WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


«VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горение твердого топлива» Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 13–16 ноября 2012 ...»

VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горение твердого топлива»

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 13–16 ноября 2012 г.

 

УДК 621.18.7.662.938

ОПЫТ БЕЗМЕЛЬНИЧНОГО СЖИГАНИЯ УГЛЯ В НТВ ТОПКЕ

Распутин О.В., Сухинин В.И., Воротников Е.Г., Обухов И.В.

Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ), г. Владивосток

В процессе освоения низкотемпературного вихревого сжигания в 70–80

годах прошлого века под научным руководством профессора В.В. Померанцева, была показана возможность отказа от мельниц и перехода на сжигание дробленного угля в камерной топке. Вместе с тем были выявлены проблемы, основной из которых является износ фронтового экрана под действием абразивного потока нижнего дутья, вводимого в топку с высокой скоростью – 120 м/с для удержания во взвешенном состоянии крупных фракций топлива [1]. В дальнейшем в процессе освоения НТВ-сжигания сотрудниками кафедры ТОТ ДВПИ для сжигания топлива грубого помола была предложена модульная топка с соплом нижнего дутья прямоугольного сечения с близким соотношением ширины и высоты. Исследования сжигания твердого топлива в модульной низкотемпературной вихревой топке, проведенные на котле БКЗ-220-100Ф Хабаровской ТЭЦ-1, показали, что система нижнего дутья с сосредоточенным соплом обладает хорошей транспортирующей способностью и позволяет, при относительно невысоких скоростях воздуха 30–50 м/с, отвеивать топливо грубого помола, характеризуемого остатком на сите R1000 более 20% [2]. Полученные результаты дали основания полагать о возможности применения указанного устройства нижнего дутья для организации безмельничного сжигания дробленки в НТВ-топке.

Изучение этого вопроса было проведено на котле ТП-20М теплоцентрали завода «Прогресс» г. Арсеньев. В 1984 г. котел был переведен на низкотемпературное вихревое сжигание пыли угрубленного помола с реализацией классической схемы НТВ-топки с ленточным соплом нижнего дутья, направленным вдоль фронтового ската, фронтовым размещением прямоточных наклоненных горелок. В 1988 г. была проведена реконструкция котельного агрегата с реализацией возможности безмельничного сжигания угля. Для подачи дробленого угля в топочную камеру продлен правый скребковый питатель, который обеспечивает транспортировку топлива из бункера сырого угля на фронтовой скат через течку диаметром 400 мм. Течка введена в топку через отверстие в неэкранированной части правой боковой стены холодной воронки топки (рис. 1). Левая пылесистема с молотковой мельницей типа ММТ и гравитационным сепаратором сохранена.

Для угрубления помола проходное сечение шахты сепаратора заужено до 40 % от первоначального и предусмотрена подача топлива из бункера в восходящий поток сушильного агента для отвеивания относительно мелких частиц без размола.

Для получения дробленого угля требуемого качества с ограничением максимального размера куска установлен полный комплект бил, уменьшен зазор между отбойным брусом и билами, осуществлена подача угля навстречу вращению ротора штатной дробилки СМ-170 Б, расположенной вначале тракта топливоподачи. Дополнительно реконструирован узел пересыпки топлива на ленточные конвейеры бункерной галереи с установкой грохота, что позволяет крупные куски угля отправлять на слоевые котлы, а мелочь размером не более 25 мм грузить в правый бункер вихревого котла.

83.1 Рис. 1. Схема безмельничного сжигания на котле ТП-20М

В устье холодной воронки топки в центральной ее части установлено сопло нижнего дутья в виде канала сечением 400400 мм под углом 700 к горизонту, направленное под горелки (сопла вторичного воздуха) (рис. 1). Загрузка топлива осуществляется на струю нижнего дутья в нижней части сопла с откосов, образуемых в результате накопления топливных и золовых частиц с правой и левой сторон холодной воронки. Для очистки сопла в нижней его части выполнено отверстие сечением 300300 мм, откуда опущена течка под уровень воды в шлакошнеке.

Для предотвращения проскока частиц с потоком нижнего дутья в верхнюю часть топки над горелками установлен лист из жаропрочной стали по всей ширине топки глубиной 900 мм (рис. 1).

На задней стенке топки для сепарации частиц из восходящего потока и выравнивания температурного поля в верхней части топочной камеры установлен аэродинамический козырек из жаропрочной стали на отведенных трубах заднего экрана на глубину 1350 мм (рис. 1).

В течение 1988 г. была опробована работа топки в безмельничном режиме при сжигании ирша-бородинского, павловского, березовского бурых углей.

Фракционный состав дробленного топлива, характеризуемый остатками на ситах размером 35 мм, 25 мм, 7 мм, и 1,5 мм, в период испытаний котла был следующий: R35 = 1-3,8 %, R25 = 3,0-6,94 %, R7 = 24,7-46,6 %, R1,5 = 72,8-94,2 %. На пер- вом этапе, когда грохот еще не был готов, максимальный размер куска угля достигал 40-50 мм.

83.2   Испытания котла были проведены при нагрузках 15 – 30 т/ч (0,75–1,5 от номинальной). В том же диапазоне нагрузок котел эксплуатировался в течение 1988 г.

В результате наладки определен воздушный режим топки при безмельничной работе. Воздух распределялся на сопла вторичного воздуха в горелках и сопло нижнего дутья в пропорции, соответственно, 51,4–56,3% и 43,7–48,6 %, скорость нижнего дутья составляла 40–50 м/с, скорость вторичного воздуха на выходе из горелок составляла – 35–40 м/с, напор за дутьевым вентилятором – 450-480 мм вод. ст., избыток воздуха за пароперегревателем – 1,5–1,68.

В результате эксплуатации и испытаний котла установлено, что при переходе на безмельничное сжигание ирша-бородинского угля в топке создается вращающийся горящий запас топлива, который стабилизирует процесс горения.

Пульсации давления в камере сгорания практически исчезают. Провал отсутствует, однако золовая масса в топке не накапливается, а выносится через верхнее выходное окно топочной камеры. Котел устойчиво работает в диапазоне нагрузок от 0,7 до 1,5 от номинальной. Шлакование поверхностей нагрева и неэкранированных зон в топке отсутствует.

Дробленка ирша-бородинского угля, благодаря высокой реакционной способности топлива, термо- и пневморазмолу кусков, хорошо выгорает. Несмотря на угрубление уноса, потеря тепла от механического недожога составляет 2,02–3,08 %. (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость потери тепла от механического недожога от паропроизводительности котла На других видах топлива (березовском, павловском) в безмельничном варианте работа котла неустойчива из-за нестабильного воспламенения. На этих углях котел эксплуатировался с включенной левой пылесистемой и, соответственно, со снижением подачи дробленного угля правым питателем.

Наблюдения за состоянием поверхностей нагрева в течение полугода работы в безмельничном режиме показали, что, несмотря на относительно невысокую скорость ввода нижнего дутья, имеет место интенсивный абразивный износ фронтового экрана и обмуровки под горелками в месте контакта потока нижнего дутья с фронтовой стенкой топки. Другой проблемой сжигания дробленки является коробление и износ канала нижнего дутья под действием горящего топлива, 83.3   поступающего в канал. Поэтому основными задачами следующего этапа освоения безмельничного сжигания являлись: борьба с износом фронта котла и повышение надежности сопла нижнего дутья.

Из пассивных методов защиты фронтового экрана, опробованных в период 1988–1992 г., наиболее эффективным, но и наиболее трудоемким способом, оказалась наплавка труб твердым сплавом. Из активных методов применено увеличение угла наклона сопла таким образом, чтобы поток нижнего дутья меньше контактировал с фронтом, а также снижение скорости потока нижнего дутья за счет расширения выходной части сопла и удлинения пути струи. Последние решения позволили снять проблему износа фронтового экрана. Вместе с тем отклонение восходящего потока от фронтового ската имело отрицательные последствия, так как образовывалось фонтанирующее движение, что снижало устойчивость воспламенения и вызывало рост мехнедожога. Поэтому в конечном итоге вернулись к аэродинамической схеме, в которой струя нижнего дутья направляется вдоль фронтового ската холодной воронки.

При поиске способов повышения надежности работы сопла нижнего дутья были опробованы разные материалы для его изготовления: жаропрочная сталь, чугун, титан. Проверена работа канала нижнего дутья с воздушным охлаждением. Установлено, что при поступлении топлива в сопло и значительном тепловыделении, из-за температурных напряжений и абразивного воздействия топливно-воздушной струи, независимо от материала нарушается геометрия канала нижнего дутья, что ведет к снижению устойчивости воспламенения и шлакованию топки. Наибольший срок службы – один отопительный период, имело сопло, изготовленное из чугуна и сопло с воздушным охлаждением.

В 1993 году топливный баланс теплоцентрали был сориентирован на приморские влажные, зольные бурые угли, что привело к необходимости перевода котла ТП-20М на сжигание молотого топлива с угрубленным фракционным составом, характеризуемом остатком на сите 1 мм – 10 20 %. Для транспорта такой пыли установлено инвертное сопло нижнего дутья с направлением потока вдоль фронтового ската и с отвеиванием топлива на выходном срезе сопла. Данная конструкция нижнего дутья оказалась надежной и эксплуатируется до настоящего времени.

Литература

1. Серант Ф.А. Сжигание немолотых азейских бурых углей в низкотемпературной вихревой топке по схеме ЛПИ-ИТЭЦ-10 / Ф.А. Серант, С.М. Шестаков, В.В. Померанцев, В.В. Поляков, Г.И. Матюхин, В.Н. Точилкин, Ю.А. Пугач // Теплоэнергетика. – 1983. – № 7.

2. Штым А.Н. Опыт освоения вихревой технологии сжигания твердого топлива / А.Н.

Штым, Е.Г. Воротников, О.В. Распутин, К.А. Штым // Энергетик. – М.: НТФ «Энергопрогресс», 2011.-№ 9. – с. 23-26.

83.4

Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет им. А.М. Горького" Физический факультет Кафедра общей и молекулярной физики Инновационная образовательная программа "Опережающая подготовка по прорывным направлениям раз...»

«Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Государственный университет имени М.В. Ломоносова ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра кристаллографии и...»

«Утвержден 5В1.550.046-21 ПС-ЛУ ДКПП 33.20.53.190 ДКПП 26.51.53-13.00 ОКП 42 1511 СИГНАЛИЗАТОР ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ ЩИТ-2 Паспорт 5В1.550.046-21 ПС На предприятии действует Система управления качеством согласно требованиям ДСТУ ISO 9001:2009 Сертификат № UA 2.003.08329-14 ВНИМАНИЕ! В...»

«Калитник Александра Анатольевна Низкомолекулярные производные ионных полисахаридов. Структура и свойства 02.00.10 – Биоорганическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Владивосток – 2013 Работ...»

«М.Г. Добровольская ГЕОХИМИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ Учебное пособие Москва Российский университет дружбы народов Утверждено РИС Ученого совета Российского университета дружбы народов Рецензент Доктор геолого-минералогических наук И.Н. Кигай Добровольская М.Г Геохимия земной коры: Учеб. пособие. М: РУДН,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Кафедра начального естественно-математического образования Достижения метапредметных результатов младшими школьниками на уроках окружающего мир...»

«1979 г. Май Том 128, вып 1 УСПЕХМФМЗИЧЕСКИХНАУК ФИЗИКА НАШИХ ДНЕЙ 539.12.01 СУПЕРГРАВИТАЦИЯ И УНИФИКАЦИЯ ЗАКОНОВ ФИЗИКИ*) Д. Фридман, П. ван Нътвенхёйзен В этой новой теории гравитационная сила возникает из симметрии, связывающей между собой частицы с совершенно различными свойствами. Конечным...»

«Гога Сергей Тарасович УДК 544.351.3 + 544.623 + 544.7 Ассоциация и сольватация в растворах тетраалкиламмониевых и N-алкилпиридиниевых солей с гидрофобными анионами 02.00.04 – физическая химия Диссертация на соискание ученой степени кандид...»

«939 УДК 541.183 Отрицательная хроматография водорода и гелия на цеолите СаА Эльтекова Н.А., Эльтеков А.Ю., Эльтеков Ю.А. Федеральное бюджетное государственное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН, Москва Поступила в редакцию 30.08.2013 г. Аннотация При 298К измер...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.