуатацией доказали эффективность НТВ-сжигания. За последние годы на основе обобщения опыта НТВ-сжигания и численного моделирования разработаны и опробованы в промышленных условиях новые схемы и конструкции горелочно-сопловых устройств для реализации НТВ-процесса. Новые технические решения позволили улучшить технико-экономические и экологические показатели НТВ-топок.
  Abstract Text

  Создание нового и модернизация действующего котельного оборудования в энергетике на твердом топливе требует применения высокоэффективных, экологически чистых технологий сжигания, одной из которых является низкотемпературная вихревая (НТВ). Основная идея НТВ-сжигания заключается в организации двух зон горения, которые разнесены по высоте топки. В нижнем объеме НТВ-топки за счет взаимодействия потоков горелочно-сопловых устройств организована вихревая зона активного горения, где в условиях многократной циркуляции частиц сгорает до 90…95 % топлива. Остальная часть топлива сгорает в зоне догорания, которая располагается над вихревой зоной. Активная вихревая аэродинамика, многократная циркуляция топлива и ступенчатый подвод окислителя в зону активного горения позволяют получить ряд положительных эффектов (по сравнению с обычной технологией сжигания в прямоточном факеле), основные из которых следующие: 1) Стабилизация воспламенения и горения обеспечивает эффективное сжигание высоковлажных (до = 60 %) и низкореакционных топлив; 2) Рост конвективной составляющей в теплообмене повышает тепловую эффективность НТВ-топки и позволяет уменьшить (на 10…20 %) габариты (при создании новых котлов), либо повысить тепловую нагрузку топки (при модернизации действующего оборудования); 3) В НТВ-топках наблюдается резкое снижение интенсивности загрязнения поверхностей нагрева, что важно при сжигании сильно шлакующих топлив (с низкой температурой плавления золы); 4) Выравнивание температурного поля, снижение (на 200…300 градусов) его общего уровня, горение основной части топлива при недостатке окислителя позволяют резко снизить (на 30…50 %) генерацию оксидов азота. Кроме того, условия НТВ-процесса способствуют повышению связывания оксидов серы за счет реакций с основными оксидами (CaO) минеральной части топлива. При НТВ-сжигании бурых углей и лигнитов желательно существенное угрубление помола (до R1000 = 10…30 %), что позволяет обеспечить взрывобезопасность системы подготовки топлива при любом составе сушильного агента и резко снизить затраты энергии на размол топлива. НТВ-технология сжигания прошла апробацию в котлах паропроизводительностью от 20 до 420 т/ч на широкой гамме твердых топлив, таких как торф, бурые и каменные угли, горючие сланцы, отходы деревообработки и микробиологического производства. Теплотехнические характеристики опробованных топлив изменяются в широких пределах: теплота сгорания = 6,7…23 МДж/кг, влажность = 9…60 %, зольность = 6…50 %, выход летучих веществ = 15…90 %. Некоторые котельные установки уже отработали более 100 тысяч часов и длительной эксплуатацией доказали эффективность НТВ-сжигания. За последние годы на основе обобщения опыта НТВ-сжигания и численного моделирования разработаны и опробованы в промышленных условиях новые схемы и конструкции горелочно-сопловых устройств для реализации НТВ-процесса. Новые технические решения позволили улучшить технико-экономические и экологические показатели НТВ-топок. « hide
  Symposium Session: Thermal, hydro, wind and other Power Plants | Eksploatacioni problemi termo, hidro, vetro i drugih elektrana